10kta硫酸酸解氯化铵生产无水氯化氢和硫酸铵中试项目建设可行性研究报告.doc

硫酸酸解10kt/a氯化铵生产
无水氯化氢和硫酸铵中试项目

可行性研究报告书

XX大学化学工程学院

二OO九年十一月

目 录

1 总论 5
1.1 项目名称、主办单位名称 5
1.2 项目建设的目的和意义 5
1.2.1 项目提出的背景 5
1.2.2 金昌地区相关化工产品的生产现状 6
1.2.3中试项目建设的意义 9
1.2.4 项目投资的必要性 10
1.3 目前存在的主要问题及解决问题的建议 11
2 市场分析 12
2.1 原料市场分析 12
2.1.1 生产原料 12
2.1.2 浓硫酸的市场分析 12
2.1.3 氯化铵的市场分析 12
2.2 生产成品的市场分析 13
2.2.1无水氯化氢的市场分析 13
2.2.2 硫酸铵的市场分析 15
2.2.3 项目建设的社会和经济意义 18
3中试产品方案和中试规模 20
3.1 原料 20
3.2 中试规模 20
3.3 产品方案 20
3.4 产品质量 21
4 工艺技术及厂址初步方案 22
4.1 工艺路线 22
4.2 生产原理 22
4.3 工艺说明 22
4.3.1生产过程概述 22
4.3.2原辅材料消耗 23
4.4 主要生产设备及仪器仪表 23
4.5 工艺设计预想 25
4.5.1设计指导思想 25
4.5.2设计依据 25
4.5.3 设计原则 26
4.6 设计所遵守的国家相关法律、法规 26
4.7 设计执行的相关标准、标准、规范 27
4.8 工程概述 28
4.9 设计范围及设计分工 29
5 原材料和公用工程 30
5.1主要原辅材料 30
5.2 原辅材料的来源 30
5.3 公用工程 30
6 建厂条件及厂址方案 31
6.1 建厂地点自然条件和社会经济条件 31
6.1.1 金昌市的自然条件 31
6.1.2 金昌市的社会经济条件 33
6.2 金昌市的交通与运输 34
6.3 厂址初步方案 35
6.3.1 选址原则 35
6.3.2 工厂占地面积 35
7环境保护 36
7.1 环境质量控制标准 36
7.1.1 大气环境质量控制标准 36
7.1.2 水环境质量控制标准 36
7.1.3 声环境质量规划控制标准 37
7.2 污染物排放控制标准 37
7.2.1 大气污染物排放控制标准 37
7.2.2 污废水排放控制标准 38
7.2.3 厂区噪声控制标准 38
7.3 本项目可能的环境污染物 39
7.3.1 硫酸 39
7.3.2 氯化氢及盐酸 42
7.3.3 液氨和氨气 50
7.4 环保对策及建议 56
8劳动安全和工业卫生 57
8.1 生产过程中主要危险、危害因素识别及其危险性分析 57
8.1.1 装置火灾爆炸危险、危害因素识别及其危险性分析 57
8.1.2 生产岗位危险因素分析 58
8.2 劳动安全卫生机构的设置及管理制度的建立 69
8.3 安全卫生防范措施的预评价、比较及结论 69
8.4劳动安全卫生专用投资概算 70
8.5实现劳动安全卫生的保障措施 70
9工厂组织与劳动定员 72
9.1 工厂组织 72
9.2 生产班数及定员 72
9.3 人员来源及培训 73
10 投资估算及初步经济分析 74
10.1 基础数据 74
10.2 年销售收入 75
10.3 产品年总成本 75
10.4 利润总额及分配 77
10.5 财务评价表 77
11 生产高浓度复合肥中试方案的工艺、技术和经济分析 78
11.1 初步工艺方案 78
11.1.1 产品方案和规模 78
11.1.2 原料方案 78
11.1.3 工艺路线方案 78
11.2 初步技术分析 79
11.3 初步经济分析 79
11.3.1 年销售收入 80
11.3.2 产品年总成本 80
11.3.3 利润总额及分配 82
11.3.4 财务评价表 83
12 风险分析（不确定性分析） 84
12.1 技术风险分析 84
12.2 市场风险分析 85
12.2.1原辅材料的市场风险 85
12.2.2 产品的市场风险 85
12.2.3市场风险评价结论 86
12.3 因同类产品之间的竞争而存在的风险 86
12.4 因国家产业政策的调整变化而带来的风险 87
12.5 产业化风险评价结论 88
12.6 财务风险分析 88
12.6.1 完善的企业财务管理系统 88
12.6.2 合理准确的经济指标分析 89
12.6.3 其它降低财务风险的措施手段和方法 91
12.6.4 财务风险评价结论 93
12.7 风险评价结论 93
13 结论 94

1 总论

1.1 项目名称、主办单位名称
项目名称： 硫酸转化10kt/a氯化铵生产硫酸铵中试装置建设项目
主办单位名称：XX大学化学工程学院
1.2 项目建设的目的和意义
1.2.1 项目提出的背景
甘肃省金昌市金川公司有色冶炼副产大量硫酸，近期硫酸产量将达到200万吨/年，硫酸是危险化学品，且金昌火车站运力有限，外运受到限制，这给金川公司产业扩张和金昌市经济发展造成了巨大的压力。金化集团纯碱生产中副产大量氯化铵（20万吨/年），氯化铵作为一种氮肥，其中的元素氯并没有得到有效利用，而且在盐碱地区长期施用易造成土壤板结，在经济作物上施用还会造成农产品品质低下等问题。另一方面，金川公司40万吨/年烧碱项目副产的氯还不能满足新川公司发展PVC产业的需求。
针对这一情况，XX大学化工学院于2007年进行了硫酸转化氯化铵的实验室研究，其目的是为了获得宜于在西北地区施用的无氯氮肥硫酸铵和可用于PVC生产的、高附加值的无水氯化氢，实验研究获得了满意的结果。基于上述研究成果，XX大学化工学院进一步开发出硫酸低温转化氯化铵制备硫酸氢铵和氯化氢，硫酸氢铵再氨化制备硫酸铵的工艺技术。该技术还可以进一步扩展，将硫酸氢氨与磷酸、硫酸氢钾等原料混配，然后氨化，可以直接制取高浓度氮磷钾复合肥。
通过以上分析可以看出，硫酸转化氯化铵项目的开发，有助于解决困扰金昌市工业经济发展的三个难题：1、就地消化硫酸，避免大量硫酸的铁路外运；2、解决氯化铵在西北地区销售难问题，转化所得硫酸铵极易在当地销售和施用； 3、金川公司烧碱项目提供的氯化氢有限，为规模发展PVC，新川公司需要外购大量氯化钾和氯化钠以提供氯源，从而产生了新的运输和副产品销售问题。因此，本项目的立项符合金昌市循环经济发展要求，对金昌产业结构的稳定运行有重要意义。基于XX大学的小试研究成果，应尽快开展该项目的中间试验工作，为工业装置的建设奠定坚实可靠的基础。
1.2.2 金昌地区相关化工产品的生产现状
1）氯化铵的生产现状
氯化铵是金化集团采用联合制碱法生产纯碱时的副产品，氯化铵产品有粉状和颗粒两种规格。
联合制碱法的原料是食盐，氨气，二氧化碳和水。
联碱法分两个过程，第一个过程为纯碱的生产过程，第二个过程为氯化铵生产过程，反应方程式如下：
NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3→Na2CO3+H2O↑+CO2↑
因此，氯化铵是纯碱工业的联带产品，每生产一吨纯碱约副产一吨氯化铵。
近年来由于纯碱产量的不断提高，氯化铵的产量也逐年增加。2004年我国氯化铵产量为400万吨，2005年约为590万吨，2006年624万吨，预计2010年将达到760万吨。由于多种因素特别是金融风暴的影响，氯化铵的销量和价格自去年以来呈下降趋势，出现了产大于销的局面。反过来，氯化铵的滞销也严重制约了纯碱产业的发展。
目前，我国氯化铵的消费主要是以铵氮的形式加入复合肥，适用于水稻、小麦、棉花、麻类、蔬菜等作物，但是对少数的农作物如对干旱少雨地区以及对氯离子敏感的作物（如烟草、橙、桔、甘蔗等经济作物）不宜使用，因为氯根会降低农产品品质，并缩短农产品的保质贮藏时间。所以对这些作物宜使用硫酸铵、尿素等无氯氮肥。而且，氯化铵作为氮肥只利用了其中的氮元素，有价值的氯元素却被白白浪费掉，还可能对土壤造成不良的影响。
2）硫酸的生产现状
硫酸是有色金属冶炼过程的重要副产物之一。近年来在甘肃金昌地区，由于金川公司有色金属产量不断提高，其副产物硫酸的产量也相应显著增加，预计今年硫酸产量将达到200万吨。硫酸难储存，它的销路直接对有色金属产业的发展产生极大的影响。因此，能够大量消化硫酸的项目是金昌地区较好的发展项目，这种项目无疑会对新产品生产企业和金川公司的扩大生产起着巨大的相互促进作用。
本项目的目标，是以滞销的氯化铵和有色冶金工业中生产的硫酸作原料，生产PVC项目所需的附加值高的无水氯化氢，生产市场适应性强经济效益好的无氯氮肥或复合肥。同时，本项目没有废物排放，符合环保要求。因此，本项目具有显著的经济和社会效益。
3）无水氯化氢的生产现状
无水氯化氢的传统来源包括：苯和其它碳氢化合物氯化的副产品，在氯气氛中燃烧氢、甲烷或水煤气也可以生产氯化氢，副产盐酸浓缩后解析等。
目前，正在开发转化的氯化氢的生产方法有：利用纯碱工业的副产品氯化铵做原料，转化生产氯化氢。
方法之一是以氧化镁为中间介质（催化剂），在一定温度下使氯化铵分解为氯化氢和氨气，反应方程式如下：
300―350℃
2NH4Cl＋MgO
MgCl2+NH3+H2O

500―600℃
MgCl2＋H2O
MgO+2HCl

在不同的反应阶段分别净化处理收集气体，分别得到氨气和氯化氢气体产品。此工艺可以利用氯化铵中的氨和氯，但生产过程的操作复杂，投资成本很高，不利于产业发展。
方法之二是用氯化铵和硫酸反应生产硫酸铵及盐酸的工艺。其工艺过程为：(1)将浓度为20～95%硫酸投入反应釜中，待升温至20～120℃时，加入氯化铵，氯化铵与硫酸的摩尔比为1：1～6；(2)上述反应生成物中的氯化氢气体在负压下，被导出送入吸收塔内进行回收，在经水吸收工序后，最终制成成品盐酸；而反应釜中的硫酸铵经冷却、结晶、过滤，最终制成成品硫酸铵。该工艺的优点是：能耗低，投资成本不高，环境污染小，制成成品利用价值高。该工艺的缺点是：(1)直接从反应釜中结晶分离硫酸铵的技术难度大，因为反应液始终呈较强酸性，硫酸铵难以结晶；（2）反应液浓度较稀，难以得到很高的氯化铵单程转化率；（3）反应液浓度较稀，产品硫酸铵的质量不稳定，含氯指标难以达到要求；（4）母液中的水分没有蒸发就重新投入反应釜中循环使用，因而会使生产系统中的水分累积越来越多，最终将无法连续生产。因此，该工艺还有许多地方有待改进、提高和完善。XX大学化工学院在这方面做了全面扎实的进一步研究和实验工作，取得了进行技术转化的第一手丰富资料，获得了实质性的小试技术成果。
甘肃金昌地区的氯碱行业能够副产一定量的液氯，能够解决一部分PVC原料，但供应量远远不够。
1.2.3中试项目建设的意义
我国西北地区的经济发展相对落后和迟缓，为了迎头赶上，首先要立足于地区实情，充分利用好本地资源。做大做强在区域经济发展中具有举足轻重作用的、发展前景广阔的相关产业，应是经济工作的重点。有色冶金是金昌地区的支柱产业，也是国家保护发展的重点产业。消除制约有色冶金产业发展的瓶颈是金昌经济工作的重中之重。
本项目完成实施并建成规模化生产装置后，能大量消化有色冶金产业的副产硫酸，为有色冶金产业的发展疏通“肠梗”；能大量消化纯碱产业的副产氯化铵，为纯碱产业的发展带来新的生机；能够为PVC产业提供廉价充足的原料供应，为塑料产业的发展“加油”。
本项目完成实施并建成规模化生产装置后，能够副产大量的、适合西北地区的土壤施用的无氯肥料，为整个西北地区提供价廉物美的优质肥料，为西北农业的发展提供坚实可靠的保障。
本项目完成实施后，将建成产能大、技术水平高、基本无环保和安全问题的工业化示范装置，使金昌经济参与到全国乃至国际大舞台的竞争中去。
1.2.4 项目投资的必要性
目前，金川公司有色冶炼副产大量硫酸，近期硫酸产量将达到200万吨/年，硫酸是危险化学品，且金昌火车站运力有限，外运受到限制，这给金川公司产业扩张和金昌市经济发展造成了巨大的压力。另一方面，金川公司40万吨/年烧碱项目副产的氯还不能满足新川公司发展PVC产业的需求，尚需开辟新的氯源。同时，金化集团纯碱生产中副产大量氯化铵（20万吨/年），氯化铵作为一种氮肥，其中的元素氯并没有得到有效利用，而且在盐碱地区长期施用易造成土壤板结，不适合西北地区的土壤施用，必须长途外运销售；而且氯化铵价格低廉，效益低下，市场前景暗淡。
金川公司、金化集团是金昌市举足轻重的企业，为了保证两家企业的健康快速发展，促进金昌经济的整体繁荣，投资建设本项目势在必行。
1.3 目前存在的主要问题及解决问题的建议
投资建设本中试项目，能否产生预期的经济和社会效益，关键在于是否能够解决好以下问题：
1）本项目的产品除了自用的氯化氢外，还要副产大量的硫酸铵或高浓度复合肥，最重要的，就是要迅速开拓这类产品的市场，保证产品一出来就能迅速占领市场。
2）与所有新技术一样，在生产转化的过程中，可能会遇到一些问题。在这方面，作为技术开发方的XX大学化工学院，已对技术转化过程中可能出现的问题进行了深入的研究和论证，从理论到实践进行了详细、全面的分析，对可能碰到的问题提出了具体的解决办法，而且在试验装置上反复进行了试验，确保提出的方案是最佳有效的方案。在项目开始实施过程中，技术专家组和厂方技术人员将定期开会碰头，对项目建设过程中出现或可能出现的问题进行分析讨论，及时修正原技术方案中不合理的地方，确定最佳的解决方案，保证项目的顺利实施，为建设规模化生产装置奠定坚实可靠的技术基础。

2 市场分析
本项目所涉及的物料包括：原料—浓硫酸、氯化铵，产品—无水氯化氢、硫酸铵。为了保证项目的正常实施，在对产品进行必要的全方位市场分析的同时，还必须对相关原料的供应市场（或来源）进行系统的分析，以保证在项目实施过程中稳定的原料保障，使项目始终保持很强的市场竞争能力。
2.1 原料市场分析
2.1.1 生产原料
本项目的生产原料有浓硫酸、氯化铵。
以上所述的原料，在金昌地区已形成规模化生产，产品质量能够满足本项目的工艺要求，能够就地解决本项目所需的原料供应。
2.1.2 浓硫酸的市场分析
金昌市金川公司的有色冶炼过程中副产大量浓硫酸。公司正在扩建之中，近期浓硫酸产量将达到200万吨/年，外销压力很大。因此，本项目的硫酸供应没有问题。
2.1.3 氯化铵的市场分析
金昌市金化集团的纯碱生产过程中副产大量氯化铵，基本产能为20万吨/年，外销压力也很大。因此，本项目的氯化铵供应没有问题。
2.2 生产成品的市场分析
本项目的生产成品有无水氯化氢、硫酸铵。
2.2.1无水氯化氢的市场分析
1、无水氯化氢的用途及包装、储存
无水氯化氢的用途：无水氯化氢是有毒、无色的液化压缩气体，暴露在空气中会放出浓烟。冒烟是氯化氢同空气中的水蒸汽反应的结果。烟的量随空气中湿度的增加而增加。在70ºF时，它的蒸气压是613 psig。它有一种另人厌恶的酸味，在浓度为5 ppm或以下可以察觉到。在无水状态氯化氢没有腐蚀性。它对水有巨大的亲和力，同水反应生成强腐蚀性的氢氯酸。使用氯化氢的系统要避免接触水蒸汽。
氯化氢有许多用途，包括橡胶的氢氯化反应、药品生产、在金属生产中作为镶巴比合金焊剂、纺织工业中用于除棉籽和毛线的回收、汽油精制、有机和无机氯化合物的生产、半导体生产中作为蚀刻剂。
无水氯化氢的包装储运：根据用户要求的量，使用高压钢瓶或管道拖车来运输和储存氯化氢。容器的设计和制造是按照相应的压力和温度所适用的法规和规范。钢瓶的制造依照交通部的规定，该规定指定了建材、制造和测试方法、允许填充的产品以及其它细节。
钢瓶是中空的管道，封闭的底部是凹入的，这样可以直立起来。另一端是锥形开口，车有螺纹，以便安装阀门。锥状顶端装有带螺纹的颈环，可以安装保护性的钢瓶帽。
氯化氢还可以储存在装有刹车的可以容纳600磅产品的大钢瓶（称为“Y”钢瓶）里。钢瓶阀门配备有汲取管。根据定位，可以提取气体或液体。当阀门排气口面朝上时，可以提取蒸气。当阀门排气口朝下时，可以提取液体。
2、无水氯化氢产品的生产现状及市场分析
国内无水氯化氢生产能力
目前，国内无水氯化氢的年产量见下表：
来 源
产 量，kt/a
备 注
碳氢化合物氯化副产
2000

氯气与氢气、甲烷或水煤气燃烧化合
4000

其他来源
600

无水氯化氢产量合计
约6600kt

国内无水氯化氢产品的消费结构
目前，国内无水氯化氢产品的消费结构见下表：

消费领域
消费量，kt/a
备 注
塑 料
3000

制 药
100

冶 金
2000

无机盐
1000

轻 工
100

年消费需求合计
约6200kt

通过对国内无水氯化氢产需数据的分析对比，我们可以得出以下结论：
（1）目前，国内市场的无水氯化氢产品略有过剩；
（2）无水氯化氢的性质特殊，存贮转运不便，生产方法受原料来源和原料种类的制约程度严重。
因此，虽然无水氯化氢的市场总体饱和，但在局部区域、部门，尤其是交通不便、经济欠发达地区，仍然会较长时间存在无水氯化氢产品供应紧张的局面。
本项目生产的无水氯化氢为新川公司自用，而且供应仍然不足。因此，无水氯化氢的消化不存在任何问题。
2.2.2 硫酸铵的市场分析
硫酸铵性质：
硫酸铵分子式是(NH4)2SO4，又称硫铵，农业上有时称作肥田粉。纯品为无色斜方晶体，易溶于水。密度1.769g/cm3。加热时分解失去氨，成为酸式盐。513℃时完全分解为氨和硫酸。工业品为白色或浅灰黄色颗粒。易溶于水，不溶
于乙醇、丙酮、氨。易潮解，但吸湿性大大小于尿素。
硫酸铵来源：
工业上采用氨与硫酸直接进行中和反应而得，目前用得不多。目前，硫酸铵主要来源各种生产过程的副产物，主要包括（1）燃煤尾气、冶炼尾气中硫的回收（硫氧化后用氨吸收）；（2）炼焦炉气中氨的回收（硫酸吸收）；（3）卡普纶生产中的氨回收；（4）或硫酸法钛白粉生产中的废硫酸回收；（5）其它副产硫酸铵。
硫酸铵用途：
长期以来，主要用作肥料，适用于各种土壤和作物，尤其适合盐碱性土壤，更适合旱作植物。我国的东北、华北和西北地区的土壤适合施用硫酸铵肥料。
硫酸铵在其它工业领域也有广泛用途。
硫酸铵的生产与供給：
硫酸铵主要来源于其它工业过程的副产物，因而产量大，但质量差，绝大部分仅适合用作农业肥料。目前，全国硫酸铵的实际产量达180万吨以上，供略大于求。硫酸铵的市场需求主要受季节因素的影响。近期硫酸铵市场低位盘整，各地硫酸铵出厂主流报价为550～650元（吨价，下同），市场没有明显起色。硫酸铵市场虽然总体将逐渐向好，但短期内仍难以启动。
硫酸铵市场总体向好的根本原因是政策利好。化肥储备制度从商业储备发展成国家储备，并且储备规模扩大到1100万吨，同时建立了农资直补联动机制；国家大幅提高2009年粮食收购价格，小麦最低收购价比2008年提高13%～15.3%，稻谷最低收购价也将作较大幅度提高，这提高了农民施用化肥的积极性；国家实施了新增500亿千克粮食生产能力的规划，而新增这么多粮食将需要新增700万吨化肥的消耗；特别是从 2008年12月1日开始执行的新关税方案，硫酸铵属于免税品种，而此前的特别出口关税高达150%，这对硫酸铵扩大出口形成重大利好。从市场方面看，硫酸铵是今年所有化肥产品中下跌幅度较大的品种之一，最高时出厂价达到了1500元，目前价格还不及最高位时的一半，处在低位范围。硫酸铵主要是焦化厂副产品，受经济增速放缓、焦炭需求下降的影响，目前焦化厂生产负荷降到历史最低水平，主产区限产幅度从去年年中的三四成，扩大到去年年末的六七成，硫酸铵资源量下降很多。
但也有三方面的原因仍然制约硫酸铵市场的启动：一是国家政策利好作用仍有待完全发挥，整体化肥大市场还未走出低谷。虽然目前离春耕用肥旺季日益临近，但由于金融危机导致人们信心不足，对经济后市不看好，化肥市场也受到影响，在基本上所有的化肥品种都处在弱市盘整状态时，硫酸铵市场也难以一枝独秀。二是下游复合肥行业开工率较低，与资源下降作用相互抵消。硫酸铵主要用于生产复合肥，往年这段时间正是复合肥生产旺季，硫酸铵用量也相对较大，但目前复合肥企业停产减产的比较多，对硫酸铵的需求量减少。三是国际硫酸铵价格仍在下跌，出口关税政策调整的利好难以完全显现。自2008年8月份以来，国际硫酸铵价格一直呈现下跌走势，目前波罗的海地区的硫酸铵离岸价只有90美元左右，东南亚地区的硫酸铵到岸价也只有105美元左右，同8月份时的最高价格相比，下跌幅度超过了60%。国际硫酸铵价格的大幅下跌，使得我国硫酸铵出口并不是很顺畅。因此硫酸铵市场短期内还将是低位盘整，2010年春节前估计不会有太大行情。看来，硫酸铵市场的真正启动，还必须寄希望于国内国际经济的全面复苏。
从以上分析可以看出，目前的硫酸铵市场形式严峻，今后较长时间内都将维持目前卖方市场的局面，受此影响，相关行业都纷纷采取了限产、减产、甚至停产的应急措施，以免给企业造成严重的损失和负担。但这些措施只是临时性的，不能解决根本问题。为了从根本上摆脱这种局面，肥料生产企业应该尽快调整产品结构，开发以硫酸铵为基础的、功效独到且成本低廉的优质肥料品种和品牌，拓宽硫酸铵的适用范围，使含硫肥料得到更科学、更合理的利用。只有这样，才能使自己尽快走出困境并走上良性发展的轨道，使自己在行业竞争中永远立于不败之地。
硫酸铵是本中试项目的副产品，年产量在28000吨左右。承建本项目的金昌市属我国西北地区，农业上需求大量硫酸铵等优质氮肥或复合肥，化肥市场能够消化掉硫酸铵产品。
2.2.3 项目建设的社会和经济意义
本项目采用XX大学化工学院具有自主知识产权的、具有国内先进水平的硫酸转化氯化铵生产无水氯化氢和副产硫酸铵（或氮磷钾高浓度复合肥）的新技术，紧密结合金昌地区的地域特点、资源优势和相关产业的发展现状，急金昌经济社会发展之所急。项目实施完成并建成规模化生产装置以后，能够整体提升金昌市乃至周边地区的相关产业在工艺技术、产品质量、生产管理、环境保护和安全卫生等方面的综合水平和能力，使金昌经济社会的发展迈上一个新台阶。本项目的实施，具有显著的经济和社会效益。
本项目合理利用金昌地区支柱产业的副产品作原料，生产出市场容量大、附加值高的产品。节能降耗，原料利用率高，产品质量好，在显著降低了上游产品的综合生产成本的同时，项目本身的综合生产成本也显著低于其它生产厂家和其它生产方法，经济效益显著。
总之，本项目的实施，将产生显著的社会效益和经济效益，该项目具有很好的发展前景。

3中试产品方案和中试规模
3.1 原料
硫 酸：GB/T534-2002合格品以上98%浓硫酸，本项目使用的硫酸为金川公司自产，每年消耗98%硫酸约21.24kt。
氯化铵：GB/T2946-2008合格品以上氯化铵，本项目使用的氯化铵产自金昌市金化集团，每年消耗氯化铵10.00 kt。
液 氨：GB536-88合格品以上液氨，本项目使用的氯化铵产自金昌市金化集团，每年消耗液氨3.66 kt。
纯净水：利用锅炉软水即可，本项目使用的纯净水来自金川公司的蒸汽锅炉房，每年消耗纯净水约28.89 kt。
3.2 中试规模
中试规模为年处理氯化铵10kt。
有效生产天数按每年300天，7200小时计算。
3.3 产品方案
98%浓硫酸与固体氯化铵按一定比例混合加热反应。反应气体经冷却净化等处理工序后，制得氧气含量小于2%（质量）的无水氯化氢产品。氯化氢送入氯化氢用户（压缩充装或PVC聚合分厂）。
反应熔液趁热送入稀释、中和工序，制得浓度适中的硫酸铵浆料，浆料趁热送入喷浆干燥工序，制得农用硫酸铵产品。
3.4 产品质量
无水氯化氢产品的质量指标符合PVC生产用无水氯化氢的质量要求。硫酸铵产品的质量指标符合农用硫酸铵一级品的质量要求。

4 工艺技术及厂址初步方案
4.1 工艺路线
本中试项目选定的工艺路线为连续酸解的工艺路线，示意流程如下：
4.2 生产原理
1） 氯化铵的酸解
H2SO4 + NH4Cl→NH4HSO4 + HCl
2） 硫酸氢铵的中和
NH4HSO4 + NH3→(NH4)2SO4
3） 硫酸铵浆料的喷浆干燥（造粒）
4.3 工艺说明
4.3.1生产过程概述
本中试项目的基本生产过程是：硫酸经计量后按要求速度滴加入酸解转化器，同时，氯化铵也按要求速度经螺旋加料器计量匀速加入酸解转化器。
酸解转化器内部结构分为低温（110℃）混料段和高温（130℃）转化段。物料在各段的停留时间均为2小时。
反应尾气经冷却净化等过程处理后，得到氧气和水分含量均符合PVC生产要求的无水氯化氢。无水氯化氢直接送入PVC生产分厂。
从酸解转化器流出的硫酸氢铵熔融体，进入水溶冷却槽，溶解用水量应控制适当，以降低后续工段的脱水干燥能耗。
硫酸氢铵溶液进入中和槽，通氨中和，制得浓度适中的硫酸铵浆料。浆料送入喷浆塔脱水干燥（造粒），得到优质硫酸铵肥料。也可以在硫酸氢铵溶液中混配磷钾等原料后通氨中和。根据需要，中和料浆可经过不同方式的加工处理分别制取不同规格的高浓度复合肥。
4.3.2原辅材料消耗
本项目的原辅材料消耗见下表：

项 目
年消耗（万吨）
备 注
98%硫酸
2.124

98%氯化铵
1.000

99.6%液氨
0.366

锅炉软水
2.889

4.4 主要生产设备及仪器仪表
本项目的主要生产设备及仪器仪表见下表：

主要生产设备及仪器仪表一览表
序号
名称及规格
数量
备 注
估价（万元）
设

备
1
斗式提升机2t/h
1

5
2
螺旋加料机2t/h
1
要求气密、防腐，计量准确
10
3
酸解转化器
Ø2000×2500
2
钢衬硫化橡胶及耐酸瓷砖
120
4
硫酸泵、浆料泵等
6

18
5
板式换热器
BR0.05（1m2)
1
南京市高捷轻工
设备有限公司
1
6
锅炉0.5t/h
1

8
7
硫酸氢铵储槽
Ø3000×3500
2
钢衬硫化橡胶及耐酸瓷砖
35
8
管式反应器Ø150
1

5
9
中和闪蒸槽
Ø2000×3000
1
钢衬硫化橡胶及耐酸瓷砖
17
10
料浆收集槽
Ø2000×2000
1
钢衬硫化橡胶及耐酸瓷砖
15
11
液氨钢瓶500L
20
专 用
10
12
石墨冷凝器
GH50-3-T-Ⅰ-25
1
外 购
5
13
（胶带）传输机
2
外 购
10
14
热风供气系统
1套
外 购
20
15
喷浆干燥（造粒）设备
1套
不锈钢
80
16
包装设备
1套
外 购
5
17
尾气除尘净化系统
1套
外 购
40
18
（中间）引风机
1
防腐，外购
6
19
其它辅助设备

50

小计460
仪器仪表
1
氯化铵固体流量计
1
防腐，外购
10
2
酸解温度
监测与控制
3
防腐耐温
6
3
酸解压力
监测与控制
3
防腐耐温
6
4
浓硫酸流量计
1
防腐耐温
1
5
氨气流量计
1
外购
1
6
换热器冷凝器温度监测与控制
4
外购
2
7
中和槽温度
监测与控制
1
外购
1
8
中和槽酸度
监测与控制
1
外购
2
9
干燥塔温度
监测与控制
3
外购
6
10
干燥塔压力
监测与控制
1
外购
2
11
液氨蒸发温度
监测与控制
1
外购
2
12
液氨蒸发压力
监测与控制
1
外购
2
13
氯化氢氧含量
监测与控制
1
外购
2
14
氯化氢水含量
监测与控制
1
外购
2
15
排空尾气酸度
监测与控制
1
外购
2
16
排空尾气粉尘
监测与控制
1
外购
2
17
其它

10

小计60

4.5 工艺设计预想
4.5.1设计指导思想
本着节能、低成本的思想对装置进行优化设计；尽量利用现有的公用设施和公用工程；设计应考虑将来生产工人的操作水平，做到操作方便和管理科学；设计过程中严格执行国家的环保和安全法规，加强对粉尘、噪声污染的控制和治理，消除和避免不安全的因素
4.5.2设计依据
（1）关于金昌市科技局硫酸转化10kt/a氯化铵生产无水氯化氢和硫酸铵中试装置的有关合同及技术要求。
（2）关于XX大学化工学院硫酸转化10kt/a氯化铵生产无水氯化氢和硫酸铵中试装置工程设计方案及设计条件讨论会的意见。
（3）金昌市科技局对项目设计所提的要求和相关问题纪要。
（4）有关建厂场地的基础地貌图纸、资料和数据。
（5）相关的工程设计基础资料。
4.5.3 设计原则
（1）主体设备的设计在符合要求的情况下，充分考虑设备的安装、运输和组装方便，节约成本；
（2） 尽量减少厂房等基础设施建设的投资；
（3） 消防、安全和卫生设计符合要求；
（4） 投资概算尽可能准确，技术经济分析求实务真；
（5） 设计、建设周期尽可能缩短。
4.6 设计所遵守的国家相关法律、法规
（1） 中华人民共和国原劳动部1996年10月17日第3号令及其发布的《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》（1997年1月1日起实施）
（2）《中华人民共和国安全生产法》（2002年11月1日起实施）
（3）《中华人民共和国职业病防治法》（2002年5月1日起实施）
（4）《危险化学品安全管理条例》（2002年3月15日起实施）
（5）《特种设备安全监察条例》（2003年6月1日起实施）
（6） 关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知，发改投资[2003]1346号。
（7）《工业企业设计卫生标准》
（8）《工作场所职业病危害因素职业接触限值》
（9）《工作场所职业病危害警示标识》
4.7 设计执行的相关标准、标准、规范
（1）《石油化工装置基础设计内容规定》SHSG-033-2003
（2）《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92（1999年版）
（3）《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047-93
（4）《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140－90（1997年版）
（5）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
（6）《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98
（7）《建筑设计防火规范》GBJ16－87（2001年版）
（8）《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063-1999
（9）《压力容器、中高温容器安全技术监察规程》（1999版）
（10）《工业企业设计卫生标准》GBZ.1-2002
（11）《工业场所有害因素职业接触限值》GBZ 2-2002
（12）《建筑物防雷设计规范》GB50057－94（2000年局部修订）
（13）《防止静电事故通用导则》GB12158-90
（14）《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85
（15）《石油化工静电接地设计规范》 SH3097-2000
（16）《常用危险化学品的分类及标志》 GB13690-90
（17）《安全色》  GB2893-2001
（18）《安全标志》 GB2894-1996
（19）《固定式钢斜梯》GB4053.2-93
（20）《固定式工业防护栏》GB4053.3-93
（21）《固定式工业钢平台》GB4053.4-93
（22）《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92（1999年版）
4.8 工程概述
1） 工程性质、地理位置
（1）中试装置为新建工程。
（2）装置位于金昌市新材料工业园区金泥集团厂区内
2） 装置规模
中试装置的设计能力为：硫酸酸解转化氯化铵10kt/a。
3） 装置开工时数
生产装置按年开工时数7200小时考虑。
4） 原料
设计采用的生产原料为：工业级98%硫酸、农用级氯化铵、工业级液氨等。
4.9 设计范围及设计分工
本项目的生产装置为全新建装置，技术方案、初步设计、主要设备结构示意图由XX大学化学与化学工程学院提供；
其他设计、设备制作及安装调试的责任和分工，由相关的合作协议确定。

5 原材料和公用工程
5.1主要原辅材料
主 要 原 料
序 号
名 称
规 格
年用量（kt）
备 注
1
硫 酸
GB/T534-2002
21.24

2
氯化铵
GB/T2946-2008
10.00

3
液 氨
GB/T536-88
3.66

4
净 水
锅炉软水
28.89

5.2 原辅材料的来源
硫酸的来源：由金川公司生产；
氯化铵的来源：由金化集团生产；
液氨的来源：由金化集团生产；
锅炉软水的来源：由本项目的蒸汽锅炉房自产。
5.3 公用工程
本项目对公用工程的基本要求见下表：

项 目
规 格
小时耗量
日耗量
年耗量
蒸 汽
P=0.4MPa
0.3吨
7.2吨
2160吨
煤
（热风炉）
120℃
（风温）
0.417吨
10吨
3000吨
冷 却 水
进水32℃
出水40℃
6吨
（损失量）
144吨
43200吨
供 电
动力360伏
150度
3600度
1080000度
照明220伏
5度
120度
36000度

6 建厂条件及厂址方案
6.1 建厂地点自然条件和社会经济条件
本项目选址在甘肃省金昌市境内。
6.1.1 金昌市的自然条件
1、气象条件
1）气温
年平均最高温度              30.0℃
年平均最低温度            －11.1℃
极端最高温度                39.5 ℃
极端最低温度               －23.3℃
2）湿度
夏季平均相对湿度         39％
     冬季平均相对湿度         45％
3）降雨量
年平均降雨量           139.8 mm
年最大降雨量           282.16mm
一日最大降雨量          129.5mm
4）风
冬季主导风向             西北风，频率13%
夏季主导风向             西北风，频率13%
年平均风速                 2.3