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青海盐湖文通化工有限公司7.2万吨/年碳酸钾工程可行性研究报告青海盐湖文通化工有限公司青海盐湖技术中心（编制）二〇〇四年三月1目录2l、总论1、l概述1、l、l项目名称、承办单位、编制单位（1）项目名称：青海盐湖文通化工有限公司7.2万吨／年碳酸钾工程（2）承办单位：青海盐湖文通化工有限公司（3）编制单位：青海盐湖技术中心1、l、2编制的主要原则（1）编制原则贯彻勤俭建国方针，设计方案既要考虑技术上的先进性和可靠什，又要结合国情，因地制宜，节约建设资金。选用先进的工艺技术，做到既先进又稳妥可靠，降低能耗，提高产品质量。认真贯彻执行国家及地方的环境保护法规，坚持防治污染和其它公害的设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用的原则。设计中贯彻执行“一体化、露天化、轻型化、社会化和国产化”的五化原则。l、l、3项目建设的意义和有利条件l、l、3、1项目建设意义中国是缺钾国家，钾资源仅占世界总资源的1%，其中已探明钾盐储量主要集中在青海省柴达木盆地的现代盐湖，其次是云南和四川自贡地区,总储量约5亿吨。柴达木盆地占全国总储量96.92％，为4.43亿吨。3而青海省的钾资源特别是KCl资源95％以上为农用，工业用品仅占5％。为了提高钾资源的附加值，合理利用钾资源，必须加大钾工业用品生产的比重。碳酸钾是重要的基本无机原料之一，主要用于显像管玻壳、化肥合成气脱碳、医药、油墨、陶瓷、电焊、印染、洗涤助剂和食品等领域。20世纪90年代，随着世界范围内电视机特别是家用计算机需求的迅猛增加，刺激和推动了碳酸钾生产与市场持续走强，世界各地掀起了新建或扩建碳酸钾装置的热潮。中国碳酸钾生产始于50年代，但真正形成工业规模是60年代，70年代末80年代初是大发展时期。90年代初离子膜一流化床生产碳酸钾引进装置的投产，成为中国碳酸钾工业发展史上的一个重要里程碑。我国碳酸钾生产企业经几十年的发展、调整，逐步向大型化、现代化、自动化方向发展，一些小型企业在竟争中被淘汰，形成了以成都化工股份有限公司、山东鲁南化肥厂、河北眺山化工厂、湖南注磁口化工厂、济南东风化工厂和常熟化工厂为骨干的行业队伍。为适应国内外玻壳发展对碳酸钾的需求，近两年来，成都化工股份有限公司、常熟化工厂等分别与外商接触，引进离子膜一流化床法制碳酸钾的技术和装置。山东鲁南化肥厂、河北眺山化工厂部拟扩建其离子交换法生产装置，在原装置的基础上，再增加1万吨/年能力。由于国内盲目建设，目前碳酸钾已出现供过于求局面，许多生产企业规模小，多采用落后的离子交换法工艺，“三废”污染严重，产品品种少，质量差，达不到出口要求，在国内有限的市场中恶性竞争，竞相压价，导致4效益低下。随着我国加入WTO日益临近，国内市场将国际化，市场竞争会更为激烈。因此，在今后几年里国内一些工艺落后、产品质量差、规模小、成本高的生产企业将关停，而工艺先进、规模较大、产品质量好、成本低的企业反而会得到发展。格尔木市位于柴达木盆地西北边，经过几十年的建设，工业发展取得了一定成就，初步形成了地方特色的工业体系。但从整个工业结构看，整体功能差，工业产品单一，效益低，资源初级产品多而高附加值的名优产品少。因此在格尔木市建设一套12万吨／年离子膜法KOH生产装置，生产高纯度的KOH产品，进而建设一套7.2万吨／年流化床法生产碳酸钾装置，生产高纯度的碳酸钾产品对于提高我集团公司的整体化工实力，合理利用钾资源，提高钾资源的附加值，缓和国内对高纯度碳酸钾的需求，有着十分重要的意义。l、l、3、2项目建设有利条件（1）有高品位的KOH资源。柴达木盆地内钾资源十分丰富，已探明储量4.43亿吨，目前年生产能力为50万吨，100万吨KCl项目正在建设之中，预计年底将投入生产阶段，随之而上的12万吨的离子膜KOH装置为建厂提供了较为可靠的原料来源。（2）电力资源有保证。新入市的330kv龙-格电网为装置提供了较为可靠的电力资源。（3）交通运输方便。建厂区交通运输条件较好，青藏铁路和青藏公路（109国道）柳格公路（215国道）均通过该区，该区地方公路便利流畅。厂区到火车站台、柳格公路（215国道）均畅通。5（4）给排水方便。格尔木市河水资源丰富，流经察尔汗的河道大小有十几条，能保证建厂所需生产、生活用水。厂建区无周围无居住区便于厂区生产、生活废水的排放。（5）厂址选在青海格尔木市察尔汗地区。1、1、4项目建设的必要性（1）该项目符合国家的产业政策国务院批准的国家经贸委、国家计委和外经贸部第16号令《中西部地区外商投资优势产业目录》中，将青海盐湖资源综合利用及产品生产列为优势产业并鼓励外商投资且享受有关优惠政策。本项目主要利用湖盐资源作原料，综合利用而形成产品链，资源利用充分，产品为国内短缺产品，项目建设具有原料优势和成本竞争优势，符合国家发展西部经济、缩小东西部差距的战略方针和产业政策。（2）是调整产业结钩，发展特色经济，振兴青海经济的有效途径青海省的经济基础薄弱，改革开放的步伐相对较慢，与东部地区的差距较大。但青海省是一个资源富集的地区，长期以来向东部地区输送廉价的原材料，自身经济发展缓慢。因此，充分利用青海丰富的盐湖资源，有效地进行产业结构的调整，规划和布局具有市场竟争力的产业和产品，逐步形成特色经济，构筑青海经济发展的支柱产业及相关产业链，变资源优势为经济优势，走持续发展的道路，是繁荣青海省经济的必由之路，也是落实国家西部大开发战略思想的具体体现。（3）对巩固国防、发展安定团结的大好局面十分必要6青海省格尔木地区是我国西部地区的一个具有重要战略地位的新兴城市，是支援西藏、维护西藏稳定的重要支撑点，是巩固西南边防的战略要地，也是青海经济发展的重要增长点。格尔木地区资源富集，交通便利，基础条件较好，具有很强的经济吸引力和辐射力。因此，开发利用柴达木的优势资源，繁荣青海经济，对于维护祖国的领土完整、巩固国防、发展安定团结的大好局面具有十分重要的作用。（4）是吸引人才建设青海的重要举措长期以来，西部人才外流，形成了“孔雀东南飞”的态势，究其原因，有主存环境艰苦的因素，也有历史的因素，但还有一个重要的因素，就是如何配置生产要素、通过产业布局及项目的实施吸引人才。因此，该项目的实施有利于吸引人才、培养人才、留住人才。1、1、5项目研究的范围工艺流程主要有以下几个工序组成：1-由天然气燃烧产生氧化物(CO2)提供原料气体。2-流体床反应器系统3-排气、回收单元、洗尘器系统4-筛分和排除尺寸不合格颗粒系统5-冷却到可销售的产品6-可销售的产品中间储存器和包装系统。2、产品需求预测2、1碳酸钾需求预测2、1、1产品用途7碳酸钾是重要的基本无机原料之一，主要用于显像管玻壳、化肥合成气脱碳、医药、油墨、陶瓷、电焊、印染，随着应用技术的不断开发，碳酸钾在洗涤助剂和食品等领域的应用也日益扩大。2、1、2国外市场预测1995年世界碳酸钾生产能力约为50万吨，产量约30万吨；2000年生产能力约为72万吨，产量56万吨左右，而全球碳酸钾年需求量约为90万吨。其中绝大部分采用离子膜－碳化法生产，只有美国Vicksburg化学公司新近投产的2.5万吨/年装置采用离子交换法生产。目前世界碳酸钾主要生产国家和地区为美国、西欧、中国、日本和韩国。主要进口国有英国、荷兰、比利时、意大利等；主要出口国有德国、西班牙、韩国、美国等。美国Armand产品公司是世界最大的碳酸钾生产公司，1994年完成扩建后的能力达到11万吨/年，其次是日本Asahi玻璃公司、法国Potasse产品化学公司、德国Huels和Kali公司。1994年美国碳酸钾产量占世界总产量的25%，日本占24%，西欧占40%，其它国家和地区占11%。随着世界范围内电视机特别是家用计算机需求的迅猛增加，刺激和推动了碳酸钾生产与市场持续走强，世界各地对碳酸钾的需求量也日益增大，需大于供也是碳酸钾价格持续增加的原因。2、1、3国内市场预测我国作为世界碳酸钾生产与消费的主要国家之一，随着90年代初国产彩电的逐步崛起，彩电显像管数量快速增加，同时我国化肥企业发展很快，尤其是中小型氮肥企业为了应对入世挑战，纷纷扩大规模，再加上我国方8便面产量也高速增加等因素，推动了我国碳酸钾工业的快速发展。1995年我国碳酸钾生产能力为7万吨，2000年增加到15万吨，年均增长率高达16.5％，成为亚洲最大的碳酸钾生产国。目前碳酸钾产品国内总生产量约为16万吨，主要生产厂家为山东鲁南化肥厂1.3万吨/年（实际生产能力达到2.0万吨/年）,山西文通钾盐集团9万吨/年，鲁南化肥厂（2万吨）、成都化工厂（1.5万吨）、浙江大洋化工厂（1万吨）、济源化工厂（1万吨）。随着电视机的日益普及和电子计算机和大屏幕彩电的兴起，对彩管级原料碳酸钾的需求趋紧，目前国内碳酸钾产品年需求总量为约20万吨，其中彩管级碳酸钾年需求量大于15万吨，而作为彩电玻壳所用原料彩管级碳酸钾大部分需进口，年进口量约4万吨。预计今后十年碳酸钾年增长率在6%以上。碳酸钾消费领域所占比例为：玻壳和特种玻璃占60%，氨厂脱碳剂占12%，医药、农药占6%，橡胶助剂占4%，电焊占2%，用于生产钾类化合物及其它占15%，出口占1%。2、2产品价格分析国际的K2CO3价格近几年来由于需求增加，呈现稳中有升的态势，g高纯度碳酸钾（≥99.2）在1981～1996年十五年内最高价为410＄／吨，最低为330＄／吨，在1997年为322＄／吨～369＄之间波动，稳中有升。2000年后受国际金融危机的影响价格下跌，到2002年底国际经济复苏，价格有所回升，现国际市场价为365＄／吨左右。目前,国内外的彩色显象管、陶瓷工业,釉面砖工业用量不断扩大,对碳酸钾需求量不断增加,目前碳酸钾的价格不断升高,对最近的成都市场了解,工业一级碳酸钾已由原来的3900元/吨上升至5500元/吨,优9质品已上升至6000元/吨,医药品已上升至6500元/吨。整个国内市场每年约需增3-4万吨,货源紧张。本项目K2CO3价格暂定为3000元/吨。3、产品方案及生产规模3、1产品方案及生产规模序号产品名称生产装置（t/a）预计产量（t/a）备注1碳酸钾7200072000年操作时间：氢氧化钾8000小时项目建设面积：碳酸钾生产车间，建筑面积约4万m2。4、工艺技术生产碳酸钾的方法很多，世界碳酸钾工业化生产工艺依次经历草木灰法、吕布兰法、电解法、有机胺法、离子交换法和离子膜—流化床法。前4种因产品质量差、生产成本高先后被淘汰。目前我国主要采用离子交换法，而国外发达国家主要采用离子膜－流化床法。4、1离子交换法离子交换法是以碳酸氢铵和氯化钾为原料，利用阳离子交换树脂对钾、铵离子吸附性很近的特点，使碳酸氢铵和氯化钾精制液中的钾铵离子通过阳离子树脂进行离子交换，而分别得到碳酸氢钾溶液和氯化铵溶液，交换反应简单表示如下；KR＋NH4HCO3→NH4R＋KHCO3NH4R＋KCl→KR＋NH4Cl式中R为树脂高分子骨架部分。10该法主要特点是交换完成液碳酸氢钾溶液纯度高，原料碳酸氢铵成本低，工艺方法成熟，可连续性操作，项目投资少；原材料利用率较高，单耗氯化钾（折100％）和碳酸氢铵（以实物计）最好水平分别为1.22t和1.5t。该法主要缺点是交换完成液浓度较低，蒸发成本高，单耗原煤3～4t；生产过程产生的氯化铵溶液随废水排放，不仅浪费资源而且污染环境，回收可作为生产氯化铵的原料，经蒸发浓缩等工序可制氯化铵，由于氯化铵生产蒸发能耗较高，设备腐蚀问题难以解决，使氯化铵生产受到限制，从而也制约碳酸钾的发展。山西文通钾盐集团有限公司采用离子交换法生产，解决了上述难题，降低了成本，在氯化铵回收上取得重大突破，实现了闭路循环，无水排放，现碳酸钾年生产能力为3万t，并正在实施新增年产2万t碳酸钾技术改造项目，是目前国内最大的碳酸钾生产企业。4、2离子膜电解一碳化法离子膜电解法是以氯化钾为原料，将精制为超纯盐水的氯化钾溶液泵至电解槽通电电解，分别得到氯气、氢气，在阴极生成32％～35％的氢氧化钾，流至碱液循环槽，大部分碱液用泵循环并加人无离子水后再进人电解槽阴极