工业气体项目可行性研究报告.docx
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工业气体项目可行性研究报告
顺安精细化工有限公司
工业气体项目
可行性研究报告
附件：
1.三明顺安精细化工有限公司工业气体项目总平面布置图。
2.明溪县建设局工业气体项目用地红线图。
3.厂址区域位置图。
4.明溪县经济贸易局批复的关于三明顺安精细化工有限公司工业气体项目的《福建省企业投资项目备案表》——闽经贸备（2009）G09011号。
1总论
1.1概述
1.1.1项目名称：
三明顺安精细化工有限公司工业气体项目。
1.1.2主办单位：
三明顺安精细化工有限公司
企业性质：
民营股份制企业
法定代表人：
陈孟标
财务负责人：
梁云英
项目负责人：
陈建明
技术负责人：
王孔业
1.1.3编制单位：
福建省石油化学工业设计院。
1.1.4项目建设地点：
明溪县汉仙镇王陂村。
1.1.5编制依据
（1）三明顺安精细化工有限公司与福建省石油化学工业设计院签订的建设工程委托合同书，合同号：
S2009-079
（2）原化工部《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）》[化计发（1997）426号]。
（3）明溪县经贸局批复的关于三明顺安精细化工有限公司工业气体项目《福建省投资项目备案表》。
闽经贸（2009）909011号。
（4）明溪县建设局工业气体项目用地红线图。
（5）三明顺安精细化工有限公司提供的项目厂址区域位置图。
（6）三明顺安精细化工有限公司提供的设计基础资料。
1.1.6编制原则
（1）严格遵守国家和地方的有关政策、法规；认真执行国家、行业和地方的有关规范、标准规定；
（2）选择成熟、可靠、略带前瞻性的工艺技术路线，提高项目的竞争力和市场适应性；
（3）装置的布置根据现场实际情况,合理用地，贯彻“工厂布置一体化、生产装置露天化、建（构）筑物轻型化、公用工程社会化、引进技术国产化”的原则。
（4）严格执行“三同时”原则，积极推行“安全文明清洁”生产工艺，做到环境保护、劳动安全卫生、消防设施与工程建设同步规划、同步实施、同步运行，注意可持续发展要求，具有可操作弹性；
（5）形成以人为本、美观的生产环境，体现企业文化和企业形象；
（6）满足项目业主对项目功能、盈利性等投资方面的要求；
（7）充分估计工程各类风险，采取规避措施，满足工程可靠性要求。
1.2项目提出的背景及投资的必要性
1.2.1项目建设背景
（1）企业概况
三明顺安精细化工有限公司是新成立的民营股份制企业，位于明溪县境内，隶属明溪县管辖，公司成立的宗旨是依靠科技进步和技术创新，建成现代化企业，为促进地区经济发展提供工业原料及燃料，公司注册资金1329.24万元。
（2）建设背景
氢气是重要的工业气体和特种气体，是地区工业发展必不可少的基础原料。
氢作为二次能源，在全球能源出现危机的背景下，作为石油燃料的替代品，从廉价的水中获取氢气，其意义是显著的。
因此，氢气生产是地区建设的先行项目，可为地区的发展和招商引资创造必要条件，在建设海峡西岸经济区的时代背景下，可为海西经济区的繁荣添砖加瓦。
1.2.2投资的必要性及经济意义
明溪县地处三明地区，在三明市“两带一圈”发展格局中占有重要位置。
“十一五”时期是明溪县经济和社会发展的重要时期，县政府在“十一五”发展规划中提出了推进产业结构优化升级、实施项目带动的发展战略，大力提倡园区经济，集中力量抓好十里埠等生态经济园区建设，充分发挥园区产业集群、要素集聚、资源集约的效应，建设一批产业集群缺失的项目，以延伸和拓展产业链，并在2009年的经济社会发展中明确了做大做强海斯福氟化工等骨干企业，以促进明溪工业发展，提升产业层次的主要任务。
因此，作为十里埠工业园区的一员，为配套海斯福氟化工的生产，填补园区缺失项目，及时地投资兴建水电解制氢项目符合市、县政府的发展战略，对促进我省及三明市氟化工产业的发展有着深远的意义。
氢气是甲类易燃易爆危险化学品，其运输半径不宜过远。
长期以来，明溪及周边地区用氢全部由外地购买，长距离的运输，气瓶不免受到颠簸震动，存在着较大的安全隐患，而且还无法保证气源使用的持续和稳定性，迄今为止明溪县境内尚无氢气生产厂家，从安全生产、提倡以人为本的理念出发，在安定环境下，建设一座水电解制氢装置是必要和及时的。
经过对明溪及周边县市使用氢气的产业链进行调查了解，并对一些设备的生产厂家、工艺技术等方面综合考察之后，三明顺安精细化工有限公司拟在十里埠工业园投资兴建一座水解制氢装置，这不仅给企业本身带来经济效益，同时也可促进明溪及周边县市的经济发展和繁荣，具有双重的积极意义。
1.3可行性研究范围和主要过程
1.3.1研究范围
根据项目委托书和企业提供的基础资料，本报告对本项目的建设背景、建设意义、有利条件、原辅材料、动力供应、市场需求等进行分析，在确定建设规模和产品方案的基础上，对工艺技术、总图运输、公用工程、辅助设施、环境保护、消防、劳动安全、工业卫生、组织结构、项目实施计划、投资估算、资金筹措、经济效益等方面进行调查研究，分析论证，作出评价，供有关部门和投资商作投资前决策依据。
1.3.2主要过程
在企业前期工作的基础上，本可行性研究报告的编制按以下过程进行：
（1）配合业主进行厂址选择；
（2）对原辅材料、动力的供应和产品需求进行调研，确定生产规模；
（3）调查国内相关工艺技术，结合工厂具体情况，进行分析比较，确定最佳工艺技术路线；
（4）现场落实总图、运输、供电、给排水、供汽情况，了解建设项目所在地对环境、劳动安全和职业卫生以及消防的要求；
（5）了解类似企业的生产水平、消耗水平及财务状况；
（6）编制本可行性研究报告。
1.4研究的简要结论及技术经济指标
1.4.1研究的简要结论
从生产和技术上分析，本工程采用的工艺技术成熟可靠，流程简捷，生产环境友好，生产原料简单低廉，供给保证，水、电条件完备，市场前景乐观，建设方案稳妥，项目实施后能满足环保、消防及劳动安全卫生要求，建厂条件成熟。
从经济分析上看，本工程新增总投资为1329.24万元，其中建设投资1249.24万元，流动资金80万元，建设期1年，年均利润总额为231.89万元，投资收益率17.45%，全投资财务内部收益率达16.40（税后），经济效益较好，具体技术经济指标详见主要技术经济表。
1.4.2主要技术经济指标
项目主要技术经济指标表
序号
项目
单位
数量
备注
一
生产规模
1
工业氢气
Nm3/a
30x104
2
工业氧气
Nm3/a
15x104
二
主要原材料消耗
1
水
t/a
300
三
燃料及动力消耗
1
工业氢气
1.1
电
kWh/a
153x104
包括循环水，压缩空空气、灌瓶用电
2
工业氧气
2.1
电
kWh/a
4.5x104
包括灌瓶
四
循环冷却水系统
Nm3/a
50
五
厂区占地面积
m2
17860.92
折26.8亩
六
建筑总面积
m2
3692.8
七
劳动定员
人
40
八
年工作日
天
300
九
三废排放量
1.
废气
t/a
0
2.
废水
t/a
45
3
废渣
t/a
0
十
运输量
1
运入量
t/a
2
运出量氢气
瓶
54000
40L钢瓶
氧气
瓶
24000
40L钢瓶
十一
技术经济指标
1
总投资
万元
1329.24
其中:
建设投资
万元
1249.24
流动资金
万元
80
2
年均销售收入
万元
618.38
3
年均总成本费用
万元
378.60
4
年均销售税金及附加费
万元
7.89
5
年均增值税
万元
87.87
6
年均利润总额
万元
231.89
7
总投资收益率
%
17.45
8
投资利税率
%
24.64
9
全投资回收期
年
6.11
（税后）
10
财务内部收益率
%
16.40
（税后）
11
财务净现值
万元
246.47
（税后）
12
盈亏平衡点
（生产能力利用率）
%
54.68
（税后）
总之，本工程从技术上、经济上分析都具有良好的社会效益与经济效益，本项目的实施不影响周边环境，可实现经济建设与环境保护的协调发展，是切实可行的。
1.5存在问题和建议
（1）建议建设方尽快编制《环境影响评价报告》的工作。
（2）建议建设方应尽快委托有资质的安全评价机构对本项目进行编制安全预评价报告。
（3）建议建设方尽快完善顺安精细化工有限公司工业气体项目的《选址意见书》。
2市场需求预测
2.1产品的性质、用途与发展
（1）氢气
氢为无色、无毒、无味的气体，比空气轻，难溶于水，具有很强的还原性。
氢气易燃、易爆，在空气中的爆炸范围为4％～74％（体积），燃烧热为120kJ/kg。
氢是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体。
在石油化工生产中，用于石油炼制和石油化工的各种工艺过程，如加氢裂化、催化加氢、加氢精制、加氢还原、加氢脱硫、苯加氢制环己烷、萘加氢制十氢萘等，在基础工业生产中是合成氨、有机氟化工生产的原料；许多化学品的生产都要消耗氢，例如氢气与氯气合成氯化氢（其水溶液为盐酸），氢与某些有机物作用生成醇、醛、醋酸、胺等；在日用精细化工生产中，用来对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂等产品中的脂肪进行氢化；由于氢的高燃料性，在航空工业中用液氢做为航天工业的燃料。
氢有很强的还原性，在冶金中能将钨和钼的氧化物还原成金属钨和钼，一般情况下，氢极易与氧结合，是天然的还原剂，从而使其应用于防止出现氧化的生产中；氢与氧燃烧时产生2600℃的高温，可用于熔融和切割金属；氢气是清洁能源，它所具有的高热值和环保性，决定了它具有其他能源所不能及的优点，在全球能源危机化的形势下，用氢做为石油燃料的替代品已成为时代的趋势。
随着国民经济的快速增长，人类生活质量的不断提高，社会各行业对氢气的需求将日趋增多，其用途十分广泛。
（2）氧气
氧气为无色无臭气体，溶于水和乙醇，无毒，除惰性气体外氧能同所有的元素形成化合物，是良好的助燃气体，与可燃性气体（如氢、乙炔、甲烷等）按一定比例混合容易爆炸。
氧气除和乙炔配套用于金属焊接和切割外还广泛用于熔炼和顶吹氧炼钢，化学工业上常用于强化硝酸和硫酸的生产，氧气与水蒸汽混合可用来代替空气吹入煤气气化炉内，得到较高热值的煤气；医疗上氧化疗法可治疗肺炎、煤气中毒等症，通过高压氧吧仓的治疗可缓解心血管、中风、烧伤等病人的症状，氧气的应用范围相当广泛，是一种必不可少的助剂和氧化剂，无论在工农业生产、国防建设、还是在日常生活中都具有相当重要的作用。
2.2市场供求情况分析
气体作为工业企业的先导行业，与国家的宏观经济形势密切相关，在国民经济稳定发展时期，对工业气体的需求将呈现居高不下的态势。
但工业气体的生产受安全性影响较大，尤其对氢来说，它不是一次能源，而是要从一次能源中通过转换产生出来的二次能源，同时它又是一种气体燃料，在输送分配方面相对存在一定困难，氢气储运技术目前仍然面临着挑战，因此区域供应特征明显，在不同的区域内，特别在工业重地，氢气的市场，特别是纯度高的氢气市场需求较大。
从产能上分析，目前三明市工业企业氢气生产厂家不多，多为自产自用，大多以煤为原料采用半水煤气、发生炉煤气等煤气化方法制取氢气，氢纯度低，可供社会零售的量较少；另一方面，明溪县在“十一五”发展规划中大力提倡园区经济，发展一批代表明溪经济特点的竹木业、生物药业等项目，同时还重点扶持发展一批工业项目，提升地区的产业层次，氢气是主要的化工基础原料，但至今在明溪未建有氢气生产装置，氢气产量尚属空白。
从消费市场分析，本装置气体产品主要供应与其相邻的海斯福氟化工厂，日消耗工业氢气800～1000Nm3,主要用于原料的还原。
长期以来，该厂从三明、福州、邵武甚至更远的地区购买氢气原料来满足生产的要求，供应的稳定性和连续性受到影响，本项目建成可保证海斯福氢气原料的用量要求，将来随着生产的发展和企业的壮大，有望成为海斯福的配套供应商，目前海斯福已与三明顺安精细化工有限公司签订了长期的供货合同，生产的氢气产品全部用于海斯福的生产。
除此之外，南平、清流、三明等地区用氢、特别是对高纯氢的需求尚有一定的市场容量。
作为常用的工业气体，社会对氧气也有大量的需求，鉴于氧气本身的物理特性，通常无法大量储存，季节性产量波动较大，特别在夏季，产品愈加紧缺，在不同的地区建设具有一定储存能力的工业气体装置，具有一定的市场，况且明溪县至今尚无氧气生产厂或氧气灌装站，因此，明溪及周边地区氧气市场是大有潜力的。
总之，随着经济的发展和海西建设大背景的衬托，除现有的海斯福等生产厂家外，估计用氢单位将有增无减，因此，该项目建成投产后市场前景乐观。
3建设规模与产品质量指标
3.1建设规模
项目建设规模及产品品种如下：
（1）工业氢气（V/V≥99.2%）:
30.0X104Nm3/a
工业氧气（V/V≥99.2%）:
15.0X104Nm3/a
（2）年工作日：
300天
3.2产品质量指标
（1）工业氢气氢气质量标准（GB/T3634.1-2006）
氢气质量应符合GB/T3634.1-2006标准，具体要求如下：
项目
指标
备注
优等品
一等品
合格品
氢气纯度%≥（V/V）
99.95
99.95
99.00
氧气纯度%≤（V/V）
0.01
0.20
0.40
氮加氩%≤（V/V）
0.04
0.30
0.60
露点/℃
-43
游离水/（ml/40L）
无游离水
≤100
（2）工业氧气
工业氧气质量应符合GB/T3863-2008标准，具体要求如下：
项目
指标
氧气纯度%≥（V/V）
99.5
99.2
水（H2O）
无游离水
工业氧气质量标准（GB/T3863-2008）
4工艺技术方案
4.1工艺技术路线的选择
工业规模的氢气生产方法有煤气化法、烃类蒸汽转化法、部分氧化法、水电解法等。
除水电解法外，其余方法生产流程复杂、制氢过程中会对环境造成污染，“三废”产出多，制出的氢纯度低，还需要有比较有效的分离技术提纯氢气，这些方法比较适合用于甲醇、合成氨等基础工业所需的原料生产；另一方面，从长远看，石油和煤均是不可再生能源，随着工业化和现代化的进展，有限的化石能源枯竭的速度正在加快，从石油或煤等制取氢的方法将逐渐失去优势。
因此，从含氢最丰富的廉价物质水中提取氢，将成为今后发展的方向。
水作为制氢的原料取之不尽，制氢过程中不会造成环境污染，具有持续发展性。
目前，水电解制氢应用较广，技术比较成熟，已基本形成了一个较为稳定的产业，具备有生产成套设备和技术转让的能力，水电解制氢的效率一般在75～85％，获得的氢气纯度高，不需要后续的提纯净化工艺，生产流程短，缺点是电耗大，目前水电解制氢的工艺及设备均在不断的改进中，包括对电解反应器电极材料的改进、电解质溶液的改进、分解所需能量的改进等，开发出了固体高分子离子交换膜为电解质的技术，利用核能、太阳能、水能、风能及海洋能等技术路线，不断降低所需的能耗及生产成本，电解水制氢技术将慢慢成为今后制氢技术的主流。
本工程拟采用国产化水电解生产装置，由苏州竟立制氢设备有限公司提供成套设备和生产技术，其特点是：
氢气纯度高，生产流程短，操作条件缓和，操作方便，生产安全可靠等。
该套装置已经过国内多家企业的生产运行，效果良好，为大多数水电解制氢厂所用。
从实用、经济、成熟、安全等多方面的比较，本项目拟采用水电解制氢工艺。
4.2工艺流程简述
4.2.1制氢流程简述
制氢流程由补水系统、碱液循环系统、电解槽、氢纯化框架（系统）四部分组成。
其流程分述如下：
（1）补水系统
新鲜自来水首先进入补水系统内，经其中的纯水装置处理后进入原料水箱，由补水泵送进氢纯化框架内，在框架内纯水流经氢氧综合塔、氢氧分离器等设备，进行洗涤、冷却、分离氢气及氧气，最后与碱液一起进入碱液循环系统，从而实现向系统补水。
（2）碱液循环系统
由电解槽出来的电解液有两路：
一路富含氢气，另一路富含氧气，它们分别进入置于氢纯化框架内的氢分离器和氧分离器中，分离出氢气和氧气后，两路碱液汇合，由碱液循环泵经液碱冷却器冷却过滤，再次进入电解槽内，从而在制氢系统中实现碱液循环。
（3）电解槽
出自碱液循环系统的液相与纯水一起进入电解槽，纯水在直流电的作用下开始分解，在电解小室的阴阳极板上分别产生氢气和氧气。
这些氢气和氧气随电解液一起从电解槽两端流出进入氢纯化系统。
（4）氢纯化系统（框架）
氢纯化系统（框架）内分别设有氢（氧）分离器，氢（氧）综合塔，氢（氧）气水分离器，氢（氧）气调压装置等设备。
含有氢气和氧气的电解液先经氢（氧）分离器，在重力作用下与电解碱液发生沉降分离，分离出的氢（氧）气在综合塔内得到洗涤、冷却、分离去除液滴，经各自的调压装置稳压后送出纯化框架，进入各自的缓冲罐中等待充灌。
（5）其他系统
制氢装置设有充氮口，以确保系统内的正压。
制氢装置设有配碱系统，由碱循环泵、配碱箱、碱液过滤器组成，在碱泵、配碱箱、过滤器组成的循环回路中不断加入氢氧化钾，从而完成配碱过程。
制氢工艺流程方框示意图如下：
4.2.2灌装流程简述
（1）工业氧气充装流程简述
来自制氢工段的氧气压力为1.6MPa，用管道送至压缩机厂房内，经氧压机压缩至15MPa，送到气体灌装站，经充装排灌装到40升工业氧气瓶中，合格后进入实瓶区待售。
（2）工业氢气充装流程简述
来自制氢工段的氢气压力为1.6MPa，用管道送至压缩机厂房内，经氢压机压缩至15MPa，送到气体灌装站，经充装排灌装到40升工业气瓶中，合格后进入实瓶区待售
4.3主要工艺生产设备
我国水电解制氢技术已十分成熟，基本上达到成套供应技术和设备的水平。
本项目从实用、经济、成熟、快捷的角度出发，拟采用苏州竟立制氢设备有限公司提供的设备和生产技术，以达到节省投资加快建设进度的目的。
该套装置已经过国内多家企业多年的运行，效果良好，为大多数水电解制氢厂所用。
主要设备如下：
序号
名称
数量
型号及规格
材质
备 注
一
制氢部分
1
电解槽
1
DQ100-01,Q=100m3/h
不锈钢
2
附属设备框架
1
DQ100-02，V=50m3
2.1
碱液过滤器
1
DQ100-02-01
2.2
碱液冷却器
1
DQ100-02-03
不锈钢
2.3
氢氧分离器
2
DQ100-07
不锈钢
2.4
氢氧综合塔
2
DQ100-09
不锈钢
2.5
气水分离器
2
DQ100-02-02
不锈钢
2.6
排水器
2
DQ100-02-07
不锈钢
2.7
制氢专用各种阀门及组成件
1套
2.8
碱液循环泵
2
F82
3
原料水箱
1套
DQ100-03
碳钢
4
碱液箱
1套
DQ100-04
碳钢
5
补水泵
2
XBS-600/4.0
6
阻火器
1
ZHQ-00
7
控制柜
1套
GGD
8
整流柜
1
KGHS
9
变压器
1
ZHSK-800
10
纯水设备
1
11
空压机
1
Q=3m3/h,P=0.6MPa
12
空压储罐
1
V=0.2M3
二
灌装部分
1
氢压机
1
Q=100m3/h，P=15MPa
2
氧压机
1
Q=50m3/h，P=15MPa
3
氢气储罐
2
V=20m3,P=1.6MPa
碳钢
4
氧气储罐
1
V=20m3,P=1.6MPa
碳钢
5
氢气钢瓶
500
40升，15MPa
6
氧气钢瓶
250
40升，15MPa
7
氢气灌充排
6排
10头/排
不锈钢
8
氧气灌充排
2排
10头/排
不锈钢
4.4主要工艺指标
序号
项目
单位
指标
一
制氢部分
1
出口氢气纯度
（V/V）%
≥99.8
2
出口氧气纯度
（V/V）%
≥99.3
3
系统工作压力
MPa
1.60
4
氢气含湿量
g/Nm3H2
≤4
5
额定直流电耗
kWh/Nm3H2
≤4.6
6
出口氢气压力
MPa
1.60
7
出口氧气压力
MPa
1.60
8
液碱浓度（KOH）
%
10～20%
二
灌装部分
≥99.2
1.
氢气灌装压力
MPa
15.0
2
氢气灌装压力
MPa
15.0
3
工业氢气纯度
（V/V）%
≥99.95
4
工业氧气纯度
（V/V）%
≥99.50
4.5仪表控制
4.5.1设计依据
4.5.1.1建设单位提供的基础资料；
4.5.1.2工艺专业提供的基础资料及技术条件。
4.5.2设计采用的标准、规范
《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》HG/T20505-2000；
《自动化仪表选型设计规定》HG/T20507-2000；
《控制室设计规定》HG/T20508-2000；
《仪表供电设计规定》HG/T20509-2000；
《仪表供气设计规定》HG/T20510-2000；
《信号报警、安全联锁系统设计规定》HG/T20511-2000；
《氢气站设计规范》GB50177-2005
《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》
SH3063-1999；
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92；
《自动分析器室设计规定》HG/T20516-2000；
其他有关的设计标准。
4.5.3设计范围
自控设计范围包括制氢厂房、压缩厂房、气体灌装站等自控技术方案。
4.5.4自控水平及自控方案
本项目的自控系统是由本项目技术转让方（制氢装置成套商）苏州竞力制氢设备有限公司全套提供，系统采用PLC程序控制全自控运行。
具有自动停机、自动检测和控制，具备各级别报警、联锁等控制功能，实现一键开机的全自动无人值守。
并具备有手动操作功能，当PLC发生故障时，系统能自动切换成手动操作状
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