年产2万吨三氯氢硅项目可行性研究报告

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1、河北联立硅业有限公司2万吨/年三氯氢硅项目 可行性研究报告注：文章中京深高速改为京珠高速，恒源化工集团改为邢台恒源化工集团1总 论1.1 概述1.1.1 项目基本情况项目名称：河北联立硅业有限公司2万吨/年三氯氢硅项目主办单位：河北联立硅业有限公司企业性质：民营（有限责任公司、自然人独资）企业法人代表：陈宝华项目建设地点：河北邢台内丘县清修岗工业园区注册地点：河北邢台内丘县清修岗工业园区注册资金：600万元（人民币）1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则1.1.2.1 编制依据1.拟建项目“企业法人营业执照”和建设单位提供的相关基础资料；2.化计发（1997）426号文化工建设项目可行性研

2、究报告内容和深度的规定（修订本）；3.中华人民共和国国务院令第253号，1998年11月29日建设项目环境保护管理条例；4.国石化规发（2000）412号文发布化工建设项目可行性研究投资估算编制办法；5.建设项目经济评价方法与参数（第三版）；6. 河北联立硅业有限公司与天津渤海化工集团规划设计院签定的设计合同。1.1.2.2 编制原则1.坚决贯彻国家有关行业发展的各项方针、政策和法令法规，认真执行国家、部委颁布的有关标准、规范和规定等；项目建设符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的发展规划；2.充分依托利用建设地工业园区现有工程资源和技术资源，达到节约投资，合理安排工期，以最快速度完成工程

3、项目建设，使之早投产，早见效益；3. 在设备选型上本着技术先进、经济合理、安全可靠的原则进行；采用国内已经掌握的先进、可靠的工艺生产技术，确保操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量高；4.严格执行国家有关环境保护、劳动安全及职业卫生等规定，贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针，做到环境保护、劳动安全及职业卫生与工程项目同步规划、同步实施、同步发展；力争零污染，保证安全生产；5. 以市场为导向，以提高竞争力为出发点，使产品无论在性能上，还是在价格上均应具有较强的市场竞争能力；6对项目的投资费用和产生的效益，本着实事求是，稳妥可靠的原则进行估算和评价；以经济效益为中心，加强项目的市场调研，按照

4、少投入、多产出、快速发展的原则，尽可能节省项目建设投资；鉴于国外对技术的封锁，对一些技术难点将组织力量攻关，力争在原料和动力消耗、三废排放和处理、生产安全、产品质量等方面能不断进步，在稳妥可靠的前提下，实事求是地优化各项成本要素，最大限度地降低项目的目标成本，提高项目的经济效益，增强项目的综合竞争能力；7. 项目建设按照一体化、露天化、轻型化、社会化、国产化的原则，在积极采用及消化吸收国内外生产工艺技术、设备制造技术和积极汲取国内同类相关企业生产和管理经验，并重点处理好与原料关联协作企业生产装置的平衡与衔接；8. 项目建设认真贯彻执行国家及地方的环境保护、“三废”治理、综合利用、劳动保护、安全

5、卫生、消防方面的法律、法规及其与主体工程建设实施“三同时”的原则；趁新项目建设之良机，做到点源治理和集中处理相结合，污染物的排放必须达到规定的指标，使企业在获得经济效益的同时也获得更好的环境效益；并保证工厂生产装置安全运行和操作人员的健康三不受损害。1.1.3项目提出的背景、投资必要性和经济意义1.1.3.1公司概况河北联立硅业有限公司于2006年11月15日成立。公司坐落位置地处河北内丘县清修岗工业园区，占地面积35000平方米。公司现自主经营、独立核算；法人代表陈宝华具有多年的化工生产管理经验和较高的经营管理意识，并在社会上取得较好信誉。工业园区邻近京广铁路、京珠高速公路、107国道，地理

6、位置优越，交通运输十分便利。公司公司近年来，大力增加自主创新能力、逐步实施科学化、规范化、制度化管理、坚持节约生产和清洁生产、培育核心竞争力、走自我配套与可持续发展、纵向发展之路。该公司以主要研发和生产三氯氢硅、多晶硅、单晶硅产品及电池制造为主。公司现有工程技术管理人员18人，其中高级职称3人，中级职称5人，高级顾问2人。1.1.3.2项目提出的背景、投资意义1项目提出的背景“三氯氢硅”又名“三氯硅烷、三氯甲硅烷，硅氯仿”，是用于制造有机硅化合物的原料，也是生产多晶硅的基本原料，而多晶硅则是制造单晶硅的原料，是电子工业及IT业，有机硅和太阳能光伏发电的基础原料。三氯氢硅产品生产是以氯化氢和硅粉

7、作为原料，其投资小、见效快，项目具有很高的经济效益，市场开发潜力大；是一种产值高、有发展前途的产品。世界正进入信息时代，以信息高速公路为代表的信息革命浪潮已席卷全球。电子信息技术已成为经济增长的强大动力，信息化程度的高低已成为衡量一个国家现代化水平的标志。作为电子信息产业发展基础的集成电路，所依赖的最主要基础功能材料是半导体硅材料，其中98%以上的半导体器件都是用硅材料制造的。多晶硅是制取单晶硅的超纯原料，没有高纯度的多晶硅，不可能制取满足集成电路和分立器件要求的硅片，因此，生产多晶硅的原料三氯氢硅对半导体工业的发展至关重要，它是信息产业最基础的重要原料。电子信息产业是我国经济发展的支柱产业，

8、作为半导体产业最基础的功能材料多晶硅的生产原料三氯氢硅是当前国家重点鼓励发展的产业、产品。三氯氢硅被列入经国务院批准的当前国家重点鼓励发展的产业产品和技术目录中，也属于外商投资产业指导目录产业、产品，属国家鼓励外资投资的产业。国家采取扶植、优先发展的措施，所需进口的自用设备和技术，经项目审批部门批准后，免征进口关税及进口环节增长税，以及企业所得税，享受优惠政策，这将使我国硅材料产业跨入一个新的发展时期。生产多晶硅的主要中间原料三氯氢硅当前非常紧缺，直接影响多晶硅产业的发展，这是因为太阳能级多晶硅能有效利用太阳能解决不可再生能源枯竭的人类难题。石油是当前国际上最重要的能源，然而其不可再生，随着化

9、石能源的逐渐枯竭，石油价格从2003年每桶20美元上升到近期的70美元。尽管我国是世界第五大石油生产国，过去十年原油生产年均增长率约为1.8%，但随着我国经济持续稳定增长，石油消费年均增长率达到4.9%。石油供应面临严重的供不应求，不得不依靠进口以补充国内石油资源的不足。我国从1993年就开始从石油输出国转为进口国。 随着经济的发展，国家对石油的需求不断增长，随着东部陆上大部分的油田均已越过开采的巅峰期，产量已开始趋于下降。去年进口原油已经超过一亿吨。现在我国原油自给率已不到60%，并将继续下降。同时在化石能源利用的过程中还将产生二氧化碳等温室气体和二氧化硫等有毒有害气体会对环境产生不利影响。

10、太阳能作为一种清洁能源，充分利用太阳能对我国长期可持续发展意义十分重大。因此，2005年3月，中华人民共和国主席令33号正式颁布了中华人民共和国可再生能源法 明确指出国家鼓励发展可再生能源；为鼓励新能源产业的发展，国家发改委高技【2005】509号文件要求组织实施可再生能源和新能源高技术产业化，明确要求解决我国太阳能电池用多晶硅生产及其原料三氯氢硅产业链发展不平衡的问题。河北联立硅业有限公司通过与相关单位及其技术专家的合作，已经基本掌握了三氯氢硅生产的生产工艺技术；另外目前全国有多套已经建成投产运行或即将建设投产运行的三氯氢硅装置及其多晶硅装置。这些都为本项目的建设打下了较可靠的技术基础和市场

11、基础。2投资建设本项目的意义全世界对多晶硅需求因电子信息产业和太阳能利用的持续发展而快速增长，全球目前生产多晶硅的原料三氯氢硅的缺口在500000吨左右，我国2006年光伏企业预计硅片产能为360MW，光电池产能700MW；估计需要多晶硅生产原料三氯氢硅25915吨；我国2005年集成电路产量为260亿块，需要生产原料三氯氢硅11130吨。而国内多晶硅无论技术水平还是生产规模上均与世界先进水平有很大差距，产量仅占世界总产量的0.3-0.4%，目前主要依赖进口。在缺少国内竞争对手的条件下，进口三氯氢硅价格一直居高不下，严重影响我国信息产业和太阳能利用的发展。本项目的建设将利用公司在技术、资金、人

12、才和信息等方面的优势，使河北联立硅业有限公司三氯氢硅生产能力首先达到20000吨/年，随后依据市场需求情况进一步扩大产能，使之做大做强。因此，它不仅对企业发展起着重要作用，也对我国信息产业和太阳能利用的发展起到积极的推动作用，因此投资建设多晶硅原料三氯氢硅产品项目意义重大。拟建项目主要依托邢台恒源化工集团在建的硫酸厂和硫酸钾厂工程资源及生产的副产品氯化氢为原料。邢台恒源化工集团在建的硫酸厂硫酸生产装置产出的硫酸产品作为硫酸钾厂生产硫酸钾产品原料，而硫酸钾生产装置产出的副产物氯化氢出路受到制约、难以解决。为此，河北联立硅业有限公司与邢台恒源化工集团联合合作，由河北联立硅业有限公司建设2万吨/年三

13、氯氢硅项目，使氯化氢可作为三氯氢硅生产的原料，解决了硫酸钾厂氯化氢出路问题，实现了强强联合、并使之实现了循环经济共同发展战略目标，从而进一步增强各自企业在市场的核心竞争力。三氯氢硅是生产高纯度多晶硅的重要原料，目前，世界上80%的多晶硅采用改良西门子技术，该技术是通过一定温度下氢对三氯氢硅进行还原而生成的。据统计，世界上60%的三氯氢硅消耗在多晶硅生产中，而且这一比例还将进一步增加。我国的多晶硅产业虽然处于起步阶段，但发展迅猛，目前全国有几十家企业已经或正在向多晶硅领域进军，预计未来五至十年内将是拉动我国三氯氢硅产业的又一大增长点。随着今年来有机硅产业不断升温，我国对有机硅产业都采取了一系列鼓

14、励措施，使得市场发展十分迅猛，对三氯氢硅的需求量激增。在我国，受技术条件的限制，目前国内仅有十几家三氯氢硅生产企业，产量远不能满足市场需求，而且产品纯度低，只能满足中低端需求，高纯度产品仍需要进口。拟建项目可充分依托当地工业园区和邢台恒源化工集团配套的公用工程、辅助工程及设施，如：水、电、汽和维修设施等。该项目建成后可以满足部分国内市场需求，并为公司带来新的利润增长点，也为该企业下一步发展有机硅、多晶硅等产业链提供了先决条件和不可缺少的原料。综上，拟建河北联立硅业有限公司2万吨/年三氯氢硅项目，解决了邢台恒源化工集团硫酸钾厂生产装置副产的氯化氢回收并利用问题；实现了行业经济循环发展，不仅提高了

15、企业的知名度和市场竟争力，更使企业抗风险能力增强，而且可为企业带来可观的经济效益和社会效益。1.1.4 研究范围本报告主要是研究以硅粉和氯化氢为原料生产三氯氢硅产品的项目建设可行性，且对产品的市场供需进行分析和预测，并对产品方案及生产规模；工艺技术方案优化分析选择；建厂条件及厂址方案；公用工程及辅助设施初步方案；环境保护、职业安全卫生与消防；企业组织及劳动定员；投资估算及项目财务评价等给出研究结论。本研究报告涉及项目建设内容包括年产2万吨三氯氢硅产品生产装置中的氯化氢压缩与净化、硅粉储存及硅粉干燥、三氯氢硅合成及三氯氢硅精馏、淋洗与尾气处理回收、原料及成品储罐等生产装置和公用辅助设施的变配电、

16、仪表及DCS控制、冷冻与空压、循环水、外管、维修、原材料及产品分析与化验等，并对拟建项目建设提出计划。本项目涉及专业包括工艺、总图、土建、设备、消防、给排水、自控、电气、投资估算等。1.2 研究结论1.2.1 结论通过对本项目进行全面的分析和研究后，得出以下结论：1.本项目具有丰富的原料来源和产品市场落实本项目采用的主要原料有氯化氢、硅粉。其中氯化氢由邢台恒源化工集团硫酸钾厂直接通过管道提供，硅粉可由周边地区外购。该项目可充分利用地方资源、创造了公平协调发展机会，可有效带动地方经济发展；目前三氯氢硅产品处于供不应求局面，因此本项目具有丰富的产品市场，项目的建设符合国家有关产业政策、环保政策和公

17、司的发展规划；本项目投资建设方（项目业主）经济实力较强，工程项目建设经验丰富。2.厂址建厂条件优越本项目所选厂址的地理位置及场地条件较好，原、辅材料及公用工程供应落实，交通运输条件便利、顺畅，运输成本低。3.采用了先进生产工艺技术和装置与设备成熟、可靠、合理本项目采用了国内先进的三氯氢硅合成生产工艺技术。生产技术先进、成熟、可靠，符合当前化工工业发展的总趋势；原料消耗及能耗指标低、三废少；具备环境友好的清洁生产条件；生产成本低，产品质量、纯度高，市场竞争力强，深受用户欢迎。工艺技术的选择确保了项目的高起点，为建成后的高效率、稳定运行、低成本、低能耗、低排放打下了基础。副产品四氯化硅可用于下游厂

18、家气相法制造白碳黑或硅酸乙酯、有机硅油、高温绝缘漆、有机硅树脂、硅橡胶等。此外，国内已有多个厂家拥有四氯化硅还原法制造三氯氢硅技术、并以生产；建设单位下一步拟考虑购买该技术。4.环保、劳动安全、职业卫生及消防措施落实本项目生产装置产生的废气、废水、废渣、噪声等均采取了合理完善的处理措施及配备了完善的事故处理设施，对周围环境影响较小，符合国家清洁生产的要求。同时，在设计中严格执行国家对危险化学品生产企业的相关规定，分别采取完善的安全、消防及职业卫生防范措施，确保安全生产。5.项目建设是实现公司发展战略的重大举措、经济上可行实施本项目是公司发展战略的重要一步，通过本项目的建设，公司可实现扩张及增强

19、自身实力；同时使河北内丘县清修岗工业园区内已有资源得到充分整合，带动了地区经济发展与就业，使关联合作企业及本企业产品的综合成本同时降低，提高了产品市场竞争力，增加公司的抗风险能力。从后面的财务评价可以看出，财务内部收益率高于行业基准收益率，投资回收期低于行业基准回收期，财务净现值大于零。因此从财务上讲该项目是可行的。6.项目抗风险能力较强本项目盈亏平衡点较低，具有较强抗风险能力。从敏感性分析中可看出，各因素的变化都不同程度地影响内部收益率及投资回收期，其中销售价格的变化最敏感，原材料价格影响次之，固定资产投资影响最小。7. 建设项目实施计划考虑到目前国内单台三氯氢硅合成炉生产能力及现有成套装置

20、规模的成熟性和特点，拟建2万吨/年三氯氢硅项目计划建设期9个月, 包括可行性研究报告、施工图设计、设备和材料采购、土建及管道安装、生产调试等阶段，力争在2010年5月底前全部完成项目建设，并投入生产运行。综上所述，本项目的三氯氢硅产品是生产多晶硅中十分重要的一种基础材料，通过进一步加工，还可以生产多晶硅和电子级硅源，硅源不仅国内市场需求在快速增长，国际市场也存在一定缺口 。本项目的建设有助于打破国外技术垄断，并推动了国内太阳能的利用和信息产业的大发展。河北联立硅业有限公司通过对国内外现有的装置运行进行了充分深入研究，基本掌握了三氯氢硅的生产工艺技术，并在本工程项目设计中给予了研究优化和改进工艺

21、，不仅为本项目提供了先进的技术，并有助于推动我国三氯氢硅生产工艺技术的进步，为本企业未来发展、成为建立有自主知识产权的高新技术基地奠定了基础。项目拟在河北邢台内丘县清修岗工业园区建设，地理位置优越、交通便利，区内环境情况良好，所选厂址建设条件良好。本项目的设计及实施中充分考虑了对环境保护和安全卫生的要求，有害物质均经处理达标排放，不会对环境产生不良影响，并能保证安全生产。根据上述分析和技术经济分析显示，本项目技术先进、经济效益显著，建设是可行的，并具有较好的建设条件，建议予以批准建设。1.2.2存在的主要问题和建议1.2.2.1存在问题1. 三氯氢硅生产的原料虽不是易燃物质，但是三氯氢硅生产过

22、程中的产物大都是易燃易爆物质，如氢气、三氯氢硅、二氯二氢硅等。在三氯氢硅生产的各个工序中，为防止火灾、爆炸、中毒，要严格执行各项消防安全制度，严格控制工艺指标，严格操作规程；加强对设备管道的维护保养，严防跑、冒、滴、漏；要把严格执行各项制度、生产安全运行管理落实到实处；2.项目存在的主要问题是本项目资金来源及用款计划需投资建设方进一步确认落实，签署资金筹措意向书或意见书； 3.该项目建设实施中有关消防事宜，需投资建设方进一步与当地消防部门商议，外部条件，如：公路、市政及其它水、电等配套设施使用协议需进一步确认落实；4.主要原材料、燃料、动力供应及运输等有关协作、合作单位或有关主管部门签订的意向

23、性协议书或签署的意见；5.项目主管部门或环保、安全部门对环境影响报告书及安全评价签署预审意见和审批意见。1.2.2.2 建议本项目技术先进、经济效益良好，建议公司尽快决策，完善相关手续，使本项目尽快上马，早日实现其较好的经济和社会效益。本项目主要技术经济指标见下表。表1-1 综合技术经济指标表序号技经指标单位数量备注1建设规模万吨/年 2.02产品方案2.1三氯氢硅万吨/年2.02.2四氯化硅万吨/年0.353年操作时间小时80004主要原材料消耗4.1硅粉万吨/年0.564.2氯化氢万吨/年2.15公用工程消耗5.1一次水0.4MPa万吨/年5.52来自工业园区5.2循环水32万m3/年48

24、0自产5.3-35冷冻水万m3/年48自产5.45冷冻水万m3/年64自产5.5动力电380/220V万KWh/年2000来自工业园区5.6蒸汽0.6MPa万吨/年4.8来自工业园区5.7仪表空气0.7MPa万Nm3/年240自产5.8氮气0.7MPa万Nm3/年480自产6三废排放量6.1废气万Nm3/年460.8主要氮气和氢气6.2废水万m3/年1.36包括生活污水6.3废渣吨/年553.67主要二氧化硅7运输量万吨/年5.017.1运入万吨/年2.66含管道输送氯化氢7.2运出万吨/年2.358劳动定员人909厂区占地面积 平方米3500010建（构）筑物占地面积 平方米11建（构）筑物

25、面积平方米12项目总投资万元500012.1项目建设投资万元450012.2固定资产投资万元4243含土地费280万元12.3流动资金万元50013成本计算13.1年经营成本万元1219113.2年均总成本万元1252114收益计算14.1年销售收人万元16886.614.2年销售税金及附加万元130.0714.3年利润总额万元4235.614.4年利税总额万元4365.714.5年所得税万元1058.915财务评价指标15.1所得税前（全部投资）财务内部收益率%85.1财务净现值（Ic=14%）万元17500静态投资回收期(含建设期)年2.2815.2所得税后（全部投资）财务内部收益率%64

26、.25财务净现值（Ic=14%）万元12153.52静态投资回收期(含建设期)年2.6616盈亏平衡点%26.0817投资指标投资利润率%84.71投资利税率%87.312市 场 预 测2.1 产品性质及用途2.1.1产品的性质2.1.1.1三氯氢硅的性质三氯氢硅产品的理化性质见下表。表2-1 三氯氢硅理化性质表 序号名 称理化性质1外观具有刺激性恶臭易流动易挥发的无色透明液体2分子量135.433熔点(101.325kPa)-1344沸点(101.325kPa)31.85燃点-27.86自燃点104.47爆炸下限10.8%8爆炸上限70%9液体密度(0)1350kg/m310相对密度(气体，

27、空气=1)4.711蒸气压(-16.4)13.3kPa12蒸气压(14.5)53.3kPa13闪点-1414毒性级别315易爆性级别22.1.1.2四氯化硅的性质四氯化硅作为三氯氢硅产品生产的副产物，其理化性质见下表。表2-2 四氯化硅理化性质表序号名称理化性质1外观无色或淡黄色发烟液体，有刺激性气味，易潮解2分子量1610.93熔点(101.325kPa)-704沸点(101.325kPa)57.65燃点/6自燃点/7爆炸下限4.1%8爆炸上限98.8%9液体密度(0)1480kg/m310相对密度(气体，空气=1)5.8611蒸气压(-37.8)55.99kPa2.1.2产品的用途2.1.

28、2.1三氯氢硅的用途硅是地壳中的固态元素，其含量为地壳的四分之一，但在自然界中不存在单体硅，多呈氧化物或硅酸盐状态。三氯氢硅材料是以金属硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的硅化合材料，是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品。由于硅材料资源丰富，又是无毒的单质半导体材料，较易制作大直径无位错低微缺陷单晶，晶体力学性能优越，易于实现产业化，从而导致硅材料成为半导体电子材料中的第一大主体功能材料。国际上集成电路芯片及各类半导体器件95%以上是用硅材料制造的，并在今后较长时间内仍将形成长久、稳定的需求态势。在硅材料应用领域中多晶硅材料占有很重要的地位 ，其上游产品为三氯氢硅，其下游为多

29、晶硅材料，从三氯氢硅至多晶硅是一个物理化学过程，从单晶硅到电子材料和太阳能用材料是一个物理过程，因此从工业硅至三氯氢硅再到多晶硅是这个产业链中最复杂、难度最大、投资最多的环节。下游产业的兴旺与否是三氯氢硅行业需求旺盛与否的根本条件。三氯氢硅产业与下游的电子信息产业和太阳能光伏产业的产业关联度非常高，存在着一荣俱荣、一损俱损的关系。三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿，分子式为SiHCl3，用作高分子有机硅化合物的原料，如有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅烷偶联剂中最基本的单体，也是生产半导体硅、单晶硅的原料，随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求，生产量越来越大。 三氯氢硅是

30、采用硅粉与氯化氢气体在流化床反应器中生成。它是无色液体，易挥发，易潮解，在空气中发生反应产生白烟，遇水分解，溶于苯、醚等有机溶剂。属一级遇湿易燃物品，易燃易爆，遇水反应产生氯化氢气体；它与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。三氯氢硅(低沸物)产品规格： 工业级 含SiHCl3 99.8%。2.1.2.2四氯化硅的用途四氯化硅分子式为 SiCl4，是无色透明发烟液体，具有难闻的窒息性气味。在湿空气中由于水解和生成氯化氢而冒烟。在干燥的空气或氧气中加热生成氯氧化硅。与氢作用生成三氯甲硅烷和其他氯代硅烷。遇水则放热并分解成硅酸和氯化氢。遇醇发生激烈反应。用于制造气相法白碳黑、硅酸乙酯、

31、有机硅油或树脂、高温绝缘漆、硅橡胶，也可经氢化制造三氯氢硅。高纯品是制造多晶硅、高纯二氧化硅和无机硅化合物、石英纤维的原料。还用于制取烟幕剂、铸造的脱模剂以及半导体生产中的外延、扩散工序。四氯化硅(高沸物)产品规格： 工业级 含SiCl4 99.5%。2.2 国内外市场情况和需求预测2.2.1国内外市场情况有机硅产品是一类性能优异而独特的新型化工材料，应用范围遍及国防、国民经济乃至人们日常生活的各个领域，已发展成为技术密集、资金密集、附加值高、在国民经济中占有一定地位的新型工业体系，并使相关行业获得了巨大的经济效益。三氯氢硅不仅是制造硅烷偶联剂和其它有机硅产品的重要中间体，还是制造多晶硅的主要

32、原料。多晶硅材料是指由两个以上尺寸不同的单晶硅组成的硅材料，它的材料性质体现的是各向同性。非晶硅材料，是指硅原子在短距离内有序排列，而在长距离内无序排列的硅材料，其材料的性质显示各向同性。多晶硅材料主要用于半导体行业和太阳能光伏产业，多晶硅材料是以金属硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的硅材料，是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品。多晶硅是单晶硅及硅片产品的唯一原料，用多晶硅加工制成的硅片(硅抛光片、太阳能级硅片)主要用于制作集成电路、整流元件、功率晶体管、分立器件、探测器、太阳能电池等半导体器件。目前，世界上大于80%的多晶硅制造企业所采用的工艺均为改良西门子工艺，而三氯氢

33、硅作为该工艺的主要原料，随着多晶硅产业的持续升温，其市场需求不断增加，据统计，世界上60%的三氯氢硅消耗在多晶硅生产中，而这一比例仍在继续增加。下面结合多晶硅市场情况介绍一下三氯氢硅的市场情况和需求情况：1.世界市场2006年全球多晶硅产能为 42000吨年，产量为38000吨，2007年全球多晶硅产能为 52000吨年，产量为45700吨。据国际光伏组织预测，预计到 2010年全球多晶硅需求量将达到85000吨，缺口：26200吨。目前，世界上生产多晶硅的国家主要是美国、日本、德国和意大利。多晶硅生产厂家主要有1O家 ，其中产能和产量比较大的有6家：Hemlock 赫姆洛克 ( 美 国) 、

34、Tokuyama德山曹达(日本)、 Wacker瓦克(德国)、MEMC(美国、意大利)、AsiMi(美国)和SGS(美国)其产量占全球多晶硅产量的80以上，2007年世界多晶硅主要生产厂家产能统计情况见下表。表2-3 2007年世界多晶硅主要生产厂家产能统计表生产厂家产能用途半导体太阳能电池德山曹达（日）540041001300三菱材料（日）16001400200住友钛（日）1300900400三菱（美）16001100500赫姆洛克（美）1000060003500AsiMi(美)330020001300SGS(美)220002200瓦克(德)1000035006500MEMC（美）27002

35、7000MEMC（意）300030000合计4110024700184002001年全球多晶硅产能为26100t/a，实际产量为17650t；2007年全球多晶硅产能已达5.2万，产量约为4.57万t；2001-2007年年均增长率约为17.2；全球多晶硅生产情况列于下表。表2-4 2001-2007年全球多晶硅生产情况表年份产能 产量20012610017650200226700203502003267002310020042750025000200529000288002006420003800020075200045700为适应半导体、太阳能电池用硅量的快速增长，国际有基础优势的多晶硅生

36、产企业纷纷大规模扩产，世界五大多晶硅生产厂商的扩产计划见下表。表2-5 世界五大多晶硅生产厂商的扩产计划表生产厂家2008-2010年扩产计划2010年产能（预测）/tHemlock2008年增4500吨，2009年再扩4500吨，2009年后能力增至19000吨。19000Wacker2008年投资10.4亿欧元，产能由10000t/a增至22000t/a。粒状多晶硅生产线650t，于2009年中期投产，2009年底4500t/a的Poly8将建成投产。22000REC SiliconSGS正在建设采用FBR工艺生产粒状多晶硅6500t/a的新工厂，由2200t/a扩产到8700t/a，As

37、iMi由3300t/a扩展到4800t/a13500Tokuyama2008年建VLD商业化新工厂8200MEMC2008年，多晶硅产能由近6000t/a扩至8000t/a8000合计70700从上表可以看到，2010年的国外多晶硅产能有望达到75200ta，较 2007年底增长85；大厂的扩产中，部分采用新技术，如Wacke和REC采用FBR法。从目前的情况看，新技术产能的进展速度落后于预期。REC在2月初公告，由于设备问题，公司MosesLak的FBR项目将推迟2个月的工期 ，预计将在2008年第四季度的末期开始商业化生产；受 MosesLake项目推迟的影响，REC预计2008年公司粒状

38、多晶硅产量仅400t 。全年的多晶硅产量也从之前预期的8000 t 降至7000t；日本三菱预测多晶硅产量将过剩，没有扩产计划，2010年的产能将保持3200 t。鉴于光伏发电产业长期发展的潜力及高纯硅原料短缺。吸引了新 的企业介入此领域，并加速产业化 。德国赢创(前德固赛)与Sola Wo rld AG公司合资在JSSI建设850ta装置，预计今年年底投产。DC Chemical公司的新厂预计每年生 产3000t多晶硅，该公司宣布收购韩国Sodiff Advance Materials CoLtd过半股份法国的Photon Power Technologies (P ) 、荷兰的Econce

39、m和挪威的Norsun宣布建立一个初期产能为2000 3000ta的太阳能级多晶硅厂，预计2008年下半年投产美国夏威夷的Hoku Materia1计划生产多晶硅 15 0 0 ta，2008年投产西班牙的Isofot6n and Endesa计划建设2500ta太阳能级多晶硅装置，这些新建多晶硅生产能力合计可达10000ta。 综合上述分析，预计2010年国外多晶硅产能将达到85000ta，生产一吨多晶硅大约消耗三氯氢硅20吨，假设有80%的多晶硅生产厂家采用改良西门子技术，则预计2010年国内外三氯氢硅仅仅用于多晶硅生产的需求量就将达1360000吨/年。2.国内市场我国集成电路的增长，硅

40、片生产和太阳能电池产业的发展，大大带动多晶硅材料的增长。太阳能电池用多晶硅按每生产1MW多晶硅太阳能电池需要1112吨多晶硅计算，我国2004年多晶、单晶太阳能电池产量为48.45MW，多晶硅用量为678吨左右，而实际产能已达70MW左右，多晶硅缺口达250吨以上。到2005年底国内太阳能电池产能达到300MW，实际能形成的产量约为110MW，需要多晶硅1400吨左右，预测到2010年太阳能电池产量达300MW，需要多晶硅保守估计约4200吨，因此太阳能电池的生产将大大带动多晶硅需求的增加，而多晶硅产业的迅速增长，则进一步带动了三氯氢硅产业的增长。 2005年中国太阳能电池用单晶硅企业开工率在

41、2030，半导体用单晶硅企业开工率在8090，都不能满负荷生产，主要原因是多晶硅供给量不足所造成的。预计多晶硅生产企业扩产后的产量，仍然满足不了快速增长的需要。2005年全球太阳能电池用多晶硅供应量约为10448吨，而2005年太阳能用硅材料需求量约为22881吨，如果太阳能电池用多晶硅需求量按占总需求量的65%计，则太阳能电池用多晶硅需求量约为14873吨，这样全球太阳能电池用多晶硅的市场缺口达4424吨。2005年半导体用多晶硅短缺6000吨，加上太阳能用多晶硅缺口4424吨，合计10424吨，供给严重不足，导致全球多晶硅价格上涨。2006年国内多晶硅生产能力为287吨年，2007年我国消

42、费多晶硅 1.36万t，而产量只有1000t左右，自给率不到7.4 ，92以上产品依赖进口。行业预测到2010年我国多晶硅需求量将达到 12000吨，缺口达7000-8000吨年。截止于2008年6月，目前全国共有16个省市自治区布局投资33个多晶硅建设项目，其中只有极少项目已投产，其他的项目有的正在建设之中，有的拟建或已奠基。现在，国内主要多晶硅生产厂商有洛阳中硅高科技公司、东汽峨嵋半导体厂和四川新光硅业公司。高纯多晶硅供应多年来由少数几家国外企业把持，我国尚未实现大规模生产，多晶硅紧缺现象从2006年初持续至今未见松动 。在2006年宣布投产的多晶硅项目至 2007年未有达产消息，国内企业

43、还在为跨越技术难度而努力，2007年 3月，洛阳中硅承担的“国家863计划”2 4对棒节能型多晶硅还原炉成套装置项目顺利通过由国家科技部组织的 863计划专家组验收该装置单炉年产量可达85100 t，电耗指标192kWhkg，其余各项技术指标均达到或超过国家 8 6 3合同规定标准该项目解决了我国千吨级多晶硅产业化 的核心技术 ，标志着我国多晶硅大规模产业化技术再上新台阶科技部“十一五”科技支撑计划设立了“多晶硅材料产业关键技术开发”项目。“大型三氯氢硅合成 、提纯工艺技术与关键装置研究” 、“ 高效加压还原炉系统研究 ”“大型四氯化硅氢化技术与装置研究”等技术是重点突破方向，此外，配套多晶硅

44、产业化技术开发的耗材、设备也成为国内一批企业 的研发焦点为满足国内多晶硅市场，特别是光伏产业发展的需求，国内多家企业计划新建或扩建多晶硅项目。2007年多晶硅对外公布的产能达到400ta 。截止于2008年 6月，目前全国共有 1 6个省市自治区布局投资33个多晶硅建设项目，其中只有极少项目已投产，其他的项目有的正在建设之中，有的拟建或已奠基，我国主要拟建和在建多晶硅生产企业情况汇总见下表。表2-6 国内多晶硅生产和投资项目表企业一期（t/a）计划产能(t/a)已建成产能580026100新光硅业12601260洛阳中硅10003000东汽峨眉半导体500500中能光伏150010000无锡中

45、彩300300棱光实业4040河南迅天宇10006000益阳晶鑫2005000在建产能29950148150爱信硅科300010000江苏林洋300010000牡丹江多晶硅30003000大陆项目250018000东汽峨眉半导体500500南玻硅材料15004500益阳湘投15001500江苏顺大15003000江苏大全15006000超磊实业15005000亚洲硅业15006000神舟硅业15001500重庆医药集团12501250包头中晶12001200阳光硅业10004000锦州凌海10001000赛维LDK10006000永祥股份100010000合计35750174250根据上表统计

46、显示，目前我国已建和在建的多晶硅产能分别达5800ta和3万ta，到2008年底大约可以形成1.5万ta多晶硅年生产能力由于多晶硅生产技术难度大，系统化配套要求高已投产的企业需要较长时间摸索、运行、修改和完善,再加上副产品的综合回收利用技术难度高 ,限制了产能的释放,所以2007年我国多晶硅实际产量1000 左右 (新光硅业228t，洛阳中硅 520t,东汽峨嵋230t,无锡中彩 50t，棱光实业20t)，2008年产量有所放大，新光硅业调试结束后有望稳定生产 、徐州中能目前产能也稳定在 100t 以上，产量达到3000t左右。多晶硅材料作为制造集成电路 、太阳能电池等产品的主要原料，是发展信

47、息产业和新能源产业的重要基石下游需求旺盛，我国半导体产业正在兴起，成为全球成长最快的半导体材料市场。 据不完全统计，目前国内拉单晶企业有48家，单晶炉1900多 台，产能1.4万 ta 。全国共有线切设备 380台需要大量的多晶硅原料，大部分从国外进口2007年我国太阳能电子产能已达到 3000 MW，按65开工率计算，未来每年至少需多晶硅25000t，这就导致三氯氢硅产业缺口不断加大，市场潜力巨大。当前世界上只有美国、日本、德国、俄罗斯等少数国家能够以大工业规模生产高纯HSiCl3，最大的生产商是德国的Wacher公司和美国的Dow Corning公司。中国在20世纪90年代初已建成一定规模

48、的HSiCl3生产装置。然而，目前中国HSiCl3产品的纯度只能满足中低端应用，高纯度级别HSiCl3仍需依赖进口。因此，应加紧开发高纯度级别的电子产品，并发展具有自主知识产权的技术，缩短与国外先进水平的差距。2.2.2需求预测目前多晶硅市场的持续升温，导致各生产厂商纷纷列出了扩产计划，根据来自国际光伏组织的统计，至2008年全球多晶硅的产能将达49550吨，至2010年将达58800吨。预计到2010年全球多晶硅需求量将达85000吨，缺口26200吨。从长远来看，考虑到未来石化能源的短缺和各国对太阳能产业的大力支持，需求将持续增长。根据欧洲光伏工业联合会的2010年各国光伏产业发展计划预计

49、，届时全球光伏产量将达到15GW（1GW=1000MW），设想其中60%使用多晶硅为原材料，如果技术进步每MW消耗10吨多晶硅，保守估计全球至少需要太阳能多晶硅5万吨以上。我国多晶硅工业起步于五、六十年代中期，生产厂多达20余家，生由于生产技术难度大，生产规模小，工艺技术落后，环境污染严重，耗能大，成本高，绝大部分企业亏损而相继停产和转产，到1996年仅剩下四家，即峨眉半导体材料厂（所），洛阳单晶硅厂、天原化工厂和棱光实业公司，合计当年产量为102.2吨，产能与生产技术都与国外有较大的差距。1995年后，棱光实业公司和重庆天原化工厂相继停产。现在国内主要多晶硅生产厂商有洛阳中硅高科技公司、四川

50、峨眉半导体厂和四川新光硅业公司、到2005年底，洛阳中硅高科技公司300吨生产线已正式投产，二期扩建1000吨多晶硅生产线也同时破土动工，河南省计划将其扩建到3000吨规模，建成国内最大的硅产业基地。四川峨眉半导体材料厂（所）是国内最早拥有多晶硅生产技术的企业，2005年太阳能电池用户投资，扩产的220吨多晶硅生产线于2006年上半年投产，四川新光硅业公司实施的1000吨多晶硅生产线在2006年底投产，此外，云南、扬州、上海、黑河、锦州、青海、内蒙、宜昌、广西、重庆、辽宁、邯郸、保定、浙江等地也有建生产线设想。2007年是太阳能多晶硅最为短缺、价格上涨疯狂的一年。资料显示，2006年第四季度多

51、晶硅每公斤突破300美元后，2007年上半年尚稳定维持在300-330美元的水平，2007年第四季度初成交金额再升至360-370美元，12月更是创出每公斤400美元的天价。去年世界多晶硅总产能3.1万吨，仍不能满足迅速增长的市场需求，半导体多晶硅的缺口达6000吨，太阳能多晶硅缺口达7000吨，导致全球多晶硅价格暴涨。有专家表示，2010年全球共计多晶硅需要8.5万吨左右，总供给为5.88万吨，缺口达2.62万吨，供需矛盾十分突出，价格有望继续上涨。多晶硅材料作为制造集成电路 、太阳能电池等产品的主要原料，是发展信息产业和新能源产业的重要基石下游需求旺盛，我国半导体产业正在兴起，成为全球成长

52、最快的半导体材料市场据不完全统计 ，目前国内拉单晶企业有 4 8家，单晶炉1900多台，产能1.4万ta 。全国共有线切设备380台需要大量的多晶硅原料，大部分从国外进口2007年我国太阳能电子产能已达到3000MW，按65开工率计算，未来每年至少需多晶硅25000t，市场潜力较大。近年我国硅纯度大于91.99的晶体硅进出口情况见下表。表2-7 近年我国硅纯度大于91.99的晶体硅进出口情况表年度进口数量出口数量其他单晶硅棒合计其他单晶硅棒合计2000885419263330158348820011085621147119424014342002157037160735437873320033

53、6589037481367647201420048053179823210981271236920055168309547767614062082200674774576934198311773160200792165929808431911325452目前多晶硅市场的持续升温，根据来自国际光伏组织的统计，至2008年全球多晶硅的产能可达49550吨，至2010年将达58800吨。预计到2010年全球多晶硅需求量将达85000吨，缺口26200吨。从长远来看，考虑到未来石化能源的短缺和各国对太阳能产业的大力支持，需求将持续增长。目前，多晶硅市场不存在销售竞争问题，由于太阳能光伏产业和电子半导体

54、产业的迅速发展需要，未来几年内市场不会饱和。2004-2008年我国多晶硅生产和需求情况见下表。表2-8 2004-2008年我国多晶硅生产和需求情况表项目2004年2005年2006年2007年2010年（预计）总需求1495t2656t4380t13600t29000t电子级多晶硅910t1060t1300t1600t2500t太阳能级多晶硅585t1596t3080t12000t26500t多晶硅产量57.5t80t287t1000t2000t多晶硅短缺1437t2576t4093t12500t9000t至2007年12月，多晶硅市场现货价格摸高至400美元/公斤，至今市场价格仍维持在1

55、20美元/公斤以上。目前国内三氯氢硅的需求以年均30%的速度增长，我国经济的飞速发展，尤其是多晶硅产业、精细化工、有机硅产业、电子产品、光纤通讯等行业的快速发展，为三氯氢硅的生产和下游产品的开发提供了巨大的市场空间和机遇。随着我国有机硅产业的增长，随着太阳能电池行业的飞速发展，对三氯氢硅的需求量迅速增加。三氯氢硅是以氯化氢和硅粉为原料生产的产品，其投资小、见效快，项目具有很好的经济效益，市场开发潜力大。随着对工艺和技术的掌握，可将副产品四氯化硅氢化转化成三氯氢硅，提高项目的效益。根据市场和技术情况，还可考虑开展太阳能电池级多晶硅及集成电路用多晶硅的生产。由此可见，三氯氢硅是氯碱企业可规划的一个

56、产值高、有发展前途的产品。2.3 产品价格分析近几年三氯氢硅市场售价高达8500-14000元/吨左右，因受金融危机等因素影响，市场价格有所波动及下滑，其暴利时代虽已过去，但在众多的化工产品市场中仍属维持较高盈利产品之一，2009年2月后三氯氢硅平均售价达到8500元/吨-9000元/吨，根据上述市场情况分析以及所掌握的关于价格的基础数据，可以预测2009-2010年的三氯氢硅价格预测值呈基本稳定趋势。为使本项目产品在市场上具备一定的竞争能力，以保证项目投产后的经济效益，建议本项目按三氯氢硅售价8500元/吨（不含税）进行财务、经济分析评价。3产品方案及生产规模3.1产品方案3.1.1产品名称

57、主产品为“三氯氢硅”(低沸物，工业级，99.8%)；副产品为“四氯化硅”(高沸物，工业级，99.5%)。3.1.2产品方案产品方案及规格质量要求见下表。表3-1 产品规模方案及规格质量要求表 序号产品名称产品规格质量产品规模方案T/年备注1三氯氢硅99.8200002副产四氯化硅99.535003.2生产规模根据三氯氢硅生产特点及产品市场需求等因素，并充分考虑河北联立硅业有限公司相邻提供氯化氢企业生产产品结构、产能可依托现状，本项目建设规模为年产20000吨三氯氢硅，并适当考虑未来发展余地。拟建生产装置年开车时间8000小时。主产品三氯氢硅规模：年产量：20000吨日产量：60吨小时产量：2.

58、5吨 副产品四氯化硅规模：年产量：3500吨日产量：10.5吨小时产量：0.4375吨三氯氢硅产品用于下游厂家生产高纯度多晶硅的料料等。副产品四氯化硅用于下游厂家气相法制造白碳黑或硅酸乙酯、有机硅油、高温绝缘漆、有机硅树脂、硅橡胶等。此外，国内已有多个厂家拥有四氯化硅还原法制造三氯氢硅技术、并以生产，建设单位下一步拟考虑购买该技术。3.3 产品生产工艺方案的比较与选择目前三氯氢硅生产主要的工艺有：SiHCl4-H2还原法和硅氢氯化法。3.3.1 SiCl4-H2还原法 该方法是使SiCl4在Cu或Fe基催化剂存在下与Si和H2于400-800和2-4 MPa条件下反应，n(H2)/n(SiCl

59、4)0.6-2，反应式如下： 3SiCl4 +2H2 +Si4HSiCl3 该反应为平衡反应，为提高HSiCl3收率，优选在有HCl存在下进行，n(HCl)/n(SiCl4)0.5-1。原料Si采用冶金级产品，通过预活化除去表面的氧化物后，可进一步提高HSiCl3的收率。 反应器采用流化床，为减少其磨损和腐蚀，其内部可用Cr质量分数5%、Fe质量分数4%、其他元素质量分数在0-10%的NiCrMo合金制成。通过在反应器中设置一系列水平挡板，可促进气体的再分布，加强气固接触，使HSiCl3收率增加5%-8%。此外，该挡板还有助于减缓反应器的磨损和腐蚀，有利于延长反应器的寿命。通常利用外部供热装置向反应器内部供热，若采用频率1 000-1 500MHz的微波加热，可在不使用催化剂条件下，降低能耗并提高HSiCl3的收率。Leslaw等研究发现，通过控制HCl气体的保留时间为SiCl4保留时间的0.1%-50%，可在不加催化剂的条件下提高HSiCl3的收率，同时减少SiCl4的循环量。控制保留时间的方法有2种：1.使SiCl4和H2的混合气体从反应室下方的分布器加入，HCl气体从反应室上方的供气装置引入，通过调节气体的流量实现；2.使HCl气