年產30萬噸硫磺制酸可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 業分散。目前有硫酸生產企 業 500多家，近年來隨著一些重點企業的迅速發展，產業集中度有了CCDRI 重慶川慶化工廠 30 萬噸 /年硫磺制酸項目 可行性研究報告 12 明顯改善。 2020 年，硫酸產量超過 20萬噸的企業 30家，生產硫酸 萬噸，占硫酸總產量的 ％，其中產量超過 50萬噸的有宏福、魯北、江西銅業、銅陵有色等 11家，生產硫酸 萬噸，占硫酸總產量的 ％。 近年來，隨著我國磷復肥工業的發展，配套建設了一批大型硫鐵礦和硫磺制酸裝置，同時，有色金屬企業的冶煉煙氣制酸也得到了同步發展。目前，國內硫酸裝置的最大單線生產能力：硫磺制酸為 100萬噸 /年，冶煉煙氣制酸為 60 萬噸 /年，硫鐵礦制酸 為 40萬噸 /年，磷石膏制酸為 20 萬噸 /年。這些大型硫酸裝置不僅引進了國外先進技術和裝備，同時也采用了大量國內的先進技術和設備，裝置整體技術水平已達到或接近世界先進水平。 我國是世界硫酸生產和消費大國，建國五十多年來，由于國家對農業的重視及國家的支農政策，我國的硫酸工業有了長足的發展。但與世界先進水平相比，當前我國的硫酸行業存在著中小型企業技術裝備落后的差距。大多數企業裝置規模小，原料消耗高，設備效率低，環保和經濟效益較差，嚴重影響了企業的競爭力。通過技術改造，不少小企業雖然在工藝技術方面有了明顯進步，降低了 能耗，但與大型企業相比仍有相當大的差距。 我國硫資源不足，為了降低硫酸和磷肥生產成本，促進高濃度磷復肥發展，自 1995年以來，我國逐年增加了硫磺和硫酸的進口量， 2020 年硫磺進口量達到 萬噸，中國硫磺進口量占世界貿易量的 10%左右，成為國際硫磺市場中的進口大戶，有舉足輕重的影響。自 1998 年開始，我國從日本和韓國進口的硫酸量也呈逐年增長的態勢。近年來我國硫酸及硫磺進口情況如下表所示。 表 22 近年來我國硫酸及硫磺進口情況 單位：萬噸 年份 硫磺 硫 酸 1995 1996 1997 1998 1999 2020 2020 337 2020 CCDRI 重慶川慶化工廠 30 萬噸 /年硫磺制酸項目 可行性研究報告 13 產品需求預測 在今后很長的一段時期內，我國的化肥需求仍將大幅度增長。提高高濃度磷復肥比例是我國磷復肥行業的發展方向。目前我國的化肥產品中，氮磷比例嚴重失調，磷肥產品中高濃度磷復肥產品比例太低，遠遠滿足不了農業發展的需要，因此，大力發展我國高濃度磷復肥工業，是我國磷肥發展的必由之路。硫酸的消費量與磷肥的生產和消費情況密切相關，根據我國近年來磷肥生產和消費量的增長情況，磷銨等高濃度復合肥所消費的硫酸量將有所增加，而普鈣等低濃度磷肥的用酸量呈下降趨勢。 2020 年我國硫酸需求量 3500 萬噸，據有關部門預測， 2020 年硫酸需求量預計 3800萬噸。 為適應硫酸市場的需求，硫酸工業的發展趨勢是努力降低硫酸生產成本，提高企業競爭力，推動技術進步和環境保護，合理利用國內外兩種資源，發展冶煉煙氣制酸和大型硫磺制酸；逐步淘汰一批消耗高、三廢污染比較嚴重，余熱利用 差的小型硫鐵礦制酸和冶煉煙氣制酸裝置。受到工藝條件的制約，硫鐵礦制酸難以得到較大的發展。但硫鐵礦是我國自有的硫資源，合理利用國內硫鐵礦資源是我國硫酸工業的基礎。通過扶強扶優培育一批規模較大、技術先進、具有一定競爭力的硫鐵礦制酸企業，硫鐵礦制酸產量將保持相對穩定，但占硫酸總產量的比重將趨于下降。 長壽化工園區作為大型化工園區，對硫酸的需求量逐年增加，從目前園區幾家硫酸用量大戶來看，三峽英力 10萬噸 /年，川維廠 3萬噸 /年；擬建的項目：華星化工 噸 /年， MDI一體化項目中乙炔 萬噸 /年，氯堿 萬 噸 /年，映天輝 /年。長壽園區總的需求最近幾年大約在 萬噸 /年。所以，每年 30 萬噸的產能在長壽本地區就可以完全消化。 產品競爭力分析 硫酸是強腐蝕性液體，運輸費用較高，而本身價值又不是很高，因此在國內市場能夠基本平衡的情況下，受國際市場沖擊較少。硫酸行業的成本競爭主要體現在原料價格和裝置投資上，就資源情況看，以硫磺為原料生產硫酸具有工藝流程簡短、投資小、生產成本較低，無大量礦渣、稀酸和污水，對環境污染小等優點。我國的硫酸生產受原料限制，只能以硫鐵礦為主，硫磺和冶煉煙氣為輔。我國的硫 磺供應基本依賴進口，近期價格呈上升趨勢，已使硫磺制酸企業不堪重負。前兩年，由于硫鐵礦產量逐漸萎縮，運CCDRI 重慶川慶化工廠 30 萬噸 /年硫磺制酸項目 可行性研究報告 14 輸費用上漲，鐵路運力緊張，硫鐵礦的供應及到廠價格得不到有效保障，硫鐵礦制酸生產成本較高。“十五”期間，國家對硫鐵礦制酸采取穩中有增的策略， 2020 年硫酸產量達到 3500 萬噸，其中硫鐵礦制酸產量為 1200 萬噸。另外，國家還規定 2020 年 3 萬噸 /年以下的小硫酸裝置將禁止生產，強行關閉。這些小型硫酸廠的關閉以及硫磺價格的上漲，為大型硫鐵礦制酸的發展提供了空間。隨著我國硫酸工業技術的進步，在硫鐵礦制酸的大型化、信息化 、自動化方面取得了相當的經驗，國內硫酸設備生產廠家的制造水平也有很大提高，為建設大型現代化硫鐵礦制酸裝置提供了良好的技術保障。在成本方面，隨著硫磺價格的上漲及硫鐵礦制酸的規模化，生產成本也發生了較大的變化。據全行業統計， 2020年硫鐵礦制酸成本為 元 /噸，硫磺制酸成本 元 /噸； 2020 年硫鐵礦制酸成本為 元 /噸（其中大型企業為 210～ 230 元 /噸，小型企業最高到 450元 /噸），硫磺制酸成本 元 /噸；隨著近來硫磺價格的持續上漲，兩者的成本差距已發生逆轉，目前大多數硫磺制 酸廠家的硫磺到廠價超過 1000 元 /噸，硫酸成本超過 350元 /噸，這為大型硫鐵礦制酸裝置提供了很好的市場空間。 產品價格分析 國內硫酸裝置大多為磷肥生產配套，過去國內對硫酸產品沒有明碼定價，生產規模也不大，所以硫酸價格基本是隨行就市。近年來隨著硫磺制酸的快速發展和進口硫磺的迅速增長，國內的硫酸價格受國際硫磺市場價格的影響越來越大，隨著石油和天然氣回收硫磺產量的增加，世界硫磺總的生產能力供過于求，中國是世界硫磺進口大國，中國的購買量極大地影響著國際硫磺市場的價格。前幾年，世界硫磺的價格處于低價位，過去兩 年中，加拿大溫哥華散裝硫磺離岸價一直穩定在 30～ 40美元 /噸。但從 2020 年下半年以來，國際硫磺市場發生了較大波動，硫磺需求猛增，而硫磺的供應量沒有增長，導致硫磺價格暴漲，散裝硫磺的加拿大溫哥華離岸價由 2020年年初的約 37美元 /噸左右漲到了今年 5 月的 75～ 80 美元 /噸，國內的進口硫磺到岸價達到了 90～ 100美元 /噸。這對我國的硫酸市場造成了較大影響，硫酸價格也從 300～ 350元 /噸漲到了 400～ 500 元 /噸。 但川慶廠具有幾大優勢，第一是有硫磺進口加工的稅收優惠；第二是熱能充分利用，節省燃煤用量；第三是與 目標市場很近，運費較少，可以節約大量的運輸費用。雖然涪陵有 60 萬噸 /年的硫酸產量，但與川慶廠比較不具有價格上的優勢。CCDRI 重慶川慶化工廠 30萬噸 /年硫磺制酸項目 可行性研究報告 15 3 產品方案及生產規模 生產規模選擇原則主要是根據市場需求、資金籌措、企業經濟效益和重慶地區（主要是長壽地區）的運輸、建設場地及綜合利用、硫磺來源等條件，結合國內外硫磺制酸生產規模，建設裝置工藝、設備盡最大限度實行國產化，以降低工程投資。 眾所周知，選擇適當的經濟規模，將有利于降低單位產品的建設投資和經營費用，從而提高產品的市場競爭能力和企業的經濟效益。國外硫酸裝置總的趨勢是單系列 ， 大型化。 根據國家《禁止用地項目目錄（ 2020 年本）》化工類項目中， 20 萬噸 /年規模以下的硫磺制酸禁止用地，本項目選擇 30 萬噸 /年的裝置規模。同時副產 ， 450℃的中壓過熱蒸汽 43 t/h，用 6000kW 抽汽式發電機組發電，同時產 的低壓蒸汽30 噸 /小時。 操作制度：四班三運轉，每班工作 8 小時，年運行時間 8000 小時（ 天 ） 。 表 31 產品規模及技術指標 產品名稱 公稱能力 年產量 規 格 質量指標 硫酸 30萬噸 /年 30萬噸 /年 98％ H2SO4 H2SO4≥98wt ％ 灰份≤ ％ 鐵含量≤ ％ 砷含量≤ ％ 透明度≥ 50mm 色度≤ 符合 GB5342020工業硫酸一等品標準 CCDRI 重慶川慶化工廠 30 萬噸 /年硫磺制酸項目 可行性研究報告 16 4 工藝技術方案 工藝技術方案的選擇 原料路線 的 確定原則 及依據 原料路線確定的原則首先是原材料質量要滿足擬建裝置工藝要求；其次是來源渠道多，能保證長期供應；三是價格便宜；四是貯運方便。 硫酸生產方法有硫鐵礦法、硫磺法、冶煉尾氣法、石膏法等 。硫酸的生產原料主要有硫磺、硫鐵礦、天然石膏、磷石膏以及含 SO2 的冶煉煙氣。對于新建硫磺裝置，必須對原料的來源，經濟技術，環境衛生等因素進行綜合分析。 中國已經成為世界上最大的硫酸生產和消費國。從 1996 年到 2020 年，中國的硫酸產量增加了 3200萬 t，年增長率達到了 10%。同一時期硫磺制酸在硫酸生產中所占比例從 3%上升到 44%我國的硫資源主要是硫鐵礦和伴生硫鐵礦，且礦的平均品位較低，可開采的經濟資源極為有限。目前全國最大的硫鐵礦為廣東云浮硫鐵礦，年開采能力為 300 萬噸。而我國硫的需求增長較快，從而使得硫資源的供求矛盾變得更加突出。預計從 1995 年至 2020年，我國每 年硫鐵礦的缺口在百萬噸以上（以硫計）。 隨著國民經濟的發展，國內相繼建成了多套大、中型硫酸裝置，如湖北大峪口荊襄磷化工公司年產 56萬噸硫酸裝置，黃麥嶺磷化公司年產 28萬噸硫酸裝置，廣西鹿寨磷肥廠年產 40萬噸硫酸裝置，貴州翁福磷礦年產 80 萬噸硫酸裝置以及“十五”期間建成的廣東云浮年產 40 萬噸硫酸裝置等等。以上這些裝置均選擇硫鐵礦為制酸原料，因此，本裝置如選擇硫鐵礦為制酸原料路線，其來源和運輸將成為很大問題。 從合理利用資源和控制環境污染方面考慮，利用冶煉煙氣來生產硫酸是一條較合理的原料路線，但其必須依托相關的 有色冶金工業。 以磷石膏為原料生產硫酸副產水泥的生產工藝，是我國解決硫資源不足的最好途徑。磷石膏聯產水泥，有幾十年的歷史，其技術是可行的，但目前國內外已成功運行的裝置其制酸規模均在 4～ 12萬噸 /年。目前該項目在山東、四川、云南均已建成投產，但除山東魯北化工廠取得良好的經濟效益外，其它地方不太理想。因此，以磷石膏為原料生產硫酸，用現在的磷石膏分解技術，建設大規模的硫酸裝置，其風險是比較大的。再者，磷石膏制酸聯產水泥的生產工藝路線較長，投資高，一般為硫鐵礦制酸的 2 倍，硫磺制酸的 4倍，CCDRI 重慶川慶化工廠 30 萬噸 /年硫磺制酸項目 可行性研究報告 17 裝置的占地面積及公用工廠消耗 較大。因此，本項目選用磷石膏制酸的工藝路線，條件尚未成熟。 2020 年全國磷石膏制硫酸產量僅 59 萬 t，僅占全國硫酸產量的 1． 3％。 世界上硫酸生產原料主要以硫磺為主。 2020 年世界硫酸產量 萬噸， 其中硫磺制酸占 ％ ，到 2020年世界硫酸產量達到 ， 年均增長 ％，硫磺制酸占總產量 65％，硫磺制酸年均增長 ％ 。由于硫鐵礦（包括有色金屬伴生副產品的硫精礦）是我國的主要硫資源，我國的硫酸生產原料原來一直以硫鐵礦為主。 1995 年以后，由于國際市場上硫磺呈現供過于求的狀況 ，我國硫磺制酸迅速發展，硫酸生產的原料結構發生了很大的變化，硫磺制酸比例逐年上升，由 1995年的 %上升到 2020 年的 %。 硫磺是生產制酸的理想原料，國外硫酸工業 60%以上是以硫磺為原料。硫磺制酸具有工藝流程簡單，占地面積少，投資少，熱能利用率高，環境效益好等優點。相同規模的硫磺制酸裝置，其投資約為硫鐵礦制酸裝置投資的一半。且動力消耗和公用工程費用低，無廢渣、廢水的排放。硫磺制酸建設周期短，操作管理方便，因此，只要硫磺價格合理，供應渠道穩定，其經濟效益是十分顯著的。另外我國大型硫磺制酸裝置已不單 單是生產硫酸的裝置，現已成為企業的主要能源供應裝置。 本項目選用進口硫磺為制酸的原料路線，原因如下： （ 1）對于重慶這樣一個缺硫的地區，本項目如再選用硫鐵礦為制酸原料的路線，從全國的硫鐵礦的平衡來看，其原料的供應難有保障。 （ 2）硫磺是生產制酸的理想原料，硫磺制酸具有工藝流程簡單，占地面積少，投資少，熱能利用率高，環境效益好等優點。相同規模的硫磺制酸裝置，其投資約為硫鐵礦制酸裝置投資的一半。且動力消耗和公用工程費用低，無廢渣、廢水的排放。另外，硫磺制