3000吨年二氧化硅白炭黑生产线项目立项可研报告.docx

3000吨年二氧化硅白炭黑生产线项目立项可研报告.docx

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3000吨年二氧化硅白炭黑生产线项目立项可研报告

第一章总论

第二章市场预测

第三章建设规模与产品方案

第四章厂址

第五章技术方案、设备方案和工程方案

第六章主要原辅材料、燃料供应

第七章节能、节水措施

第八章环境保护

第九章劳动安全、工业卫生与消防

第十章组织机构与人力资源配置

第十一章项目实施进度

第十二章投资估算与资金筹措

第十三章技术经济分析与评价

第十四章项目招标方案

附图：

①厂址区域位置示意图

②总平面布置示意图

附件：

项目有关编制依据文件复印件

第一章总论

1.1项目背景与概况

1.1.1项目名称

3000t/a二氧化硅（白炭黑）生产线

1.1.2项目承办单位概况

1、项目建设单位名称：

2、项目建设单位概况：

3、项目承建单位情况：

1.1.3可行性研究报告研究范围及指导思想

1、研究范围

①市场需求及产品销售预测。

②项目建设的必要性及建设条件。

③二氧化硅生产的技术方案和工程方案。

④环境保护方案。

⑤节能措施。

⑥投资估算及资金筹措。

⑦财务及经济效益分析。

2、指导思想

（1）根据“依靠技术改造，促进技术进步”的精神，根据市场预测情况，并结合厂区实际进行项目研究，购置国产先进设备，提高产品质量和市场竞争力，努力节约投资，以取得最大的经济效益和社会效益。

（2）充分利用企业现有技术力量和公用设施，尽可能减少投资费用。

（3）充分利用工业副产物四氯化硅生产高性能的主产品，而本项目副产物返回其它项目利用，以实现资源的循环利用。

（4）采取积极有效的环境保护、工业卫生和消防安全等措施。

1-4

1.1.5可研报告编制依据

（1）国务院颁布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》第四篇“新材料“中第44款”纳米材料”项目。

（2）《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-92）（1999年版）

（3）《建筑设计防火规范》GB50016-2006

（4）《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002

（5）《室外给水设计规范》GB50013-2006

（6）《室外排水设计规范》GB50014-2006

（7）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

（8）《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994（2002年版）

1.1.6项目提出的依据和必要性

⑴项目提出的依据

本研究是根据广州吉必盛科技实业有限公司的工艺技术，结合化工建设的相关规定进行。

通过对本项目在工程技术上的先进性、可靠性和经济上合理性以及产品市场的全面分析并进行研究，主要内容有：

对设备选型、市场需求分析、工艺技术、工程技术、总平面布置图、工艺流程图、配套公用工程、土建工程、环境保护、生产组织和劳动定员等进行分析，并进行投资估算，对项目进行经济分析。

⑵项目提出的必要性

气相二氧化硅作为一种重要的纳米级无机化工原材料，广泛应用于硅橡胶、胶粘剂、油漆、涂料、油墨、纸张、化妆品、医药、食品等领域，起到补强、增稠、触变、消光等作用，是高技术领域和国防工业必不可少的原材料。

我国的气相二氧化硅生产起步于上个世纪60年代，目前主要有三家国内企业在生产和销售气相二氧化硅，总产能约为4000吨/年。

尽管产品在质量和品种方面均与国外公司有较大差距，但却供不应求。

在国内企业生产能力和产品质量无法与之抗衡的情况下，进口气相二氧化硅和外资企业产品占据中国80%的市场。

目前国际上气相二氧化硅工业的发展趋势是气相二氧化硅公司与多晶硅或有机硅公司有紧密合作，前者利用后者的副产物（如四氯化硅或甲基三氯硅烷）生产高品质的气相二氧化硅产品，而前者产生副产物（盐酸）则返回给后者，形成一个资源综合利用的良性循环经济产业链。

这样就可以促进彼此的发展，产生良好的经济和社会效益。

综上所述，建设项目符合国家产业政策，具有明显的环保效益、经济效益和社会效益。

1.2.1生产及配套条件

本可行性研究只函盖3000t/a二氧化硅生产线,其配套的公用工程部分另由投资人统一配套供应。

1.2.2总投资及资金来源

本项目总投资约8607.2万元，由建设单位全资负责。

1.2.3技术经济主要指标

技术经济主要指标详见表1-1。

1-7

技术经济主要指标

序号项目名称单位数量备注

1建设规模气相二氧化硅吨/年3000

2产品方案

HL-150牌号吨/年1500

HL-200牌号吨/年1200

HL-300牌号吨/年150

HL-380牌号吨/年150

副产盐酸30%吨/年22500

3主要原材料

四氯化硅吨/年9000

氢气万立方米/年450

空气万立方米/年9000

折合30%碱

烧碱吨/年1200

1200t

4年工作日天330四班三倒制

5公用动力年耗量

水万吨/年9

电万KWH/年750

氮气万立方米/年3

蒸汽吨/年6000

仪表空气万立方米/年3

原料由管道

6总运输量吨/年35760

输送，产品

副产物运输

运入量吨/年10260量

1-8

技术经济主要指标

序号项目名称单位数量备注

6运出量吨/年25500

7项目定员人59

8占地平方米14630

9建筑面积平方米5640

10项目总投资万元8607.2建设投资万元7515.68

11年销售收入（含税）万元6450达产年

12年总成本费用（平均）万元3273.05平均年

13年销售税金及附加万元78.1平均年

14年所得税万元742.46平均年

15年利润总额万元2969.85平均年

16年利税总额万元3712.31平均年

17动态回收期（I=10%）年3.53所得税前

18动态回收期（I=10%）年4.11所得税后

财务评价指标

19总投资收益率%34.5达产年

投资利税率%44.48达产年

项目资本金净利润率%25.88达产年

财务内部收益率%41.15所得税前

财务内部收益率%32.17所得税后

1-9

1.3研究结论

经调查研究和分析论证，本研究报告认为，利用多晶硅工业副产物四氯化硅生产二氧化硅，在技术和经济两方面都是可行的，体现了循环经济的模式，具有显著的环保、经济和社会意义。

主要结论如下：

（1）本项目属于国务院颁布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》第四篇“新材料“中第44款”纳米材料”项目。

因此本项目符合国家产业政策和江

西省经济发展规划，有利于应对WTO带来的机遇和挑战，促进硅产业基地建设，有利于可持续发展战略，推动资源节约、综合利用和环境保护。

（2）本项目使用的生产设备自动化程度高，生产能力强，具有国际先进水平。

总体上看，本项目起步高，投资低，在国内处于领先地位。

（3）气相二氧化硅是多晶硅的重要下游产品，国内外市场潜力巨大。

（4）本项目技术提供单位有多年气相二氧化硅生产和经营经验，产品畅销国内市场，并有雄厚的技术力量，这为本项目建设和今后生产提供了有利的技术和经营保证。

（5）通过详细的经济分析数据表明，该项目经济效益较好，建议尽快实施本项目。

1-10

第二章市场预测

2.1市场预测

2.1.1产品型号、质量标准气相二氧化硅俗称气相法白炭黑，是一种重要的纳米无机化工材料，粒径微小（7～40nm），比表面积大（50～400m／g），产品纯度高（SiO2≥99.8%）。

该产品具有优越的表面化学性能以及良好的生理惰性，在硅橡胶、胶粘剂、油漆、涂料、油墨、电子、纸张、化妆品、医药、食品、农业和CMP等领域有着广泛的应用，主要起到补强、增稠、触变、消光等作用，是国家高科技领域和国防工业中不可缺少的原材料。

该产品生产技术要求极高，目前国际上仅有德美日乌中等几个国家能够生产，国外产品占据了我国80％以上的市场。

气相二氧化硅分亲水型和疏水型产品。

疏水型产品是在亲水性产品的基础上表面改性而得。

表面改性就是使二氧化硅粒子表面的活性羟基与有机化合物发生缩合反应而在二氧化硅表面覆盖一层有机分子，使二氧化硅表面由亲水性变为疏水性，从而改善二氧化硅与有机物分子之间的浸润性、分散性、界面结合强度，提高材料的综合性能和产品的附加值。

2-1

表2-1气相二氧化硅质量标准（GB/T20020-2005）

分类氮吸附比45μm悬浮105℃灼烧二氧三氧二氧三氧碳氯化物

名称表面积筛余液挥发物减量化硅化铝化钛化铁质质量分

2

（m/g）物质pH质量分质量质量质量质量质量量数/％

量分数/％分数/分数/分数/分数/分数/分

a

数/％％％（mg/（mg/（mg/数

㎏）㎏）㎏）/％

A5040~59≤3.6~≤3≤≥≤≤≤30≤≤

A7060~790.054.52.599.85003000.20.025

A9080~99

A110100~125

A150126~175

A200176~225

A250226~275

A300276~335

A380336~405

B5040~59

B7060~79

B9080~99

B110100~125

3.4~≤≥≤≤≥≤

B150126~175___≤1≤30

b

810.099.85003000.30.02

B200176~225

B250226~275

B300276~335

B380336~405

a碳含量可以是灼烧减量的一部分。

b用1+1的甲醇水溶液

2-2

2.1.2产品的应用领域

2.1.2.1气相二氧化硅在硅橡胶中的应用硅橡胶具有较好的耐高低温、隔热、绝缘、防潮、防化学腐蚀、抗污染和生理惰性，在航空、航天、国防工业、机械制造、建筑装饰、生物医学等领域具有不可替代的作用，是公认的新型先进合成材料。

未经补强的硅橡胶，其强度不超过0.4Mpa，没有使用价值。

气相二氧化硅由于其比表面积大，粒径小，结构性高，具有优异的补强性能，硅橡胶经气相二氧化硅补强之后，强

度最高提高可达40倍，具有广泛的用途。

二氧化硅表面上硅醇基（Si-OH）可以与硅橡胶分子形成物理或化学结合，在二氧化硅表面形成硅橡胶分子吸附层，构成二氧化硅粒子与

橡胶分子联成一体的三维网络结构，从而达到补强作用。

2.1.2.2气相二氧化硅在胶粘剂、密封剂中的应用

在胶粘剂和密封剂中，气相二氧化硅主要作为补强剂和添加剂，起到流变控制、防沉降、防止流挂和补强作用。

二氧化硅的粒径小、表面积大、表面硅醇基（Si－OH）多及其聚集体的立体分支结构，通过氢键或范德华力使得二氧化硅与聚合物分子之间、二氧化硅分子之间产生强力作用，

达到补强效果。

气相二氧化硅在胶粘剂和密封剂体系中均匀分散后，可以形成一个二氧化硅聚集体网络，聚集体通过表面的硅醇基（Si－OH）与聚合物分子形成氢键，使体系的流动性受到限

制，体系的粘度增加，从而起到增稠的作用，同时，在剪切力的作用下，氢键和二氧化硅网络受到破坏，导致体系粘度下降，即发生触变效应，便于施工，一旦剪切力消除，二氧化硅网络和氢键又重新形成。

从而有效防止产品储存期间的沉降和使用过程中的流挂。

2.1.2.3气相二氧化硅在涂料、油漆和油墨中的应用

气相二氧化硅广泛应用与油漆、油墨及涂料领域，主要作为流变助剂、防沉剂、助分散剂使用。

在液态体系中，气相二氧化硅主要作为流变控制剂使用，它们在基质中分散形

成一个二氧化硅网络，在储存过程中可以有效防止颜料的沉降分层现象。

在施工过程中，由于涂层边缘的溶剂挥发较快，导致表面张力不均匀，容易使涂料向边缘移动，二氧化硅网

络能够有效地阻止涂料的移动而形成厚边，同时二氧化硅网络还可以防止涂料在固化过程中的流挂现象，使涂层均匀，这对于一些厚浆型涂料来讲至关重要。

气相二氧化硅还可提高涂料的耐侯性、抗划伤性，提高涂层与基材之间的结合强度以及涂层的硬度。

在粉末体系中，气相二氧化硅可以作为分散剂使用。

由于气相二氧化硅的小粒径和高表面能，它们可以吸附在涂料粒子的表面，在表面形成一个表层，有利于提高涂料的流动

性和喷涂性能。

气相二氧化硅可以吸附涂料表面的水分，可防止涂料的结块。

在高性能无内部损耗的涂料中，如海洋涂料、工业修补漆等方面，气相二氧化硅可用作消光剂和触变剂。

在环保的高固含量油漆中，气相二氧化硅还可作为触变剂和分散剂。

2-4

在工业（印刷）油墨中，气相二氧化硅可以控制产品的流动性能。

在复印或激光打印方面，气相二氧化硅可作为分散剂来控制调节墨粉的流动性能。

2.1.2.4气相二氧化硅在橡胶中的应用

气相二氧化硅能大幅度提高胶料的物理机械性能、减少胶料滞后、降低轮胎的滚动阻力而又不损失抗湿滑性能。

在橡胶工业中，虽然炭黑是最有效的补强剂，然而其最大的缺点是不能用来制备彩色制品。

气相二氧化硅的补强效果完全可以达到或超过炭黑的水平。

在高档彩色橡胶制品中，气相二氧化硅是最好的补强剂。

在轮胎工业中，胎面胶中添加气相二氧化硅可以提高胎面抗切割、抗撕裂性能，减少蹦花掉块。

用于帘布胶中，可以大大提高帘布与胶料的粘合性能。

气相二氧化硅的小粒子效应还可以使橡胶在添加后提高耐磨性能。

2.1.2.5气相二氧化硅在树脂中的应用

在塑料中添加气相二氧化硅，可提高材料的强度、韧性、耐磨性、防水性和耐老化性，改善材料的加工性能及制品的外观。

含有3-5%气相二氧化硅的不饱和聚酯树脂，其耐磨性

提高1-2倍，拉伸强度提高1倍，冲击强度也大大提高。

用气相二氧化硅改性的聚酰胺，可提高拉伸强度1.5倍，断裂伸长率提高3倍。

在环氧树脂体系中，添加3%的气相二氧化硅可克服弹性体增韧而导致材料刚度和强度下降的缺点；并且可使复合体系的抗冲击强度提高40％，拉伸强度提高21％。

2-5

在PMMA中添加4%的气相二氧化硅，可使材料的缺口抗冲击强度提高80％以上且不降低材料的光学透明性。

在PS塑料薄膜中添加气相二氧化硅，可提高薄膜的强度、韧性、

透明性和抗老化性，也使薄膜易于张口，不会粘结。

2.1.2.6其他

在化学机械抛光（CMP）工业中，含气相二氧化硅的CMP浆料在CMP中占据着重要位置，种类及用量最多。

利用机械法将气相二氧化硅粒子在一定条件下分散于水中是制备气相二氧化硅CMP浆料的主要方法，它能保证CMP浆料的高固含量（大于20%）和高纯度。

目前气相二氧化硅CMP浆料已经大量使用在硅晶片及钛膜等表面加工。

在化妆品中，气相二氧化硅可以有效反射紫外线，而且易与化妆品中其他成分匹配，无毒无味，稳定性好，被紫外线照射后不分解、不变色。

在医药方面。

气相二氧化硅的亲水性可用来消除水肿或降低伤口发炎时的分泌物；给腹泻病人固定和结合水分；在皮肤病学中广泛用做干燥剂。

其高吸附性可用来吸附微生物和微小病毒。

气相二氧化硅还可作为药物载体，延长药效和促进药物的吸收。

在农业中，用气相二氧化硅与微量元素、生长调节剂和矿物肥料混合对种子进行处理，可保护种子免受机械破坏和受潮，可提高种子的发芽率、降低肥料的用量、提高农作物产量。

气相二氧化硅可以作为食品添加剂用于牛奶、果汁、啤酒、麦片、肉类等中，起到保鲜、防腐、增加口感等作用。

用于污水处理，气相二氧化硅与有机絮凝剂一起，絮凝有毒物质。

气相二氧化硅还有许多正在开发和待开发的用途。

2.1.3国内外市场情况和需求预测

2.1.3.1国内市场情况和需求预测

气相二氧化硅主要应用在室温硫化硅橡胶（RTV）和热硫化硅橡胶（HTV）领域，在后者中添加量高达40份，它在硅橡胶领域的使用量大概占了其总产量的55％。

近几年，我

国有机硅发展迅速，国内已建和准备建设的甲基氯硅烷装置规模合计超过250万吨/年，这将带动下游产业的发展，对气相二氧化硅的市场需求也会日益增加。

近几年我国的气相二氧化硅市场保持高速增长，气相二氧化硅的净进口量增长率连续6年超过20％（见表2-2）；2006年进口量超过11000吨/年，进口金额达到了6355万美元。

据不完全统计，目前我国气相二氧化硅的需求量已超过16000吨/年，年均增长率高达34％（见表2-3）。

从2005年

开始，国内才开始有气相二氧化硅出口，2006年出口量增加飞速，增长率高达14倍（见表2-4）。

2-7

表2-2近年来我国气相二氧化硅的进口情况单位：

吨

年19992000200120022003200420052006

进口数量153321102787343657596961903411427

年均增长率36％32％23％67％21%30%26％

表2-3国内1999-2005年的表观消费量情况单位：

吨

年19992000200120022003200420052006

表观消费量2109267533674286690988611118416043（吨）

年均增长率27%26%27%61%28％26%43％

注：

表观消费量＝进口量－出口量＋国内产量

表2-4近年来我国气相二氧化硅的出口情况单位：

吨

年20052006

出口数量20301

年均增长率1405％

2.1.3.2国外市场情况和需求预测

国际上气相二氧化硅主要生产商为德国Degussa、美国Cabot、德国Wacker公司，这三家公司合计能力约占全球总能力的85%，这些公司以及日本德山曹达等公司控制着全球气相二氧化硅市场。

a、生产能力及改扩建情况

目前，国外气相二氧化硅生产厂家及能力见表2-5.

2-8

表2-5国外气相二氧化硅生产厂家及能力

生产能

国家公司地址力原料来源备注

（t/a）

Theodore,A四氯化硅/氯硅

美国5900

L烷

1988年投

Degussa公司产,生产疏

Waterford,

6350氯硅烷水型产品,

NY

计划将能力翻番.

四氯化硅/氯硅

Cabot公司Tuscola,IL136001988年扩建烷

1999年投由DowCorning产,产品供Midland,MI7260提供氯硅烷给DowCorningWaterford,内部提供四氯GE公司6800NY化硅美国小计39910Rheinfelde工业级四氯化13000Degussa公司n硅

工业级四氯化

Leverkusen4000硅

1987年投产,原与RheinfeldeHuls-GmbHCabot公司8000四氯化硅n合资,目前德国完全归Cabot公司.

1999年中期

内部提供氯硅

Burghausen18000完成扩建

烷

8000t/a.

Wacker公司

Wacker和

内部提供氯硅Kempten4000Hoechst合烷资公司

比利包含疏水型

Degussa公司Antwerpen15000四氯化硅时产品

Barry,Wale由DowCorning

英国Cabot公司100001992年投产

s公司提供

由Rhodia公司

法国Degussa公司Roussillon7000

提供

2-8

西欧小计79000

建于1996

日本Aerosil年,Degussa

Yokkaichi12000

公司与三菱材料

日本合资公司.

约生产

德山曹达Tokuyama70003000t/a疏

水型产品

Cabot和

Chemplas合

CabotSanmar由Chemplast资公

印度Mettur500

公司提供氯硅烷司,1998年

中期开始试

运行.

采用表面化

乌克卡路什化学

5000四氯化硅学研究所技

兰公司

术

乌克兰及部分亚洲国家合计24500

国外生产能力合计143410

从表2-5可见，按地区分国外气相二氧化硅生产主要集中于西欧、美国和日本；按公司分集中于德国Degussa、美国Cabot、德国Wacker公司，这三家公司生产能力分别居世界第一、第二和第三，其中前两家是跨国公司，在美洲、欧洲、亚洲等地区建有生产装置。

为了增强在全球范围的竞争能力，这几家公司不仅在欧美地区新建或扩建气相二氧化硅生产装置，而且把生产及经营业务伸展到亚洲地区，尤其是针对中国这一大市场，这几家公司都开始纷纷设厂或设立办事机构，旨在开发更多的销售市场。

中国已加入WTO，关税下调等相关政策陆续出台，这将给外国公司提供良好的发展机遇。

b、生产状况及产量

自从1941年德国Degussa公司成功开发由硅或有机硅氯化物用氢氧焰水解法制造气相二氧化硅技术（称为“Aerosil”法）以来，国外气相二氧化硅工业经过40多年的发展，已达到很高水平。

Degussa、Cabot、Wacker等公司是目前世界上最主要的气相二氧化硅的制造商，不仅生产能力大，而且生产技术先进，单套生产装置的生产能力均大于4000t/a。

这些公司生产装置自动化程度高，产品表面积分布均匀，产品成本低，牌号多，尤其应用于特殊领域的功能性专用产品牌号多，技术指标非常先进。

Cabot公司非处理型气相二氧化硅共有十多个品种（包括3个压缩型品种），处理型二氧化硅品种也很多，主要有TS-720（二甲基硅油处理）、TS-610（二甲基二氯硅烷不充分处理）、TS-530（六甲基二硅氮烷充分处理）等。

Degussa公司气相二氧化硅商品名为AEROSIL，Cabot公司商品名为CAB-O-SIL，Wacker商品名为WackerHDK。

近几年国外气相二氧化硅生产装置开工率较高，一般超过90%，有些公司开工率甚至达到95%。

至于产量，国内外文献中没有准确的统计数据，国外有些大公司产品不直接面对市场，而是自用，还有些公司，如Cabot公司在美国Midland的生产装置，采用DowCorning公司有机硅副产品生产气相二氧化硅，将生产出的产品直接供给DowCorning公司使用，因此气相二氧化硅统计很难准确。

鉴于此，根据近几年这几

家大公司的装置开工率估算出产量统计并列于表2-6

2-10

表2-6国外气相二氧化硅产量（单位：

kt）