100万吨保险粉50焦亚硫酸钠项目技术方案.docx
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100万吨保险粉50焦亚硫酸钠项目技术方案
5.0万吨/焦亚硫酸钠
10.0万吨/年保险粉
配套4.8万吨/年液体二氧化硫、4.5万吨焦亚硫酸钠）
可
r
行
性
研
究
报
0一二年二月
一、项目背景及产品介绍
二、产品方案
三、工艺技术初步方案
四、原材料、动力及公用工程
五、环境保护
六、工厂组织和劳动定员
七、投资概算及项目实施初步规划
八、成本估算、效益预测及建议
一、项目背景及产品简介
1.1项目背景
依托30万吨硫酸装置，充分利用硫铁矿资源优势，蒸汽优势。
建设10万吨保险粉、9.5万吨焦亚硫酸钠（其中4.5万吨用于保险粉生产，5.0万吨销售）。
消耗硫酸装置炉气（折百二氧化硫）63000吨/年，消耗低压蒸汽21万吨/年（其中6万吨来自液体二氧化硫装置，15万吨来自硫酸装置）。
实现销售收入约10.0亿元/年，利润3.0亿元/年。
进一步优化了企业的产品结构，极大增强了企业的竞争力和发展后劲。
1.2产品简介
1.2.1保险粉，学名连二亚硫酸钠，分子式Na2S2O4白色结晶粉末，广泛用作印染中的还
原剂，用于棉、麻、丝的漂白，在食品医药行业有一定的用途，在高岭土和造纸行业有着广泛的应用前景。
保险粉目前普遍采用甲酸钠法生产工艺，该生产工艺以甲酸钠、二氧化硫、焦亚硫酸钠
为主要原料，以甲醇为反应体系，在反应过程中通入环氧乙烷，经过合成反应、过滤分离、
洗涤、干燥工序后，包装为成品。
作为一种在印染、造纸行业广泛使用的化学品，近年来国内保险粉用量增长较快，目前国内年用量为25-30万吨，世界保险粉的年需求量为65万吨左右。
中国保险生产工艺处于世界领先水平，产品在国际市场上具有很强的竞争力，在世界保险粉市场上，中国产品举足轻重，全球保险粉市场空间很大，尤其是国际市场。
中国国内主要有九个厂家生产，主要集中在广东、浙江、山东一带，总生产能力65
万吨，是世界上最大的保险粉生产国和出口国。
中国保险粉生产在技术、装置水平、能耗及原料收率等方面都处于世界领先水平，产品
在国际市场上具有很强的竞争力。
1.2.2焦亚硫酸钠，又称二硫五氧酸钠，重硫氧，英文名称：
SoliuMPgrOsuLfite，分子
式：
Na2S2O3分子量：
190.10（按1961年国际原子量），白色或微黄结晶粉末，湿时带有
强烈的SO2气味、干燥后无其它气味，比重1.4，溶于水和甘油，溶解度随温度升高而增大，产品微溶于醇。
焦亚硫酸钠广泛用于制革、织物及有机物的漂白，印染的媒染剂、食品保存、酿造和饮料杀菌防腐剂，有机合成（制造乙内酰胺）照像用还原剂，橡胶凝固剂及香料等。
1.3装置主要情况汇总表
10.0万吨/年保险粉、9.5万吨/年焦亚硫酸钠装置情况汇总表表1-1
序号
项目名称
单位
数量
备注
-一-
产品方案
1
保险粉（产品规格90%88%85%）
吨/年
100000
2
亚硫酸钠（96%）
吨/年
10000
保险粉副产品
3
焦亚硫酸钠
吨/年
50000
4
配套一氧化硫
吨/年
48000
自用，用于保险粉生产
5
配套焦亚硫酸钠
吨/年
45000
自用，用于保险粉生产
-二二
年操作时间
小时
7200
三
主要原材料、燃料用量
1
固体甲酸钠
吨/年
48000
外购
2
硫磺
吨/年
24000
外购，用于生产液体二硫
3
纯碱1
吨/年
55000
外购，用于焦亚硫酸钠
4
纯碱2
吨/年
4000
外购，用于保险粉
5
环氧乙烷
吨/年
2200
外购，用于保险粉
6
液碱（32%）
吨/年
25000
外购，用于保险粉
7
甲醇
吨/年
5000
外购，用于保险粉
8
二氧化硫炉气（V/V=9%）
吨/年
63000
来自硫酸装置，用于焦
亚硫酸钠
四
公用动力消耗量
1
供水（新鲜水）
正常用水量
m3/h
25
2
循环水用量
正常用水量
m3/h
4000
3
供电
动力电
kWh
7200
装机容量
kWh
9600
4
蒸汽
吨/时
30
其中8吨来自二氧化硫
装置余热锅炉
序号
项目名称
单位
数量
备注
六
宀口疋贝
人
210
七
投资
万元
18000
八
装置占地
M2
1
占地面积
80000
1.4国内各生产厂家基本情况及动向
中国国内保险粉主要有九个厂家生产，总生产能力63万吨，其中最大装置为16万吨。
国内各保险粉厂家基本情况如下：
序号
厂名
工厂位置
装置能力
生产工艺
1
湖北宜化
湖北宜昌
甲酸钠法
10.0万吨/年
2
安徽氯碱
安徽合肥
甲酸钠法
4.0万吨/年
3
烟台金河、金海
山东烟台、海阳
甲酸钠法
7.0万吨/年
4
湖南中成化工（柳化控股）
湖南株洲
甲酸钠法
8.0万吨/年
5
广东中成化工（柳化控股）
广东东莞
甲酸钠法
16.0万吨/年
6
浙江汇德隆化工有限公司
浙江上虞
甲酸钠法
4.0万吨/年
7
浙江嘉成化工有限公司
浙江上虞
甲酸钠法
4.0万吨/年
8
邹平双桥化工有限公司
山东邹平
甲酸钠法
6.0万吨/年
9
山东广汇
山东潍坊
甲酸钠法
4.0万吨/年
总计
63.0万吨/年
国内焦亚硫酸钠厂家很多，比较大的有广州中成化工年产10万吨（基本自用）、湖北宜
化5.0万吨/年（自用）、广州联进化工有限公司年产3万吨、天津静明化工有限公司年产4
万吨、上海马陆化工厂年产8万吨、山东潍坊凯龙化工有限公司年产10万吨、唐山三江化
工有限公司年产3万吨，及湖南湖北几个厂家（如：
岳阳三湘，长沙湘岳等）年产15万吨，全国焦亚硫酸钠产品国内产量用于国内或国际市场销售的总量在80万吨左右。
、产品方案
）产品的品种、规模及质量指标
项目
规格
规模（吨/年）
备注
保险粉
85%,88%,90%
100000
以85%计
亚硫酸钠
96%,
10000
焦亚硫酸钠
97%
50000
）保险粉质量指标HG2074—91
指标名称
指标
优等品
一级品
保险粉含量%（＞）
90.0
85.0
水不溶物%（＜）
0.2
0.4
三）亚硫酸钠质量指标GB9005—88
指标名称
指
标
一级品
合格品
亚硫酸钠含量%（＞）
96.0
93.0
铁（Fe）含量%（＜）
0.005
0.01
水不溶物含量％（＜）
0.03
0.05
游离碱含量度％（＜）
0.40
0.60
四）焦亚硫酸钠质量指标HG/T2826-1997
项目
优等品指标
主含量（以Na2S2O5计）》%
96.5
铁（以Fe计）w%
0.005
水不容物含量w%
0.05
重金属（以Pb计）含量w%
0.002
砷（以As计）w%
0.0002
三、工艺技术初步方案
3.1工艺流程简述
3.1.1保险粉流程简述
1）将固体甲酸钠与水、母液配成悬浮液，焦亚硫酸钠与液体二氧化硫、甲醇配成悬浮液。
在一定温度、压力下，往合成釜内同时加入甲酸钠悬浮液、焦亚硫酸钠悬浮液、液体二氧化硫、环氧乙烷。
控制好温度、压力、酸度等工艺指标，得到保险粉悬浮液。
反应生成保险粉（悬浮液），生成的保险粉（悬浮液）放入干燥器，在干燥器中经过滤、洗涤后用热水干燥，干燥后的保险粉加入1-6％的纯碱作为稳定剂，包装为成品。
2）合成产生的气体经过尾气冷凝器冷凝，冷凝的液体回流到合成釜，气体经过碱水洗涤后达标排放。
3）干燥中产生的甲醇蒸汽经液氨冷凝，冷凝的甲醇回收到中和系统，经中和后再通过精馏工序回收甲醇。
甲醇回用到配料和干燥洗涤工序。
4）保险粉干燥工序的滤液放入母液贮存罐，用泵打入中和反应釜，加烧碱进行中和，生成亚硫酸钠（悬浮液），将中和液放入中和干燥器，经过滤、洗涤后用热水干燥，干燥后包装为亚硫酸钠副产品。
5）中和干燥工序放出的滤液进入碱性母液贮罐，用泵打入精馏塔，进行精馏，在塔顶回收甲醇，回到系统循环使用。
塔底液为装置废水，进入回收甲酸钠工序。
6）精馏塔塔底液中含有甲酸钠和亚硫酸钠，经浓缩结晶回收甲酸钠，回收的甲酸钠用于保险粉配料。
分离完甲酸钠后的残渣中含有有机物和少量的盐类，该残渣作为固废填埋或混入锅炉煤中焚烧。
浓缩蒸发过程中产生蒸汽冷凝水经过收集后回用于中和、尾气洗涤、焦亚硫酸钠配碱工序。
7）合成反应过程中生成的CO先经过循环水冷和液氨冷（-30C）,冷凝回收甲醇和SO,
回收的甲醇和SQ通过回流管道回流到合成反应釜，经冷冻后的尾气送往尾气洗涤塔用碱水洗涤，洗净SQ和甲醇，达标后排入大气。
洗涤水中含有亚硫酸钠，送入中和系统，回收副产品亚硫酸钠。
3.1.2焦亚硫酸钠流程简述
本装置生产工艺由硫酸炉气开始,具体方法是：
硫酸炉气经过冷却、净化后通入到一定
浓度的纯碱悬浮液中，与纯碱反应得到焦亚硫酸钠悬浮液，悬浮液放入离心机，离心分离得
到的固体焦亚硫酸钠进入干燥机，采用热风干燥得到产品焦亚硫酸钠。
离心母液回用到配碱岗位。
1）从硫酸装置引出的炉气（400-450度）。
高温气体经过冷却、净化后，通入纯碱悬浮液中。
2）纯碱与母液配置成悬浮液，用泵打入合成反应釜内，与通入的过量的二氧化硫反应，生成焦亚硫酸钠悬浮液，达到反应终点后放入离心机。
3）焦亚硫酸钠悬浮液经过离心分离，得到的固体焦亚硫酸钠（湿品）进入干燥机，采用气流热风干燥，得到成品焦亚硫酸钠。
4）离心得到的母液回用到配碱岗位。
3.1.3液体二氧化硫流程叙述
1、制氧工序来的氧气及熔硫工序来的液体硫磺加入焚硫炉内，氧气与硫磺反应得到二氧化硫气体。
2、二氧化硫气体经过废锅冷却（同时得到副产蒸汽）、除硫净化后，进入冷凝器液化，
得到液体二氧化硫。
3、尾气并入焦亚硫酸钠尾气吸收塔。
5、悬浮液放入离心机，离心分离后固体进入气流干燥得到甲酸钠成品，母液回用到配碱岗位或进入浓缩器浓缩。
附各装置工艺流程示意图。
［包装付产品・
干燥-
尾气冷凝
1焦亚硫酸卡钠1
1二氧化硫j
丁,
合成
1
—配料J
甲醇1
I洗涤排放卜
塔顶甲醇回月—配料一］甲酸钠］
-滤液精馏精馏残液水、合格母液
干燥
T
过滤
■
提纯
J
卜锅炉焚烧
-
残渣
残渣填埋］
1
甲酸钠法保险粉流程方框图
液体二氧化硫流程方框图
硫酸炉气
（8-10%）SO2
尾气吸收一
尾气排放
成品
焦亚硫酸钠流程方框图（从硫酸炉气开始）
3.3技术先进性比较
本装置工艺设计上采国内众家之所长，使工艺更加完美，提高了劳动生产率，更加有效
地利用了资源，极大减少了污染。
具有如下几个特点：
1）在用冷和用汽的设计上采用了大量的先进技术，极大的降低了能耗，电耗和蒸汽消耗比同行业底10—25%。
2）物流设计在结合、总结多年实际生产和多个厂家经验的基础上进行了改进，解决了保险粉多年来配料和包装岗位的现场环境问题，使物流更加合理、安全更有保障。
3）工艺流程设计上采国内众家之所长，使工艺更加完美。
投料采用最为先进的M6投料配方，产品质量好。
4）很好的解决了保险粉生产过程三废的问题，特别是对精馏残液的处理，本装置采用
了合理经济的方案，从中回收甲酸钠用于保险粉生产，蒸发冷凝水回用。
不但解决了废水的
排放，同时还能为企业带来经济效益。
5）焦亚硫酸钠、二氧化硫装置没有废水排放。
6）焦亚硫酸钠工艺是本公司开发的绿色专有技术。
具有产品含量好，无废水排放，用水少的优点
7）焦亚硫酸钠单条线生产能力达到2万吨，为国内最大，节省投资
8）丰富、成熟的建设经验，确保了装置可靠性与先进性的完美结合。
确保一次开车成功。
3.3.1保险粉装置技术先进性列表
序号
主要特点及优越性
备注
1
产品含量高，90级产品所占比率达到
4成以上
采用M6配比，配比先进，合成过程醇水比更加稳定，操作控制简便。
提高了合成含量、降低了物料消耗。
2
合成采用M6投料配比
M6配比是在M5配比基础上的改进，该配比让合成过程中醇水比更加稳定，操作更加简单，提咼了合成含量、同时降低了物料消耗。
3
废水排放减少25%每吨保险粉残液排
放只有450kg
从配料、合成、中和、尾气等多岗位进行了节水改进，
严格控制进入系统的水量。
降低了废水量，节约了能
耗，减少了排放。
4
实现废水回用，减少排放
残液提取甲酸钠后，冷凝水回用到各岗位，极大减少了排放。
5
废气采用冷冻及冷甲醇吸收处理，降低了甲醇消耗。
对尾气中的甲醇跑损进行了深冷处理，回收其中的甲
醇、二氧化硫，年降低成本80万
6
副产品亚硫酸钠含量高，全部达到96%
以上
7
残液中回收甲酸钠含量达到90%^上,颜色为纯白色，回收量稳定（40-50kg/吨保险粉）
8
采用分级制冷（-5度和-30度），降低电
耗25度/吨
年降低成本100万
9
主厂房安全性咼
将合成与干燥完全错开布置，楼层降为2层，提高了
安全性，降低了土建成本。
10
配料劳动强度低、现场清洁
配料岗位进行了改进，减少了劳动强度，提咼了人员安全性。
改善了车间环境。
11
自动化程度咼，操作简便可靠
增加了大量的在线计量仪表，减少了很多计量罐，这样减少了氮气用量，降低尾气处理负荷，减少了操作步骤。
提高了操作的可靠性。
12
实现了对整个主厂房蒸汽冷凝水的回
收
13
合成操作更加平稳
增加了合成釜容积，加大了缓冲空间，让合成操作更加平稳
14
细节考虑周到，融合多年的实际生产与建设经验
多个工程的设计建设经验，以及结合多年的生产管理
经验，使得本装置的设计更合理、更完美。
15
积累了成熟的建设经验
国内多套保险粉装置建设经验。
16
持续改进
本次设计将在最近一次装置建设的基础上再做细节改进，使得工艺更加完美。
操作更加简便可靠。
布局更加合理。
3.3.2焦亚硫酸钠装置技术先进性列表
序号
技术先进性
备注
1
产品含量97.5%以上。
颜色纯白。
硫收率99.9%以上。
行业领先。
设计完善的尾气处理，并解决了系统水平衡，保证了硫回收率咼于99.9%
2
操作环境改善明显
对离心机、干燥进料、配碱岗位的间歇排放气体进行了收集。
车间无味道，彻底改变了以往焦钠生产车间操作环境差的状况。
配碱岗位采用了使用散装纯碱的工艺，配碱岗位环境彻底改善
3
单条装置能力最大
单条生产线能力达到2万吨以上，降低了投资，节省了人员，占地及空间。
4
自动化程度咼
5
细节考虑周到，设计紧密结合实际生产，确保一次开车成功。
将多年的实际生产、操作经验与设计结合，多次建设，多次进步，保证了先进性与可靠性。
6
持续改进
在宜化、中盐红四方等焦钠装置基础上做进一步改进和完善。
由上可以看出，本装置设计思路合理，工艺技术先进，具有创造良好效益的技术基础。
四、原材料、动力及公用工程供应
4.1原辅材料用量汇总表（含保险粉、甲酸钠、焦钠、二氧化硫）
序号
名称
年用量
来源
备注
1
甲酸钠
48000吨
外购
用于生产保险粉
2
固体硫磺
24000吨
外购
用于生产二氧化硫
3
纯碱
59000吨
外购
其中55000吨用于焦亚硫酸钠
4
氧气（折百）
1700*104nM
来自空分
用于生产二氧化硫
5
液碱（32%）
25000吨
外购
用于保险粉
6
环氧乙烷
2200吨
外购
用于生产保险粉
7
甲醇
5000吨
外购
用于生产保险粉
8
保险粉包装袋
200万只
外购
25公斤/袋（50%袋装）
9
保险粉包装桶
100万只
外购
50公斤/桶（50%桶装）
10
焦钠包装袋
200万只
外购
25公斤/袋
4.2动力及公用工程用量汇总表
序号
名称
规格
用量
年用量
来源
1
蒸汽
0.4MPa
30t/h
22万t
管网和二氧化硫废锅
2
电
380V
7200KWh/h
5200万KWh
电网
3
循环水
0.4MPa
3
5000m/h
3
3600万m
循环水池
4
自来水
0.4MPa
3
30m/h
22万m
管网
5
氮气
0.4MPa
3
2200m/h
3
1600万m
来自空分装置
6
冷冻
-30C
600KW
制冷机
7
0度制冷
0-5度
1000KW
冷水机组
4.3各产品消耗指标（含中间产品）
4.3.1保险粉消耗指标
序号
名称
单耗
备注
1
甲酸钠
0.48t/t
外购
2
硫磺
0.24t/t
:
自产
3
二氧化硫
0.30t/t
来自硫酸装置
4
环氧乙烷
0.22t/t
外购
5
甲醇
0.05t/t
外购
6
液碱（32%
0.25t/t
外购
7
纯碱
0.30t/t
外购
8
水：
2t/t
外购
9
电
480Kwh/t
外购
10
蒸汽
2.0t/t
来自硫酸装置
433焦亚硫酸钠消耗指标
序号
名称
单耗
备注
1
二氧化硫
0.67t/t
来自硫酸装置
2
水
1t/t
外购
3
电
125Kwh/t
外购
4
蒸汽
0.3t/t
来自硫酸装置
五、环境保护
对于生产过程中产生的“三废”治理和综合利用的方法如下：
5.1保险粉装置环保措施
5.1.1废气
保险粉装置生产过程中的废气来自合成反应气、物料输送氮气、精馏不凝性气体、真空泵尾气，废气中的主要污染为二氧化硫、甲醇，对于该废气，工艺设计上采用了冷冻冷凝回收甲醇及二氧化硫，再采用烧碱溶液逆流吸收，除去二氧化硫和甲醇达标排放，冷凝液回用到保险粉生产，烧碱吸收液送到中和工序回收其中的亚硫酸钠，然后送到精馏工序回收甲醇。
5.1.2废水
本装置废水主要来自生活污水、地面冲洗水、精馏工序的塔釜液。
生活污水经过化粪池排入管网。
地面冲洗水COD不高（一般情况下小于500）,经收集
后排入管网。
精馏工序的塔釜液产生量为0.4-0.5m3/吨保险粉,主要成分为甲酸钠、亚硫酸钠、有机硫化物、有机物等,本工艺对该废水采用浓缩结晶后提纯回收其中的甲酸钠,回收的甲酸钠
用于保险粉生产,提走甲酸钠后的残渣可以加入蒸汽锅炉燃煤中焚烧或送固废处理中心填埋。
蒸发浓缩过程的蒸汽冷凝水收集后,回用到保险粉配料、中和、尾气洗涤、焦亚硫酸钠配碱等岗位。
5.1.3固废
本装置固废来自精馏残液回收甲酸钠工序,固废主要成份为有机物及少量无机盐,可以加入锅炉燃煤中焚烧,或者送固废处理中心填埋。
5.2焦亚硫酸钠装置环保措施
5.2.1废气
本装置废气为焦亚硫酸钠合成尾气以及干燥尾气,污染因子为二氧化硫,该气体采用2
级碱水逆流吸收,回收其中的二氧化硫,吸收液回用到配碱岗位,实现综合利用。
5.2.2废水
本装置无废水产生。
523固废
本装置无固废产生。
5.3二氧化硫装置环保措施
5.3.1废气
本装置废气为冷凝工序排放的不凝性气体，污染因子为二氧化硫，该气体并入保险粉尾
气处理系统，回收其中的二氧化硫，回用到保险粉生产。
5.3.2废水
本装置无废水产生。
5.3.3固废
本装置固废来自熔硫工序的澄清池，其主要成分为硫磺、灰分，经收集后用于硫铁矿制酸装置使用。
5.4三废排放情况汇总
5.4.1废气排放汇总表
废气来源
污染因子
处理措施
排放量
保险粉装置
合成岗位
二氧化硫甲醇
冷冻冷凝、碱水吸收
6000Nm3/h
干燥岗位
真空泵岗位
焦亚硫酸钠装置
合成岗位
二氧化硫
碱水吸收
34000Nm3/h「
干燥岗位
碱水吸收
36000Nm3/h
二氧化硫装置
液化岗位
二氧化硫
碱水吸收
<50Nm3/h
5.3.2废水排放汇总表
废水来源
污染因子
处理措施
排放量
保险粉装置
甲酸钠回收
回用到配料、中和尾气洗涤、焦钠配碱
100吨/天
焦亚硫酸钠
无
二氧化硫装置
无
5.3.3固废排放汇总表
固废来源
污染因子
处理措施
排放量
保险粉装置
甲酸钠回收
有机物及少量无机盐
混入锅炉燃煤中焚烧或填埋
4-6吨/天
焦亚硫酸钠
无
二氧化硫装置
熔硫
硫磺、灰分
送到硫酸装置
30-60吨/年
5.6躁声
装置的躁声主要来自一些大的机泵如冷冻机、萝茨风机、压缩机等，对于躁声的控制在
设备选型上将优先选用低躁声设备，在安装中做好防震降躁声工作，同时做好必要的隔音措施，将躁声污染降到最低。
六、工厂组织和劳动定员
6.1生产班制
本装置的生产是连续与间歇想结合，采用三班三运转的轮班制，本着精简高效的原则配备各岗位人员。
年运行时间7200小时，即按每年300天，每天24小时计算。
6.2本设计装置定员为210人，装置定员表如下:
序号
装置名称
J-JU/亠冈位
每班定员
班次
小计
1
保险粉装置
配料岗位
5
3
15
2
合成岗位
8
3
24
3
干燥岗位
8
3
24
4
中和岗位
2
3
6
5
真空泵岗位
2
3
6
6
包装岗位
8
3
24
7
动力岗位
1
3
3
8
精馏岗位
1
3
3
9
分析岗位
5
3
15
10
送料岗位
1
3
3
11
甲酸钠回收
3
3
9
12
轮班长
1
3
3
13
质检岗位
3
1
3
14
机修
10
1
10
15
车间管理人员
3
1
3
31
氧化硫装置
空分制氧
1
3
3
32
升级会员 