年产30000吨三氯氢硅项目可行性研究报告

(二)编制依据和原则(三)项目提出的背景、投资的必要性和经济意义(1)市场需求持续增长。我国在子午线轮胎方面，每年大约需要4000多吨硅69(每吨硅69需要三氯氢硅0.3吨),仅仅轮胎橡胶企业，每年需用1500多吨三氯氢硅，主要依赖进口进行解决。随着量将达到6000吨，全球需求量将超过65000吨中低端需求，高纯度产品仍需要进口。目前，我国共有37家企(2)结构调整加快转化。(3)资源条件优势1、矿盐资源：平顶山市叶县境内地下有一长90公里、宽15公里、总面积1350平方公里亿吨，含盐面积400平方公里，平均品位98%,品质名列中国第一，是发展制碱、塑料等2、煤、电资源：平顶山市煤炭总储量达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4、水资源：平顶山市叶县水资源总量40亿立方米，人均水资源占有量居全省前列。境内河流均属淮河水系，境内有6条河流。地表水资源为12亿立方米；浅层地下水储量为20亿立方米。(四)结论序号项目名称单位指标备注建设规模1三氯氢硅吨/年2四氯化硅吨/年二操作时间三主要原材料1氢气2氯气3化工用硅粉四水、电、汽及动力消耗1直流电万kWh/a2交流电万kWh/a3蒸汽万t/a4一次水万m³/a5循环水万m³/a6脱盐水万m³/a7工艺空气万Nm³/a8仪表空气万Nm³/a五三大主材1钢材t2水泥t序号项目名称单位指标备注3木材六全年增加运输量万t/a1其中：运入万t/a2运出万t/a七定员人八总投资万元1其中：固定资产投资万元2流动资金万元九年均总销售收入万元平均十年均销售税金及附加万元十一年均利润总额万元十二主要经济评价指标1财务内部收益率%税后2净现值万元税后3投资利润率%4投资利税率%5贷款偿还期年(含建设期)(1)性质序号序号172熔点(101.325kPa)83沸点(101.325kPa):94液体密度(0℃):5相对密度(气体，空气=1):36蒸气压(-16.4℃)42(2)用途(如氯丙基三氯硅烷，乙烯基氯硅烷，辛基氯硅烷等),(1)性质四氯化硅(Silicontetrachloride),别名氯化硅、四氯化矽,分子式为SiC14,为无色(2)用途序号1分子量：2熔点(101.325kPa):3沸点(101.325kPa)4相对密度(水=1)5相对密度(气体，空气=1):6蒸气压(37.8℃)表格3—三氯氢硅物化性质(二)市场概况到2010年，我国多晶硅需求量将达到6kt/a,全球需求量将超过65kt/a,届时对三氯氢序号生产能力(依次下降)1江西赣中氯碱制造有限公司2重庆天原化工有限公司9000吨3南昌宏狄氯碱有限公司一4上海氯碱化工股份有限公司电化厂5沁阳国顺硅源光电气体有限公司一6山东华阳科技股份有限公司7江油启明星氯碱化工有限责任公司8唐山冀东氯碱有限公司三氯氢硅拟在建项目9乐山市福华农药科技有限公司20000吨三门峡市1.2万吨三氯氢硅生产线项目正在建设中12000吨河北年产1.5万吨三氯氢硅项目15000吨汝州市年产6000吨三氯氢硅项目6000吨济源市年产1万吨高纯三氯氢硅项目获备案10000吨榆林经济开发区6000吨/年三氯氢硅项目正在招商6000吨(三)本项目竞争力分析三产品方案及生产规模(二)产品品种及生产规模(一)技术方案：达90%以上。厂。蒸汽加蒸汽加氮气氮气热气体冷却合合成气图1—三氯化硅工艺流程简图三氯氢硅是通过高纯氯化氢气体与金属级单体硅(质量分数98.0%～99.0%在一定2.1.1氯化氢合成2.1.2三氯氢硅合成310℃,硅粉和氯化氢发生反应，生成三氯氢硅和四氯化硅。生成的三氯氢硅和四氯化硅2.1.3三氯氢硅分离三氯氢硅分离。三氯氢硅和四氯化硅混合料(三氯氢硅含量为80—85%)进入加压塔，采项目建议书——30000吨/年三氯氢硅项目2.1.4含尘废气处理含尘废气主要是输送硅粉的氮气，先经布袋除尘回收硅粉，然后经水洗涤，洗涤废水经沉淀后循环使用，尾气洗涤后排入大气。布袋除尘器除尘率为99%,洗涤除尘率按50%计，总除尘效率达到99.5%,经处理后达标排放。不凝气体主要含有保护气体，其余还含有少量的氯硅烷、氯化氢等。经过低温冷凝后剩余的不凝气送废气处理装置，氯硅烷系列遇水迅速分解成硅酸和氯化氢，氯化氢气体先被稀盐酸循环吸收为浓盐酸回收使用，微量部分被碱液吸收、反应。废气主要成份有氮气，废气经淋洗处理后，通过车间排气筒达标排放。在满足要求的前提下尽量选用转速低、噪声小的设备；同时对鼓风机设独立的隔声间，与所在的楼层分开，以减轻振动而产生的噪声；对空压机、鼓风机、泵等进气管装消音器，并设隔声操作室，减少室内噪声污染，改善工人作业环境。烟筒设置足够的高度，使烟气的排放符合国家《大气污染物综合排放标准》二级标准的要2.2三氯氢硅工艺技术改进2.2.1三氯氢硅合成的原理在沸腾炉中，硅粉和氯化氢主要按下列反应生成三氯氢硅：在合成反应中，温度、氯化氢量、硅粉粒度、氯化氢中氧和水份等，都对合成产物中三氯氢硅含量有很大影响。因此，必须严格控制操作条件。由反应式(1)可得：同理，由反应式(2)可得：项目建议书——30000吨/年三氯氢硅项目(1)、(2)两式相乘并整理得由于(1)(2)两反应处于同一平衡体系中，则得：比值增大，其摩尔比也又由反应式(2)可知：此反应是一平衡可逆反应，在合成系中，适当加入四氯化硅产出2.2.2传统工艺及问题其合成工艺流程示意图如下图1所示：(1)SiHCl₃合成炉(2)袋式过滤器(3)预冷器(4)冷凝器(5)计量罐(6)硅粉于燥炉(7)旋风除尘器(8)硅粉计量罐2.2.3存在问题：2.2.3.2由于水份的带入，使少量氯化氢以盐酸形式进入沸腾炉，造成设备腐蚀，降低了2.2.3.3由于水份进入，与系统中的三氯氢硅水解成氧化2.2.3.4沸腾炉中温度分布不均，如果温度大于350℃,则发生如下反应：2.2.3.5传统工艺并没有考虑化学平衡及如何减少15~20%副产物四氯化硅产生，从而降低2.2.4改进型三氯氢硅合成工艺合成炉(2)袋式过滤器(3)预冷器(4)冷凝器(5)计量罐(6)硅粉干燥炉(7)旋风除尘器(8)除尘过滤器(9)挥发器反应尾气干法回图3附图改进型三氯氢硅合成工艺流程框式图(二)主要设备方案设计中共有各类设备83台。其中泵类设备15台，塔类3台，反应器1台，储罐类28台，换热器类22台，压缩机6台，烘粉炉1台，分离过滤器类8台。序号工序备注1合成工段尘去(喷淋塔),缓冲罐，屏蔽泵合成炉为该装置的核心2精馏工段筛板塔，再沸器，冷凝器，淋洗塔(填料塔),屏蔽自吸泵3机械泵(三)(四)物料平衡(五)自控技术方案3、主要关键仪表选择(1)控制室仪表(2)现场仪表(集中部分)1.仪表用压缩空气：气源由空压站送至各用气装置，至装置区的气源压力不低于500KPa。气源质量应符合《仪表供气设计规定》要求，并且供气连续。本工程仪表用气容量约分别30Nm³/h。2.电源：所有仪表均采用控制室集中供电，由电气专业提供双回路带自动切换的独立电源，DCS控制室采用UPS电源供电。(一)主要原料规格表格1表格1—产品和主要原料的技术要求序号1三氯氢硅2四氯化硅3含量≥98%,粒度60～160目4含量≥99%,水份≤0.05%,压力0.2～0.3Mpa5含量≥98%,水份≤0.01%,压力0.1～0.2Mpa表格1—产品和主要原料的技术要求(二)公用工程规格频率50HZ±2%大于200KW的电机10000V,50HZ,3相，3线小于200KW的电机380V,50HZ,3相仪表电源220V,50HZ,单相压力(界区)温度(界区)供给压力供给温度残余氧含量163℃(饱和)最高30℃铁含量PH值碱值镁含量操作压力供给压力供给温度供给压力含氧量供给压力供给温度供给压力供给压力供给温度供给压力供给温度最大值10us/cm(在25℃)正常值2us/cm最高32℃最高37℃最大值50ppm无无无六、建厂条件和厂址方案(一)建厂条件风：常年主导风向东北风年无霜期226天年最大蒸发量2825mm(2)工程地质资料(3)水文地质(4)地震(二)编制原则九、安全防护(二)设计依据(三)设计标准(四)环境保护监测及绿化废水、废液：每月一次(事故排放时及时检测),监测地点为各生产装置区污水排放口及9.7环境保护投资见表10-1氯气浓度(ppm)中毒症状长时间无感觉长时间可忍耐极限可嗅到臭味，对眼鼻有刺激性可忍耐0.5-1小时0.5-1小时以上有生命危险0.5-1小时死亡900以上短时内死亡混合气体名称爆炸极限(体积)下限上限与空气4.1%2、毒理学资料及环境行为急性毒性：LD₅o1030mg/kg(大鼠经口);LC₅o1500mg/m3,2小时(小鼠吸入)刺激性：家兔经眼：5mg/m3,引起刺激。对皮肤、粘膜有强烈的刺激和腐蚀作用。亚急性和慢性毒性：可见卡他性气管炎、支气管炎及时期肺硬化表现。危险特性：遇明火强烈燃烧。受高热分解产生有毒的氯化物气体。与氧化剂发生反应，有燃烧危险。极易挥发，在空气中发烟，遇水或水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。中国车间卫生标准3mg/m³10.4劳动保护与安全卫生投资(1)工业电视及DCS操作系统720万元