硫酸转化10kta氯化铵生产硫酸铵中试装置投资建设项目可行性研究

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臵建设项目 主办单位名称：***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

***省***市***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***火车站运力有限，外运受到限制，这给***公司产业扩张和***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，***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，***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，***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***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、***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***市循环经济发展要求，对***产业结构的稳定运行有重要意义。基于***大学的小试研究成果，应尽快开展该项目的中间试验工作，为工业装臵的建设奠定坚实可靠的基础。 1.2.2 ***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******地区，由于***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***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***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：

2NH4Cl＋MgO 300―350℃ 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。***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。

******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***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***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臵后，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臵后，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臵，使***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，***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***火车站运力有限，外运受到限制，这给***公司产业扩张和***市经济发展造成了巨大的压力。另一方面，***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。

***公司、金化集团是***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***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***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，而且在试验装臵上反复进行了试验，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臵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***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

***市***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

***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

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4q23.html