年產(chǎn)10萬噸燒堿10萬噸聚氯乙烯項目可行性研究報告

PAGEPAGE112工程號：0307-02****氯堿廠10萬噸/年燒堿10萬噸/年聚氯乙烯工程可行性研究報告**工程化學設(shè)計院有限公司二〇〇三年四月十五日**中華人民共和國國家計劃委員會工程咨詢資格證書工程甲****氯堿廠10萬噸/年燒堿10萬噸/年聚氯乙烯工程可行性研究報告總經(jīng)理：項目經(jīng)理：**工程化學設(shè)計院有限公司二〇一三年四月十五日**本工程設(shè)計參加人員編制：校對：審核：審定：項目經(jīng)理：主管副總經(jīng)理：目錄1.總論2.市場規(guī)模3.產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模4.工藝技術(shù)方案5.原料、輔助材料及動力供應6.建廠條件和廠址方案7.公用工程和輔助設(shè)施方案8.節(jié)能9.環(huán)境保護10.安全衛(wèi)生與消防11.工廠組織與勞動定員12.項目實施規(guī)劃13.通知估算14.財務(wù)分析15.結(jié)論附件：項目建議書批復，寧計工發(fā)（2002）752號附圖1：廠區(qū)地理位置圖附圖2：總平面布置圖附圖3：燒堿裝置工藝流程圖附圖4：聚氯乙烯裝置流程圖1.總論1.1概述1.1.1項目名稱：****氯堿廠10萬噸／年燒堿、10萬噸/年聚氯乙烯氯堿工程。1.1.2主辦單位名稱：****氯堿廠企業(yè)法定代表：1.1.3可行性研究報告的編制依據(jù)(1)****發(fā)展計劃委員會文件(寧計工發(fā)[2002]752號文)“關(guān)于****氯堿廠年產(chǎn)10萬噸燒堿、10萬噸聚氯乙烯氯堿工程項目建議書的批復”。(2)**氯堿廠10萬噸／年燒堿、lO萬噸／年聚氯乙烯氯堿工程項目建議書。(3)**氯堿化工股份有限公司和**氯堿廠合作建設(shè)10萬噸／年P(guān)VC樹脂項目洽談紀要。(4)**氯堿化工股份有限公司企劃部、資產(chǎn)財務(wù)部、技術(shù)發(fā)展部“關(guān)于**金昱元氯堿化工有限公司**氯堿廠的調(diào)查報告”。(5)**氯堿廠50萬噸級PVC工程規(guī)劃及年產(chǎn)10萬噸燒堿、10萬噸PVC樹脂項目設(shè)計招標文件。(6)****氯堿廠10萬噸/年燒堿、10萬噸/年聚氯乙烯氯堿工程技術(shù)方案會議紀要(2003年3月271.1.4可行性研究報告的編制原則(1)嚴格貫徹執(zhí)行國家有關(guān)方針政策及行業(yè)標準。(2)本項目所采用的生產(chǎn)工藝和技術(shù)盡量滿足**氯堿廠所提出的工藝和技術(shù)。1.1.5項目建設(shè)目的、意義及建設(shè)單位概況****是我國**的地方，**流經(jīng)區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)，**灌區(qū)農(nóng)業(yè)相對發(fā)達。由于歷史的原因，工業(yè)發(fā)展水平與沿海及中部省份有一定的差距。黨中央決策西部大開發(fā)，為**的發(fā)展提供了良好的機遇。**地區(qū)素有“**煤城”之稱，**穿市而過，交通便利。**礦產(chǎn)豐富、資源密集，是以煤炭開發(fā)興起的新興工業(yè)城市，煤炭儲量達22億噸，現(xiàn)年開采約800萬噸。煤炭工業(yè)的發(fā)展促進了電力工業(yè)的發(fā)展，**區(qū)現(xiàn)有電廠兩座，裝機容量27.4萬kw，在建的**第二發(fā)電廠裝機容量132萬kw。豐富的煤電資源為氯堿工業(yè)的發(fā)展及氯堿下游化工產(chǎn)品的發(fā)展提供了充沛的能源保證。將煤電轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品，一方面可以提高經(jīng)濟效益，另一方面就地利用可以減少煤炭的外運量及電力的輸送量。符合國家高耗能產(chǎn)品向能源基地轉(zhuǎn)移的產(chǎn)業(yè)政策。****氯堿廠位于****工業(yè)園區(qū)，是七十年代建成的老企業(yè)，原設(shè)計能力為0.3萬噸/年燒堿、0.3萬噸/年P(guān)VC生產(chǎn)裝置。經(jīng)過近30年的運行和改造，目前已達2.5萬噸/年燒堿，2.5萬噸/年P(guān)VC生產(chǎn)裝置能力，同時積累了豐富的生產(chǎn)管理經(jīng)驗。在**氯堿廠廠區(qū)內(nèi)進行新項目的建設(shè)，其建設(shè)周期短，投資省。特別是**區(qū)擁有燒堿、PV生產(chǎn)所用的原材料，并且價格低廉，如電石(1650元/噸)、煤(72.5元/噸)、電(0.21元/度)、蒸汽(低于30元/噸)等。在新建的生產(chǎn)裝置上采用先進的工藝技術(shù)，并采用先進的管理手段，一定能夠取得明顯的經(jīng)濟效益。裝置建成投產(chǎn)后，將**豐富的能源、礦產(chǎn)資源轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品，既可加速**地區(qū)氯堿工業(yè)的發(fā)展，又可帶動能源、電力的發(fā)展，還可推動下游化工產(chǎn)品、建材、輕工及相應服務(wù)業(yè)的發(fā)展，這對促進**地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和社會的安定都具有十分重要的意義。1.1.6可行性研究范圍****氯堿廠新建10萬噸/年燒堿、12萬噸/年P(guān)VC裝置及相應的公用工程項目：項目建成投產(chǎn)的經(jīng)濟效益分析。1.1.7可行性研究的主要過程本報告從產(chǎn)品銷售市場研究人手，從項目所選用的工藝技術(shù)路線及設(shè)備選用、儀表利用、三廢治理、技術(shù)經(jīng)濟分析等，直至產(chǎn)品的銷售及對項目投資的分析進行了較全面的分析研究，所得結(jié)論見后。1.1.8研究的簡要綜合結(jié)論(1)該項目是在中央決策大力開發(fā)西部的背景下，利用**豐富的煤炭、電等資源和原材料價格低廉的有利條件，建設(shè)生產(chǎn)基本化工原料產(chǎn)品，有利于促進當?shù)毓I(yè)和西部地區(qū)相關(guān)工業(yè)的發(fā)展。(2)在電廠附近，電力資源非常豐富的地區(qū)，就地發(fā)展高能耗的電石、燒堿工業(yè)是合理、可行的。在能源基地投資建設(shè)高能耗產(chǎn)品符合國家有關(guān)政策。(3)用電石法生產(chǎn)聚氯乙烯，雖比石油路線老，但隨著石油價格的波動，電石法在生產(chǎn)成本和經(jīng)濟效益方面仍存在著相當?shù)母偁幜?，?*地區(qū)發(fā)展電石法聚氯乙烯生產(chǎn)有著得天獨厚的優(yōu)勢。(4)該項目報批總投資為83384萬元，內(nèi)部收益率稅腑為17.26％，稅后為16.26％，均高于行業(yè)基準收益率12％，該項目應抓緊進行，爭取早日投產(chǎn)，盡快取得效益。(5)項目的投產(chǎn)可解決一部分人就業(yè)，同時可帶動當?shù)叵嚓P(guān)企業(yè)的發(fā)展，有利于穩(wěn)定社會，有利于落實中央開發(fā)西部的決策。10萬噸燒堿、12萬噸PVC項目主要經(jīng)濟指標表序號項目名稱單位數(shù)量備注一生產(chǎn)規(guī)模燒堿萬t/a10折100%NaOHPVC萬t/a12二產(chǎn)品方案132%燒堿、48%燒堿萬t/a各2折100%NaOH固堿片堿（99%）萬t/a3折100%NaOH2PVC樹脂萬t/a123液氯（裝置規(guī)模）萬t/a44鹽酸（裝置規(guī)模）萬t/a21折31%HCI5高純鹽酸（裝置規(guī)模）萬t/a3折31%HCI三年操作日天330四主要原材料、燃料用量1原鹽NaCI≥95%wtt/a160,0002氯化鋇≥97%（wt）t/a20003純堿≥98.5（wt）t/a12004鹽酸≥31%（wt）t/a64525硫酸≥98%（wt）t/a28006電石（發(fā)氣量：300L/kg）t/a170,0007離子膜m2/a1300五公用動力消耗量1（1）生產(chǎn)上水m3/h800（2）循環(huán)水m3/h12000（3）循環(huán)水（含堿）m3/h650生產(chǎn)規(guī)模燒堿序號項目名稱單位2電安裝容量kW100000直流電kWh/h300003蒸汽0.8MPat/h754儀表空氣0.7MPa1500工藝空氣0.3MPa20005氮氣6006冷凍kW70007純水t/h100六三廢排放量1廢水t/h4002廢氣953廢渣t/h62.5七運輸量1運入量萬t/a502運出量萬t/a100八定員人480九新建裝置占地公頃18道路及廣場占地十全廠建筑面積十一項目報批總投資萬元833841.固定資產(chǎn)萬元667162.流動資金萬元8038十二年均銷售收入萬元66568十三財務(wù)評價指標序號項目名稱單位數(shù)量備注1.投資利潤率%12.89%2.投資利稅率%19.31%3.全部投資內(nèi)部收益率（稅前）%17.26%4.全部投資內(nèi)部收益率（稅后）%16.26%5.全部投資內(nèi)部回收期（稅前）年7.03含建設(shè)期2年6.全部投資內(nèi)部回收期（稅后）年7.03含建設(shè)期2年7.盈虧平衡點（生產(chǎn)能力）%70.11%8.資本金凈利潤率%36.09%2.市場預測2.1燒堿國內(nèi)外市場情況預測因近2年世界經(jīng)濟發(fā)展緩慢，而燒堿的市場需求卻無明顯增加，全球氯堿市場仍將處于供大于求的狀況，生產(chǎn)能力2001年大約為5400萬噸左右。我國氯堿工業(yè)經(jīng)過改革開放后的快速發(fā)展，燒堿產(chǎn)量位居世界第二位，燒堿生產(chǎn)能力已達近800萬噸／年，產(chǎn)量也在’700萬噸／年以上。目前，我國約有200多家氯堿企業(yè)，大型燒堿廠多集中在東部，各省分布不均衡，產(chǎn)量最高的是**天原(集團)有限公司。國內(nèi)燒堿產(chǎn)品多以液堿為主，固堿以桶裝固堿和片堿為主。國內(nèi)燒堿的主要用途還是用在輕工、化工和紡織工業(yè)，其次為醫(yī)藥、冶金等行業(yè)。**地區(qū)燒堿產(chǎn)量有近10萬噸／年，但是隨著當?shù)卦旒埡推渌I(yè)的發(fā)展對燒堿的需求還是在不斷增加，這次**氯堿廠新增10萬噸／年離子膜法制燒堿，其中4萬噸／年為液堿以備供**、甘肅等西北地區(qū)需要，另外6萬噸／年則準備制成固堿銷往其它地區(qū)或出口。因此，石嘴氯堿廠10萬噸／年燒堿投產(chǎn)后，所生產(chǎn)的燒堿除供西北地區(qū)外，還可供其它地區(qū)。2.2PVC國內(nèi)外市場情況預測PVC是主要通用塑料，其消費量占世界塑料總消費量的近30％，生產(chǎn)能力達到3000多萬噸／年，由于PVC塑料用途廣泛，目前全世界PVC的需求量仍以大于2.5％的速度發(fā)展，發(fā)達國家人均消費量已達15kg／人.年以上。我國PVC工業(yè)隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，近幾年也在以lO％以上的速度在發(fā)展，PVC的生產(chǎn)企業(yè)有70多家，因PVC是通用塑料，所以用途廣，不僅用于工業(yè)，而且在農(nóng)業(yè)和民用中用途也很廣，隨著管材、建材及居民住房的改善和增加，PVC的需求量還會不斷的增加。我國目前PVC的產(chǎn)量在330萬噸／年左右，還不能滿足需求，每年還需進口一定量特殊品種的PVC?，F(xiàn)在國內(nèi)PVC的生產(chǎn)方法除幾個高產(chǎn)量的廠用乙烯法生產(chǎn)，大部分廠仍用電石路線生產(chǎn)PVC。產(chǎn)量方面，乙烯法、電石法及單體法約各占1／3。**地區(qū)過去曾有PVC的生產(chǎn)企業(yè)，但規(guī)模都較小，只有青銅峽樹脂廠2001年從**天原化工廠購買二手設(shè)備建立裝置，投產(chǎn)后PVC產(chǎn)量達到7萬噸／年。由于**地區(qū)有著得天獨厚的電力、煤炭資源，所以用電石路線生產(chǎn)PVC就更能顯出其在經(jīng)濟效益方面優(yōu)于乙烯路線。隨著目前石油價格的不斷上漲，乙烯路線的成本也在增加，在能源價格優(yōu)越的**地區(qū)就更顯現(xiàn)出電石路線在經(jīng)濟效益上的優(yōu)勢。今后**12萬噸／年P(guān)VC投產(chǎn)，產(chǎn)品仍需銷往PVC加工能力強的東部地區(qū)，但是隨著西部大開發(fā)，PV(：后加工企業(yè)的興起，在**地區(qū)PVC自產(chǎn)自銷的可能性非常大，銷售不存在問題。2.3產(chǎn)品價格分析這次選用離子膜法制燒堿是因為每噸離子膜法制燒堿比隔膜法少耗電約150kwh，少耗蒸汽約3噸／PCE，相應成本低約150元／噸，且**地區(qū)煤、電價格相對較低，生產(chǎn)成本肯定低于全國燒堿的平均成本。我國PVC的主要生產(chǎn)技術(shù)有：電石法、乙烯法、進口VCM或進口．EDC法。由于原料來源不同，造成產(chǎn)品的價格也不同。其中電石法的成本又分為：外購電石法，成本約5000元／噸PVC：白產(chǎn)電石法，成本可低于4000元／噸PVC；白備電廠自產(chǎn)電石法，成本約為3200元／噸。**青銅峽樹脂廠采用白產(chǎn)電石，PVC制造成本約為3600元／噸，**氯堿廠要用自產(chǎn)電石，則PVC制造成本也在3700元／噸左右，這都低于全國PVC的平均制造成本。**氯堿廠項目投產(chǎn)后使用**電力公司的電，其電價僅為0.21元/kwh，這僅為其它地區(qū)電價的1/2～2/3，則每噸PVC的成本還將降低幾百元。**氯堿廠使用的鹽是**太鹽場供給，鹽的到廠價平均為200元/噸(含稅)，這比全國目前平均鹽價低約20元/噸。**地區(qū)有豐富的煤資源且價格便宜，煤到廠價小超過70元/噸，比全國同行業(yè)平均水平(140元/噸)低約70元/噸，這樣燒堿和PVC的制造價又可降低。分析當前燒堿和PVC價格，其中起決定作用的仍是原料和電價，由于國際石油價格的上漲，必導致石油路線生產(chǎn)PVC產(chǎn)品的制造成本上升，國內(nèi)一些靠石油路線生產(chǎn)PVC的廠家2002年利潤都非常低，另外由于電價的昂貴，很多燒堿廠燒堿成本也居高不下，致使生產(chǎn)廠家很難從燒堿生產(chǎn)中獲得利潤。相比之下**地區(qū)因煤、電的價格比其它地區(qū)便宜，投資高能耗的產(chǎn)品勢必優(yōu)于其它地區(qū)，勢必有著極強的競爭能力。3.產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模3.1產(chǎn)品方案裝置規(guī)模商品量1)燒堿lO萬噸／年(折NaOH100％)10萬噸／年(折NaOH100％)其中液堿32％10萬噸／年(折NaOH100％)2萬噸／年(折NaOH100％)液堿48％8萬噸／年(折NaOH100％)2萬噸／年(折NaOH100％)固堿片堿(99％)3萬噸／年(折NaOH100％)3萬噸／年(折NaOH100％)片堿(73％)3萬噸／年(折NaOH100％)3萬噸／年(折NaOH100％)2)液氯4萬噸／年(折C1299.6％)0萬噸／年3)鹽酸(HCl31％)21萬噸／年0．64萬噸／年高純鹽酸(HCl31％)3萬噸／年1萬噸／年4)PVC12萬噸／年12萬噸／年3．2產(chǎn)品規(guī)格·32％(wt)液堿一規(guī)格32％(wt)液堿無色透明液體一質(zhì)量優(yōu)級NaOH≥32％(wt)Na2C03≤O.04NaCl≤0.004％(wt)Fe203≤0.0003％(wt)NaClO3≤0.001％(wt)CaO≤O.0001％(wt)A1203≤O.0004％(wt)Si02≤0.0015％(wt)硫酸鹽(以Na2S04計)≤0．001％(wt)一數(shù)量2萬噸／年(折100％NaOH計)·48％(wt)液堿－規(guī)格48％(wt)液堿無色透明液體－質(zhì)量優(yōu)級NaOH≥48％(wt)Na2C03≤0.NaCl≤0.04％(wt)Fe203≤0.005％(wt)－數(shù)量2萬噸／年(折100％NaOH計)·片堿－規(guī)格99％(wt)固堿無色透明片狀－質(zhì)量NaOH≥99％(wt)Na2C03≤0.NaCl≤0.015％(wt)Fe203≤0.0015％(wt)－數(shù)量3萬噸(折100％NaOH計)·片堿－規(guī)格73％(wt)固堿－數(shù)量3萬噸(折100％NaOH計)·鹽酸高純鹽酸－規(guī)格31％（wt）鹽酸無色透明－質(zhì)量總酸度（以Hl計）≥31％(wt)游離氯≤5ppm(wt)鐵≤10ppm(wt)Ca2＋＋Mg2＋≤0.1ppm(wt)－數(shù)量1.0萬噸/年（其中部分自用）·工業(yè)鹽酸－規(guī)格31％（wt）鹽酸無色或透明液體－質(zhì)量（GB1897－86）總酸度（以HCl計）≥31％（wt）鐵≤10ppm（wt）硫酸鹽（以SO4計）≤0.007％(wt)氧化物（以Cl計）≤0.003％(wt)還原物（以SO3計）≤0.007％(wt)灼燒殘渣≤0.05％(wt)砷≤0.0001％(wt)重金屬（以鉛計）≤0.0005％(wt)－數(shù)量0.64萬噸·液氯－規(guī)格淡黃色液體－質(zhì)量（GB1897-86）氯含量≥99.6％（vol）水分≤0.05％(wt)蒸發(fā)殘余物≤35ppm（wt）三氯化氮≤3ppm（wt）氧≤800ppm（wt）－數(shù)量視市場需求定產(chǎn)量·PVC樹脂－規(guī)格符合GB/T5761-93標準－質(zhì)量符合GB/T5761-93標準－數(shù)量12萬噸PVC產(chǎn)品詳細規(guī)格指標表(GB／T5761—93)型號SGlSG2SG3SG4SG5SG6SG7SG8序號級別優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品指標項目1粘數(shù)，ml／g(或K值)(或平均聚合度)156～144143～136135～127126～1191l8～107106～9695～8786～73(77-75)(74～73）(72～71)(70～69)(58～66)(65～63)(62～60)(89～55)(1350～1250)(1250～1250)(1100～1000)(950～850)(850～750)(750～650）2雜質(zhì)粒子數(shù)，個≤163090163090163090163090163090163090204010020401003揮發(fā)物(包括水)含量，％≤0.300.400.500.300.400.500.300.400.500.300.400.500.400.400.500.400.400.500.400.400.500.400.400.504表觀密度，g／m1≥0.450.420.400.450.420.400.450.420.400.450.420.400.450.420.400.480.450.400.480.450.400.480.450.405篩余物％0．25mm篩孔≤228228228228228228228228O．063mm篩孔≥9090809090809090809090809090809090809090809090806“魚眼”數(shù)，個／400cm22040一2040一2040一2040一2040一2040一3050一3050一7100g樹脂的增塑劑吸收量，g≥2735一2735一2625一2322一20l9一l816一1614一1414一8白度(160~C，10min后)，％≥74一一74一一74一一74一一74一一74一一70一一70一一9水萃取液電導率，S／m≤5X10-35X10-35X10-3lO殘留氯乙烯含量，ppm≤810810810810810810810810注：1．粘數(shù)，K值和平均聚合度指標可任選其一。2．使用者若對熱穩(wěn)定性還有其他指標要求，可與生產(chǎn)廠m商確定，并根據(jù)指標選用GB2917(或GB9349，HG2—1278)進行測定。4.工藝技術(shù)方案4.l燒堿4.1.1工藝技術(shù)方案4.1.1.1國內(nèi)外工藝技術(shù)概況當今世界燒堿的生產(chǎn)工藝技術(shù)以隔膜法、離子交換膜法為主，其次還有水銀法和苛化法。因離子膜法具有能耗低，產(chǎn)品質(zhì)量高，無汞和石棉污染，所以發(fā)展很快，被視為先進的制堿技術(shù)。我國目前燒堿生產(chǎn)的工藝技術(shù)仍以隔膜法為主，離子膜法發(fā)展的也相當快，離子膜法制堿的比重約占燒堿總產(chǎn)量的1/4以上。這次****氯堿廠10萬噸／年燒堿項目，準備選用離子膜法，利用離子膜法所制得的純度高的燒堿，加工成片堿，運往國內(nèi)需用片堿的地方或出口，雖然離子膜裝置的投資高于隔膜法，但能耗低于隔膜法，自動控制的程度也高于隔膜法，無石棉污染，是較為理想的選擇。全廠總氯平衡見下圖：全廠總氯平衡基于保證12萬噸/年P(guān)VC生產(chǎn)用氯，多余的氯生產(chǎn)液氯及3l％鹽酸、高純鹽酸。氯的使用根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行調(diào)節(jié)，實際裝置生產(chǎn)能力均配備較大。4.1.1.2工藝技術(shù)方案比較和選擇理由(1)電解離子膜法燒堿是當前世界上工業(yè)化生產(chǎn)燒堿當中最先進、最經(jīng)濟的一項技術(shù)，與隔膜堿相比具有能耗低(每噸比隔膜法節(jié)約0.5噸標煤，約節(jié)約總能耗的1/3)，產(chǎn)品質(zhì)量高(含鹽最大為40ppm，而相同濃度的隔膜堿含鹽約為5％)、三廢污染小(屬清潔生產(chǎn)工藝，無隔膜法的石棉絨及水銀法的水銀污染)，成本低及操作管理方便等優(yōu)點，離子膜堿因其雜質(zhì)少，可應用于石化、化纖、輕工、電子、醫(yī)藥等部門。本裝置采用離子膜法制燒堿，目前世界上擁有離子膜法生產(chǎn)燒堿的專利商很多，如日本旭化成、氯工程、英國ICI、德國伍德公司等，國內(nèi)均有上述公司的生產(chǎn)技術(shù)，從目前國內(nèi)引進的各公司技術(shù)看，無論是單極槽還是復極槽在技術(shù)上都是先進、可靠的。離子膜燒堿電解的技術(shù)分為復極式和單極式兩類。復極式電解槽和單極式電解槽主要比較列表如下：序號槽型項目復極式單極式1供電小電流、高電壓整流器價格較便宜，且整流效率高大電流、低電壓整流器價格較貴，且整流效率較低2單槽產(chǎn)能單槽產(chǎn)能大，對相同規(guī)模的生產(chǎn)裝置需要槽數(shù)比單極槽少單槽產(chǎn)能小，對相同規(guī)模的生產(chǎn)裝置需要槽數(shù)比單極槽多3對負荷變化的適應性單槽生產(chǎn)能力大，容易調(diào)節(jié)每臺電槽負荷全部單槽在同一負荷下運轉(zhuǎn)，調(diào)整負荷不容易4電壓降導電銅排少，電壓損失也少每臺電槽各單元并聯(lián)，故導電銅排多，數(shù)臺電槽串聯(lián)成一回路,因此導電銅板電壓損失較大。5槽間電流分布均勻欠均勻6電槽維修管理復極槽的單元槽拆卸方便，對生產(chǎn)影響不大。電槽數(shù)量少，維修管理工作量少。單元槽維修不方便，電槽數(shù)量多，維修管理工作量大。7電槽占地面積同樣規(guī)模占地較小電槽數(shù)多，占地較大8電槽組裝、拆卸較簡單較復雜國內(nèi)引進的各公司技術(shù)無論是單極槽或復極槽在技術(shù)上均較先進、可靠，但離子膜技術(shù)發(fā)展趨勢是向復極式自然循環(huán)電解槽發(fā)展，從經(jīng)濟角度出發(fā)，對于年產(chǎn)l0萬噸規(guī)模的裝置選擇單元面積大、膜利用率高的復極槽較妥。(2)液氯目前國內(nèi)氯氣液化大多采用傳統(tǒng)工藝，即低壓壓縮至0.24MPa(G)，再通過低溫冷媒冷至-20℃液化。國外己逐漸采用德國西門子公司、意大利Garo公司新工藝，即高壓壓縮機二級壓縮至1.O～1.4MPa(G)，在常溫下液化，采用此方法在歐洲占有量已達60％，在世界上已有30％以上采用高壓法。由于歐洲液氯高壓工藝均采用井水(t≈20℃)，冷卻塔循環(huán)水(t＜23℃～25℃)或河水(t＜28℃)。雖然高壓法有其優(yōu)點(無需冷凍、無污染、低能耗、占地少)。但由于國內(nèi)夏天循環(huán)上水溫度達32℃本項目氯氣液化工藝擬采用傳統(tǒng)的低壓壓縮工藝。我國目前采用的氯氣液化低壓壓縮工藝有美國約克公司F22為冷媒的液氯冷凝機組，由于環(huán)保要求F22系國際上即將淘汰產(chǎn)品，故本工程擬采用以R134a為冷媒的液氯冷凝機組。4.1.1.3引進技術(shù)及設(shè)備范圍和內(nèi)容本裝置擬主要引進離子膜電解槽(自然循環(huán)式復極槽)和部分關(guān)鍵設(shè)備、儀表。以下是可能引進技術(shù)和進口設(shè)備的國家與公司：燒堿裝置：(1)德國伍德公司(2)日本旭化成公司(3)日本氯工程公司4.1.2工藝流程及消耗定額4.1.2.1工藝流程燒堿工藝流程(見燒堿工藝流程圖)：(1)鹽水一次精制原料鹽由鹽堆場送入溶鹽桶，再用生產(chǎn)上水、鹽泥壓濾機返回的壓濾水和淡鹽水脫氯返回來的淡鹽水溶解，制得飽和粗鹽水。粗鹽水送入精制前反應槽，在此分別加入NaOH、BaCl2溶液，混合反應后的鹽水中加入氧化劑，再進入預處理器，以消除鎂、S04、天然有機物、水不溶物，經(jīng)預處理后的鹽水進入后反應器，加入Na2C(2)二次鹽水精制來自戈爾過濾器的鹽水經(jīng)pH值調(diào)節(jié)后，經(jīng)鹽水加熱器加熱，進入三臺串聯(lián)的螯合樹脂塔，串聯(lián)中的一臺樹脂塔一般在連續(xù)運轉(zhuǎn)48小時后定期進行再生，平時兩臺運轉(zhuǎn)。經(jīng)螯合樹脂塔進一步脫除鈣、鎂雜質(zhì)后的鹽水為二次精制鹽水，然后經(jīng)加熱后送電解。(3)電解從二次鹽水精制系統(tǒng)送來的二次精制鹽水進入電解槽的各陽極室和進入陰極室的加純水后的循環(huán)堿液在直流電作用下進行電解，在陽極室生成氯氣和淡鹽水，陰極室生成氫氣和燒堿。濕氯氣被冷卻后送入氯處理工段。部分淡鹽水在陽極循環(huán)管與二次精制鹽水一起混合后進入電解槽的陽極室進行電解，大部份淡鹽水去脫氯系統(tǒng)。陰極室生成的氫氣送氫處理系統(tǒng)。進入循環(huán)槽中的堿液分成兩部份，一部份為成品堿，另一部份經(jīng)過循環(huán)管加入純水混合后返回電解槽陰極室進行電解。(4)淡鹽水脫氯淡鹽水送至脫氯塔進行真空脫氯，脫出氯氣回到氯氣總管，脫氯后的脫氯鹽水在加入燒堿調(diào)節(jié)PH值后，再加入Na2SO3，溶液以進一步除去剩余的游離氯后，再送鹽水工段，作化鹽水使用。在電解的副反應中產(chǎn)生氯酸鹽。因電解液要循環(huán)，需設(shè)置氯酸鹽分解單元以避免氯酸鹽的積累。本單元主要用鹽酸法分解氯酸鹽。一部分陽極液的淡鹽水進入到氯酸鹽分解槽，并被加熱，氯酸鹽被加入的鹽酸分解。從氯酸鹽分解出來的酸性淡鹽水被用于陽極液的酸化。(5)氯處理、干燥壓縮由電解工序來的濕氯氣進入氯氣洗滌塔的底部，氯水由氯水循環(huán)泵經(jīng)氯水冷卻器與冷卻水換熱后打到氯氣洗滌塔上部與氯氣呈逆流直接接觸，出塔氯氣進入I段氯氣冷卻器和II段氯氣冷卻器分別經(jīng)冷卻水和冷凍水進一步冷卻，經(jīng)氯氣除霧器除去水沫后，進入強化型氯氣泡沫干燥塔，經(jīng)稀酸段、濃酸段的傳質(zhì)吸收，出塔氯氣可達含水份l00ppm以下。干燥后的氯氣經(jīng)干氯氣除霧器除去酸沫后，送氯氣透平壓縮機壓縮后送至液氯和鹽酸合成等工序。氯氣洗滌塔的氯水以及氯氣冷卻器的冷凝氯水送氯水貯槽，由泵送真空脫氯工序。(6)氫處理由電解工段來的濕氫氣進入氫氣洗滌塔的底部與塔內(nèi)噴淋冷卻水呈逆流直接接觸，進行冷卻和洗滌，氫氣中大部分堿沫及蒸汽冷凝水被冷卻水帶走。白塔頂出來的氫氣經(jīng)氣液分離后由氫壓機送往用戶。(7)堿蒸發(fā)自32％堿液槽來的32％NaOH由32％堿液加料泵經(jīng)預熱器輸入至I效蒸發(fā)器內(nèi)進行蒸發(fā)，再用供料泵送入至II效蒸發(fā)器內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)所得到的48％濃堿，通過濃堿冷卻槽，由泵送入冷卻器，經(jīng)循環(huán)冷卻，成品堿送入濃堿貯槽。生蒸汽進入I效蒸發(fā)器加熱室，壓力控制在0.45MPa以下，蒸發(fā)室產(chǎn)生的二次蒸汽作II效蒸發(fā)器加熱蒸汽，由II效蒸發(fā)室產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)堿捕沫器分離堿沫后進入噴射冷凝器與循環(huán)上水直接接觸冷凝。蒸發(fā)冷凝水統(tǒng)一回收。(8)固堿將合格的48％液堿打入濃堿槽，經(jīng)澄清分析合格后加入預熱鍋內(nèi)，經(jīng)煙道氣預熱，堿溫升至130℃由于水分不斷蒸發(fā)，熬制過程中需不斷補充預熱后的堿液，以維持鍋內(nèi)液面的穩(wěn)定。當堿溫升至430℃-450℃，堿液呈熔融狀態(tài)時，停火靜止，沉淀雜質(zhì)，當堿溫降至熬堿鍋底部的鍋底堿加堿液沖稀后用泵送至蒸發(fā)工序。(9)鹽酸來自氯透平的氯氣和液氯工段來的含氯尾氣一起與從電解來的氫氣分別進入氯氣緩沖罐及氫氣緩沖罐再進入合成爐，在合成爐內(nèi)H2與C12燃燒生成HCl氣并放出大量熱量，產(chǎn)生的HCl氣經(jīng)冷卻后送至降膜吸收器或去氯化氫冷凍系統(tǒng)，在降膜吸收器用尾氣吸收塔出來的稀酸吸收生產(chǎn)31％鹽酸，流入鹽酸貯槽。在冷卻吸收塔中未被吸收的少量氯化氫氣體，進入尾氣吸收塔被純水吸收制成稀酸后，再回到冷卻吸收塔作為吸收劑。降膜吸收器的尾氣經(jīng)尾氣吸收塔后用水流噴射器抽出排入大氣，水流噴射器的水用泵循環(huán)使用。氯化氫氣體經(jīng)冷卻后進入氯化氫緩沖器，再進入冷凍脫水系統(tǒng)，脫水后的氯化氫氣體再經(jīng)酸霧捕集器除去酸霧，供氯乙烯合成工序用。(10)液氯送來原料氯氣進入液化器，在液化器中，氯氣與氟里昂換熱，液態(tài)氟里昂被氣化，氯氣被液化，被液化的氯氣經(jīng)氣液分離，液氯流入液氯貯槽，再用液下泵送液氯鋼瓶包裝。未液化的含氯尾氣送至鹽酸合成工序去合成鹽酸。(11)次氯酸鈉電解工段來的開停車及事故氯氣進入1#吸收塔底部，與2#吸收塔來的吸收液呈逆流循環(huán)吸收，吸收反應后的尾氣再進入2#吸收塔底部進一步吸收(2#吸收塔用15％堿液吸收)，使排出尾氣達到允許的排放標準后經(jīng)風機在25m高處排大氣，次氯酸鈉溶液由泵送出界區(qū)。反應生成的熱量由1#冷卻器和2#冷卻器用冷卻水和冷凍水移走反應熱，以保證吸收效率和防止次氯酸鈉分解。4.1.2.2消耗定額·32％(wt)液堿消耗定額(離子膜法，包括一次鹽水、二次鹽水、電解、脫氯、氯干燥壓縮、氫處理)以噸堿100％NaOH計1原鹽(100％計)1.592t2純堿98％Na2C033氯化鋇98％BaCl219.95kg4燒堿32％(100％計)12.97kg5硫酸98％H2S0428.17kg6高純鹽酸31％HCl64kg7螯合樹脂0.01618純水3.5m9亞硫酸鈉≥95％4.5kglO離子膜0.0097ml1生產(chǎn)上水3.1tl2循環(huán)水70m13直流電(折交流)2333kWh14動力電380V／220V126kWh10000V32kWh15蒸汽O.8MPa(G)0.7t16裝置空氣55Nm3l7冷凍量1.47×105kJ18儀表空氣15Nm3·蒸發(fā)消耗定額(由32％液堿蒸發(fā)到48％液堿)1生產(chǎn)上水2t2含堿循環(huán)水53動力電380V／220V20kWh4蒸汽0.8MPa(G)0.7t5儀表空氣3Nm3·液氯消耗定額(液化汽化效率94％)1原料氯C12=l00％107t/t液氯2生產(chǎn)上水29℃1.8t/3循環(huán)水27t/t液氯4交流電10000V42.4kWh/t液氯3800V12.4kWh/t液氯·鹽酸消耗定額以生產(chǎn)1噸31％鹽酸計1氯氣305kg(C12按100％計)2氫氣9.5kg(H2按l00％計)3生產(chǎn)上水1.68t4循環(huán)水15t5交流電380V6.0kWh6純水0.78m備注：生產(chǎn)1噸31％高純鹽酸時，需用O.78噸純水作吸收劑?！す虊A消耗定額1．煤0.5t2．硫磺0.5Kg3．硝酸鈉0.1Kg4.1.3燒堿裝置自控技術(shù)方案4.1.3.1自控水平和主要控制方案本方案為****氯堿廠年產(chǎn)10萬噸燒堿裝置的自控專業(yè)設(shè)計方案。其自動化水平既要保證工藝操作安全穩(wěn)定運行又要考慮整個裝置的經(jīng)濟性，在設(shè)計時應本著穩(wěn)定、準確先進和可靠的原則來進行。本裝置以原鹽為原料，以離子膜電解工藝技術(shù)生產(chǎn)燒堿，電解槽采用復極槽。自控專業(yè)在設(shè)計中所包括的范圍為10萬噸/年燒堿裝置(其中包括一次鹽水、鹽水二次精制、電解、淡鹽水脫氯、氯氫處理及氯干燥、氯氣壓縮等)、4萬噸／年液氯生產(chǎn)及包裝裝置、21萬噸／年鹽酸及3萬噸／年高純鹽酸裝置8萬噸/年蒸發(fā)裝置等多道工序。10萬噸/年燒堿裝置和其輔助裝置，自動化程度要求較高，擬采用分散型控制系統(tǒng)(DCS)。DCS分散系統(tǒng)由若干臺控制站和操作站組成。操作站上的CRT及鍵盤將作為人一機接口和過程窗口。通過彩色的CRT顯示器，既可綜觀生產(chǎn)過程的全局，又可利用鍵盤介入操作裝置內(nèi)的任一回路。在控制室內(nèi)，DCS系統(tǒng)將采集的數(shù)據(jù)進行顯示、控制、報警及必要的聯(lián)鎖操作，還可根據(jù)生產(chǎn)過程的實際需要，選用串級、比值、前饋等高級控制功能及運用軟件包中的各種運算單元組成控制算式，從而完成更復雜的控制，DCS系統(tǒng)通過組態(tài)后將具有以下功能：對生產(chǎn)過程變量的采集和監(jiān)視；實現(xiàn)各種控制和聯(lián)鎖；報警信號的采集、識別、顯示和打?。桓鳉v史數(shù)據(jù)的存貯和顯示；提供動態(tài)的工藝流程圖；實現(xiàn)生產(chǎn)管理、打印生產(chǎn)報表。為實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程、生產(chǎn)工藝參數(shù)、產(chǎn)品成本及產(chǎn)品質(zhì)量的控制，在本裝置中設(shè)置必要的在線分析儀表，如：PH計、0I沖計、濃度密度計、氯內(nèi)含氫分析儀、氯內(nèi)含水分析儀、氯內(nèi)含氧分析儀等。在選型時分析儀和采樣系統(tǒng)將一起考慮。在防爆區(qū)域及有毒有害介質(zhì)泄漏區(qū)域?qū)⒃O(shè)置可燃和有毒有害氣體檢測裝置，信號進DCS系統(tǒng)，以實現(xiàn)監(jiān)控及必要的聯(lián)鎖，確保整套裝置的安全生產(chǎn)。4.1.3.2儀表選型的確定在滿足過程測量介質(zhì)工況條件和過程監(jiān)控的前提下，選用技術(shù)上先進、使用可靠、維護安裝方便和經(jīng)濟上合理的儀表。本項目中主要儀表采用電動型，傳輸信號為4～20mADC，基地型調(diào)節(jié)器采用氣動型，傳輸信號為20～100kPa。在裝置內(nèi)的大部分物料均有一定的腐蝕性，在儀表選型上將考慮這個特殊工況，在爆炸危險場所儀表采用隔爆型或本安型儀表，絕大部分的現(xiàn)場儀表采用電信號變送器，將現(xiàn)場的各種信號送至控制室，溫度信號擬采用一體化溫度變送器傳送，在防爆區(qū)域及有毒有害區(qū)域設(shè)置可燃及有毒有害氣體檢測裝置。4.1.3.3主要關(guān)鍵儀表選擇本裝置內(nèi)的大部分物料均有一定的腐蝕性，在儀表選型上己考慮了這個工況，同時由于在裝置的部分區(qū)域為爆炸危險區(qū)，故這部分儀表選用隔爆型或本安型儀表。(1)溫度儀表①現(xiàn)場指示儀表：采用雙金屬溫度計，保護套管材質(zhì)為Ti或Ta或Ni或哈氏合金或SUS或SUS＋PTEF。②集中儀表一次元件，采用PtlOO鉑熱電阻＋一體化溫度變送器，保護套管材質(zhì)為Ti或Ta或Ni或哈氏合金或SUS或SUS＋PTEF。(2)壓力儀表①現(xiàn)場指示儀表：用于一般介質(zhì)均采用彈簧管不銹鋼壓力表、氨用壓力表，用于腐蝕性介質(zhì)采用隔膜式壓力表，膜片材質(zhì)SUS、Ta、哈氏合金等。測負壓采用真空壓力表。②集中儀表一次元件，一般介質(zhì)均采用壓力變送器，用于腐蝕性介質(zhì)時采用遠傳膜片隔離的壓力變送器，其膜片材質(zhì)為SUS、Ta、Ni、哈氏合金等。(3)流量儀表①現(xiàn)場指示儀表：采用玻璃轉(zhuǎn)子流量計、金屬轉(zhuǎn)子流量計、材質(zhì)可用G1ass或SUS或PTEF。②集中儀表一次元件，采用孔板、差壓變送器、膜片材質(zhì)為SUS、Ta。用于腐蝕性導電介質(zhì)的采用電磁流量計、電極材質(zhì)為Ta或哈氏合金或Ti或Pt等。蒸汽流量測量可采用旋渦流量計等。(4)液位儀表①現(xiàn)場指示儀表：采用玻璃液位計、磁翻轉(zhuǎn)液位計。②集中儀表一次元件，采用法蘭式液位變送器、浮子式液位計、雷達液位計等，在甩于腐蝕性介質(zhì)的地方變送器膜片材質(zhì)為Ta、Ti或哈氏合金等。(5)執(zhí)行機構(gòu)在選擇執(zhí)行機構(gòu)類型時應考慮操作及設(shè)計條件、所要處理的流體、所需可調(diào)范圍、允許泄漏量、噪聲等因素以及其它特殊要求。按不同需要一股選用氣動薄膜單、雙座，套筒調(diào)節(jié)閥或蝶閥，調(diào)節(jié)閥的成套應包括閥門定位器、減壓閥。程控閥將選用帶限位開關(guān)和電磁閥的氣動切斷閥。尺寸較小的切斷閥可選用球閥，尺寸較大的切斷閥則選用閘閥蝶閥。如調(diào)節(jié)精度要求不高的場合，可選用自力式壓力或溫度調(diào)節(jié)閥。閥門的材質(zhì)應滿足工藝介質(zhì)的要求，若介質(zhì)有腐蝕性可選用特殊材質(zhì)，如鉭、哈氏C等。所選用的閥門當工藝要求或無旁路管線時應提供手輪(6)分析儀表PH值的測定采用在線PH計，ORP值的測定采用在線ORP計，采用玻璃或金屬電極；產(chǎn)品溶度密度采用振動密度計、電磁濃度計或質(zhì)量流量計；氯中水分的測定擬采用氯氣水分紅外線或五氯化二磷電解法分析儀；氯中含氧的測定擬采用順磁式分析儀；氯中含氫的測定擬采用熱導式(紫外線)分析儀。401.3.4動力供應(1)儀表供電儀表用的電源應來自不間斷供電裝置(UPS)，在外部電源中斷后UPS應能維持供電30分鐘。電源為：220VAC±10％，50HZ用電量：50KVA(2)儀表供氣儀表供氣用量500N2m/儀表空氣質(zhì)量要求：(a)供氣系統(tǒng)氣源操作(在線)壓力下的露點，應比工作環(huán)境或歷史上當?shù)啬陿O端最低溫度至少低10℃。(b)用于儀表供氣的氣源，必須經(jīng)過凈化處理。經(jīng)凈化裝置后，儀表空氣含塵量應小于1mg/m。，含塵粒徑不大于3μm。(c)經(jīng)處理后的儀表用氣源含油量應控制在8PPm以下，不應含有害氣體和蒸氣等。供氣系統(tǒng)宜設(shè)儀表空氣貯罐，應滿足儀表供氣系統(tǒng)因故中斷后有15～20分鐘的供氣量。4.1.4主要設(shè)備選擇4.1.4.1(1)離子膜電解槽離子膜電解槽是離子膜法制燒堿的關(guān)鍵設(shè)備。離子膜電解槽有單極槽和復極槽二種類型，兩種離子膜電解槽各有優(yōu)缺點。單極槽在大電流低電壓下運行，單槽停產(chǎn)時對產(chǎn)量影響不大，但在相同規(guī)模裝置中電解槽數(shù)量多，組裝維修工作量大，損失于連接銅板的電壓降較多，銅用量大，裝置占地面積大。復極式離子膜電解槽在低電流高電壓下運轉(zhuǎn)，單槽停產(chǎn)時對產(chǎn)量影響較大，但復極槽在相同規(guī)模裝置中電解槽數(shù)量少，電槽的維修管理工作較單極槽少，占地面積小，損失于導電銅板上的電壓降也小，膜的利用率高，特別對于較大規(guī)模的燒堿裝置更適合選用復極式離子膜電解槽，本項目的燒堿裝置規(guī)模較大?？紤]采用自然循環(huán)復極式電解槽：設(shè)計電流負荷：l3.6kA設(shè)計電流密度5kA/mz陽極材料鈦/活性涂層陰極材料鎳/活性涂層離子膜杜邦膜或旭硝子膜(2)氯氣干燥塔氯氣干燥塔擬采用強化泡沫干燥單塔流程。塔體采用硬PVC+FRP，五層塔板，降液管及旋流板除沫裝置均采用硬PVC，經(jīng)冷卻后溫度較低的濕氯氣自底部進入，依次向上經(jīng)過五塊塔板，在塔板上與硫酸傳質(zhì)接觸，鼓泡形成泡沫層進行干燥脫水，離開塔頂強經(jīng)旋流板除霧裝置除去部分夾帶酸霧，此時氯氣中含水份可降至100ppm以下。而98％濃硫酸經(jīng)冷卻后分別進入(自上而后下的第一塊及第三塊塔板)濃酸段外溢流循環(huán)使用，而第三塊塔板的濃酸經(jīng)內(nèi)溢流進入稀酸段，而72％稀酸進入與之混合后，再由外溢流進入第五塊塔板，仍保持72％稀酸出塔，在保持循環(huán)量的情況下，多余廢酸送往廢酸槽出售。4.1.4.2大型超限設(shè)備本裝置除現(xiàn)場制作設(shè)備和組裝設(shè)備外，無超限設(shè)備。電解工段中的電解槽需引進，鹽水二次精制、氯處理、淡鹽水脫氯等工段中的部分專利設(shè)備及國內(nèi)不能供貨的設(shè)備也需引進，其余工序中的設(shè)備均可由國內(nèi)供貨。引進設(shè)備表序號設(shè)備名稱數(shù)量備注1螯合樹脂塔(含自控)3專利設(shè)備2酸噴射器13堿噴射器14Ti真空泵25加酸混合器16電解槽87酸性鹽水噴射器18干氯氣過濾器(元件)19濕氯氣過濾器(元件、花板)14.1.4.4主要設(shè)備表序號設(shè)備名稱材料數(shù)量備注1化鹽桶C．S22FeCl3配制槽C．S13淡鹽水貯槽FRP2序號設(shè)備名稱材料數(shù)量備注4氯化鋇配制槽C．S15Na2C03C．Sl6前反應槽(帶機械攪C．S27預處理器C．S18后反應槽(帶機械攪拌)C．S19中間槽C．S110戈爾過濾器CS／HRL411過濾器進液泵C．I212后折流槽CS113酸洗液貯槽FRPl14酸洗液進液泵l15粗鹽水泵C．I216過濾精鹽水泵Ti217泥漿泵C．I218鹽泥壓濾機C．S襯膠319過濾精鹽水貯槽FRP120渣池砼121精鹽水槽C．S／低鈣鎂l22精鹽水泵Ti123螯合樹脂塔CS+RL(低鈣)3序號設(shè)備名稱材料數(shù)量備注24純水槽0Crl8Ni9125純水泵1Cr18Ni9Ti226樹脂過濾器CS／RL127鹽水熱交換器228酸槽PP／FRP129堿槽SS130酸混合器PP／FRP131堿混合器CS／SSl32廢水泵CI／RLl33廢水池l34淡鹽水槽Ti135淡鹽水脫氯槽Ti136氯氣冷凝器Ti+Pd137Ti真空泵Til38淡鹽水泵Til39亞硫酸鈉計量泵CS／SSl40亞硫酸鈉槽SSl41亞硫酸鈉供給泵CS／SS142氯酸鹽分解槽PVDF／FRP143酸性鹽水加熱器Ti／Pd144酸性鹽水泵CS／PVDFl45電解槽組合Ti／Ni8序號設(shè)備名稱材料數(shù)量備注46陽極液槽Ti147陽極液泵CS／Ti148陰極液槽PP／FRP149陰極液泵PP／FRPl50陰極液加熱器Ni151陰極液冷卻器152成品堿泵不銹鋼253I段氯氣冷卻器Ti／CS154II段氯氣冷卻器Ti／CS155濃硫酸冷卻器C．S1561薛H2S04冷卻器哈氏合金1572萍H2S04冷卻器哈氏合金158氯氣洗滌塔CS+RL159氯氣干燥塔FRP／PVC160硫酸循環(huán)泵哈氏合金161氯氣透平壓縮機CS262濕氯氣過濾器FRP／玻璃纖維163干氯氣過濾器316164氫氣洗滌塔C．S165氫氣冷卻器C．S166氫壓機鋼26732％堿液貯槽SS3042序號設(shè)備名稱材料數(shù)量備注68I效蒸發(fā)器CS—Ni169II效蒸發(fā)器CS—Nil7048％堿液貯槽SS271二合一石墨爐鋼／石墨272鐵制合成爐鋼873塊孔式石墨冷卻器鋼／石墨1074降膜吸收器鋼／石墨675氯化氫冷卻器石墨l276鹽酸貯槽FRP277尾氣吸收塔鋼襯膠678液氯分離器16MnR179液氯貯槽16MnRl80氯氣液化器16MnR181液氯冷凝機組鋼l82液氯液下泵組合件l83液氯中間槽l6MnR384液氯鋼瓶16MnR若干85包裝行車186中和池砼+花崗石l87廢水泵PVC288濃堿高位槽SS289熬堿鍋／預熱鍋鑄鐵40序號設(shè)備名稱材料數(shù)量備注90濃堿液下泵891鍋底堿貯槽CS292堿泵393移動式單臂吊車14.2聚氯乙烯4.2.1聚氯乙烯工藝技術(shù)方案4.2.1.1國內(nèi)外工藝技術(shù)概況聚氯乙烯(PVC)是當今主要合成塑料之一，生產(chǎn)方法是根據(jù)其主要生產(chǎn)原料-氯乙烯的生產(chǎn)方法而決定，主要有電石法、乙烯法、乙烷法、電石-乙烯聯(lián)合法等。目前世界上使用最廣的是乙烯法，即乙烯與氯氣反應生產(chǎn)EDC，EDC裂介生成氯乙烯、氯化氫等，氯化氫與乙烯氧氯化反應得EDC，因乙烯從石油路線來所以也叫石油法，電石法是較老的方法，即用電石與水反應產(chǎn)生乙炔，乙炔與氯化氫反應生產(chǎn)氯乙烯。因該法原始材料為電石故也稱電石法，由于電石法耗電量高，所以原以電石法為主的生產(chǎn)方法逐漸被乙烯法替代。我國PVC的生產(chǎn)，規(guī)模大的企業(yè)使用乙烯法為多，如**天原(集團)有限公司、北京第二化工廠、山東齊魯石化集團等。很多中小企業(yè)仍以電石法為主。隨著國際市場石油價格的變化，在煤、電資源豐富且價格低廉的地區(qū)，選用電石法原料路線，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本低于乙烯法的成本，能產(chǎn)生更多的經(jīng)濟效益，因此**氯堿廠12萬噸/年P(guān)VC生產(chǎn)選用電石為原料的路線。4.2.1.2聚氯乙烯工藝流程(見聚氯乙烯工藝流程圖)：(1)乙炔發(fā)生及清凈工藝說明經(jīng)破碎的小顆粒電石被裝入電石吊斗內(nèi)，在電視監(jiān)控下，借電動葫蘆將電石吊斗提升至乙炔發(fā)生器入口，電石經(jīng)發(fā)生器第一貯斗及第二貯斗連續(xù)加入發(fā)生器內(nèi)，在發(fā)生器內(nèi)電石與水反應生成粗乙炔氣體并由發(fā)生器頂部逸出，經(jīng)噴淋冷卻器及正水封進入冷卻塔，乙炔氣在塔中經(jīng)噴淋冷卻，一部分進入乙炔氣柜，另一部分則進入后面的乙炔清凈工序。反應所發(fā)出的熱量由過量的冷卻塔廢水、清凈塔廢水及工業(yè)補充水等連續(xù)加入乙炔發(fā)生器而移去，上述水量維持發(fā)生器溫度在85±5℃為準。反應的副產(chǎn)物一電石渣漿由溢流管不斷流出；而較濃的渣漿及矽鐵雜質(zhì)則由發(fā)生器內(nèi)攪拌的耙齒送至底部間歇排出。來自冷卻塔頂?shù)囊胰矚?，?jīng)水環(huán)泵送入兩串聯(lián)的清凈塔，與含有效氯0.085～0.12％的次氯酸鈉溶液直接接觸反應，以脫除粗乙炔中的磷、硫雜質(zhì)。清凈塔頂排出的氣體進入中和塔與塔頂噴入的10～15％液堿反應，反應后的氣體經(jīng)冷卻器除去氣相中過飽和的水分，純度達98％以上的精乙炔被送至氯乙烯合成工序。(2)氯乙烯合成工藝流程說明由乙炔工序送米的精制乙炔經(jīng)砂封至乙炔預冷器預冷后與干燥的氯化氫通過流量調(diào)節(jié)配比，兩種氣體在混合器中充分混合，再進入石墨冷卻器，用-35℃鹽水間接冷卻，再進入酸霧過濾器，將酸霧除去，除去酸霧的氣體經(jīng)預熱器預熱，然后進入轉(zhuǎn)化器。干燥預熱的混合氣由轉(zhuǎn)化器上部進入，通過列管中填裝的附著在活性炭上的HgCl2觸媒被部分轉(zhuǎn)化成粗氯乙烯，轉(zhuǎn)化反應放出的熱量由循環(huán)的熱水帶出。粗氯乙烯在高溫下帶逸的HgCl2升華物在填裝有活性炭的除汞器中除去，除汞后的粗氯乙烯通入水洗泡沫塔回收過量的氯化氫氣體，再經(jīng)堿洗泡沫塔除去殘余的微量氯化氫后送至氯乙烯氣柜。氣柜中的氯乙烯經(jīng)脫水和除去微量酸性氣體后，進入往復壓縮機壓至0.5～0.6(3)氯乙烯精餾工藝流程說明由壓縮機來的氯乙烯先進全凝器，使大部分粗氯乙烯氣體經(jīng)冷凝后進入粗氯乙烯貯槽，未冷凝的氣體進入尾氣冷凝器，其冷凝液全部進入粗氯乙烯貯槽，除水后由泵送低沸塔，低沸塔內(nèi)所分離出的低沸物由塔頂匯入全凝器，至尾氣冷凝器處理回收氯乙烯，塔釜氯乙烯溢流入中間槽，借閥門減壓進入高沸塔，經(jīng)分離后塔頂出精氯乙烯進入成品冷凝器，被冷凝的氯乙烯經(jīng)干燥脫水后入貯槽，用泵送入聚合工序。另一部分氯乙烯返回高沸塔頂回流，高沸殘液回收，收集處理。(4)聚合及汽提干燥工藝流程說明在70m3聚合釜內(nèi)加入經(jīng)計量的熱脫鹽水、精氯乙烯以及準確計量的分散劑、引發(fā)劑后，釜內(nèi)溫度已接近達到設(shè)定的溫度，釜內(nèi)的氯乙烯開始進行聚合反應，同時釜的夾套用冷卻水移去反應熱，釜內(nèi)的溫度由DCS控制在所需溫度的±0.5℃聚氯乙烯消耗定額：聚氯乙烯原材料及輔助材料消耗(以每噸PVC計)序號物料名稱單位單耗1電石t1.452氯氣t0.703氫氣t0.0224觸媒t0.00255液堿t0.0186氮氣Nm3507電kWh7508蒸汽t3.59一次水t5010脫鹽水t411儀表空氣Nm37012工藝空氣Nm3804.2.2PVC裝置自4.2.2.1本方案為****年產(chǎn)12萬噸PVC裝置的自控專業(yè)設(shè)計方案。其自動化水平既要保證工藝操作安全穩(wěn)定運行、又要考慮整個裝置的經(jīng)濟性，在設(shè)計時應本著穩(wěn)定、準確先進和可靠的原則來進行。本裝置是以電石與水反應生成C2H2，再與HCl氣體在觸媒作用下生成VCM(C2H3C12萬噸/年P(guān)VC裝置，自動化程度較高，擬采用分散型控制系統(tǒng)(DCS)。脫鹽水裝置擬采用PLC控制，循環(huán)水、冷凍裝置將采用常規(guī)儀表進行控制。DCS分散系統(tǒng)由若干臺控制站和操作站組成。操作站上的CRT及鍵盤將作為人-機接口和過程窗口。通過彩色的CRT顯示器，既可綜觀生產(chǎn)過程的全局，又可利用鍵盤介入操作裝置內(nèi)的任一回路。在控制室內(nèi)，DCS系統(tǒng)將采集的數(shù)據(jù)進行顯示、控制、報警及必要的聯(lián)鎖操作，還可根據(jù)生產(chǎn)過程的實際需要，選用串級、比值、前饋等高級控制功能及運用軟件包中的各種運算單元組成控制算式，從而完成更復雜的控制，DCS系統(tǒng)通過組態(tài)后將具有以下功能：對生產(chǎn)過程變量的采集和監(jiān)視；實現(xiàn)各種控制和聯(lián)鎖；報警信號的采集、識別、顯示和打??；各歷史數(shù)據(jù)的存貯和顯示；提供動態(tài)的工藝流程圖；實現(xiàn)生產(chǎn)管理、打印生產(chǎn)報表。為實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程、生產(chǎn)工藝參數(shù)、產(chǎn)品成本及產(chǎn)品質(zhì)量的控制，在本裝置中設(shè)置必需的在線分析儀表：氧分析器、紅外氣體分析器、PH計、ORP計、氣相色譜儀等。在選型時分析儀和采樣系統(tǒng)將一起考慮。在防爆區(qū)域及有毒有害介質(zhì)泄漏區(qū)域?qū)⒃O(shè)置可燃和有毒有害氣體檢測裝置，信號進DCS系統(tǒng)，以實現(xiàn)監(jiān)控及必要的聯(lián)鎖，確保整套裝置的安全生產(chǎn)。乙炔裝置需增設(shè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，輔助電石加料。4.2.2.2儀表選型的確認在滿足過程測量介質(zhì)工況條件和過程監(jiān)控的前提下，選用技術(shù)上先進、使用可靠、維護安裝方便和經(jīng)濟上合理的儀表。本項目中主要儀表采用電動型，傳輸信號為4～20mADC，基地型調(diào)節(jié)器條件氣動型，傳輸信號為20～100KPa。在裝置內(nèi)的部，分物料有一定的腐蝕性，在儀表選型上將考慮這個特殊工況，在爆炸危險場所儀表采用隔爆型或本安型儀表，絕大部分的現(xiàn)場儀表采用電信號變送器，將現(xiàn)場的各種信號送至控制室，溫度信號擬采用一體化溫度變送器傳送，在防爆區(qū)域及有毒有害區(qū)域設(shè)置可燃及有毒有害氣體檢測裝置。4.2.2.3主要關(guān)鍵儀表選擇本裝置內(nèi)的部分物料有一定的腐蝕性，在儀表選型上己考慮了這個工況，同時由于在裝置的部分區(qū)域為爆炸危險區(qū)，故這部分儀表選用隔爆型或本安型儀表。(1)溫度儀表①現(xiàn)場指示儀表：采用雙金屬溫度計，保護套管材質(zhì)為Ti或Ta或Ni或哈氏合金或SUS或SUS＋PTEF。②集中儀表一次元件，采用PtlOO鉑熱電阻+一體化溫度變送器，保護套管材質(zhì)為Ti或rra或Ni或哈氏合金或SUS或SUS＋PTEF。不進DCS的二次儀表采用數(shù)字顯示儀、單回路控制器。(2)壓力儀表①現(xiàn)場指示儀表：用于一般介質(zhì)均采用彈簧管不銹鋼壓力表，用于腐蝕性介質(zhì)采用隔膜式壓力表，膜片材質(zhì)SUS、Ta、哈氏合金等。測負壓采用真空壓力表。②集中儀表一次元件，一般介質(zhì)均采用壓力變送器，用于腐蝕性介質(zhì)時采用遠傳膜片隔離的壓力變送器，其膜片材質(zhì)為SUS、Ta、Ni、哈氏合金等。不進DCS的二次儀表采用數(shù)字顯示儀、單回路控制器。(3)流量儀表①現(xiàn)場指示儀表：采用玻璃轉(zhuǎn)子流量計、金屬轉(zhuǎn)子流量計、材質(zhì)可用G1ass或SUS或PTEF。②集中儀表一次元件，采用孔板、差壓變送器，膜片材質(zhì)為SUS、Ta。用于腐蝕性導電介質(zhì)的采用電磁流量計、電極材質(zhì)為Ta或哈氏合金或Ti或Pt等。精度要求高的測量可采用橢圓齒輪流量計、透平流量計等，蒸汽流量測量可采用旋渦流量計等。不進DCS的二次儀表采用智能流量積算儀、單回路控制器。(4)液位儀表①現(xiàn)場指示儀表：采用玻璃液位計、磁翻轉(zhuǎn)液位計。②集中儀表一次元件，采用法蘭式液位變送器、浮子式液位計、雷達液位計等，在用于腐蝕性介質(zhì)的地方變送器膜片材質(zhì)為Ta、Ti或哈氏合金等。不進DCS的二次儀表采用數(shù)字顯示儀、單回路控制器。(5)執(zhí)行機構(gòu)在選擇執(zhí)行機構(gòu)類型時應考慮操作及設(shè)計條件、所要處理的流體、所需可調(diào)范圍、允許泄漏量、噪聲等因素以及其它特殊要求。按不同需要一股選用氣動薄膜單、雙座，套筒調(diào)節(jié)閥或蝶閥，調(diào)節(jié)閥的成套應包括閥門定位器、減壓閥。程控閥將選用帶限位開關(guān)和電磁閥的氣動切斷閥。尺寸較小的切斷閥可選用球閥，尺寸較大的切斷閥則選用閘閥或蝶閥。如調(diào)節(jié)精度要求不高的場合，可選用自力式壓力或溫度調(diào)節(jié)閥。閥門的材質(zhì)應滿足工藝介質(zhì)的要求，若介質(zhì)有腐蝕性可選用特殊材質(zhì)，如鉭、哈氏C等。所選用的閥門當工藝要求或無旁路管線時應提供手輪。(6)分析儀表分析儀表的設(shè)置應以保證產(chǎn)品質(zhì)量，確保安全生產(chǎn)，增加經(jīng)濟效益為前提，根據(jù)工藝介質(zhì)及操作條件選擇先進可靠、操作維修簡便的過程分析儀表。本項目中將采用分析儀有：PH計、ORP計、氧分析儀、氣相色譜儀、紅外氣體分析器等。4.2.2.4動力供應(1)儀表供電儀表用的電源應來自不問斷供電裝置(UPS)，在外部電源中斷后UPS應能維持供電30分鐘。電源為：220VAC±10％，50HZ用電量：50KVA(2)儀表供氣儀表供氣用量800Nm3/h，氣源壓力0.7Mpa。儀表空氣質(zhì)量要求：(a)供氣系統(tǒng)氣源操作(在線)壓力下的露點，應比工作環(huán)境或歷史上當?shù)啬陿O端最低溫度至少低10℃。(b)用于儀表供氣的氣源，必須經(jīng)過凈化處理。經(jīng)凈化裝置后，儀表空氣含塵量應小于lmg/m3，含塵粒徑不大于3μm。(c)經(jīng)處理后的儀表用氣源含油量應控制在8PPm以下，不應含有害氣體和蒸氣等。供氣系統(tǒng)宜設(shè)儀表空氣貯罐，應滿足儀表供氣系統(tǒng)因故中斷后有15～20分鐘的供氣量。4.2.3主要設(shè)備選擇4.2.3.1(1)l6500kVA電石爐4臺。(2)乙炔發(fā)生器原則上選用4臺，需調(diào)研后確定設(shè)備規(guī)格。(3)乙炔輸送選用4臺壓縮機(山東淄博真空泵廠，開3備1)。(4)轉(zhuǎn)化器暫按φ2400，列管φ51考慮。是否采用天津化工廠的φ3200轉(zhuǎn)化器，需調(diào)研后確定。(5)粗VCM水分離槽100m3臺，成品槽2臺l00m3(6)聚合釜采用70m3(7)離心干燥一條線，干燥采用旋風干燥技術(shù)，離心機進口。(8)包裝2條線：2×600包/h，包裝12小時/日(全自動包裝碼垛)。4.2.3.2PVC裝置主要設(shè)備一覽表PVC裝置主要設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱規(guī)格及材質(zhì)單位數(shù)量備注一乙炔裝置1破碎機C．S臺22乙炔發(fā)生器C．S臺43乙炔預冷器F：160m2臺44正水封C．S臺45逆水封C．S臺56安全水封C．S臺47廢次氯酸鈉泵C．S臺38排渣泵C．S臺29冷卻塔C．S臺l10清凈塔C．S／RL臺211中和塔C．S臺112水環(huán)泵C．S臺613電動葫蘆CD3一18D臺214配制泵Q=65～120m3/hH=28m臺215次氯酸鈉配制槽C．S／RL臺116稀次氯酸鈉高位槽C．S臺l17堿槽C．S臺118堿泵C．S臺2二VCM裝置C.S(一)VCM合成1乙炔預冷器C.S臺12乙炔砂封C.S臺13混合器C．S／RL，PVC臺14石墨冷卻器石墨臺25酸霧過濾器C．S／RL、PVC臺46預熱器C．S臺27酸槽鋼襯膠臺28轉(zhuǎn)化器C．S(傳統(tǒng)工藝)臺60暫定(二)VCM壓縮1石墨冷卻器石墨臺22水泵C.S臺23泡沫水洗塔C．S／RL、石墨臺24堿洗泡沫塔C．S臺25堿循環(huán)槽C．S臺26堿高位槽C．S臺37堿泵C．S臺38蒸汽冷凝器C．S臺19熱水循環(huán)泵C．S臺1010觸媒分離器C．S臺811真空泵C．S臺212氯乙烯壓縮機C．S臺713機前預冷器C．S臺214機后冷卻器C．S臺115氯乙烯緩沖器C．S臺116廢觸媒貯斗C．S臺6(三)VCM精餾1回收液受槽C．S臺12分凝器C．S臺13殘液回收塔C．S臺14高沸物受槽C．S臺15高沸塔C．S臺16低沸塔C．S臺17全凝器C．S臺38氣水分離器C．S臺29尾氣冷凝器C．S臺210低沸塔進料泵C．S臺211固堿干燥器C．S臺212低沸塔加熱釜C．S臺113高沸塔加熱釜C．S臺114成品冷凝器C．S臺215高塔回流泵C．S臺216尾氣吸附器C．S臺217送料泵C．S臺218單體中間槽C．S臺319球罐C．S臺1三PVC裝置(一)聚合1脫鹽水高位槽S．S臺12脫鹽水貯槽S．S臺13高壓水泵S．S臺24沖洗用水泵S．S臺15密封用水泵S．S臺26熱水貯槽C．S臺17熱水泵C。S臺28單體過濾器S．S臺29單體計量槽S．S臺210蒸汽過濾器S．S臺111分散劑配制槽S．S臺312分散劑高位槽S．S臺313分散劑計量槽S．S臺314分散劑過濾器S．S臺315分散劑輸送泵S．S臺316聚合釜S．S臺517助劑加料罐S．S臺818聚合釜夾套泵C．S臺1219出料槽S．S臺220漿料過濾器S．S臺221漿料泵S．S臺222旋液分離器S．S臺123貯液槽S．S臺124汽提塔S．S臺125換熱器S．S臺126氣體冷卻器S．S臺127真空泵C．S臺228真空泵C．S臺229沉淀池鋼筋混凝土臺130液下泵S．S臺231儀表空氣貯槽C．S臺1(二)離心干燥1漿料槽S．S臺12漿料泵S．S臺13離心機S．S臺24螺旋輸送器S．S臺25粉碎機S．S臺26氣流干燥管S．S臺17#1旋風分離器八只一組SS臺28#2旋風分離器四只一組SS臺29螺旋輸送器SS臺110旋風干燥器SS臺111空氣過濾器鋼臺212#1鼓風機915mmH20鋼臺113＃2抽風機一600mmH20鋼臺114#1空氣加熱器銅管鐵殼臺115#2空氣加熱器銅管鐵殼臺116熱水循環(huán)槽S．S臺117熱水高位槽S．S臺118熱水循環(huán)泵球墨鑄鐵臺219振動篩S．S臺120電磁振動篩S．S臺121料倉S．S臺122包裝機S.S臺223旋轉(zhuǎn)加料器S．S臺224液下泵S．S臺225沉淀池鋼筋混凝土只1四電石渣壓濾1壓濾機球墨鑄鐵臺82泥漿泵鑄鋼臺83濃縮池鋼筋混凝土只2五電石爐C．S臺6成套4.3標準化4.3.1工藝管道專業(yè)(1)HG20559.1-93管道儀表流程圖設(shè)計內(nèi)容及深度規(guī)定(2)(3850316-2000工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范(3)GB50264-97工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范(4)GB/T8163-1999輸送流體用無縫鋼管(5)GB/T14976-94流體輸送用不銹鋼無縫鋼管(6)HG20592～20635-97鋼制管法蘭、墊片、緊固件(7)GB/T14383-93鍛鋼制承插焊管件(8)G3812459-90鋼制對焊無縫管件(9)GB/T13401-92鋼板制對焊管件(10)HG/T20679-1990化工設(shè)備、管道外防腐設(shè)計規(guī)定(11)原化工部1997年8月頒發(fā)的“化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容深度的規(guī)定”4.3.2電氣專業(yè)(1)GB50053-9410KV及以下變電所設(shè)計規(guī)范(2)GB50054-95低壓配電設(shè)計規(guī)范(3)GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(4)GB50057-94建筑物防雷設(shè)計規(guī)范(2000版)(5)GB50058-92爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范(6)GB50055-93通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范(7)GB50034-92工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計