电子级磷酸建议书.docx
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电子级磷酸建议书
第一章项目建设的目的和意义
1.1企业概况
瓮福（集团）有限责任公司［以下简称瓮福集团］于2008年4月26日挂牌成立，原名为“贵州宏福实业开发有限总公司”，是在1994年6月经贵州省人民政府批准，由贵州省瓮福矿肥基地工程建设指挥部改制组建而成。
贵州省瓮福矿肥基地包括瓮福磷矿和瓮福磷肥厂两个国家重点建设项目，总投资58.5亿元，是国家在上世纪后十年投资200多亿元建设的全国五大磷肥基地之一，2001年12月30日通过国家验收。
经过几年来的技术改造，瓮福集团现已形成450万吨/年原矿、200万吨/年硫酸、90万吨/年磷酸、120万吨/年磷酸二铵、48万吨/年磷酸一铵、1.54万吨/年氟化铝、3万吨/年黄磷的生产能力，以及磷精细化工和环保产业。
瓮福集团秉承国家建设的初衷，坚持以生产优质高浓度磷复肥满足农业生产需要为己任。
2001年以来，瓮福集团坚持科学发展观，走新型工业化道路，坚持实施提升质量水平，提升科技含量，提升规模效应；降低成本，降低增量投入的“三升两降”工程，并取得良好成效。
2001～2004年，瓮福集团年均发展速度超过35%，实现“四年四大步”跨越式发展，一跃成为中国磷肥行业的领头企业。
2003年9月，“宏福牌”磷酸二铵荣获“中国名牌产品”称号；2004年9月，“宏福牌”磷酸二铵、磷酸一铵双双荣获国家质量检验检疫总局颁发的《产品质量免检证书》；2005年9月，“宏福牌”磷酸一铵荣获“中国名牌产品”称号。
瓮福集团先后被评为全国百家质量效益型先进企业、贵州省最具影响力企业、中国消费者十大满意品牌企业、中国石油和化工行业百强企业、全国十佳矿山企业等。
许多党和国家领导人以及国家有关部委领导同志近几年先后到瓮福集团视察，对瓮福集团的工作给予了充分肯定并寄予厚望。
省委、省政府把磷及磷化工作为贵州经济发展的重要支柱产业，并将瓮福集团列为近几年内建成销售收入达100亿元的企业集团之一。
瓮福集团拥有丰富的磷矿资源。
所属瓮福磷矿位于贵州省中部的瓮安县与福泉市境内，面积58平方公里，规划矿段探明的地质储量超过8.19亿吨，工业储量5.19亿吨，平均P2O5品位25%以上，其中可供露天开采的储量为2.4亿吨。
丰富的磷矿资源为瓮福（集团）的发展提供了坚实的保障。
瓮福（集团）所属瓮福磷肥厂位于贵州省福泉市马场坪镇北端，厂区距马场坪镇800m左右。
相距瓮福磷矿46km，交通便利，临近川黔铁路与贵遵高速路，公司自备站台经1.9km铁路专用线在福泉火车站与湘黔铁路接轨。
多年来瓮福集团一直注重资源的高效综合利用，狠抓节能降耗工作，实施了磷酸扩能技改等多项节能降耗措施，大幅降低了单位产品消耗和综合能耗，使产品消耗逐年下降，经济实力逐年增长，逐步实现经济的良性循环，并在同行业中处于先进水平。
1.2项目提出的背景和意义
我国是一个磷矿储量丰富的大国，磷酸盐工业地位的崛起，主要体现在基础产品及中间产品的生产量走在了世界的前列，但在多功能、多规格的系列精细磷化工产品上与世界前列还存在一定的距离。
瓮福（集团）有限责任公司作为国家“八五”和“九五”期间建设的五个大型磷矿肥基地之一，主要产品磷酸一铵、磷酸二铵。
众所周知，农用大宗磷肥、有机磷化物及磷酸盐是构成磷化工的三大产品线。
大宗农用磷肥等的消费已经逐步饱和，世界磷化工正由肥料型向功能型转化。
虽然瓮福（集团）有限责任公司具有其它企业不可比的磷资源优势，但磷矿是不可再生和不可替代的重要资源，是发展磷肥工业、磷酸盐工业的物质基础，已被国家列为2010年后不能满足国民经济发展需求的矿产资源。
磷酸是作为各种工业级和食品级磷酸盐的基础原料，是国民经济重要的物资之一。
近年来，随着能源短缺日趋严重，价格的快速上涨，市场需求的不断变化，传统的75％和85％的工业磷酸已难以适应市场变化需求，为使生产与需求接轨，必须使产品不断升级，开发高附加值的新产品。
随着我国电子行业的迅速发展，高纯磷酸在电子行业得到广泛应用，作为一种高附加值的精细磷化工产品，高纯磷酸的生产受到生产企业的重视。
因此，加大新技术的开发与研究，加快磷化工产业的精细化发展步伐，和磷化工产业链的扩张与延伸，改变单一的生产模式，发展多功能、多规格的磷系精细化学产品，提升企业的核心竞争力，为企业求得更为广阔的发展空间。
电子级磷酸广泛应用于超大规模集成电路、大屏幕液晶显示器、半导体等微电子工业等方面。
在硅平面管和集成电路生产中，普遍用铝膜作电极引线，对铝膜进行蚀刻，需要用磷酸作酸性清洗剂和腐蚀剂，在某些电子元件的清洗中也要用到电子级磷酸。
除此而外，电子级磷酸还在电子工业的液晶显示器生产上作清洗剂。
据估计仅我国台湾地区每年电子级磷酸消耗量在2万吨左右，随着液晶显示器产量的增加，电子级磷酸的需求也会进一步增加。
由于电子级磷酸的市场售价远大于其他规格的磷酸，这是因为虽然它们同为磷酸，但电子级磷酸属高技术、高附加值精细化工产品。
电子级磷酸的价格随其质量的高低差异也较大,一般电子级磷酸约1~2万元/吨,其金属离子杂质总含量在1.68mg·L-1（1ppm）以下的高纯电子级磷酸售价更高。
所以本项目的建成将优化企业产业结构，推动磷化工企业积极向高技术、高附加值的精细磷化工产品发展，降低企业的生产成本，提升企业的核心竞争能力奠定基础，具有现实的经济价值和良好的社会效益。
1.3主要技术经济指标
主要技术经济指标表表1-1
序号
指标名称
单位
数量
备注
一
设计规模
电子级磷酸
t/a
1000
二
年操作日
d
300
三
主要原材料用量
1
食品级磷酸85％
t/a
10000
四
公用系统消耗
1
水：
新鲜水
m3/a
700
超纯水
m3/a
300
2
电
kwh/a
19.5×104
3
低压汽
T/a
0.3
五
三废排放量
1
废水
m3/a
327
六
新增定员
人
20
第二章市场初步预测分析
2.1需求情况初步预测
1）产品规格、主要用途
产品名称及规格：
电子级磷酸，规格指标见下表（以台商标准作为本项目电子级磷酸质量指标）。
电子级磷酸质量标准及产品检验结果表表2-1
指标项目
电子级（BV-1）
台商标准
MOS级
产品1
产品2
产品3
磷酸（H3PO4）
≥85.0%
85.0%
≥88.0%
≥88.0%
≥88.0%
硫酸盐
（以SO4计）
≤10.0ppm
1.68ppm
1ppm
铝（Al）
＜0.7ppm
0.2ppm
0.11ppm
铜（Cu）
＜0.5ppm
5ppm
1.68ppm
＜0.1ppm
0.021ppm
钾（K）
＜0.7ppm
5ppm
0.12ppm
＜0.1ppm
＜0.2ppm
锰（Mn）
＜0.2ppm
5ppm
＜0.2ppm
＜0.1ppm
0.11ppm
钠（Na）
＜0.7ppm
10ppm
0.1ppm
0.5ppm
5.3ppm
镍（Ni）
＜0.3ppm
5ppm
＜0.03ppm
＜0.1ppm
0.018ppm
锶（Sr）
≤1ppm
1.18ppm
＜0.1ppm
铁（Fe）
≤0.05ppm
＜0.7ppm
10ppm
＜0.03ppm
0.5ppm
0.69ppm
镁（Mg）
≤0.01ppm
＜0.3ppm
10ppm
＜0.08ppm
0.1ppm
0.14ppm
砷（As）
≤0.05ppm
0.05ppm
0.5ppm
0.34ppm
0.2ppm
＜0.05ppm
重金属
（以Pb计）
≤0.2ppm
0.07mmm
钙（Ca）
≤0.2ppm
＜0.7ppm
20ppm
0.07ppm
0.5ppm
0.72ppm
铅（Pb）
≤0.2ppm
＜0.5ppm
0.2ppm
0.07ppm
0.3ppm
＜0.05ppm
铬（Cr）
≤0.2ppm
＜0.2ppm
0.34ppm
0.1ppm
0.01ppm
注:
产品相关指标为清华大学分析测试中心检测结果。
2）产品销售初步预测
电子级磷酸作为一种高附加值的精细磷化工产品，应用于发展前途广阔的IT产业，将是未来磷化工产业发展的一个方向。
目前，开展电子级磷酸专业化研究的国家不是很多，其关键技术长时间垄断在美国、德国、日本等发达国家的跨国企业集团手中（美国Schumacher公司、德国Merck公司、美国的J.TBAKER公司、日本的住友等）。
其研究领域已涉及轻工、石油、化工、医药、食品、电子等许多方面，所生产的电子级磷酸主要用于超大规模集成电路、大屏幕液晶显示器、半导体等微电子工业等方面。
电子级磷酸主要用于电子企业晶片生产过程中的清洗，而亚洲的韩国和中国台湾省的电子产品产量占有世界份额比较大的比重，因而这两个地方的电子级磷酸的需求量比较大，其中韩国的年需求量在8万吨左右，而亚洲的需求量在30万吨左右。
随着半导体芯片制造业向中国转移，我国电子级磷酸的用量将会有大幅增长。
我国电子级磷酸的生产刚刚起步，与国外相比，我国电子级磷酸市场具有以下特点：
①电子级磷酸产品属于微电子化学品垄断产品之一，其关键技术长时间垄断在美国、德国、日本等发达国家。
我国总体技术水平落后于发达国家，而且，原材料的消耗以及生产成本普遍高于国外；
②企业规模小，目前国内30多家磷酸生产企业，只有十几家企业进行生产和销售电子级磷酸，且规模均不大，这些企业主要集中在江苏、四川；
③国内生产的产品只能达到电子级磷酸低端产品要求，只能应用于电子工业的液晶显示器生产上作清洗剂；
④电子级磷酸由于其专利技术等原因，致使我国IC、LED、TFT-LCD行业用的电子级磷酸长期依赖进口，而目前我国市场上的电子级磷酸供应商主要集中在日本、美国和德国；
⑤研发电子级磷酸新技术，提高国内电子级磷酸产品质量，使产品应用于IC、LED、TFT-LCD等行业，摆脱长期依赖进口，将是我国电子级磷酸发展的方向。
所以本项目建成后，电子级磷酸产品在国内具有规模优势及资源优势，同时采用先进的生产工艺，产品质量得到保证，市场前景广阔。
2.2产品价格分析
电子级磷酸的价格随其质量的高低差异也较大,一般电子级磷酸约1~2万元/吨,其金属离子杂质总含量在1.68mg·L-1（1ppm）以下的高纯电子级磷酸售价更高。
近几年，国内外磷酸价格受能源、原材料价格影响较大，国际市场
价格约为15000元/吨，国内市场价格在10000元/t左右。
根据目前市场价格情况及拟建项目生产产品质量等诸因素综合考虑，本项目产品——电子级磷酸价格拟定为9000元/吨。
第三章产品方案和生产规模
3.1产品方案
（1）主产品电子级磷酸规格：
见表2-1。
（2）副产品工业级、食品级磷酸：
H3PO4浓度≥80%。
3.2生产规模
根据市场及企业自身生产条件，本项目电子级磷酸示范装置生产规模拟定为：
主产品电子级磷酸（H3PO4浓度≥88%）1000t/a；
副产工业级磷酸（H3PO4浓度≥80%）6500t/a；
副产食品级磷酸（H3PO4浓度≥80%）2640t/a。
第四章工艺技术初步方案
4.1工艺路线的选择
电子级磷酸的生产技术,特别是大规模工业化生产的技术是难度较大的技术。
有关厂商严格保密其核心生产技术，基于保密的原因，国内外相关资料报道相对很少。
目前，国内外生产电子级磷酸归纳起来有五种基本方法。
（1）三氯氧磷法：
是早期的高纯磷酸的生产方法，先将工业黄磷制成液态三氯氧磷（POCl3）,再将三氯氧磷进行精馏提纯，精制后的三氯氧磷与高纯水反应，经调节到所需浓度后便生成磷酸，再用微孔虑膜过虑除去微细固体尘埃，得到高纯磷酸。
该法生产工艺流程长，能耗高，故生产成本高，而且污染严重，设备材料的腐蚀严重。
（2）高纯磷法：
将工业黄磷提纯制成高纯磷,然后再与净化后的空气或氧反应生成P2O5,再与高纯水反应生成高纯磷酸。
该法提纯黄磷使磷的损失较大,成本增高;同时反应需在高温下进行,由于黄磷具有自燃性，该法对设备材质、生产控制和操作人员要求较高，生产控制较难。
（3）磷化氢法：
黄磷在碱的作用下生成磷化氢，或由磷化锌或磷化铝水解生成磷化氢,精制磷化氢，然后将磷化氢部份氧化生成高纯磷,再与纯氧或洁净空气氧化成P2O5,再与高纯水反应生成高纯磷酸。
该法同样具有生产工艺流程长，能耗高，故生产成本高，而且污染严重，同时还有安全隐患问题。
（4）电渗析法：
先将磷酸中的有机物，预先用活性炭除去，然后在一定的电流密度下进行渗析，利用离子交换膜对离子选择性透过的特性，来分离磷酸中的杂质，得到精制磷酸的方法。
利用电渗析法进行磷酸精制的研究较少，此法的技术关键是筛选具有良好选择性的离子交换膜，否则分离SO42-等杂质相当困难，而且膜孔易于被堵塞，不能处理浓度较高的磷酸。
此法精制成本高，用来精制磷酸的工业化还有很多问题尚待解决，距实用阶段尚有一定距离。
（5）结晶法：
使用工业级或食品级磷酸作原料，通过结晶净化，来降低原料磷酸中的杂质含量，使净化后的磷酸达到高纯磷酸的要求。
以上
（1）～（4）生产方法都存在对设备材料要求较高,生产过程安全要求严,生产控制条件苛刻,总体投资偏大,生产成本偏高等缺点。
本项目采用结晶法进行电子级磷酸的生产。
瓮福（集团）有限限责任公司技术中心从2004年6月开始开展《结晶法制电子级磷酸》的工艺研究，利用瓮福（集团）生产的湿法净化磷酸和热法磷酸作为原料，经过努力，于2006年8月10日研制出了电子级磷酸实验产品并完成了磷酸结晶过程热力学、动力学、结晶工艺的研究。
2007年7月在技术中心建立了20T/a的结晶法制电子级磷酸放大试验装置，对电子级磷酸放大的结晶工艺作了进一步的实验，完成了工艺放大、设备材质选择、中试装置连续运转实验。
这一系列实验工作的完成及基础工作的研究，最终确定了结晶工艺路线。
经结晶工艺净化后的磷酸质量达到了电子级磷酸标准。
结晶法具有以下优点：
（1）工艺技术设计合理，工艺流程短而简单，操作简便，投资少，成本低，易于实现工业化。
技术上自行设计结晶、制冷、空气净化及配套的有关设备，从而克服了设备等因素对电子级磷酸纯度的影响。
项目技术含量高，属国内首创，达到国内领先水平。
（2）该工艺是基于当前国家政策对发展循环经济，针对我国磷化工产品原料特征，磷化工产业发展存在的关键技术难题，集成国内力量，以具有自主知识产权的高纯精细磷酸净化技术为基础，攻克制备高纯磷酸的关键技术，实现产业化技术突破，优化工艺技术方案，降低原料消耗，减少环境污染和废物排放，满足国民经济和社会发展对磷化工产业产品的迫切需求。
4.2原料路线的选择
生产电子级磷酸采用原料为H3PO4浓度85%食品级磷酸，可由湿法制酸（磷酸萃取）工艺经浓缩净化制取，或由热法制酸工艺（黄磷在空气中燃烧得到P2O5，与水反应）直接制取。
瓮福（集团）有限责任公司以瓮福矿肥基地为主体，是目前我国最大的矿肥结合项目，肥厂位于北纬26°38′06″—26°39′11″，东经107°30′37″—107°31′23″，福泉市马场坪镇北面，距马场坪镇约800米。
该厂西距贵阳市约120公里，南距都匀市54公里，北至福泉市区8公里。
现有磷酸装置采用湿法磷酸工艺，生产能力为900000t/a，用于生产H3PO4浓度85%工业级磷酸浓缩净化装置生产能力为100000t/a，目前瓮福（集团）生产五钠耗用磷酸（H3PO4浓度80%）尚有一定的富余生产能力。
按拟建装置生产所需原料H3PO4浓度85%食品级磷酸用量10000t/a，副产H3PO4浓度80%工业级磷酸6500t/a，副产H3PO4浓度80%食品级磷酸2640t/a，考虑到运输和装置环境等因素，本示范装置拟建地瓮福磷肥厂内（原东邦公司）。
4.3工艺流程及简述
成品酸槽的磷酸（85%食品级磷酸）送至电子级磷酸装置作为生产原料，经冷却结晶得到磷酸一次结晶晶体，分离母液得到工业级或食品级磷酸（80%），磷酸一次结晶晶体采用超纯水进行重结晶，分离晶体，所得母液为食品级磷酸（80%），再将重结晶晶体用超纯水配制85%的电子级磷酸，然后定量灌装，经检验合格后，成品入库。
详见1Kt/a电子级磷酸工艺流程示意图。
1Kt/a电子级磷酸工艺流程示意图
设备
结晶槽
微滤
万级
过滤分离
超纯水
千级
重结晶槽
原料泵
过滤分离
滤
液
槽
成
品
库
灌
装
装
超纯水
超滤
电子级磷酸配制
滤
液
槽
更衣室
（万千级）
万级
百级
原料槽
空气净化机组房
空气净化机组房
冷水机组房
洗衣房
（千级）
中控室
分析室
（百级）
超纯水机组房
冷水机组房
洗衣房
（千级）
分析室（百级）
中控室
（万级）
第六章示范装置建设条件和选址初步方案
6.1项目的地理位置、地形、地貌概况
本项目拟建选址位于磷肥厂北纬26°38′06″—26°39′11″，东经107°30′37″—107°31′23″，福泉市马场坪镇北面，距马场坪镇约800米。
该示范装置西距贵阳市约120公里，南距都匀市54公里，北至福泉市区8公里,交通十分便利。
地势较为开阔，地形较为平坦，地貌属浅丘地貌，坡度缓和，地表覆盖土层较厚，丘间平地较多。
6.2水文及气象条件
贵州省属亚热带湿润季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，四季不甚分明，详细资料如下所示：
（1）大气温度
年平均温度15℃
最热月（7月）平均温度24.5℃
最冷月（1月）平均温度3.9℃
极端最高温度36.4℃
极端最低温度-8.8℃
（2）相对湿度
历年年均相对湿度82%
最热月（7月）相对湿度81%
最冷月（1月）相对湿度82%
（3）降水量
历年年均降水量1197.2mm
历年年最大降水量1397.0mm
近十年最大日降雨量93.6mm
连续一次最大降雨量190.6mm
（4）蒸发量
年平均蒸发量1121.0mm
最热月（7月）平均蒸发量172.6mm
最热月（1月）平均蒸发量37.1mm
（5）气压
年平均气压0.0911Mpa
最热月（7月）平均气压0.0903Mpa
最冷月（1月）平均气压0.0916Mpa
（6）风向
全年主导风向NNE及SSE风，频率11%
冬季主导风向ENE风
夏季主导风向SSE风
（7）风速和风压
最大风速24m/s
基本风压0.41KN/m2
（8）土壤冻结深度
最大深度250mm
（9）雪压
最大积雪深度250mm
（10）雷暴
全年雷暴日50天
6.3选址条件
6.3.1交通运输状况
公路运输：
公司所在地福泉县境内通车里程630公里，其中省级主干公路124公里，马瓮公路始于马场坪是瓮富磷矿外运的主要公路干线，现汽车日夜流量2800次（其中客车50次）。
铁路运输：
湘黔铁路横穿马场坪镇，它是华东及中南各省区到贵阳和西南地区咽喉要地，铁路运输量近期820万吨/年，电气化后达2130万吨/年，新建杨柳坪铁路专用线由马场坪站（贵阳端）接轨引出，直通厂区，专用线长2公里。
福泉火车站距厂区2.5公里，贵新高等级公路开口处距厂约2公里，交通运输十分方便。
6.3.2水、电、汽等情况
供水方面：
总公司一期工程给水水源地建在鱼梁江上，黑塘桥上游0.65km处，距马场坪镇5.5km。
已建成的给水净化站日处理水量10万立方米，可供一期工程生产、消防、生活用水，并能满足二期工程项目生产、消防、生活用水，其富裕能力完全可满足本项目的用水需要。
现厂区给水系统已形成以生产、消防用水合为一体的环状给水管网和生活用水为枝状给水管网两种供水形式。
室外设置地上式消火栓。
排水：
现有工程厂区排水形式采用分流制已做到清污分流。
排水分别设雨水与洁净水排水系统，生产废水排水系统及生活污水排水系统。
供电方面：
厂内建有110/6kV总降压站和35/6kV杨坪变电站各一座，完全可满足本项目需要。
6.3.3供热工程情况
现厂内热电站已建有两台JG－75/3.82中压锅炉，每台生产能力75t/h，已装设三台汽轮发电机组，其中二台CC12－35/16/5，一台B6－35/5，6000kW。
现有80万吨/年硫酸装置配置的余热锅炉副产3.82MPa，450℃过热蒸汽约120t/h，威顿硫磺制酸装置提供的3.82MPa，450℃过热蒸汽约45t/h。
根据上述所提资料，本项目主要依托工厂现有锅炉蒸汽供热即可满足本项目用量。
6.3.4环境条件
示范装置周围除瓮福集团外，无其他大、中型企业，厂址地势较为开阔，大气稀释扩散条件较好。
本项目生产装置排出的废水经处理达标后有组织排放。
6.3.5承办企业的概况
瓮福集团通过一期工程和二期技改项目的建设和投产，积累了建设、生产、管理、外事、营销方面的经验，锻炼了一支有战斗力的队伍，为企业在高附加值精细化工发展上奠定了坚实的基础。
6.3.6与城镇规划的关系及其生活福利设施
本项目依托老厂，装置所在地地处城市规划的化工区，符合城市规划的要求。
瓮福集团已有完善的生活福利设施，本项目不需增加新地福利设施。
6.4选址方案
本项目拟建于瓮福磷肥厂行政办公楼后（原东邦公司），建设场地地形平整宽阔，周边无工业污染，环境洁净，空气质量良好，适宜对环境洁净要求较高的电子级磷酸生产装置项目建设，且拟建装置交通运输方便。
6.6供应来源
本项目所需的各种动力由瓮福磷肥厂供应。
第七章公用工程及辅助设施初步方案
7.1总图运输
7.1.1布置的方案和原则
严格执行国家有关防火、防爆和安全卫生标准、规范，为安全生产创造条件。
力求整个设计布局合理、功能分区明确，生产工艺流程合理、管线短捷、生产操作方便，物流运输顺畅、便捷，预留一定的发展用地，有利于环境净化，使示范装置布置为清洁生产。
结合地形，因地制宜，合理确定场地设计标高，减少土方工程量。
7.1.2总平面布置
由于电子级磷酸生产有较高的环境洁净要求，在平面布置上做到功能分区，示范装置区进行绿化优化环境，装置前区与生产区由绿化带分开；按工艺流程布置主要生产厂房，对有洁净要求的生产装置布置在厂区上风口；道路组织上人流、物流分开，在避免交叉感染的前提下，力求做到物流运输顺畅、便捷，道路主干道宽6m，非主干道宽4m，副产品罐区、成品及包装材料库均设有回车场，预留部分土地为今后发展作准备。
7.1.3运输方案
本项目总运输量为20211t/a，其中总运入量为10000t/a，总运出量为10211t/a，采用汽车公路和铁路运输。
本项目选址选择地交通便利，可以满
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