某氯碱化工有限公司离子膜烧碱项目申请建设可研报告书

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1、归档资料，核准通过。未经允许，请勿外传！某氯碱化工有限公司离子膜烧碱工程可行性研究报告目 录第一章 概 述- 1 -1-1 项目名称、项目单位、项目负责人- 1 -1-2 可行性研究报告编制的依据和原则- 1 -1-3 项目提出的背景和经济意义- 1 -1-4 可行性研究的范围- 2 -第二章 市场预测- 2 -2-1 国内外市场情况预测- 3 -2-1-1 外部环境对我国氯碱工业的影响- 3 -2-1-2 世界和我国氯碱生产概况- 3 -2-1-3 国内情况- 3 -第三章 生产规模和产品方案- 7 -3-1 生产规模- 7 -3-2 产品方案及质量指标- 7 -3-2-1 烧碱- 7 -3

2、-2-2 氢气- 8 -3-2-3 合成盐酸- 8 -3-2-4 高纯盐酸- 9 -3-2-5 液氯- 9 -第四章 工艺技术方案- 10 -4-1 工艺技术方案的选择- 10 -4-2 原料路线的确定和依据- 10 -4-3 工艺流程- 11 -4-3-1 盐水车间工艺流程叙述- 11 -4-3-2 电解车间的工艺流程叙述- 12 -4-3-3 氯氢车间的工艺流程叙述- 12 -4-3-4 液氯车间的工艺流程叙述- 13 -4-3-5 盐酸车间的工艺流程叙述- 14 -4-3-6 蒸发车间的工艺流程叙述- 15 -4-4 主要设备选型及单元生产装置- 15 -4-5 自动化控制- 17 -4

3、-5-1 采用标准规范- 17 -4-5-2 设计范围- 17 -4-5-3 DCS自动化程度概述- 17 -4-5-4 自动控制方案确定及仪表选型- 18 -4-5-5 仪表动力供应和能源消耗- 23 -4-5-6 接地系统及可靠性- 24 -第五章 原料、辅助材料及燃料的供应- 25 -5-1 主要原料消耗- 25 -5-2 主要燃料及动力消耗定额：- 25 -5-3 原料的规格与质量指标- 26 -第六章 建厂条件和厂址方案- 29 -6-1 建厂条件- 29 -6-2 公用工程情况- 31 -第七章 公用工程和辅助设施方案- 33 -7-1 总图平面布置方案- 33 -7-2 工厂运输

4、量及运输方案- 33 -7-3 供电及通讯：- 33 -7-4 贮运设施：- 38 -第八章 技术进步与节能- 39 -8-1 技术先进- 39 -8-2 能源消耗低：- 39 -8-3 环境污染少：- 40 -8-4 继续加工易：- 40 -第九章 环境保护- 41 -9-1 概述- 41 -9-2 设计采用的环境保护标准- 41 -9-3 “三废”排放情况及处理措施- 42 -第十章 劳动保护与安全卫生及消防- 43 -10-1 劳动安全和工业卫生- 43 -10-2 消防- 44 -十一章 工厂组织和劳动定员- 49 -11-1 工厂体制及组织结构- 49 -第十二章 项目实施计划- 5

5、1 -12-1 建设计划- 51 -第十三章 投资估算和资金筹措- 52 -13-1 编制说明- 52 -13-2 投资估算- 52 -13-3 资金筹措- 52 -第十四章 财务评价- 53 -14-1 基本数据- 53 -14.2 财务评价- 53 -IV第一章 概 述1-1 项目名称、项目单位、项目负责人项目名称： 12万吨年离子膜烧碱工程项目单位：某氯碱化工有限公司项目负责人： 1-2 可行性研究报告编制的依据和原则1 国家产业政策纲要。2 化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定。3 投资项目可行性研究指南。4 国家现行有关设计规范、标准。5 业主提供的相关资料及设计委托合同。1-

6、3 项目提出的背景和经济意义 烧碱是基础化工原料，在国民经济中有着广泛的应用。其传统消费领域主要有轻工、纺织和化工行业，其次有医药、冶金、稀土金属、石油、电力、水处理和军工行业。近几年随着各行业产品结构的调整，轻工行业消费呈明显的下降趋势，化工、金属冶金和纺织行业需求保持上升。氯气,我国氯产品以液氯、盐酸和聚氯乙烯为主，此外，环氧化合物、甲烷氯化物和含氯农药也是国内目前耗氯最大的产品。目前，我国的氯产品中无机氯产品比例5355(主要是液氯和盐酸，其次为无机氯化物)，农药用氯约占10，而有机氯化物的比重只有35%37(其中PVC2223%、环氧丙烷5%6%、甲烷氯化物3%4%，大大低于世界发达国

7、家的水平。这充分说明我国有机氯产品的发展水平还很低，产品的研究开发和市场开拓还远远落后于发达国家和世界著名的跨国公司。某某氯碱化工有限公司拥有自己的热电厂，可与本项目配套平衡装置用电、用汽；并且本地拥有地下盐矿，可取得价格低廉的卤水。因此，其电价、蒸汽费、原料盐供应均具有较强的竞争优势。12万吨年离子膜烧碱装置的氯气除一部分用于生产高纯度盐酸自用外，还可用于造纸、氯化聚氯乙烯等吃氯产品。氢气可作为本地区用于加氢产品的原料。其中，氯气作为主要的化工原料，目前属于市场的短缺产品。 本方案拟采用国内先进的工艺路线和设备及控制技术，以地下卤水为原料全卤水生产烧碱，同时带动本公司卤水开采项目及卤水生产原

8、盐项目的启动，以及烧碱相关行业的发展，为企业创造新的利润增长点。12万吨年离子膜烧碱装置建成后，将使得企业更具市场竞争力，经济效益明显提高。因此，某某氯碱化工有限公司上马12万吨年离子膜烧碱工程是非常必要的。1-4 可行性研究的范围可行性研究的范围包括总图运输、生产工艺、生产设备、公用工程、仪表及自动化控制、电信工程、土建工程、原辅材料及产品贮运、工业安全卫生及三废治理、环境保护等。生产过程包括化盐及盐水、电解（含淡盐水脱氯）、蒸发、氯氢处理、氯气液化、合成盐酸及机电修理、化验室和办公室。第二章 市场预测2-1 国内外市场情况预测2-1-1 外部环境对我国氯碱工业的影响世界经济(工业)发展的不

9、平衡和对资源的需求，推动着化学工业向全球化方向发展。在发达国家，石油化工产品的市场趋于饱和，大宗化学品的利润迅速降低，而发展中国家石油化工产品的需求呈快速增长势头，特别在亚太地区，人口众多，经济发展速度较快，化学品消费市场潜力巨大。由于环保、运输和劳动力价格等因素，发达国家的初级化工产品的生产，正向拥有广阔市场、原料丰富和廉价劳动力的发展中国家转移。因此，亚洲成为国外大公司转移的首选地区，特别是我国，将逐步成为世界性的化工制造中心。而氯碱工业，作为基础原料工业，必将获得强劲的需求。2-1-2 世界和我国氯碱生产概况 目前世界氯碱产量约为5200余万吨/年，其氯气的消费量为4590万吨/年。氯气

10、用途大致如下：聚氯乙烯占32；其它有机氯产品占19；无机氯产品占31；氯中间体占7：水处理占7；造纸工业占4。最大的氯和氯产品的市场在亚洲，占氯消费总量的39：其次为北美占27；西欧为20。随着发展中国家对氯产品需求的增加(例如：聚氯乙烯等产品)，其氯碱的需求量必然会快速发展。2-1-3 国内情况 我国2004年烧碱的生产能力已达到大约1250万吨/年，美国约为1600万ta，我国占世界第二位，其中离子膜法烧碱的生产能力约占50，由于目前离子膜法技术和设备的不断进步，其电耗也有所下降，生产成本也随之降低，并逐渐与隔膜法接近。山东省是氯碱生产大省，产量居全国首位，约占全国氯碱产量的25%左右。山

11、东的氯碱生产能力统计(2004年)，见下表：表21 山东省氯碱生产能力一览表序 号生产厂家生产能力(万吨/年)合计隔膜法离子膜法1齐鲁氯碱厂205+25*502山东大成农药厂66123山东桓台博汇福利化工厂317204山东东岳联邦公司6+6*125山东铝业公司556济南润源化工公司8.58.57德州石油化工总厂12128青岛海晶化工公司66129青岛天元化工公司6610高密康丰农化公司6611山东华阳农药公司26812山东瑞泰化工公司13济宁中银电化公司691514牟平恒邦化工有限公司3315济宁金威煤电公司6*616东营胜利电化公司4417东营市化工厂32+6*1118山东金岭集团2.510

12、12.519潍坊亚星化学公司66+6*1820寿光新龙电化集团5521山东诸城化工公司1122山东滨化集团公司5121723山东沾化电厂3*324鲁北企业集团公司36925滨州海明化工厂3326烟台氯碱厂53827烟台牟平东方化工厂1128山东龙口氯碱厂1.51.529文登市航天发泡剂厂3330山东恒通化工公司 202031山东沂州水泥集团化工公司2.52.532山东临沂市造纸厂6633山东华远公司3334聊城兰威化工公司410*14147171318注：带“*”者为在建工程。聊城氯碱生产和需求概况与其它地区的差距：在聊城己形成生产规模的厂家，只有聊城兰威化工有限公司一家。该公司现有产量为4万

13、ta隔膜法烧碱，并正在东阿县建设10万ta隔膜法烧碱(一期工程为7万ta)，预计在2005年下半年可新增隔膜法烧碱7万吨/年，总生产能力为11万ta。仅占山东烧碱生产能力的353，并且离子膜法烧碱仍为空白。目前聊城地区均从其它地区供货。然而，在鲁西南地区(例如：荷泽、枣庄地区)，目前，尚无形成生产规模的生产厂家。因此，若是某某氯碱化工有限公司，能抓住机遇，必然可以在鲁西南地区，独树一帜，尽快填补空白，占领市场，并不断开发下游产品，为建设大型化工企业打好基础。聊城地区氯、碱需求预测表（表22）。表22 聊城地区氯、碱需求预测表序号厂家名称需求能力（万吨/年）氯气（万吨/年）1高唐泉林纸业公司32

14、2临清银河纸业公司323茌平铝业公司1024某县四强化工35其他32第三章 生产规模和产品方案3-1 生产规模生产规模及分期情况见表3-1。表3-1 生产规模一览表名 称生产规模(吨年)备 注烧 碱120000其 中30%9万吨/年（折百）48%3万吨/年（折百）氯 气100000原氯与液氯产量根据市场调整氢 气3000盐 酸200003-2 产品方案及质量指标3-2-1 烧碱符合GBT11199-1989一级I型，如表3-2-1所示。表3-2-1 烧碱产品规格和质量标准表指标名称指标氢氧化钠（NaOH）含量30%（wt）三氧化二铁（Fe2O3）含量0.0005%（wt）碳酸钠（Na2C O3

15、）含量0.006%（wt）氯酸钠（NaCl O3）含量0.002%（wt）氯化钙（CaCl2）含量0.0005%（wt）三氧化二铝（Al2O3）含量0.0006%（wt）二氧化硅（SiO2）含量0.002%（wt）硫酸钠（Na2SO4）含量0.002%（wt）氯化钠（NaCl）含量0.007%（wt）3-2-2 氢气氢气符合GB/T3634-1995-，如表3-2-2所示。表3-2-2 氢气产品规格和质量标准表指标名称指标氢气（H2）含量98%（vv）氧气（O2）含量0. 5%（vv）氮气（N2）含量1.5%（vv）水份（H2O）含量无游离水3-2-3 合成盐酸合成盐酸符合GB320-1993

16、型，如表3-2-3所示。表3-2-3 合成盐酸产品规格和质量标准表指标名称指标外观无色或微黄色透明液体总酸度（以HCl计）31%铁（以Fe计）0.001%硫酸盐（以SO42-计）0.007%As0.0001%灼烧残渣0.10%氧化物0.008%3-2-4 高纯盐酸符合HGT2778-1996，如表3-2-4所示。表3-2-4 高纯盐酸产品规格和质量标准表指标名称指标外观无色或微黄色透明液体总酸度（以HCl计）31%铁（以Fe计）3-0mgL钙（以Ca计）0.5mgL镁（以计Mg 计）0.2mgL游离氯60.0mgL蒸发残渣50.0mgL3-2-5 液氯液氯符合GB/T5138-1996，如表3

17、-2-5所示。表3-2-5 液氯产品规格和质量标准表指标名称指标氯气（Cl2）含量99.6%（vv）水份（H2O）含量0.05%（wt）第四章 工艺技术方案4-1 工艺技术方案的选择氯碱工业生产技术正朝着先进化和高新化方向发展，在离子膜法、隔膜法、水银法和苛化法的4种氯碱生产方法中，离子膜法脱颖而出成为目前世界公认的最先进的烧碱生产技术。自20世纪70年代实现工业化以来，发展相当迅速，世界离子膜法烧碱产能的比例，1982年占2%、1986年占7.9%、1993年占20%，2000年占35%，2004达到了50%强，而日本的这一比例更是高达90%。因此本装置选用离子膜法生产工艺，槽型选用复极式自

18、然循环电解槽。该工艺是目前世界烧碱行业最先进的工艺技术。离子膜烧碱与隔膜法烧碱比较，有以下优点：离子膜法烧碱质量高，其生产方法获得高纯度液碱，其中含盐量可小于40ppm，出槽碱浓度高，达到30以上。离子膜法烧碱能耗低，与隔膜法比，每吨碱节电200kwh以上，节约蒸汽3吨以上，离子膜法烧碱生产环境好。离子膜电解技术先进，寿命长，操作维修简单。离子膜技术符合氯碱行业技术进步、发展的方向，符合国家节能降耗、保护环境的产业政策。4-2 原料路线的确定和依据因本工程建设在山东省某县古云镇岩盐矿区，有丰富的盐矿资源，故本装置拟采用全部卤水制碱，电能力来自本公司自备电厂华祥热电，其它辅助材料外购（详见第五章

19、）。4-3 工艺流程4-3-1 盐水车间工艺流程叙述4-3-1-1 化盐来自卤水站的卤水进入卤水储罐，然后用泵送入化盐池底部进行化盐；粗盐水由化盐池顶部流出，进入粗盐水缓冲池，粗盐水用粗盐水泵送入溶气罐中，溶解部分空气后进入浮上澄清桶，浮上澄清桶顶部流出的清液经Na2CO3反应槽进入一次反应罐，反应完全的的盐水从顶部溢流到中间罐，用过滤盐水泵打入过滤器中，过滤盐水进入一次盐水贮罐，由一次盐水泵经盐水换热器进入螯合树脂塔中进行离子交换，去除盐水中微量的钙、镁等离子，进入去离子盐水罐，用去离子盐水泵将去离子盐水送往电解车间使用。4-3-1-2 精制1 氢氧化纳：在NaOH反应槽中加入氢氧化钠，并根

20、据粗盐水中的pH值，调节加入量。2 碳酸钠：粗盐水在出浮上澄清桶后，在Na2CO3反应槽中加入碳酸钠，根据反应罐粗盐水中碳酸钠的含量，调节加入量。3 氯化钡：在脱氯后盐水进入硫酸钡澄清桶的入口处，加入氯化钡，根据粗盐水中硫酸根的含量，调节加入量。4 三氯化铁：在粗盐水进入浮上澄清捅的文丘里混合器处，加入三氯化铁，并根据工艺控制要求，调节加入量。5 采泥：浮上澄清桶、BaSO4澄清桶、过滤器中的盐泥，汇集到泥浆池中，被采泥泵采出后，送入板框压滤机，进行固液分离，清液流回卤水储罐，滤饼外运。4-3-2 电解车间的工艺流程叙述4-3-2-1 盐水系统由去离子盐水泵送来的去离子盐水，经流量计控制进入电

21、解槽的阳极室，在电场的作用下，盐水中的钠离子和水一起透过离子膜向阴极迁移，同时Cl-失去电子变成氯气。氯气进入氯气总管，经氯气水封，氯气洗涤塔进入氯氢处理车间；出槽淡盐水加入盐酸调节pH值，进入淡盐水罐，由淡盐水泵打出后分成两路，一路送入真空脱氯器，脱氯后再加入适量的氢氧化钠和亚硫酸钠，除去微量游离氯，用泵送回盐水车间的卤水罐中，用来化盐，另一路循环进入电解槽。4-3-2-1 阴极液系统阴极液由阴极液泵打出后分成两路，一路加入高纯水稀释后，经阴极液换热器（阴极液换热器，开车时用来加热阴极液，正常生产过程中用来冷却阴极液），进入电槽阴极室，在阴极室内，H+得到电子生成氢气，出槽后进入氢气总管，经

22、氢气水封后去氯氢处理，多余的氢气排空。阴极液被从阳极迁移过来的Na+增浓后流出电槽，进入阴极液罐，由阴极液泵打出后分成两路，一路循环使用，一路经成品碱冷却器送入成品碱罐，配碱待售。4-3-3 氯氢车间的工艺流程叙述4-3-3-1 氯气处理1 氯气系统：电解车间来的湿氯气，经氯气洗涤塔后，进入钛管冷却器被5水冷却，然后经过氯气水雾扑集器除掉氯气中的水雾，通过填料塔和泡罩塔被浓硫酸干燥，在氯气扑雾器中脱除酸雾后，进入氯气压缩机，压缩到0.150.30Mpa后，变成原氯送到液氯车间。2 硫酸系统：由硫酸泵从硫酸贮罐中打入氯压机作为液环使用，从氯压机出来后，经气液分离罐，进入硫酸冷却器，再进入氯压机，

23、循环使用，当浓度93时，用98%的硫酸换出，进入泵酸罐用来干燥氯气。泵酸用泵打入硫酸高位槽，流入泡罩塔被氯气中的水份稀释后进入填料塔循环使用，逐渐被氯气中的水份稀释至浓度为7278后成为废酸，溢流到废酸罐外销。4-3-3-2 氢气处理电解车间来的氢气从氢气干燥塔底部进入，被从上喷淋而下的氢气冷凝水冷凝其中的水份后，出塔顶与氢压机循环液一起，进入氢压机加压，依次经过气液分离器、换热器、水雾扑集器进入氢气分配台，分别送往各氢气用户。从分离器底部出来的循环液，经冷却器被循环水降温，进入氢压机循环使用。4-3-3-3 废水处理湿氯气在冷却过程中的冷凝下来的水含一定量的氯，俗称氯水。氯水呈酸性，数量不大

24、，经过脱氯处理后回盐水车间。4-3-4 液氯车间的工艺流程叙述4-3-4-1 氯气系统由氯氢处理车间来的原氯经过扑雾器，经原氯分配台，送液化槽。4-3-4-2 冷冻系统液态氟利昂由液态氟利昂贮罐经节流阀进入氯气液化槽，氟利昂在液化槽内蒸发吸收原氯的热量使氯气液化。蒸发后的气态氟利昂进入冷冻机吸入口，被压缩机压缩后，经油分离器，冷凝器冷凝后，又变成液态氟利昂进入液态氟利昂贮罐，进行一个蒸发、压缩、冷凝、再蒸发的循环过程。4-3-4-3 液氯包装钢瓶在充装液氯前应先进行抽空处理，抽出的氯气送次氯酸钠。液氯经贮罐进入液下泵缓冲罐中，然后用液下泵加压后，通过管道充装到液氯钢瓶或液氯罐车中。4-3-4-

25、4 次氯酸钠由尾气分配台来的废氯，进入尾气吸收塔的底部，被从上喷淋而下的液碱吸收，液碱出塔底流入循环池中，被泵打出进入尾气吸收塔的顶部循环使用，浓度饱和后，打入次氯酸钠贮罐待售。4-3-5 盐酸车间的工艺流程叙述4-3-5-1 合成盐酸从氯氢处理车间送来的纯度98%的氢气，经氢气缓冲罐、水封、防爆水封、气液分离器、阻火器后进入氯化氢合成炉底部，由液氯送来的纯度75%的氯气经氯气缓冲罐、阻火器从氯化氢合成炉底部进入，在炉内氯气与氢气混合燃烧生成氯化氢气体，经冷后却，顺序进入一、二级石墨降膜吸收器，被水吸收成盐酸，进入盐酸储罐。4-3-5-2 高纯盐酸从氯氢车间送来的纯度98%的氢气，通过氢气缓冲

26、罐、水封、防爆水封、气液分离器、阻火器点燃后进入三合一合成炉顶部，由液氯车间来的纯度75%的氯气经氯气缓冲罐、阻火器由三合一合成炉顶部进入，在炉内的合成段氢气与氯气混合燃烧生成氯化氢气体，在炉内的冷却吸收段被循环水冷却的同时，被从降膜吸收器送来的稀酸吸收，生成高纯盐酸从炉底流出，进入高纯酸贮罐，少量未被吸收的尾气由降膜吸收器的顶部进入被高纯水吸收变成稀酸。4-3-6 蒸发车间的工艺流程叙述自电解来的出槽碱进入淡碱高位槽，淡碱由高位槽经流量计进入薄膜蒸发器，淡碱在蒸发器中被浓缩，蒸汽从蒸发器顶进入喷射泵被循环水冷凝带走。浓碱从蒸发器底部排出，经冷却器进入浓碱受槽中。4-4 主要设备选型及单元生产

27、装置主要设备选型，见（表4-1）。表4-1 主要设备一览表序 号名 称单 位数 量总价备 注(万元)1配水罐台243.92 2浮上澄清桶台154.72 3凯膜过滤器台4356.40 4板框压滤机台472.00 5复极式电解槽台89648.00 进口设备6盐水预热器台230.00 7树脂塔装置套2600.00 进口设备8滤后盐水罐台230.00 9阴极液循环槽台135.00 10阳极液循环槽台140.00 11脱氯塔台140.00 12进槽盐水加热器（板式）台236.00 13填料塔台230.00 14泡罩塔台232.00 15钛管冷却器台2160.00 165度水机组套260.00 17冷冻机

28、台3225.00 18液化槽台3228.00 19氯气液分离罐台390.00 20液氯储罐台8160.00 21液氯液下泵台250.00 22二合一盐酸合成炉台236.00 23盐酸储罐台535.00 24反渗透装置套4200.00 25离子交换装置套280.00 26纯水储罐台240.00 27空气压缩机台360.00 28循环水池个345.00 29凉水塔台484.00 30其他生产设备 2336.12 31总计 14937.16 4-5 自动化控制4-5-1 采用标准规范1化工装置自控工程设计规定HG/T 2063620637-1998（上、下卷）。2石油化工自动控制设计手册ISBN 7

29、-5025-2696-X/TP第三版。3爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-94及条文说明。4石油化工仪表配管配线设计规范（SH3019-1997）5仪表符号和标志（SHB-Z02-95）6自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2001）4-5-2 设计范围某某氯碱化工有限公司12万吨年离子膜烧碱工程盐水车间、电解车间、氯氢车间、液氯车间、盐酸车间、蒸发车间等的全部工艺参数的检测、显示、报警和手/自动控制等。盐水车间、氯氢车间、液氯车间、盐酸车间、蒸发车间各设一分站，在电解车间设一主控室，作为主站。各分站的所有检测、控制的工艺参数不仅在分站显示，而且通过bus通讯总线可上传到

30、主控室，作为总控。电解车间的主控室操作员站不仅对本车间的工艺参数进行检测、显示、报警和手/自动控制等，而且还可对其它车间的工艺参数进行检测、显示、报警和手/自动控制等，从而实现整个项目的统一调控。4-5-3 DCS自动化程度概述 某某氯碱化工有限公司12万吨年离子膜烧碱工程的控制以集中自动控制为主，整个生产过程的操作及工艺参数的状态显示、主要设备的运行状态都可在控制室内完成。生产过程中需要监控的工艺参数均可在DCS（分散控制系统）内进行显示、记录、积算、报警等，以及通过控制回路进行定值调节、上下限联锁控制和报警。对不重要或不需要经常监视的工艺参数可采用就地显示仪表进行显示。在本设计系统中，整个

31、项目的自动控制全部采用DCS（分散控制系统），主控室设在电解车间，盐水车间、氯氢车间、液氯车间、盐酸车间、蒸发车间各设一分站，作为下位机，各自对本车间的工艺参数进行显示、记录、积算、报警等。DCS（分散控制系统）控制系统采集各生产装置的现场一次仪表（热电阻、热电偶、压力变送器、液位变送器、流量计等）的信号，在DCS（分散控制系统）控制系统内部进行数据处理，在画面中进行显示、记录、报警等。需要进行控制的工艺参数，通过在DCS（分散控制系统）控制系统内部的PID回路进行调节。需要进行上、下限控制的工艺参数，通过在DCS（分散控制系统）控制系统内部的联锁控制和报警电路进行控制。通过组态、编程，可实现

32、电机设备的启动和停止，手、自动控制以及运行状态和故障情况的显示记录，实现各工艺参数的历史记录的存储、历史数据、历史曲线的显示、查询。并形成日报表、月报表和超限报警记录打印输出。实现了数据的集中管理。4-5-4 自动控制方案确定及仪表选型离子膜烧碱工程的现场情况较复杂，既需要考虑腐蚀的问题，又需要考虑防爆的问题。在腐蚀性的环境，所有的一次仪表和执行机构都必须作相应的防腐处理，选择防腐材质时，兼顾防腐性能和价格的考虑，选择合适的性价比。在爆炸性的环境，所有的一次仪表和执行机构都必须为本安或隔爆型的仪表，控制室都必须位于爆炸危险区域之外，当控制室位于爆炸危险区域之内时，控制室必须为正压控制室或控制柜

33、为防爆控制柜。防爆仪表安装、维修、使用时根据标准安装固定，必须严格按照国家规定的防爆规程进行，更换时必须先断开电源。所有的现场检测仪表、变送器、执行机构等都必须加安全栅隔离后，接控制室内的终端监控装置。所有一次、二次仪表的安装，必须严格按照国家规定的相关标准图册执行。4-5-4-1 DCS（分散控制系统）系统全集成自动化（Totally Integraded Automation）是面向通用控制系统的一种控制理念，西门子公司自九十年代中期提出以后，在现代自动化控制领域所占地位日渐上升，已逐步取代传统的控制理念。传统的控制系统，根据被控对象的不同，可分为两类：针对逻辑控制的电气控制和面向连续生产

34、的过程控制，电气控制处理的是各离散量之间的逻辑关系，一般采用可编程控制器（PLC）实现控制，而过程控制主要是各模拟量的检测与控制，一般采用各种气动仪表和电动仪表，随着计算机技术及大规模集成电路的普及，比较大的控制系统采用集散控制系统（DCS）。这两类控制之间有不同的控制思路和技术内容，在控制系统要求既有逻辑控制，又有模拟控制的情况下，两者不能很好的协调，不能实现各种数据之间的统一通讯。组态软件在全集成自动化控制系统（TIA）中是一个功能强大的全面开放的监控系统，此软件支持Microsoft公司的Windows环境，具有ODBC、OLE、OPC等标准接口，数据库采用SyBASE，兼容性好，适合应

35、用于汽车、化工、冶金、环保、轻工、食品、制药等行业。某某氯碱化工有限公司12万吨年离子膜烧碱工程的控制采用DCS（分散控制系统）方案。DCS控制系统因控制集中、控制参数精确、配比准确、监控数据可存储和报警显示等优点，在现代自动控制系统中应用越来越普及。1）控制系统的结构必须将数据采集功能和数据控制功能分布在不同的模块上，可有效的降低系统发生故障和被迫停车的危险。控制回路的PID参数必须能够自整定。2) 操作站的功能工艺参数的实时指示控制回路的显示、操作，包括设定值的修改、手/自动切换等实时报表、历史报表显示及记录实时曲线、历史曲线显示及记录报警及其显示工艺运转设备的状态及操作工艺阀门的手/自动

36、操作过程流程图动态画面显示系统诊断报告其它需要的功能3) 控制功能集中在操作站中完成，硬件冗余为1：1，各分站与主站的通讯冗余为1：1。DCS（分散控制系统）内部的通讯是充分冗余的。4) DCS（分散控制系统）控制设置一套紧急手动操作台，在 DCS（分散控制系统）出现完全故障时，可暂时手动操作，在故障排除后，再切入DCS（分散控制系统）控制系统。5) DCS（分散控制系统）必须有不间断系统电源（UPS），输入电源为220VAC 50Hz，输出电源为220VAC 50Hz、24VDC。工作时间为30分钟，具有自诊断及报警、工作状态显示 、电源电压指示功能。4-5-4-2 测量仪表1）温度仪表根据

37、不同的工艺要求，需要集中检测的温度参数，当温度低于500时，采用RTD.Pt100热电阻，保护套管材质采用不锈钢或316L或钢管外衬聚四氟乙烯。温度为5001300时，采用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶以及少量的铂铑10-铂热电偶，保护套管材质采用316L，大于800时，采用高铝管。温度就地指示选用抽芯式双金属温度计。2）压力仪表压力变送器精度要求为0.5级，少部分的精度要求为0.2级。压力变送器和压力表尽量选用法兰安装形式，适应介质防腐、防爆的要求。在爆炸性的环境，所有的压力变送器都必须为本安或隔爆型，在腐蚀性的环境，所有的压力变送器都必须作相应的防腐处理，选择防腐材质时，兼顾防腐性能和价格的

38、考虑，选择合适的性价比。一般介质采用不锈钢压力表和普通压力变送器进行测量。3）物位仪表液位变送器精度要求为0.5级，少部分的精度要求为0.2级。在爆炸性的环境，所有的液位变送器都必须为本安或隔爆型，在腐蚀性的环境，所有的液位变送器都必须作相应的防腐处理，选择防腐材质时，兼顾防腐性能和价格的考虑，选择合适的性价比。在存在液氯的情况下，可考虑选用超声波液位计或雷达液位计。4）流量仪表测量介质为酸、碱、盐、污水等导电介质选用电磁流量计。根据腐蚀性的不同和结垢的难易情况，选择不同的电极和衬里材料。流量测量以电磁流量计为主，对非腐蚀性液体介质、气体和蒸汽流量选用涡街流量计。5）分析仪表酸度测量使用PH酸

39、度计，其传感器和变送器由供应商提供技术上的指导安装。可燃气体报警仪和有毒、氯气气体报警仪的设置可根据设备布置设置。6）调节阀在爆炸性的环境，调节阀全部采用气动调节阀，在非爆炸性的环境，调节阀可采用电动调节阀，实现工艺参数的调节。调节阀的阀位信号和限位开关，可在DCS（分散控制系统）实现阀状态监视和故障保护。小口径以单座阀为主，大口径选用蝶阀，高温高压介质采用套筒阀。根据工艺介质的不同状态，选用不同的密封填料。阀体的材质一般为不锈钢。用于腐蚀性介质的调节阀的材质选用特殊合金或采用聚四氟乙烯衬里。7）开关阀在爆炸性的环境，开关阀全部采用气动开关阀，在非爆炸性的环境，开关阀可采用电动开关阀，实现工艺

40、参数的调节。开关阀的限位开关，可在DCS（分散控制系统）实现阀状态监视和故障保护。小口径以单座阀为主，大口径选用蝶阀，高温高压介质采用套筒阀。根据工艺介质的不同状态，选用不同的密封填料。阀体的材质一般为不锈钢。用于腐蚀性介质的调节阀的材质选用特殊合金或采用聚四氟乙烯衬里。4-5-5 仪表动力供应和能源消耗突然停电对设备及生产造成很大的影响，DCS（分散控制系统）控制系统也要求电源必须可靠、稳定，所以必须设置UPS系统电源，提供系统约30分钟的备用电源，以便于由于故障引起突然断电的检修恢复，或提供系统安全停车用调节联锁用电负荷。 控制系统电源来自电气专业，通过不间断电源提供仪表所需的220V和2

41、4V的电源，供控制系统、分析仪表以及其它仪表用电设备使用。电源电解车间、盐水车间、氯氢车间、液氯车间、盐酸车间、蒸发车间控制室各需一路独立电源，各设置一UPS系统电源，其主要参数如下：电源电压：220VAC10% 电源频率：（501）HZ 电源功率：根据用电负荷而定2）蒸汽用于仪表及测量管线保温。基本上仪表需要保温的地方，工艺或设备均有保温要求，现场均有保温蒸汽口。因此，所用蒸汽均在现场就近取用。3）仪表气源气动调节阀和开关阀所用气源由公用工程提供，必须经过净化、除水、除锈等处理过程，经过缓冲罐缓冲、压力稳定后，由气源管路敷设到气动调节阀和开关阀附近。4-5-6 接地系统及可靠性仪表的保护接地

42、（以表、盘、柜的外壳接地）接至电气专业的接地系统，仪表的系统接地（信号的屏蔽接地）需单独设置接地系统。DCS的接地设置应按照DCS系统厂家的要求进行，设置单独的接地极。第五章 原料、辅助材料及燃料的供应5-1 主要原料消耗主要原料消耗一览表如表5-1所示。表5-1 主要原料消耗一览表序号物料名称物料规格用量（以1t100%NaOH计）来源运输条件单位单耗年耗1卤水305g/lm3111320000外购管道输送2纯碱合格kg121440外购公路运输3氯化钡一等品kg202400外购公路运输4亚硫酸钠一等品kg2.0240外购公路运输5硫酸98%kg253000外购公路运输6烧碱30%kg3036

43、00自产管道输送7离子膜m20.006720外购5-2 主要燃料及动力消耗定额：主要燃料及动力消耗定额如表5-2所示。表5-2 主要燃料及动力消耗定额序号名称物料规格用量（以1t100%NaOH计）来源运输条件单位单耗年耗1自来水t121440000外购管道输送2高纯水t5600000自产管道输送3动力电kwh25030000000外购高压线路4电解电kwh2150258000000外购高压线路5-3 原料的规格与质量指标5-3-1 卤水5-3-2 卤水质量标准指标名称指标要求氯化钠305g/la2+48.14mg/lg2+63.32mg/lSO42-4.05g/l无机胺6.21mg/l5-3

44、-2 碳酸钠质量指标符合GB210-92，如表5-3-3所示。表5-3-3 碳酸钠质量指标指标名称指标要求外 观白色结晶粉末总碱量（以Na2CO3计）98.0%水不溶物0.15%氯化物（以NaCl计）1.20%铁（Fe）0.01%5-3-3 工业氯化钡质量指标符合GB1617一等品，如表5-3-4所示。表5-3-4 工业氯化钡质量指标指标名称指标要求氯化钡（BaCl22H2O）98.0%硫化物（以S计）0.008%铁（以Fe计）0.003%水不溶物含量0.10外观白色片状或粉状结晶5-3-4 工业用聚丙烯酸钠质量标准符合GB10534-89，如表5-3-5所示。5-3-5 工业用聚丙烯酸钠质量

45、标准指标名称指标要求固体含量30.0%游离单体（以CH2=CH-COOH计）1.25%pH6.0-8.0密度（20）1.15 gcm3极限粘度（30）0.055-0.1dlg5-3-5 亚硫酸钠质量标准符合GB9005-88，如表5-3-6所示。5-3-6 工业用聚丙烯酸钠质量标准指标名称指标要求亚硫酸钠（Na2SO3）96.0铁（Fe）0.005水不溶物0.03游离（以Na2CO3计）0.405-3-6 工业硫酸符合GB9005-88，如表5-3-7所示。5-3-7 工业硫酸质量标准指标名称指标要求硫酸（H2SO4）98.0%灰分0.03%铁（Fe）0.010%砷（As）0.005%透明度5

46、0 mm色度2.0 ml 第六章 建厂条件和厂址方案6-1 建厂条件6-1-1 厂址的地理位置、地形、地貌概况交通运输厂址选定在山东省某县古云镇矿区。厂区占地面240667平方米。厂区东、西、南三面均为公路，北面为农田。公司自备电厂就在厂区西南方向，相隔数百米。一、某县地区简介地理位置：某县位于山东省西部，黄河北岸，冀鲁豫三省交界处。地理坐标，北纬35度46分36度25分，东经115度20分I15度44分。南北长68公里，东西宽32公里，总面积138774平方公里。北与冠县、聊城相连，东和阳谷县以金线河为界，南与河南省濮阳市接壤，西与河北首邯郸市毗邻。区划人口：某县辖22个乡镇，11 54个行

47、政村，24万户人家，96.3万人口。农村人口86万，占总人口的89.77。农村劳动力38万人，占农村总人口的44.2。城镇人口1 0.3万人，占总人口的1 0.7。全县有汉、回、壮、朝鲜等20个民族，汉族人口占98.89。地形地貌：某县属黄泛平原，地势平坦，土层深厚。海拔49.03.7米。西南高，东北低，南北地面坡降16000，东西坡降14000。由于历史上黄河多次改道、泛滥，形成了高中有洼、洼中有岗的微地貌，主要由河滩高地、沙质河槽地、缓平坡 地、河间浅平洼地、河道决口扇形地等组成。气候水文：某县属暖温带亚湿润季风型大陆性气候，四季分明，雨热同期，温度适宜，光照充足。年平均辐射量1177万焦

48、耳平方米，年平均日照时数为2420.5 小时，日照率为55。多年平均气温13.2，一月份平均气温-6.6，极端最低气温-22.7。日平均气温0 的平均持续天数为294天，活动积温4993.5；+10的平均持续天数为208天，活动积温44643；+20的平均持续天数为119天，活动积温3006 。无霜期平均为ll9天，年平均降水量551.5毫米，多集中在6、7、8月份，对农作物生长非常有利。境内主要有徒骇河、马颊河、金堤河、金线河4条自然河流和7条人工干沟，总长359.74公里。河网密度平均每平方公里3.85公里，径流量多年平均6345万立方米。二、古云镇简介矿区位置及交通：山东省某县古云镇岩盐

49、矿区位于某县古云镇辖区的西部，南 距黄河十几公里。矿区有沥青路通过，北可达聊城，东可到济南，西可到濮阳。京九铁路从矿区东部通过，交通运输较为方便。矿区位于古云镇政府的西部，西起闫庄，东到徐庄，南起高堤口村，北到铁奶奶庙村南。矿区面积积为44.2平方公里。自然地理与经济概况：矿区属鲁西北平原区，地势平坦西南部略高，东北部略低。金堤河由矿区南部流过，流向有西南向东北。该地区处暖温带，属大陆季风气候区，夏季湿热多雨，冬季寒冷干燥，年平均气温为135，月平均气温一月份最低，一般在-2以下，最低气温为-l 87，七月份气温最高，平均26以上，最高达44.5。年平均降水量694.7mm，最大为1616.7

50、mm，最小为339.3mm，降水多在78月份。平均无霜期l80220天。 区内以农业为主，粮食作物主要有：小麦、玉米、大豆，经济作物有：棉花、花生、大麻等。水果主要为苹果、山楂、桃等。工业主要有粮食加工、农机修配、制砖等。矿业有石油开采等。矿产资源概况：某县除具有丰富的油气资源外，还有丰富的岩盐矿，经钻孔探明上部矿层埋深为22242335M，矿层垂直厚度为111M，下部矿层埋深为24502580M，矿层垂直厚度130M，上下矿层总厚度为241M，1、2号勘探孔相距十几公里，都有盐矿层存在，说明古云镇岩盐矿分布稳定，资源量较大，开发前景广阔。经井深2869.5M勘探结果证实，盐深25672664

51、M，盐厚度97M，纯度72.75，含盐量75。6-2 公用工程情况6-2-1 供水项目建成后，生产和生活用水约60m3h，在厂区有自备井3口，每口井的出水量为80m3h，供水能力为240 m3h，可以满足要求。6-2-2 供电本装置用电将直接采用山东省某某热电有限公司自备电厂网下电。6-2-3 供汽项目建成后共需蒸汽16吨时，公司现有供汽能力可以满足需要，本项目对原供汽系统进行调整。6-2-4 循环水循环水用总量：3000m3h，其中：电解：600m3/h （按12万吨/年烧碱生产能力计算）氯气处理：600m3/h （按12万吨/年烧碱生产能力计算）氢气处理：300m3/h （按12万吨/年烧

52、碱生产能力计算）液氯：900m3/h （按12万吨/年烧碱生产能力计算）盐酸、高纯酸：300m3/h（按2万吨/年盐酸生产能力计算）浓碱蒸发：400m3/h （按48%折100%3万吨/年烧碱生产能力计算）6-2-5 压缩空气新建空压站，选设Q=12m3/min的空压机3台，保证仪表用气配Q=12m3/min干燥装置一套。 第七章 公用工程和辅助设施方案7-1 总图平面布置方案见某某氯碱化工有限公司总平面布置图某某氯碱化工有限公司新建厂区形状如梯形，南边长为500米，西边长323米，北边长为534米，东边为斜边长约325米，面积240667平方米，合361亩。7-2 工厂运输量及运输方案卤水：

53、用量150m3小时，3600m3天，储罐贮存，存储周期2天，管道输送。硫酸：用量0.375吨小时， 9.0吨天，硫酸贮罐贮量270m3，存储周期30天，汽车公路运输。烧碱：30%的液碱产量600吨天，48%液碱产量375吨天，存储周期5天，储存量30%的液碱产量3000吨，48%液碱产量1875吨，汽车公路运输。氯气：产量312吨天，40m3贮罐8个，总贮量400吨，氯气全液化时的存储周期1天。液氯用钢瓶或液氯槽车包装，汽车公路运输。盐酸：合成盐酸产量60吨天，贮罐、池存储，存储量1200吨，储存周期15天，槽车包装，公路运输。7-3 供电及通讯：7-3-1 供电： 某某氯碱化工有限公司电能来

54、自本公司自备电厂华祥热电，根据自备电厂目前可提供的电能和电压等级及某某氯碱化工有限公司的产能规划，目前宜采用双路35KV供电。某某氯碱化工有限公司供电可采用35KV架空线在厂区外转电缆进线的方式，这样既避免了架空走廊在厂区内而造成的土地浪费，又节省了资金。厂区内变电站的布置应该满足以下几点：1） 方便进出线又靠近负荷中心。2） 必须满足必要的安全间距。3） 为将来企业的进一步发展作出预留。由于企业已基本达到35KV等级可经济提供电能的上限，再增加35KV供电回路的可能性也不大，所以变电站应为将来提高到110KV电压等级做准备，预留安装GIS系统的位置及空间。根据某某氯碱化工有限公司的发展规划，

55、变电站总体规划是两路35KV进线，一路10KV检修用电进线。35KV计划6路出线，其中4路为整流变（整流变不在变电站，在电解工段）出线，每路整流变计划容量为12000KVA，另2路为35/10KV动力变出线（动力变安装于变电站）每路动力变计划容量为2500 KVA或4000 KVA；10KV侧计划出线10路，2路1000KVA，6路1600KVA，2路2000KVA。变电站出线计划分两期上，一期先上一半，二期完成另一半。35KV整流变线路直供整流变使用。35KV 动力线路供35/10KV动力变使用。由35/10KV动力变所取得的10KV动力电根据需要为厂内各工段变配电室提供电能或直供各工段的高

56、压电器。根据化工厂特点和未来的发展趋势，化工厂内线路均采用电缆供电，不再使用架空线路。并应尽量避免埋地敷设。离子膜电解制碱所用的离子膜电解槽，不论是复极式还是单极式都是很先进的，因而对供电的要求也就非常严格。所以对离子膜电解槽的供电必须满足以下要求：（1） 供电电源安全可靠；（2） 供电保护灵敏正确；（3） 供电测量稳定准确；（4） 电流调节平滑无级；（5） 供电操作简单方便；（6） 供电运行经济合理。作为电解重要的组成部分变电整流系统，同样存在着与离子膜法电解技术的新特点相适应的问题。1） 供电的电压等级对于3万吨/年离子膜碱的产能比较适合35KV供电。对于6万吨/年离子膜碱的产能宜采用双路

57、35KV供电。如采用110KV供电会造成建设投资过大，在近期无扩建的情况下，会造成“大马拉小车”的情况，造成投资浪费；如采用35KV单路供电，建设投资虽然降低，但运行损耗过大，长期运行很不经济。所以对于6万吨/年离子膜碱的产能，采用双路35KV供电是费效比较高的一种运行方式。对于12万吨/年离子膜碱的产能宜采用110KV供电。2） 整流变系统整流变采用35KV直降方式，由总配电站采用电缆供电。目前6万吨/年的规模常采用的复极槽为1.5万吨/台，共4台。根据目前情况，整流变系统作为一个整体系统，按安装环境分为室内、半室外和室外三种，按组成结构分为一拖一和一拖二两种形式。综合考虑目前费效比较高的方案是采用半室内一拖二的形式。根据以上所述对于6万吨/年的规模，采用一拖二的形式。共需4台整流器，2台整流变。整流变网侧采用封闭式下侧电缆进线，阀侧为两侧腰部铜排出线，户外式钟罩结构，防护等级不得低于IP65，并应采取防腐措施。2台整流变采用三个铁芯结构，第一台整流变采用自耦调压移相变、+15原边移相星形/副边三角形同相逆并联桥式整流变。第二台整流变采用自耦调压移相变、-15原边移相星形/副边三角形同相逆并联桥式整流变。两台整流变的自耦