年产10万吨氯酸钠项目可行性研究报告文档格式.docx
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先后荣获全国轻工系统优秀企业、化工部清洁文明工厂、省“五一”劳动奖状、省科技企业、省民主管理先进单位、市文明单位等一系列荣誉称号。
2001年顺利通过了ISO9001质量体系认证，使公司的质量管理水平跃上一个新台阶。
近年来，公司生产经营连续保持快速增长的势头，各项生产经营指标连创新高，保持了持续健康发展。
1.3.2项目建设的必要性
氯酸钠是一种基本无机化工产品，是生产其它氯酸盐，如氯酸钾、亚氯酸盐、高氯酸钾的基础产品，国内氯酸钠消费近年来呈现增长势头，尤其是造纸行业，已成为氯酸钠的主要用户，其发展态势将对我国氯酸钠生产发展产生重大影响。
稳定性二氧化氯近年消费也呈现出活跃的景象，其将成为国家氯酸钠消费的潜在用户之一，其它消费用户也有不同的发展趋势。
目前我国氯酸钠的生产满足不了这一巨大的市场需求，何况我国造纸工业使用二氧化氯作漂白剂的技术也在发展中，对氯酸钠的需求也会进一步增长。
因此，不失时机发展氯酸钠产品，不仅有较大的社会效益，也会产生可观的经济效益。
XX氯碱公司是XX集团的控股公司，是氯碱化工生产企业，积累了丰富的生产及管理的经验。
技术力量雄厚，可为该项目提供技术及市场开发保障。
我国加入WTO后，国外公司和产品纷纷进入国内市场，使我国氯酸钠工业面临激烈竞争，国内生产氯酸钠的老企业由于规模小、技术落后，成本高居不下。
本项目依托XX集团资源优势，把握市场形势，及时跟踪国际先进技术，立足对已具有的资源优势进行高起点、大规模发展，定能达到节省投资、降低成本、提高效益的目的。
XX市煤炭资源极为丰富，在电力供应、用电价格以及盐、水、煤等本项目的必备资源方面有明显的优势，因此该项目的建设可充分体现我市资源优化配置，发展特色经济的产业政策，适时开发本市资源，大力发展特色经济，使资源优势转化为经济优势，成为我市工业的经济增长点，带来较好社会效益。
氯酸钠生产成本中电力成本约占55%以上。
电价分别为0.305元/度和0.40元/度的两个厂相比，在电耗相同的情况下，吨产品二者相差536元。
XX市煤炭总储量达103亿吨，占全省总储量的51%，目前的原煤年产量在3000万吨以上，焦炭年产量400万吨以上。
有焦煤、1/3 焦煤、气煤、肥气煤等9个煤种，煤质优良，为项目实施提供可靠的煤、电保障。
XX市叶县境内岩盐矿石储量2300亿吨，含盐面积400平方公里，平均品位89.6％，品质名列全国第一，盐层稳定，是发展氯酸钠等化学工业的理想原料。
本项目直接以卤水为原料，可以使吨产品成本与国内以固体盐为原料的厂家相比降低300元以上，大大提高了产品的市场竞争力。
氯酸钠生产过程中副产的氢气杂质少，纯度高，氢含量一般在99.5%以上，无需投入巨资进行提纯即可直接用于各种有机化学品的合成，氢气可直接供XX尼龙化工公司用作生产原料，对资源利用、提高企业经济效益具有重要意义。
综上所述，拟建年产5万吨氯酸盐项目符合国家产业政策，承办企业在原料、动力供应、工艺技术水平、生产及管理经验方面都具备一定的优势，适逢国家加快对中部地区开发和加强中部经济合作的大好时机，抓住时机建设年产5万吨氯酸钠项目是十分必要的。
1.4研究范围
1.4.1工作范围
本报告是对年产5万吨氯酸钠工程进行的可行性研究，其工作范围主要包括：
对建设项目的产品、市场、工艺、设备、公用工程、环境保护、劳动安全、劳动卫生及投资估算、经济效益等全面分析、论证和评价。
1.4.2研究的主要过程
对产品市场及价格进行分析预测，确定生产规模并合理选择工艺技术方案，核算确定公用工程装置能力，分析工程对环境的影响及应采取的环保措施、安全卫生措施和消防措施。
拟定项目实施规划，做投资估算并进行财务评价。
1.5研究结论
1.5.1研究的简要结论
（1）本项目采用的生产装置，生产工艺符合行业技术更新的发展趋势，在节能降耗等方面效益显著。
（2）本项目充分利用公司拥有的技术和管理优势，采用先进技术生产氯酸钠，其工艺技术成熟可靠。
它的建设，有利于增强企业活力和企业后劲，有利于提高企业的市场应变能力和市场竞争能力。
（3）本项目充分依托XX市资源优势和XX集团资源，投资省、见效快，销售成本低，从而增加企业的经济效益、竞争实力和抗风险能力。
（4）项目总投资1亿元，投产后预计年可完成销售收入1.96亿元（不含税），年利税总额4566.5万元，其中利润3490.5万元，税金及附加97.8万元。
投资回收期2.02年（含建设期），经济效益好。
综上所述，该项目是可行的。
1.5.2主要技术经济指标表
见表1—1
表1—1主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
指标
备注
一
建设规模
1
氯酸钠
万吨/年
5
二
操作时间
h/a
8000
三
主要原材料
①
工业盐（NaCl≥94%）
t/a
29350
②
纯碱（纯度≥90wt%）
210
③
烧碱（NaOH≥32wt%）
415
④
氯化钡（98%）
675
⑤
高纯盐酸（31%HCl）
2000
⑥
聚丙烯酸钠
kg/a
2.5
⑦
红凡钠
199
四
水、电、汽及动力消耗
直流电
万kWh/a
27500
2
交流电
1500
3
蒸汽
万t/a
10.75
五
全年增加运输量
9
其中：
运入
4
运出
六
定员
人
200
七
总投资
万元
10000
固定资产投资
8400
流动资金
1600
八
年均总销售收入
19557.85
平均
九
年均销售税金及附加
1075.7
十
年均利润总额
3490.7
2市场预测
2.1产品用途
氯酸钠（Sodiumchlorate）是一种基本无机化工产品，是生产其它氯酸盐（如氯酸钾、亚氯酸盐、高氯酸盐）的基础产品。
国外氯酸钠90%以上用于生产二氧化氯作纸浆漂白剂，少量用于生产亚氯酸、其他氯酸盐和高氯盐。
国内氯酸钠主要消费于二氧化氯，其次是制取其它氯酸盐、亚氯酸盐、高氯酸盐等，少量用于农药、医药、印染、金属制品、铀矿加工等行业。
进入九十年代后期，随着国内二氧化氯发生器技术取得突破，大大降低了二氧化氯漂白的成本，以及国家加大环保法规执行力度如对江河湖泊各类污染源的强制治理，使得以二氧化氯为漂白剂在造纸工业上的应用发展迅猛。
近年国内造纸行业应用二氧化氯漂白发展较快，带动了我国氯酸钠生产的发展，造纸是今后我国氯酸钠生产发展的潜在主要消费市场。
另外，目前我国已有上海、重庆、安徽芜湖及江苏省海门等城市已将二氧化氯应用于饮用水的处理，为大范围的推广应用积累了经验。
2.2国内外市场概况
1995年世界氯酸钠产量230万吨，其北美为167万吨。
占73%；
1996年产量为224.9万吨，其中北美171.5万吨。
1997年北美氯酸钠产量达195万吨。
1998年世界氯酸钠产量超过230万吨，其中北美为163万吨，占总产量的71%，西欧为48.3万吨，占总产量的21%，日本为4.6万吨，占总产量的2%。
1999年世界氯酸钠的生产能力达337.0万吨/年，其中北美（加拿大和美国）261.5万吨/年，西欧（主要为芬兰和瑞典）69.7万吨/年，亚洲（主要是日本）6.3万吨/年。
21世纪之前，世界氯酸钠的生产能力相对于快速发展的造纸业已显不足。
2000年，全球氯酸钠实际产量260万吨。
2004年北美地区的氯酸钠市场需求量增加1.5%，总量将达到198万吨，这促使北美地区氯酸钠生产商的装置开工率提升到93%。
2000--2005年世界氯酸钠的消费量以年3.2%速度递增，预计到2006年北美氯酸钠的需求量为215万吨，世界氯酸钠的需求量将达到315万吨。
2004年第一季度北美市场的氯酸钠价格平均上涨了15美元/吨，达到425～465美元/吨的水平。
2004年北美地区氯酸钠产品价格上涨了8%-9%，交货价达到420-435美元/吨，去年底生产商还宣布进一步上调价格，美国涨价20美元/吨，加拿大涨价30加元/吨。
由于经济走强，今年北美和欧洲的需求将增长6%，需求强劲增长以及产能增加有限使北美和欧洲开工率接近100%。
2003年我国氯酸钠的平均价格为380美元/吨，2004年氯酸钠的平均价格在390美元/吨～530美元/吨之间，年平均价格比去年增加了50美元/吨。
氯酸钠目前的市场报价约为3700-4500元之间。
世界氯酸钠约有92%用于制备二氧化氯，5%用于制备其它氯酸盐，如氯酸钾、高氯酸盐和亚氯酸盐，其余3%用于水处理、铀矿开采和除草剂制备等。
北美氯酸钠98%消费在纸浆和造纸业高氯酸盐、矿业及其它消费占2%。
西欧氯酸钠84%用于造纸,7.8%用于制造其它氯酸盐、亚氯酸盐，4.2%用于制造除草剂，0.5%用于铀的生产，3.5%用于其他。
日本氯酸钠73%用于造纸业，6%用于氧化剂及其它氯酸盐的制备，5%用于除草剂，16%用于纺织漂白及其它。
国内氯酸钠主要用于造纸、水处理、高氯酸盐、石油开采、消毒剂、氧化剂和生产其他氯酸等行业。
目前国内氯酸钠的消费量约为13万吨，随着造纸工业发展，二氧化氯广泛应用，氯酸钠市场需求将会越来越大。
据预测，到2010年国内氯酸钠消费量将达30万吨。
未来氯酸钠产品的市场潜力较大。
根据国内统计，目前我国在建、扩建和拟建的使用氯酸钠漂白的制浆造纸厂共有30多家，新增制浆造纸能力约180万吨，需氯酸钠7.2万吨/年，如果这些新增的建设项目６０%达产，则国内氯酸钠的需求量将增加到7.8万吨/年。
加上国外许多公司在中国建设的合资和独资造纸厂，则到2006年我国在造纸行业对氯酸钠的年需求量将超过15万吨。
国外市场对中国氯酸钠的需求呈逐年上升的趋势，随着北美地区纸浆生产量的大增，对氯酸钠的需求量将日趋增长。
随着经济的高速发展，国内市场对纸张的需求增大，同时对纸张的质量要求也在不断提高。
为了满足日益增长的社会需求和环境保护的要求，在我国“九五”期间，大型制浆建设项目均考虑了二级生化处理，同时为了减少多段漂白废水中的毒性物质ＡＯＸ含量，在设计中均采用了木氧脱素和二氧化氯漂白工艺，以提高纸品档次，减少环境污染。
氯酸钠在水处理方面主要是应用氯酸钠衍生的二氧化氯。
在城市饮用水和污水处理中，国际上通常采用３种消毒方式，即液氯消毒、二氧化氯消毒和臭氧消毒。
近几年国家有关部门在对饮用水的调查中发现，各地的饮用水中有各种不同属性的有机物约300多种，其中三氯甲烷（THMs）含量最为突出，在一些地方的饮用水中THMs含量高达310μｇ/Ｌ。
二氧化氯与液氯消毒相比，两者的消毒体系非常相似，但二氧化氯消毒不会与水中的有机物产生三氯甲烷，不会产生氯化胺，却能破坏酚、硫化物、氰化物和其他许多有机物。
与臭氧消毒相比，二氧化氯消毒投资少，产率高，在水中的滞留时间长，能够有效地杀除和控制各种细菌，同时也不会与水中的溴化物，次溴酸物反应产生对人体有害的物质。
由此可见，二氧化氯不仅是一种比液氯更有效的杀菌剂和杀病毒剂，且其氧化能力仅次于臭氧（投资低于臭氧），消毒过程中几乎不形成三氯甲烷和挥发性有机氯，同时生成的总有机氯也要比液氯少得多，其取代液氯已成为时代的必然，在欧洲国家及美国得到了普遍应用，而我国则刚刚起步，各科研院所和自来水公司都已经纷纷开展研究，并取得了一定的成绩，可见，二氧化氯在水处理方面的开发应用前景广阔。
氯酸钠与酸作用产生二氧化氯，二氧化氯与稳定剂经特殊加工处理后可制成稳定性二氧化氯。
由于稳定性二氧化氯无色、无味、无腐蚀性，性质稳定，便于贮存和运输，使用安全，用途比较广泛，已被世界卫生组织（ＷＨＯ）列为ＬＡ级高效安全消毒剂，具有广谱、速效、无毒、用量少，能力强，药效长等优点，对一些细菌的杀死率可达１００%，可广泛用作水处理剂，饮食、卫生、防疫方面的消毒杀菌剂，空气净化清新剂，新型洗涤剂和消毒剂等。
由此可见，由氯酸钠衍生的稳定性二氧化氯的广泛应用，亦将为氯酸钠带来广阔的市场空间。
从市场分析情况看出，氯酸钠市场前景看好，由于本项目生产装置规模大、技术先进、原材料、能源价格低，产品生产成本相对较低，因此在市场上有较强的竞争力。
综上所述，氯酸盐市场的发展前景是乐观的。
3产品方案及生产规模
3.1产品化学性质及质量标准
氯酸钠（NaClO3）通常无色或白色立方晶系结晶，味咸而凉，相对密度2.490，熔点255℃，易溶于水，溶于乙醇、液氨、甘油。
加热到300℃以上易分解放出氧气。
在中性或弱碱性溶液中氧化力非常低，但在酸性溶液中或有诱导氧化剂和催化剂（如硫酸铵、硫酸铜、黄血盐等）存在时，则是强氧化剂。
与酸类（如硫酸）作用放出二氧化氯。
有极强的氧化力，与硫、磷及有机物混合或受撞击易引起燃烧和爆炸。
有潮解性，在湿度很高的空气中能吸收水气而成溶液，有毒。
产品规格：
优等品一等品合格品
氯酸钠（以干基计）%≥99.5≥99.0≥98.0
水分%≤0.30≤0.50≤0.80
水不溶物%≤0.01≤0.03≤0.03
氯化物（以CL计）%≤0.15≤0.20≤0.30
硫酸盐（以SO4计）%≤0.01≤0.02≤0.02
铬酸盐（以CrO4计）%≤0.01≤0.02≤0.02
铁（Fe）%≤0.005≤0.03≤0.05
质量标准：
国家标准GB/T1618-1995
包装：
铁桶或聚丙烯编织袋，净重50kg/桶（袋）
贮运：
防火、勿与有机物接触
3.2产品方案及生产规模
1、氯酸钠
⑴装置能力50000吨/年
⑵生产量50000吨/年
⑶商品量50000吨/年
2、氢气
⑴装置能力3150万NM3/年
⑵生产量3150万NM3/年
⑶商品量3150万NM3/年
4工艺技术方案
4.1工艺技术方案的选择
4.1.1电解工艺
工业上生产氯酸钠有化学法和电解法两种，由于化学法生产流程长、设备多、腐蚀严重、生产条件差、污染环境，所以国内外大都选择电解法生产氯酸钠。
电解法是目前氯酸钠生产厂家主导工艺路线。
电解法生产氯酸钠是在无隔膜金属阳极电解槽中，将精制的饱和食盐水进行电解，电解液经蒸发、结晶、干燥即得氯酸钠产品。
国外典型的氯酸钠生产技术有法国克莱伯斯工艺，美国庞沃特工艺，休伦工艺以及意大利德诺拉工艺等。
我国大型氯酸钠厂的生产工艺多为引进技术，如大连氯酸钾厂引进法国Krebs技术，青海苏青氯酸盐有限责任公司引进加拿大SterLing技术等。
氯酸钠工业生产的技术核心是电解部分。
在八十年代中期以前，我国生产氯酸钠主要使用我国自行研制的三种电解槽：
1、石墨阳极电解槽；
2、二氧化铅阳极电解槽；
3、旧式金属阳极电解槽。
与国外氯酸盐生产设备相比，这三种电解槽的共性是体积大、阴极腐蚀严重、寿命短、电流密度低、电效率差、直流电耗高。
为了使我国氯酸盐生产技术水平跨入国际先进行列，我国大连氯酸钾厂于1986年、福州市第一化工厂于1988年分别引进法国Krebs和芬兰NOKIA公司的氯酸钠电解装置；
1988年依靠引进技术建设的“青海苏青氯酸盐有限责任公司”建成投产。
这些引进技术使得我国氯酸盐生产技术发生了质的飞跃。
在此期间，我国科研工作人员也做了大量工作，他们在引进技术及关键设备的基础上，对氯酸盐电解技术及电解槽的开发工作取得了较大的发展。
1989年进行外循环式复极电解槽的工业性实验获得成功。
1990年福州第一化工厂“一种改进型氯酸钠电解设备”获得国家专利，标志我国也可以制造双设备系统气提式电解装置。
国内技术与国外技术相比有着投资省、见效快的优点，但也有一定的差距。
目前我国各地大多使用以上的两种电解装置。
金属阳极电解槽分为单极式电解槽和复极式电解槽两种，二者各有特点。
复极式电解槽电解容量大，组成同等规模的电解系统所需的复极式槽数量少，但技术难度大，要求加工精度高，电流效率低，电解槽容易被腐蚀，若某一电解发生故障检修时，需整个电解系统停车，影响生产；
单极式电解槽容易加工，维修方便，可以单槽停车而不影响其他电解槽的正常生产，电解效率高，但单槽电压高，组成同等规模的电解系统所需的单级槽数量多。
在氯酸盐电解工艺中，由于电解、化学反应、冷却三个单元操作的不同组合，形成了不同的电解系统。
常见的有单设备系统，双设备系统和三设备系统。
老式电解槽都是单设备系统，它是将电解、化学反应、冷却三部分组成一个整体，三者同时进行。
由于设备本身的缺点，使得产品含量低、副产品氢气纯度低、设备电耗高。
双设备及三设备系统是由外循环式电解槽及反应器组成，每个反应器并联着若干个电解槽，组成一个电解单元，整个电解系统由若干个这样的电解单元组成。
电解液从反应器底部进入电解槽，电解产生的气体及热量将电解液提升至反应器，这样电解液就在电解槽与反应器之间不断循环，精盐水自反应器上部进入，电解完成液也从反应器上部溢流出来，电解尾气由反应器顶部排出。
由于电解槽和反应器分开，使电化学反应完成后的电解液即时地离开电解槽进入反应器进行反应，避免了ClO-、ClO-3在阳极还原。
这就是双设备及三设备系统电解槽电流效率高（95%）的重要原因。
双设备及三设备系统电解槽由于设备密封好，从而可得到纯度较高的副产品氢气，可以利用。
因而经济效益比单设备系统高。
综上所述，本项目选用国产双设备型复极式电解槽制氯酸钠工艺。
4.1.2结晶工艺
结晶工艺有蒸发法、盐析法和真空冷却三种结晶工艺。
蒸发法结晶的过程是将电解完成液送入蒸发器内蒸发，使氯酸钠的浓度提高到800g/L以上，在90-100℃温度下，溶液中氯酸钠因过饱和而成固体析出。
分离后，NaClO3溶液冷却至30℃时析出。
这种方法的缺点是能耗高、工序多、蒸发器等设备腐蚀严重。
此外，电解液含有重铬酸钠，蒸发后重铬酸钠在溶液中的浓度相应提高，当这种溶液结晶时，重铬酸钠也随氯酸钠一同结晶出来，严重影响产品质量。
为此，蒸发法需增加除母液中重铬酸钠工序，同时还要去除溴酸盐和次氯酸盐，以防腐蚀设备。
因此在生产中存在着成本高、产品质量低劣等问题。
近年来，我国有少数厂家采用盐析法生产氯酸钠。
理论上根据NaClO3-NaCl-H2O三元系统相图分析，由电解槽中流出的电解完成液含氯酸钠在535g/L以上，氯化钠约为1g/L，此时若温度为40℃以上，溶液呈未饱和态。
在此温度下向溶液中加入氯化钠进行盐析，氯化钠即在溶液中达到饱和状态，然后将溶液冷却至-5℃，此时氯酸钠也达到饱和状态而析出氯酸钠结晶。
液相中的组分发生变化，氯酸钠含量为340g/L，氯化钠含量升为约160g/L，每升电解完成液可得到固体氯酸钠165g以上。
与蒸发法相比，盐析法的生产成本低；
可省去除次氯酸盐和溴酸盐操作；
电解液不必去除铬酸盐；
可得到较大的颗粒的氯酸钠晶体。
但也存在对沉淀剂（盐）的质量要求高、母液量大等问题。
真空冷却法的基本原理是把电解完成液送入密闭结晶器中，器内维持较高的真空度（为4kPa-6.67kPa绝压，真空的产生和维持靠用多级蒸汽喷射真空泵完成），使其中溶液的沸点较进料温度低，此热浓溶液在结晶器中闪蒸并冷却到与器内压力相对应的平衡温度（约30℃）。
再用低温冷却水将由结晶器引入冷凝器的水蒸气加以冷凝。
在这种情况下蒸汽喷射泵（或机械真空泵）仅承担排出不凝性气体及少量蒸汽的任务，可显著降低能耗。
在很多情况下，为了提高结晶产品的产率，常要求达到尽可能低的结晶温度，所产生的水蒸气不能被冷却水所冷凝，则需使用蒸汽喷射增压器（或称热力压缩器）将水蒸气在进入冷凝器之前先加以压缩，以提高其冷凝温度。
过量的微晶可随母液在澄清区的顶部排出结晶器，经母液外循环系统中的细晶消除器，用加热的方法消除母液中的细晶。
在结晶器内沸腾液体的表面层是产生过饱和度趋势最强的区域，在此区域中存在着进入不稳区而大量产生晶核的危险，导流筒则把大量高浓度的晶浆直接送到此处，使表面层中随时存在着大量的晶体，从而有效地消耗不断产生的过饱和度，使之只能处在较低的水平。
真空冷却法比盐析法、蒸发法能耗低，产量高，设备占地面积小，且实现了连续化生产，有操作稳定、控制容易、产品质量好的特点。
综上所述，生产氯酸钠采用真空冷却结晶较为理想，本项目选用结晶工艺选用真空冷却法工艺。
4.2工艺流程简述
4.2.1氯酸钠电解工艺流程示意图
图1氯酸钠电解工艺流程示意图
4.2.2工艺流程简述
4.2.2.1盐水工段
本工段的主要任务是把固体食盐溶成粗盐水，除去钙、镁离子、硫酸根离子及水不溶物等杂质，制成饱和盐水，供电解工段使用，其主要工艺流程叙述如下：
原盐由盐库经皮带运输机和斗式提升机计量后进加入化盐桶，制成饱和盐水进入反应槽，同时加入精制剂以除去钙镁离子，经反应后的混盐水经过折流槽进入道尔顿澄清桶，靠重力沉降澄清为清盐水，再经无伐过滤进一步过滤后进入中间贮槽，用泵送至电解工段供用。
从澄清桶排出盐泥，定
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