年产30万吨硫磺制酸可行性研究报告

年产30万吨硫磺制酸可行性研究报告内容摘要：

业分散。 目前有硫酸生产企 业 500多家，近年来随着一些重点企业的迅速发展，产业集中度有了CCDRI 重庆川庆化工厂 30 万吨 /年硫磺制酸项目 可行性研究报告 12 明显改善。 2020 年，硫酸产量超过 20万吨的企业 30家，生产硫酸 万吨，占硫酸总产量的 ％，其中产量超过 50万吨的有宏福、鲁北、江西铜业、铜陵有色等 11家，生产硫酸 万吨，占硫酸总产量的 ％。 近年来，随着我国磷复肥工业的发展，配套建设了一批大型硫铁矿和硫磺制酸装置，同时，有色金属企业的冶炼烟气制酸也得到了同步发展。 目前，国内硫酸装置的最大单线生产能力：硫磺制酸为 100万吨 /年，冶炼烟气制酸为 60 万吨 /年，硫铁矿制酸 为 40万吨 /年，磷石膏制酸为 20 万吨 /年。 这些大型硫酸装置不仅引进了国外先进技术和装备，同时也采用了大量国内的先进技术和设备，装置整体技术水平已达到或接近世界先进水平。 我国是世界硫酸生产和消费大国，建国五十多年来，由于国家对农业的重视及国家的支农政策，我国的硫酸工业有了长足的发展。 但与世界先进水平相比，当前我国的硫酸行业存在着中小型企业技术装备落后的差距。 大多数企业装置规模小，原料消耗高，设备效率低，环保和经济效益较差，严重影响了企业的竞争力。 通过技术改造，不少小企业虽然在工艺技术方面有了明显进步，降低了 能耗，但与大型企业相比仍有相当大的差距。 我国硫资源不足，为了降低硫酸和磷肥生产成本，促进高浓度磷复肥发展，自 1995年以来，我国逐年增加了硫磺和硫酸的进口量， 2020 年硫磺进口量达到 万吨，中国硫磺进口量占世界贸易量的 10%左右，成为国际硫磺市场中的进口大户，有举足轻重的影响。 自 1998 年开始，我国从日本和韩国进口的硫酸量也呈逐年增长的态势。 近年来我国硫酸及硫磺进口情况如下表所示。 表 22 近年来我国硫酸及硫磺进口情况 单位：万吨 年份 硫磺 硫 酸 1995 1996 1997 1998 1999 2020 2020 337 2020 CCDRI 重庆川庆化工厂 30 万吨 /年硫磺制酸项目 可行性研究报告 13 产品需求预测 在今后很长的一段时期内，我国的化肥需求仍将大幅度增长。 提高高浓度磷复肥比例是我国磷复肥行业的发展方向。 目前我国的化肥产品中，氮磷比例严重失调，磷肥产品中高浓度磷复肥产品比例太低，远远满足不了农业发展的需要，因此，大力发展我国高浓度磷复肥工业，是我国磷肥发展的必由之路。 硫酸的消费量与磷肥的生产和消费情况密切相关，根据我国近年来磷肥生产和消费量的增长情况，磷铵等高浓度复合肥所消费的硫酸量将有所增加，而普钙等低浓度磷肥的用酸量呈下降趋势。 2020 年我国硫酸需求量 3500 万吨，据有关部门预测， 2020 年硫酸需求量预计 3800万吨。 为适应硫酸市场的需求，硫酸工业的发展趋势是努力降低硫酸生产成本，提高企业竞争力，推动技术进步和环境保护，合理利用国内外两种资源，发展冶炼烟气制酸和大型硫磺制酸；逐步淘汰一批消耗高、三废污染比较严重，余热利用 差的小型硫铁矿制酸和冶炼烟气制酸装置。 受到工艺条件的制约，硫铁矿制酸难以得到较大的发展。 但硫铁矿是我国自有的硫资源，合理利用国内硫铁矿资源是我国硫酸工业的基础。 通过扶强扶优培育一批规模较大、技术先进、具有一定竞争力的硫铁矿制酸企业，硫铁矿制酸产量将保持相对稳定，但占硫酸总产量的比重将趋于下降。 长寿化工园区作为大型化工园区，对硫酸的需求量逐年增加，从目前园区几家硫酸用量大户来看，三峡英力 10万吨 /年，川维厂 3万吨 /年；拟建的项目：华星化工 吨 /年， MDI一体化项目中乙炔 万吨 /年，氯碱 万 吨 /年，映天辉 /年。 长寿园区总的需求最近几年大约在 万吨 /年。 所以，每年 30 万吨的产能在长寿本地区就可以完全消化。 产品竞争力分析 硫酸是强腐蚀性液体，运输费用较高，而本身价值又不是很高，因此在国内市场能够基本平衡的情况下，受国际市场冲击较少。 硫酸行业的成本竞争主要体现在原料价格和装置投资上，就资源情况看，以硫磺为原料生产硫酸具有工艺流程简短、投资小、生产成本较低，无大量矿渣、稀酸和污水，对环境污染小等优点。 我国的硫酸生产受原料限制，只能以硫铁矿为主，硫磺和冶炼烟气为辅。 我国的硫 磺供应基本依赖进口，近期价格呈上升趋势，已使硫磺制酸企业不堪重负。 前两年，由于硫铁矿产量逐渐萎缩，运CCDRI 重庆川庆化工厂 30 万吨 /年硫磺制酸项目 可行性研究报告 14 输费用上涨，铁路运力紧张，硫铁矿的供应及到厂价格得不到有效保障，硫铁矿制酸生产成本较高。 “十五”期间，国家对硫铁矿制酸采取稳中有增的策略， 2020 年硫酸产量达到 3500 万吨，其中硫铁矿制酸产量为 1200 万吨。 另外，国家还规定 2020 年 3 万吨 /年以下的小硫酸装置将禁止生产，强行关闭。 这些小型硫酸厂的关闭以及硫磺价格的上涨，为大型硫铁矿制酸的发展提供了空间。 随着我国硫酸工业技术的进步，在硫铁矿制酸的大型化、信息化 、自动化方面取得了相当的经验，国内硫酸设备生产厂家的制造水平也有很大提高，为建设大型现代化硫铁矿制酸装置提供了良好的技术保障。 在成本方面，随着硫磺价格的上涨及硫铁矿制酸的规模化，生产成本也发生了较大的变化。 据全行业统计， 2020年硫铁矿制酸成本为 元 /吨，硫磺制酸成本 元 /吨； 2020 年硫铁矿制酸成本为 元 /吨（其中大型企业为 210～ 230 元 /吨，小型企业最高到 450元 /吨），硫磺制酸成本 元 /吨；随着近来硫磺价格的持续上涨，两者的成本差距已发生逆转，目前大多数硫磺制 酸厂家的硫磺到厂价超过 1000 元 /吨，硫酸成本超过 350元 /吨，这为大型硫铁矿制酸装置提供了很好的市场空间。 产品价格分析 国内硫酸装置大多为磷肥生产配套，过去国内对硫酸产品没有明码定价，生产规模也不大，所以硫酸价格基本是随行就市。 近年来随着硫磺制酸的快速发展和进口硫磺的迅速增长，国内的硫酸价格受国际硫磺市场价格的影响越来越大，随着石油和天然气回收硫磺产量的增加，世界硫磺总的生产能力供过于求，中国是世界硫磺进口大国，中国的购买量极大地影响着国际硫磺市场的价格。 前几年，世界硫磺的价格处于低价位，过去两 年中，加拿大温哥华散装硫磺离岸价一直稳定在 30～ 40美元 /吨。 但从 2020 年下半年以来，国际硫磺市场发生了较大波动，硫磺需求猛增，而硫磺的供应量没有增长，导致硫磺价格暴涨，散装硫磺的加拿大温哥华离岸价由 2020年年初的约 37美元 /吨左右涨到了今年 5 月的 75～ 80 美元 /吨，国内的进口硫磺到岸价达到了 90～ 100美元 /吨。 这对我国的硫酸市场造成了较大影响，硫酸价格也从 300～ 350元 /吨涨到了 400～ 500 元 /吨。 但川庆厂具有几大优势，第一是有硫磺进口加工的税收优惠；第二是热能充分利用，节省燃煤用量；第三是与 目标市场很近，运费较少，可以节约大量的运输费用。 虽然涪陵有 60 万吨 /年的硫酸产量，但与川庆厂比较不具有价格上的优势。 CCDRI 重庆川庆化工厂 30万吨 /年硫磺制酸项目 可行性研究报告 15 3 产品方案及生产规模 生产规模选择原则主要是根据市场需求、资金筹措、企业经济效益和重庆地区（主要是长寿地区）的运输、建设场地及综合利用、硫磺来源等条件，结合国内外硫磺制酸生产规模，建设装置工艺、设备尽最大限度实行国产化，以降低工程投资。 众所周知，选择适当的经济规模，将有利于降低单位产品的建设投资和经营费用，从而提高产品的市场竞争能力和企业的经济效益。 国外硫酸装置总的趋势是单系列 ， 大型化。 根据国家《禁止用地项目目录（ 2020 年本）》化工类项目中， 20 万吨 /年规模以下的硫磺制酸禁止用地，本项目选择 30 万吨 /年的装置规模。 同时副产 ， 450℃的中压过热蒸汽 43 t/h，用 6000kW 抽汽式发电机组发电，同时产 的低压蒸汽30 吨 /小时。 操作制度：四班三运转，每班工作 8 小时，年运行时间 8000 小时（ 天 ）。 表 31 产品规模及技术指标 产品名称 公称能力 年产量 规 格 质量指标 硫酸 30万吨 /年 30万吨 /年 98％ H2SO4 H2SO4≥98wt ％ 灰份≤ ％ 铁含量≤ ％ 砷含量≤ ％ 透明度≥ 50mm 色度≤ 符合 GB5342020工业硫酸一等品标准 CCDRI 重庆川庆化工厂 30 万吨 /年硫磺制酸项目 可行性研究报告 16 4 工艺技术方案 工艺技术方案的选择 原料路线 的 确定原则 及依据 原料路线确定的原则首先是原材料质量要满足拟建装置工艺要求；其次是来源渠道多，能保证长期供应；三是价格便宜；四是贮运方便。 硫酸生产方法有硫铁矿法、硫磺法、冶炼尾气法、石膏法等。 硫酸的生产原料主要有硫磺、硫铁矿、天然石膏、磷石膏以及含 SO2 的冶炼烟气。 对于新建硫磺装置，必须对原料的来源，经济技术，环境卫生等因素进行综合分析。 中国已经成为世界上最大的硫酸生产和消费国。 从 1996 年到 2020 年，中国的硫酸产量增加了 3200万 t，年增长率达到了 10%。 同一时期硫磺制酸在硫酸生产中所占比例从 3%上升到 44%我国的硫资源主要是硫铁矿和伴生硫铁矿，且矿的平均品位较低，可开采的经济资源极为有限。 目前全国最大的硫铁矿为广东云浮硫铁矿，年开采能力为 300 万吨。 而我国硫的需求增长较快，从而使得硫资源的供求矛盾变得更加突出。 预计从 1995 年至 2020年，我国每 年硫铁矿的缺口在百万吨以上（以硫计）。 随着国民经济的发展，国内相继建成了多套大、中型硫酸装置，如湖北大峪口荆襄磷化工公司年产 56万吨硫酸装置，黄麦岭磷化公司年产 28万吨硫酸装置，广西鹿寨磷肥厂年产 40万吨硫酸装置，贵州翁福磷矿年产 80 万吨硫酸装置以及“十五”期间建成的广东云浮年产 40 万吨硫酸装置等等。 以上这些装置均选择硫铁矿为制酸原料，因此，本装置如选择硫铁矿为制酸原料路线，其来源和运输将成为很大问题。 从合理利用资源和控制环境污染方面考虑，利用冶炼烟气来生产硫酸是一条较合理的原料路线，但其必须依托相关的 有色冶金工业。 以磷石膏为原料生产硫酸副产水泥的生产工艺，是我国解决硫资源不足的最好途径。 磷石膏联产水泥，有几十年的历史，其技术是可行的，但目前国内外已成功运行的装置其制酸规模均在 4～ 12万吨 /年。 目前该项目在山东、四川、云南均已建成投产，但除山东鲁北化工厂取得良好的经济效益外，其它地方不太理想。 因此，以磷石膏为原料生产硫酸，用现在的磷石膏分解技术，建设大规模的硫酸装置，其风险是比较大的。 再者，磷石膏制酸联产水泥的生产工艺路线较长，投资高，一般为硫铁矿制酸的 2 倍，硫磺制酸的 4倍，CCDRI 重庆川庆化工厂 30 万吨 /年硫磺制酸项目 可行性研究报告 17 装置的占地面积及公用工厂消耗 较大。 因此，本项目选用磷石膏制酸的工艺路线，条件尚未成熟。 2020 年全国磷石膏制硫酸产量仅 59 万 t，仅占全国硫酸产量的 1． 3％。 世界上硫酸生产原料主要以硫磺为主。 2020 年世界硫酸产量 万吨， 其中硫磺制酸占 ％ ，到 2020年世界硫酸产量达到 ， 年均增长 ％，硫磺制酸占总产量 65％，硫磺制酸年均增长 ％。 由于硫铁矿（包括有色金属伴生副产品的硫精矿）是我国的主要硫资源，我国的硫酸生产原料原来一直以硫铁矿为主。 1995 年以后，由于国际市场上硫磺呈现供过于求的状况 ，我国硫磺制酸迅速发展，硫酸生产的原料结构发生了很大的变化，硫磺制酸比例逐年上升，由 1995年的 %上升到 2020 年的 %。 硫磺是生产制酸的理想原料，国外硫酸工业 60%以上是以硫磺为原料。 硫磺制酸具有工艺流程简单，占地面积少，投资少，热能利用率高，环境效益好等优点。 相同规模的硫磺制酸装置，其投资约为硫铁矿制酸装置投资的一半。 且动力消耗和公用工程费用低，无废渣、废水的排放。 硫磺制酸建设周期短，操作管理方便，因此，只要硫磺价格合理，供应渠道稳定，其经济效益是十分显著的。 另外我国大型硫磺制酸装置已不单 单是生产硫酸的装置，现已成为企业的主要能源供应装置。 本项目选用进口硫磺为制酸的原料路线，原因如下： （ 1）对于重庆这样一个缺硫的地区，本项目如再选用硫铁矿为制酸原料的路线，从全国的硫铁矿的平衡来看，其原料的供应难有保障。 （ 2）硫磺是生产制酸的理想原料，硫磺制酸具有工艺流程简单，占地面积少，投资少，热能利用率高，环境效益好等优点。 相同规模的硫磺制酸装置，其投资约为硫铁矿制酸装置投资的一半。 且动力消耗和公用工程费用低，无废渣、废水的排放。 另外，硫磺制。