.@：可行性研究報告工程項目：

江西黑貓炭黑股份有限公司3000

噸/年二氧化硅（白炭黑）生產線項目工程編號：輕

0806K院

長：敖

凌總

工

程師：陶永剛項目負責人：羅莉蘭江西省輕工業設計院二00八年二月二日目

錄第一章總論第二章市場預測第三章建設規模與產品方案第四章廠址第五章技術方案、設備方案和工程方案第六章主要原輔材料、燃料供應第七章節能、節水措施第八章環境保護第九章勞動安全、工業衛生與消防第十章組織機構與人力資源配置第十一章項目實施進度第十二章投資估算與資金籌措第十三章技術經濟分析與評價第十四章項目招標方案附圖：①廠址區域位置示意圖②總平面布置示意圖附件：項目有關編制依據文件復印件編制人員名單盛家華黎景平羅莉蘭花波王小春趙妍第一章

總

論1.11.1.1

項目背景與概況項目名稱3000t/a

二氧化硅（白炭黑）生產線1.1.2

項目承辦單位概況1、項目建設單位名稱：江西黑貓炭黑股份有限公司項目法人代表：蔡景章2、項目建設單位概況江西黑貓炭黑股份有限公司是景德鎮市焦化煤氣總廠控股的上市公司，焦化煤氣總廠是520戶國家重點企業，江西省十強工業企業，景德鎮市屬企業納稅第一大戶。1994年6月在相關多元化發展過程中，炭黑作為該廠資源綜合利用的產品得以開發，組建了景德鎮市焦化煤氣總廠炭黑分廠，此后效益、產量連年翻番，成為總廠的拳頭產品之一。2001年7月，以焦化煤氣總廠為主發起人，聯合其它四家優勢企業共同組建了江西黑貓炭黑股份有限公司。江西黑貓現有六條2.0萬噸/年級炭黑生產線，其中四條硬質炭黑生產線，一條軟質炭黑生產線，一條特種炭黑生產線。2002年12月，公司為把黑貓炭黑做大、做強，向資源地發展，在陜西韓城組建韓城黑貓炭黑有限責任公司，由江西黑貓公司控股70%。韓城黑貓現有四條2.0萬噸/年以上級炭黑生產線，其中三條硬質炭黑生產線，一條軟質炭黑生產線，擁有7500KW的炭黑尾氣發電機組。1-12005年5月，為輻射占領東北市場，全面開拓國內市場，公司在遼寧省朝陽市，組建朝陽黑貓伍興岐炭黑有限責任公司，由江西黑貓公司控60%。目前擁有兩條硬質炭黑生產線，一條6000KW炭黑尾氣發電機組。黑貓炭黑自投產之日起，就以高舉民族工業旗幟、振興民族炭黑工業為使命，不斷開拓創新，不斷滾動發展，企業由小到大，從弱到強。在短短十三年的功夫，年產能從8000噸躍升至26萬噸。公司擁有江西黑貓、陜西韓城黑貓、遼寧朝陽黑貓三個炭黑生產基地，12條炭黑生產線，其中9條硬質炭黑生產線，2條軟質炭黑生產線，1條1萬噸/年特種炭黑生產線。十三年中產能提高了近29倍，實際產量提高近24倍，2002年和2003年產銷量名列全國同行業第二名，2004年至2006年產銷量躍居全國同行業第一名。成為民族炭黑工業的一面旗幟，全國最大的炭黑生產企業。3、項目承建單位情況廣州吉必盛科技實業有限公司于2001年2月28日成立，是由自然人股東共同出資組建的有限責任公司，主要從事高品質納米粉體和納米復合粉體等材料的開發、生產及應用研究，已被認定為廣東省現代企業制度試點企業，廣東省知識產權優勢企業，廣州市"高新技術企業"，廣州市民營科技企業，廣州市自主創新優秀民營企業。作為南方納米基地的重要組建單位之一，公司擁有一支以博士、碩士及高中級工程技術人員為骨干的科技隊伍，下設"廣州白云納米粉體材料開發與應用中心"，與烏克蘭科學1-2院表面化學研究所、中山大學，華南理工大學，四川大學、浙江大學等高校建立了密切的合作關系，共同進行氣相二氧化硅及其他納米材料的開發和應用研究。同時和華南理工大學組建了“華南理工大學研究生校外培養基地”，大大加強了公司技術創新能力。公司已經完成了2001年度廣東省技術創新計劃和廣州市納米重大專項計劃項目“年產500噸氣相二氧化硅工藝開發”，通過了省級鑒定驗收,受到高度評價，該項目已獲得廣州市荔灣區科技進步一等獎；與廣州白云粘膠廠共同完成2002年度廣東省重大科技攻關招標項目“室溫硫化硅橡膠/無機物納米復合材料”并通過省級驗收?，F承擔了2002年度國家級技術創新計劃項目“年產2500噸氣相二氧化硅工藝開發”；2002年度中烏政府間科技合作項目“利用有機硅單體副產物生產納米級氣相二氧化硅”；2003年度廣東省技術創新項目“納米氣相二氧化硅的表面改性與處理工藝”；2004年度廣東省重點領域技術創新招標計劃項目“納米氣相二氧化硅的制備，表面改性及其在液體硅橡膠中的應用”。公司還主持了國家標準“氣相二氧化硅”的編制。公司已申報十幾項發明和實用新型專利，已獲授權十項。公司目前主要從事氣相二氧化硅（俗稱氣相法白炭黑）的生產開發與應用研究工作。公司匯集國內該領域的優秀人才，充分利用國內外專利和專有技術，結合多項自主創新的技術與工藝，2002年在江西永修星火工業園獨資建成投產了國內第一套（單機）年產500噸氣相二氧化硅的生產裝置；1-32004年與吉化集團成立合資在吉林建成1000t/a的生產裝置,現已擴建為2000t/a的規模；2006年與新安化工集團成立合資在浙江建成800t/a的生產裝置（Ⅰ期）。目前公司所建設的生產裝置生產穩定正常，產品供不應求。1.1.3可行性研究報告研究范圍及指導思想1、研究范圍①市場需求及產品銷售預測。②項目建設的必要性及建設條件。③二氧化硅生產的技術方案和工程方案。④環境保護方案。⑤節能措施。⑥投資估算及資金籌措。⑦財務及經濟效益分析。2、指導思想(1)根據“依靠技術改造，促進技術進步”的精神，根據市場預測情況，并結合廠區實際進行項目研究，購置國產先進設備，提高產品質量和市場競爭力，努力節約投資，以取得最大的經濟效益和社會效益。(2)充分利用企業現有技術力量和公用設施，盡可能減少投資費用。(3)充分利用工業副產物四氯化硅生產高性能的主產品，而本項目副產物返回其它項目利用，以實現資源的循環利用。(4)采取積極有效的環境保護、工業衛生和消防安全等措施。1-41.1.4可研報告編制單位：江西省輕工業設計院工程設計證書：國家工咨甲級11720070040輕設證甲字第140101-sj1.1.5可研報告編制依據(1)國務院頒布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南（2007年度）》第四篇“新材料“中第44款”納米材料”項目。（2）《石油化工企業設計防火規范》（GB50160-92）（1999年版）（3）《建筑設計防火規范》GB50016-2006（4）《工業企業設計衛生標準》GBZ1-2002（5）《室外給水設計規范》GB50013-2006（6）《室外排水設計規范》GB50014-2006（7）《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003（8）《建筑物防雷設計規范》GB50057-1994（2002年版）1.1.6項目提出的依據和必要性⑴項目提出的依據本研究是根據廣州吉必盛科技實業有限公司的工藝技術，結合化工建設的相關規定進行。通過對本項目在工程技術上的先進性、可靠性和經濟上合理性以及產品市場的全面分析并進行研究，主要內容有：對設備選型、市場需求分析、工藝技術、工程技術、總平面布置圖、工藝流程圖、配套公用工程、土建工程、環境保護、生產組織和勞動定員等進行分析，并進行投資估算，對項目1-5進行經濟分析。⑵項目提出的必要性氣相二氧化硅作為一種重要的納米級無機化工原材料，廣泛應用于硅橡膠、膠粘劑、油漆、涂料、油墨、紙張、化妝品、醫藥、食品等領域，起到補強、增稠、觸變、消光等作用，是高技術領域和國防工業必不可少的原材料。我國的氣相二氧化硅生產起步于上個世紀60年代，目前主要有三家國內企業在生產和銷售氣相二氧化硅，總產能約為4000噸/年。盡管產品在質量和品種方面均與國外公司有較大差距，但卻供不應求。在國內企業生產能力和產品質量無法與之抗衡的情況下，進口氣相二氧化硅和外資企業產品占據中國80%的市場。目前國際上氣相二氧化硅工業的發展趨勢是氣相二氧化硅公司與多晶硅或有機硅公司有緊密合作，前者利用后者的副產物（如四氯化硅或甲基三氯硅烷）生產高品質的氣相二氧化硅產品，而前者產生副產物（鹽酸）則返回給后者，形成一個資源綜合利用的良性循環經濟產業鏈。這樣就可以促進彼此的發展，產生良好的經濟和社會效益。綜上所述，建設項目符合國家產業政策，具有明顯的環保效益、經濟效益和社會效益。1.2研究工作概述江西黑貓炭黑股份有限公司利用廣州吉必盛多年積累的技術和市場優勢，綜合利用多晶硅工業生產過程中產生的大量副產物四氯化硅，生產國內市場緊俏的高品質納米級氣1-6相二氧化硅，既為多晶硅的生產解決環保的后顧之憂，實現資源的循環利用，又創造了極高的經濟效益，具有顯著的環境和社會意義。1.2.1生產及配套條件本可行性研究只函蓋3000t/a二氧化硅生產線,其配套的公用工程部分另由江西黑貓炭黑股份有限公司統一配套供應。1.2.2總投資及資金來源本項目總投資約8607.2萬元，由建設單位全資負責。1.2.3技術經濟主要指標技術經濟主要指標詳見表1-1。1-7技術經濟主要指標序號項目名稱單位數量備注1建設規模氣相二氧化硅噸/年30002產品方案HL-150牌號噸/年1500HL-200牌號噸/年1200HL-300牌號噸/年150HL-380牌號噸/年150副產鹽酸30%噸/年225003主要原材料四氯化硅噸/年9000氫氣萬立方米/年450空氣萬立方米/年9000燒堿噸/年1200折合30%堿1200t4年工作日天330四班三倒制5公5公用動力年耗量水萬噸/年9電萬KWH/年750氮氣萬立方米/年3蒸汽噸/年6000儀表空氣萬立方米/年36總運輸量噸/年35760原料由管道輸送，產品運入量噸/年10260量副產物運輸1-8技術經濟主要指標序號項目名稱單位數量備注6運出量噸/年255007項目定員人598占地平方米146309建筑面積平方米564010項目總投資萬元8607.2建設投資萬元7515.6811年銷售收入（含稅）萬元6450達產年12年總成本費用(平均)萬元3273.05平均年13年銷售稅金及附加萬元78.1平均年14年所得稅萬元742.46平均年15年利潤總額萬元2969.85平均年16年利稅總額萬元3712.31平均年171819

動態回收期（I=10%）動態回收期（I=10%）總投資收益率投資利稅率項目資本金凈利潤率財務內部收益率財務內部收益率

年年財務評價指標%%%%%

3.534.1134.544.4825.8841.1532.17

所得稅前所得稅后達產年達產年達產年所得稅前所得稅后1.3研究結論

1-9經調查研究和分析論證，本研究報告認為，利用多晶硅工業副產物四氯化硅生產二氧化硅，在技術和經濟兩方面都是可行的，體現了循環經濟的模式，具有顯著的環保、經濟和社會意義。主要結論如下：(1)本項目屬于國務院頒布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南（2007年度）》第四篇“新材料“中第44款”納米材料”項目。因此本項目符合國家產業政策和江西省經濟發展規劃，有利于應對WTO帶來的機遇和挑戰，促進硅產業基地建設，有利于可持續發展戰略，推動資源節約、綜合利用和環境保護。(2)本項目使用的生產設備自動化程度高，生產能力強，具有國際先進水平?？傮w上看，本項目起步高，投資低，在國內處于領先地位。(3)氣相二氧化硅是多晶硅的重要下游產品，國內外市場潛力巨大。(4)本項目技術提供單位有多年氣相二氧化硅生產和經營經驗，產品暢銷國內市場，并有雄厚的技術力量，這為本項目建設和今后生產提供了有利的技術和經營保證。(5)通過詳細的經濟分析數據表明，該項目經濟效益較好，建議盡快實施本項目。1-10第二章市場預測2.1

市場預測2.1.1

產品型號、質量標準2氣相二氧化硅俗稱氣相法白炭黑，是一種重要的納米無2機化工材料，粒徑微?。?～40nm），比表面積大（50～400m／g），產品純度高（SiO2≥99.8%）。該產品具有優越的表面化學性能以及良好的生理惰性，在硅橡膠、膠粘劑、油漆、涂料、油墨、電子、紙張、化妝品、醫藥、食品、農業和CMP等領域有著廣泛的應用，主要起到補強、增稠、觸變、消光等作用，是國家高科技領域和國防工業中不可缺少的原材料。該產品生產技術要求極高，目前國際上僅有德美日烏中等幾個國家能夠生產，國外產品占據了我國80％以上的市場。氣相二氧化硅分親水型和疏水型產品。疏水型產品是在親水性產品的基礎上表面改性而得。表面改性就是使二氧化硅粒子表面的活性羥基與有機化合物發生縮合反應而在二氧化硅表面覆蓋一層有機分子，使二氧化硅表面由親水性變為疏水性，從而改善二氧化硅與有機物分子之間的浸潤性、分散性、界面結合強度，提高材料的綜合性能和產品的附加值。2-1表

2-1氣相二氧化硅質量標準（GB/T20020-2005）分類名稱氮吸附比表面積（m2/g）45μm篩余物質量分數/％懸浮液pH105℃揮發物質量分數/％灼燒減量質量分數/％二氧化硅質量分數/％三氧化鋁質量分數/（mg/㎏）二氧化鈦質量分數/（mg/㎏）三氧化鐵質量分數/（mg/㎏）碳質量分數a/％氯化物質量分數/％A5040~59≤3.6~≤3≤≥≤≤≤30≤≤A7060~790.054.52.599.85003000.20.025A9080~99A110100~125A150126~175A200176~225A250226~275A300276~335AA380336~405B5040~59B7060~79B9080~99B110100~125B150126~175___≤1≤30B200176~225B250226~275B300276~335B380336~405a碳含量可以是灼燒減量的一部分。b用1+1的甲醇水溶液b3.4~b8

≤10.0

≥99.8

≤500

≤300

≥0.3

≤0.022-22.1.2

產品的應用領域2.1.2.1

氣相二氧化硅在硅橡膠中的應用硅橡膠具有較好的耐高低溫、隔熱、絕緣、防潮、防化學腐蝕、抗污染和生理惰性，在航空、航天、國防工業、機械制造、建筑裝飾、生物醫學等領域具有不可替代的作用，是公認的新型先進合成材料。未經補強的硅橡膠，其強度不超過0.4Mpa，沒有使用價值。氣相二氧化硅由于其比表面積大，粒徑小，結構性高，具有優異的補強性能，硅橡膠經氣相二氧化硅補強之后，強度最高提高可達40倍，具有廣泛的用途。二氧化硅表面上硅醇基（Si-OH）可以與硅橡膠分子形成物理或化學結合，在二氧化硅表面形成硅橡膠分子吸附層，構成二氧化硅粒子與橡膠分子聯成一體的三維網絡結構，從而達到補強作用。2.1.2.2

氣相二氧化硅在膠粘劑、密封劑中的應用在膠粘劑和密封劑中，氣相二氧化硅主要作為補強劑和添加劑，起到流變控制、防沉降、防止流掛和補強作用。二氧化硅的粒徑小、表面積大、表面硅醇基（Si－OH）多及其聚集體的立體分支結構，通過氫鍵或范德華力使得二氧化硅與聚合物分子之間、二氧化硅分子之間產生強力作用，達到補強效果。氣相二氧化硅在膠粘劑和密封劑體系中均勻分散后，可以形成一個二氧化硅聚集體網絡，聚集體通過表面的硅醇基（Si－OH）與聚合物分子形成氫鍵，使體系的流動性受到限制，體系的粘度增加，從而起到增稠的作用，同時，在剪切2-3力的作用下，氫鍵和二氧化硅網絡受到破壞，導致體系粘度下降，即發生觸變效應，便于施工，一旦剪切力消除，二氧化硅網絡和氫鍵又重新形成。從而有效防止產品儲存期間的沉降和使用過程中的流掛。2.1.2.3氣相二氧化硅在涂料、油漆和油墨中的應用氣相二氧化硅廣泛應用與油漆、油墨及涂料領域，主要作為流變助劑、防沉劑、助分散劑使用。在液態體系中，氣相二氧化硅主要作為流變控制劑使用，它們在基質中分散形成一個二氧化硅網絡，在儲存過程中可以有效防止顏料的沉降分層現象。在施工過程中，由于涂層邊緣的溶劑揮發較快，導致表面張力不均勻，容易使涂料向邊緣移動，二氧化硅網絡能夠有效地阻止涂料的移動而形成厚邊，同時二氧化硅網絡還可以防止涂料在固化過程中的流掛現象，使涂層均勻，這對于一些厚漿型涂料來講至關重要。氣相二氧化硅還可提高涂料的耐侯性、抗劃傷性，提高涂層與基材之間的結合強度以及涂層的硬度。在粉末體系中，氣相二氧化硅可以作為分散劑使用。由于氣相二氧化硅的小粒徑和高表面能，它們可以吸附在涂料粒子的表面，在表面形成一個表層，有利于提高涂料的流動性和噴涂性能。氣相二氧化硅可以吸附涂料表面的水分，可防止涂料的結塊。在高性能無內部損耗的涂料中，如海洋涂料、工業修補漆等方面，氣相二氧化硅可用作消光劑和觸變劑。在環保的高固含量油漆中，氣相二氧化硅還可作為觸變劑和分散劑。2-4在工業（印刷）油墨中，氣相二氧化硅可以控制產品的流動性能。在復印或激光打印方面，氣相二氧化硅可作為分散劑來控制調節墨粉的流動性能。2.1.2.4氣相二氧化硅在橡膠中的應用氣相二氧化硅能大幅度提高膠料的物理機械性能、減少膠料滯后、降低輪胎的滾動阻力而又不損失抗濕滑性能。在橡膠工業中，雖然炭黑是最有效的補強劑，然而其最大的缺點是不能用來制備彩色制品。氣相二氧化硅的補強效果完全可以達到或超過炭黑的水平。在高檔彩色橡膠制品中，氣相二氧化硅是最好的補強劑。在輪胎工業中，胎面膠中添加氣相二氧化硅可以提高胎面抗切割、抗撕裂性能，減少蹦花掉塊。用于簾布膠中，可以大大提高簾布與膠料的粘合性能。氣相二氧化硅的小粒子效應還可以使橡膠在添加后提高耐磨性能。2.1.2.5氣相二氧化硅在樹脂中的應用在塑料中添加氣相二氧化硅，可提高材料的強度、韌性、耐磨性、防水性和耐老化性，改善材料的加工性能及制品的外觀。含有3-5%氣相二氧化硅的不飽和聚酯樹脂，其耐磨性提高1-2倍，拉伸強度提高1倍，沖擊強度也大大提高。用氣相二氧化硅改性的聚酰胺，可提高拉伸強度1.5倍，斷裂伸長率提高3倍。在環氧樹脂體系中，添加3%的氣相二氧化硅可克服彈性體增韌而導致材料剛度和強度下降的缺點；并且可使復合體系的抗沖擊強度提高40％，拉伸強度提高21％。2-5在PMMA中添加4%的氣相二氧化硅，可使材料的缺口抗沖擊強度提高80％以上且不降低材料的光學透明性。在PS塑料薄膜中添加氣相二氧化硅，可提高薄膜的強度、韌性、透明性和抗老化性，也使薄膜易于張口，不會粘結。2.1.2.6其他在化學機械拋光（CMP）工業中，含氣相二氧化硅的CMP漿料在CMP中占據著重要位置，種類及用量最多。利用機械法將氣相二氧化硅粒子在一定條件下分散于水中是制備氣相二氧化硅CMP漿料的主要方法，它能保證CMP漿料的高固含量（大于20%）和高純度。目前氣相二氧化硅CMP漿料已經大量使用在硅晶片及鈦膜等表面加工。在化妝品中，氣相二氧化硅可以有效反射紫外線，而且易與化妝品中其他成分匹配，無毒無味，穩定性好，被紫外線照射后不分解、不變色。在醫藥方面。氣相二氧化硅的親水性可用來消除水腫或降低傷口發炎時的分泌物；給腹瀉病人固定和結合水分；在皮膚病學中廣泛用做干燥劑。其高吸附性可用來吸附微生物和微小病毒。氣相二氧化硅還可作為藥物載體，延長藥效和促進藥物的吸收。在農業中，用氣相二氧化硅與微量元素、生長調節劑和礦物肥料混合對種子進行處理，可保護種子免受機械破壞和受潮，可提高種子的發芽率、降低肥料的用量、提高農作物產量。氣相二氧化硅可以作為食品添加劑用于牛奶、果汁、啤酒、麥片、肉類等中，起到保鮮、防腐、增加口感等作用。2-6用于污水處理，氣相二氧化硅與有機絮凝劑一起，絮凝有毒物質。氣相二氧化硅還有許多正在開發和待開發的用途。2.1.3國內外市場情況和需求預測2.1.3.1國內市場情況和需求預測氣相二氧化硅主要應用在室溫硫化硅橡膠（RTV）和熱硫化硅橡膠（HTV）領域，在后者中添加量高達40份，它在硅橡膠領域的使用量大概占了其總產量的55％。近幾年，我國有機硅發展迅速，國內已建和準備建設的甲基氯硅烷裝置規模合計超過250萬噸/年，這將帶動下游產業的發展，對氣相二氧化硅的市場需求也會日益增加。近幾年我國的氣相二氧化硅市場保持高速增長，氣相二氧化硅的凈進口量增長率連續6年超過20％（見表2-2）；2006年進口量超過11000噸/年，進口金額達到了6355萬美元。據不完全統計，目前我國氣相二氧化硅的需求量已超過16000噸/年，年均增長率高達34％（見表2-3）。從2005年開始，國內才開始有氣相二氧化硅出口，2006年出口量增加飛速，增長率高達14倍（見表2-4）。表

2-72-2近年來我國氣相二氧化硅的進口情況單位：噸年進口數量年均增長率

19991533

2000211036％

2001278732％

2002343623％

2003575967％

2004696121%

2005903430%

20061142726％表年

2-3國內1999

1999-2005年的表觀消費量情況單位：噸200020012002200320042005

2006表觀消費量(噸)

2109

2675

3367

4286

6909

8861

11184

16043年均增長率

27%

26%

27%

61%

28％

26%

43％注：表觀消費量＝進口量－出口量＋國內產量表

2-4近年來我國氣相二氧化硅的出口情況單位：噸年20052006出口數量20301年均增長率1405％2.1.3.2國外市場情況和需求預測國際上氣相二氧化硅主要生產商為德國

Degussa、美國Cabot、德國

Wacker

公司，這三家公司合計能力約占全球總能力的

85%，這些公司以及日本德山曹達等公司控制著全球氣相二氧化硅市場。a、生產能力及改擴建情況目前，國外氣相二氧化硅生產廠家及能力見表

2-5.表

2-82-5國外氣相二氧化硅生產廠家及能力國家公司地址生產能力(t/a)原料來源備注美國Theodore,AL5900四氯化硅/氯硅烷Degussa公司Waterford,NY6350氯硅烷1988年投產,生產疏水型產品,計劃將能力翻番.Cabot公司Tuscola,IL13600四氯化硅/氯硅烷1988年擴建Midland,MI

7260

由

DowCorning

1999年投產,產品供提供氯硅烷

給

DowGE

公司

Waterford,NY

6800

內部提供四氯化硅

Corning德國比利時英國法國

RheinfeRheinfeldeCabot公司Barry,WaleCabot公司RheinfeldeDegussa公司nLeverkusennBurghausenWacker公司KemptenDegussa公司AntwerpensDegussa公司Roussillon

39910130004000800018000400015000100007000

工業級四氯化硅工業級四氯化硅四氯化硅內部提供氯硅烷內部提供氯硅烷四氯化硅由DowCorning公司提供由Rhodia公司提供

1987年投產,原與Huls-GmbH合資,目前完全歸Cabot公司.1999年中期完成擴建8000t/a.Wacker和Hoechst合資公司包含疏水型產品1992年投產2-8西歐小計79000日本日本Aerosil公司Yokkaichi12000建于1996年,Degussa與三菱材料合資公司.德山曹達Tokuyama7000約生產3000t/a疏水型產品印度CabotSanmar公司Mettur500由Chemplast提供氯硅烷Cabot和Chemplas合資公司,1998年中期開始試運行.烏克蘭卡路什化學公司5000四氯化硅采用表面化學研究所技術烏克蘭及部分亞洲國家合計24500國外生產能力合計143410從表

2-5

可見，按地區分國外氣相二氧化硅生產主要集中于西歐、美國和日本；按公司分集中于德國

Degussa、美國

Cabot、德國

Wacker

公司，這三家公司生產能力分別居世界第一、第二和第三，其中前兩家是跨國公司，在美洲、歐洲、亞洲等地區建有生產裝置。為了增強在全球范圍的競爭能力，這幾家公司不僅在歐美地區新建或擴建氣相二氧化硅生產裝置，而且把生產及經營業務伸展到亞洲地區，尤其是針對中國這一大市場，這幾家公司都開始紛紛設廠或設立辦事機構，旨在開發更多的銷售市場。中國已加入WTO，關稅下調等相關政策陸續出臺，這將給外國公司提供良好的發展機遇。b、生產狀況及產量自從1941年德國Degussa公司成功開發由硅或有機硅2-9氯化物用氫氧焰水解法制造氣相二氧化硅技術（稱為“Aerosil”法）以來，國外氣相二氧化硅工業經過40多年的發展，已達到很高水平。Degussa、Cabot、Wacker等公司是目前世界上最主要的氣相二氧化硅的制造商，不僅生產能力大，而且生產技術先進，單套生產裝置的生產能力均大于4000t/a。這些公司生產裝置自動化程度高，產品表面積分布均勻，產品成本低，牌號多，尤其應用于特殊領域的功能性專用產品牌號多，技術指標非常先進。Cabot公司非處理型氣相二氧化硅共有十多個品種（包括3個壓縮型品種），處理型二氧化硅品種也很多，主要有TS-720（二甲基硅油處理）、TS-610（二甲基二氯硅烷不充分處理）、TS-530（六甲基二硅氮烷充分處理）等。Degussa公司氣相二氧化硅商品名為AEROSIL，Cabot公司商品名為CAB-O-SIL，Wacker商品名為WackerHDK。近幾年國外氣相二氧化硅生產裝置開工率較高，一般超過90%，有些公司開工率甚至達到95%。至于產量，國內外文獻中沒有準確的統計數據，國外有些大公司產品不直接面對市場，而是自用，還有些公司，如Cabot公司在美國Midland的生產裝置，采用DowCorning公司有機硅副產品生產氣相二氧化硅，將生產出的產品直接供給DowCorning公司使用，因此氣相二氧化硅統計很難準確。鑒于此，根據近幾年這幾家大公司的裝置開工率估算出產量統計并列于表2-6表

2-102-6國外氣相二氧化硅產量（單位：kt）國家或地區2002年2003年2004年2005年2006年美國3838383939西歐6163687275亞洲(日本印度)1819202224合計117120126131136近幾年，國外氣相二氧化硅產量穩步增長，主要是Cabot、Wacker等公司擴能所至。目前，西歐是氣相二氧化硅的主要出口地區，其產量最大。美國在1998年以前進口氣相二氧化硅，但隨著生產能力及產量的增加，目前亦出口部分產品。亞洲只有日本和印度有生產裝置，印度500t/a裝置從1998年開始運行。日本既是氣相二氧化硅的出口國，同時也是進口國。c、國際市場需求預測在發達國家，由于有機硅工業的發展，氣相二氧化硅年消費量逐年增長，預計今后幾年年均增長率為5-7%。在未來幾年，有機硅工業仍然是氣相二氧化硅的主要消費領域，隨著有機硅工業的不斷發展，國外氣相二氧化硅消費量將不斷增長。另外，在某些新的應用領域中，氣相二氧化硅消費增長很快，如廣泛應用于電子工業的CMP（化學機械拋光）稀漿。由氣相二氧化硅生產的CMP稀漿用于硅片表面隔離氧化膜的拋光，并可制作多層硅片。據國外公司統計，在2001～2005年間，CMP稀漿市場已增加三倍，而在目前的CMP市場中，2-11氣相二氧化硅已占有58%份額。CMP稀漿的快速增長給氣相二氧化硅生產廠帶來了較大的經濟效益，如CMP稀漿已成為Cabot公司的新利潤增長點，該公司已在美國、英國、日本建有

CMP

稀漿生產裝置，并控制著全球

75%以上的市場。氣相二氧化硅在其它領域，如高級油漆、涂料、油墨、膠粘劑、醫藥、食品加工等方面的需求增長也較快，加上其它方面的應用增長，到2007年，國外僅美國、西歐和日本對氣相二氧化硅需求量將達到140kt/a左右按5-7%的增長率計）。此外，很多發展中國家以及目前沒有生產裝置，但需求量較大的國家和地區，如韓國、臺灣、香港等對氣相二氧化硅的需求增長將更加迅猛，因此，預測到2007年，中國大陸以外的國家和地區氣相二氧化硅需求量將超過150kt/a。2.1.4國內主要氣相二氧化硅生產企業2.1.4.1內資企業a.沈陽化工股份有限公司沈陽化工股份有限公司是國內氣相二氧化硅最早的生產單位。早在60年代，為滿足軍工需要，原沈陽化工廠通過自行開發，建成了第一套氣相二氧化硅裝置，產能為50噸/年。1995年沈陽化工通過引進烏克蘭技術，建成了1套產能為250噸／年的生產裝置。1998年又建設了1套產能為250噸／年的生產裝置。近幾年，通過擴建，2003年產能達到了1000噸／年。沈陽化工股份有限公司2006年總產量達到1500噸，擁有A-150、A-200、A-300、A-380等型號產品。2-12b.上海氯堿化工股份有限公司上海氯堿股份有限公司于

70

年代吸收了沈陽化工氣相二氧化硅技術，自行設計建成了一套產能為

50

噸／年裝置，85

年通過擴建產能到達

100

噸/年，原材料采用四氯化硅。當時上海氯堿的氣相二氧化硅項目的引進是為解決三氯氫硅的副產物四氯化硅，工藝較為簡單，也未引用自動控制系統。包裝方面也比較簡單，采用2.5kg/包塑料袋包裝模式。2003年上海氯堿和上海華東理工大學合作，增設了一條200噸/年規模的中試裝置，由于各種原因，該生產線至今沒正式投產。上海氯堿股份有限公司2006年產量為100噸，主要是2號和4號產品。C.廣州吉必盛科技實業有限公司廣州吉必盛科技實業有限公司是國內氣相二氧化硅行業的后起之秀，2001年在江西九江星火工業園建設獨資工廠，規模為500噸/年，是國內第一條利用有機硅單體工業副產物－甲基三氯硅烷為起始原材料合成氣相二氧化硅的生產線，該項目的建成使吉必盛公司成為世界上少數幾個掌握完全利用甲基三氯硅烷為原料生產氣相二氧化硅核心工藝技術的公司之一。目前，廣州吉必盛科技實業有限公司擁有三個生產基地。東北基地是吉必盛公司與中石油吉化集團合資成立的生產基地（雙吉化工新材料有限公司），總體建設規模為3000噸/年，第一期1000噸/年生產線于2004年8月正式投產，目前實際產能超過2000噸/年。華東基地是吉必盛公司與新安江股份有限公司下屬公司開化合成材料有限公司合資成立2-13的生產基地（開化新吉新材料有限公司），總體建設規模為5000噸/年，第一期800噸/年生產線于2006年8月正式投產。華南基地設在廣州，是吉必盛公司研發、氣相二氧化硅表面處理和深加工基地。由于2005年甲基三氯硅烷價格飛漲，目前所有氣相二氧化硅生產基地均采用四氯化硅為原料。廣州吉必盛科技實業有限公司雖然成立時間不長，但創新能力比較強，目前在專用包裝紙袋方面獲得實用新型專利一項；在專用真空包裝機方面獲得實用新型專利二項；在生產工藝和包裝技術方面獲得發明專利三項。同時將國內DCS系統引入二氧化硅生產工藝中，實現全過程自動化控制，關鍵設備全部實現了國產化。廣州吉必盛科技實業有限公司擁有HL-150、HL-200、HL-300、HL-380四個牌號產品，產品質量達到國外同類產品水平，并列入2004年度國家級重點新產品計劃。為了滿足市場不同客戶的需求，公司還相繼推出HL-200B，HL-150H等牌號的專用型親水型產品，HB-215，HB-220，HB-615，HB-620,HB-630等牌號的疏水型產品，產品已經走向系列化，并實現了出口。2.1.4.2外資生產企業a.卡博特藍星(江西)化工有限公司卡博特藍星化工（江西）有限公司由美國卡博特公司與中國化工集團公司所屬的中國藍星總公司合資興建，是中國第一家具有外資背景的氣相二氧化硅生產企業?？傮w規模4800噸/年，總投資3000萬美元，于2005年1月16日開工建設，2006

年

4

月

19

2-14日點火試車，8

月

16

日正式投產。目前主要生產親水性產品，原材料甲基三氯硅烷全部來源于星火有機硅廠，在06年甲基三氯硅烷價格飛漲期間，合資關系保證了原材料的優惠供應，使得卡博特藍星化工（江西）有限公司競爭能力得到大大加強。b.日本德山化工公司日本德山株式會社投資2990萬元在浙江嘉善港建設5000噸/年氣相法二氧化硅生產裝置，2006年3月16日動工，07年10月投產。c.德國威凱化學品有限公司德國威凱化學品有限公司于1994年進入中國市場，2000年在上海張江高科技園區建立了技術中心，2003年將大中華區總部從香港遷到上海浦東，2004年初在上海張江建立了有機硅乳液生產基地。2006年3月15日，德國威凱公司和美國道康寧公司共同投資13.1億美元在江蘇張家港建設45萬噸/年甲基氯硅烷(折合19萬噸硅氧烷)及8000噸/年氣相二氧化硅等下游產品的項目獲國家發改委批準，并于9月8日奠基動工，07年年底氣相二氧化硅裝置建成，甲基氯硅烷裝置預計08年6月可以投產。氣相二氧化硅項目的原材料來自甲基氯硅烷生產的副產物甲基三氯硅烷，氣相二氧化硅的副產物鹽酸返回給甲基氯硅烷生產使用，同時氣相二氧化硅產品提供給甲基氯硅烷的下游硅橡膠作補強填料使用，整個項目強強聯手，形成循環經濟，這是國內有機硅及氣相二氧化硅生產企業的最大威脅。

2-15第三章建設規模與產品方案3.1

建設規模江西黑貓炭黑股份公司的氣相二氧化硅目，是以吉必盛公司現有

1000t/a

氣相二氧化硅裝置為基礎設計的。根據目前國內氣相二氧化硅市場需求缺口及景德鎮周邊地區多晶硅副產物的產量，擬建項目規模為3000t/a，分一期建設。擬建設規模為3000t/a，由三條生產線組成，項目完成后每年可消耗四氯化硅9000t。本裝置年操作時間為8000小時。3.2產品方案本項目的產品規模為3000噸/年。其中HL-150產品1500噸/年，HL-200產品1200噸/年，HL-450產品150噸/年，HL-380產品150噸/年。本可行性報告僅針對3000t/a氣相二氧化硅生產裝置進行各項分析和評價。3.3價格預測不同類別和不同牌號的氣相二氧化硅價格差異很大，就目前國內市場來說，國內產品在2.5～5.0萬元/噸（含稅價）內波動，而進口產品在3.0～7.0萬元/噸內波動，整體來說，2007國內氣相二氧化硅的價格有所下降，具體如下:比表面積150㎡/g,25000-35000元/噸；比表面積

200

㎡/g，35000－45000

元/噸；比表面積比表面積

300380

3-1㎡/g，45000－55000㎡/g，55000－65000

元/噸；元/噸；表面改性氣相二氧化硅（疏水性二氧化硅）價格隨牌號不同而異，06年由于國產疏水性產品的推出，整體價格有所下降，氯硅烷處理的系列產品價格一般為9萬～15萬元/噸，其它處理劑處理的系列產品價格在15～35萬元/噸。3-2第四章廠址4.1

建廠條件4.1.1

廠址的地理位置、地形、地貌概括333江西黑貓炭黑股份有限公司位于位于景德鎮市鐵路333站，配有鐵路專用線，與寧、皖、贛相連，運輸快捷，交通便利。本項目位于江西黑貓母公司焦化煤氣總廠內昌江化工園12#房以西，第一化工廠搬遷房以南，緊鄰總廠西面。本項目所用場地已整平，平土標高為40.50㎡。場地可利用地面積約18000㎡，該地區主導風向：東北風。景德鎮市境內以中低山及低山丘陵為主，總趨勢為北東高，南西低，主要地貌類型以山地地貌為主，次為崗埠和流水侵蝕堆積平原，其地形可分為平坦區、微起伏平坦區和構造剝蝕低山丘陵區。景德鎮市森林覆蓋率約為60.9%。4.1.2工程地質、水文地質及地震評價區地表水昌江發源于安徽省祁門縣境內山區，歷年平均水位為20.13m（黃海高程），最低水位19.18m，最高水位34.27m（出現在1998年6月26日），最枯流量為1.28m/s，多年平均流量為146m/s，多年平均含砂量為0.09kg/m，歷年平均流速為2.0m/s，最小流速為0.07m/s。4.1.3

氣象條件該地區屬亞熱帶季風氣候，溫和濕潤。全年光照充足，雨量充沛，四季分明，春夏之交梅雨綿綿，夏秋之際晴熱天多。多年年平均降水總量為2469.1mm、年日照時數為4-11753.7h、無霜期一般為279天左右、年平均氣溫18.0℃，極端最高氣溫為36.3℃，極端最低氣溫為-6.0℃；年平均風速2.1m/s，最大風速為19m/s，常年主導風向為東北風(NE)；多年平均主導風向頻率為24%。廠區氣象有關數據如下：極端最高溫度41.8℃極端最低溫度－10.9℃全年平均氣溫17.0℃最熱月平均溫度8.8℃最冷月平均溫度4.5℃年平均總降水量1763.5mm日最大降水量228.5mm最熱月平均室外計算相對濕度79﹪最冷月平均室外計算相對濕度76﹪夏季大氣壓力1017.6hPa冬季大氣壓力998.2hPa夏季室外平均風速1.7m/s冬季室外平均風速1.9m/s全年室外平均風速2.1m/s夏季最多風向及頻率C27﹪、NE13﹪冬季最多風向及頻率C25﹪、NE13﹪全年最多風向C25﹪NE15﹪冬季采暖室外計算溫度0℃夏季通風室外計算溫度33.0℃4-2夏季空氣調節室外計算溫度6.4℃基本風壓0.35Kn/㎡基本雪壓0.35Kn/㎡地震基本烈度5度4.1.4交通運輸景德鎮市處于江西省、安徽省、浙江省三省交界地區，市內各鎮鄉全部實現公路直通。其中鐵路、206國道、308省道穿越全市，交通四通八達，十分便利。江西黑貓炭黑股份有限公司位于景德鎮市鐵路南站附近，配有鐵路專用線，與寧、皖、贛相連，距九景高速公路約11公里，距206國道約4公里，距308省道約12公里，距景德鎮羅家機場約20公里，距西瓜洲貨運碼頭約5公里，水陸空運輸快捷，交通便利。4.1.5廠址周邊環境和生活福利設施本項目廠址周邊無有害污染源，環境和建設條件良好，適宜該項目建設。本項目生活福利設施另由江西黑貓炭黑股份有限公司統一規劃考慮。3334.2廠址情況3334.2.1給排水生產用水由現有的設施提供，其中生產用新鮮水m/h；生活用水由現有的供水提供，最高日用水量為3m最大時用水量為6m/d。

24/d,33本項目利用現有的排水系統，該系統為生產、生活和雨334-3水合流制排水系統。本項目新增生產排水量為10m/d生活最大排水量為2.5m/d。上述排水水質可達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）的二級標準。4.2.2供電本項目大部分負荷屬于一、二級負荷，因此供電電源應為兩回路獨立電源。兩路6KV電源分別引自公司內35KV總降壓變電所的兩段6KV母線，且每路電源皆能承擔100％的負荷。公司內現有供電能力為6700KVA的變電所，尚有富余。本項目相對來說新增用電負荷很少，為此，現有供電能力完全可以滿足本項目需要，不需增建供電設施。4.2.3熱力介質本項目所用的熱力介質包括生產蒸汽、壓縮空氣、冷卻循環水，均由焦化總廠現有的公用工程設施提供并送至界區的邊界線上。下述的壓力均指在界區邊界線上的表壓。4.2.3.1正常生產用低壓蒸汽P=0.4～0.6MPa、0.5t/h,年用量36000t。34.2.3.2壓縮空氣正常生產用壓縮空氣年用量9000kNm。4.2.3.3循環冷卻水

P=0.7MPa、露點-45℃、750m

3

/h，夏季用低溫水4.2.4交通運輸

P=0.4Pa、16℃、50t/h，年用量4-4

600kt。目前江西黑貓公司已有較完整的鐵路和道路運輸系統，能夠滿足本項目物料的運輸要求。4-5第五章技術方案、設備方案和工程方案5.1全廠總圖5.1.1總平面布置5.1.1.1工程組成及總占地面積本裝置由二氧化硅生產廠房（含配電房，控制機房，包裝間）、產品倉庫和罐區（含原料罐區和吸收罐區）組成。不設置獨立的綜合辦公樓和門衛室。裝置總占地面積14630㎡,其組成見表5-1。表5-1裝置組成及用地面積表序號名稱面積(m2)備注1裝置占地146302二氧化硅生產廠房540X2=10803產品倉庫24004罐區27345其它13206道路25307綠地46815.1.1.2總平面布置5.1.1.2.1總平面布置原則(1)滿足現行國家有關防火、安全、衛生、環境保護及交通運輸等設計規范、規定的技術要求。(2)符合生產工藝流程，聯系方便，物料管線輸送短捷，平面布置緊湊合理。(3)結合總體規劃，建設與發展合理布置。(4)以人為本，有利于生產、有利于管理、方便生活。(5)符合當地城市規劃及公司總體規劃。5-1(6)考慮到副產物四氯化硅存量的不確定性，特別加大了原料罐區的面積?？偲矫娌贾迷斠姟犊偲矫娌贾脠D》。5.1.1.3設計采用的規范及標準《建筑設計防火規范》GB50016(2006年版)《石油化工企業設計防火規范》GB50160-92(1999年版)。5.1.2豎向布置1)豎向布置原則根據場地周圍現有道路合理確定廠房標高,盡量減少土石方工程量。2)豎向布置方案裝置區內地形平坦，豎向設計采用平坡式布置形式。雨排水采用暗管排水方式。5.1.3

主要技術經濟指標表表5-2主要技術經濟指標表序號指標名稱單位數量備注1裝置占地面積平方米14630裝置區紅線內2建、構筑物占地面積平方米59763地下管線估計占地面積平方米2004道路面積平方米25305綠地面積平方米46815.1.4場內外運輸5.1.4.1裝置運輸量見表

5-25-3表

5-3裝置運輸量一覽表序號

貨物名稱

運輸量及運輸形式鐵路公路水運

形態

包裝形式

備注1212

堿四氯化硅二氧化硅鹽酸總計

(Ⅰ)運入1260液9000液(Ⅰ)運出3000固2250035760

槽車槽車袋5.1.4.2

運輸方案本裝置采用汽車運輸方式，年運輸量為

13500t/a，運入、運出均租用社會運輸車輛。與生產配套的公用工程都在公司內，采用管道輸送。5.2工藝設計5.2.1

設計基本原則(1)嚴格執行國家現行的有關設計規范、規程:《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》（GB50236～98）《工業金屬管道施工及驗收規范》（GB50235～97）(2)充分利用公司公用工程系統以及和其它項目之間的配套,實現資源和能源的綜合循環利用。(3)設備選型以先進、高效、實用、節能、可靠為原則，選用先進實用設備，盡可能在保證產品質量的前提下減少投5-3資、降低成本。5.2.2生產工藝5.2.2.1原料路線確定的原則和依據目前世界上工業化生產氣相二氧化硅按工藝方法只有一種，即利用氯硅烷在氫氧火焰中高溫水解，所用的主要原料為四氯化硅或甲基三氯硅烷。5.2.2.2國內工藝技術2005年以前除了廣州吉必盛外，國內的其它廠家均以四氯化硅為原料生產氣相二氧化硅。廣州吉必盛科技實業有限公司自2000年開始通過與消化吸收和創新，在國內首次建立以甲基三氯硅烷為原料的生產線，經過多年的生產調試和技術創新，工藝技術達到國內先進水平。由于廣州吉必盛的高瞻遠矚，在項目初始就考慮了原料的供求關系，下屬企業既可單獨采用四氯化硅、甲基三氯硅烷生產也可混合生產。5.2.2.3工藝技術方案的比較和選擇無論是四氯化硅法、甲基三氯硅烷法，還是混合法，其工藝技術路線基本一致，都是利用有機硅氯硅烷在氫氧焰中高溫水解合成，生成平均粒徑7～40nm的原生二氧化硅粒子，經過高溫高速碰撞后形成聚集體，通過分離、脫酸處理后再包裝。尾氣中的氯化氫經過吸收生成鹽酸，既可作為副產品銷售，也可回收后用于硅鹵化合物的生產。5.2.2.4工藝概述及流程本裝置分為原料處理、產品合成、產品分離、尾氣吸收四個工序。5-4工藝流程如下:四氯化硅空氣氫氣

產品合成產品聚集

產品分離

產品脫酸

產品包裝

鹽酸吸收

大氣堿吸收成品鹽酸具體工藝過程如下所述：1）料制備本工序主要闡述氫氣、壓縮空氣的制備、干燥和四氯化硅的貯存輸送。大氣的空氣經過壓縮凈化后，經過緩沖罐貯存，部分用于粉體物料的輸送，部分用于產品合成。槽車輸送過來的四氯化硅，貯存于貯槽內，通過輸送泵輸送到高位槽，通過調節閥輸送去汽化。為了生產安全，氫氣系統接入氮氣進行置換，停車前后采用氮氣部分或全部置換氫氣系統中存在的氫氣/氧氣。而四氯化硅為易燃易爆易水解的有毒腐蝕危險品，需采用氮氣正壓保護。5-52）產品合成本工序主要闡述原料的加熱、混合和產品的合成、冷卻、聚集。加熱后四氯化硅蒸汽通過輸送器與空氣混合并被輸送到反應器，在此再與氫氣均勻混合，并在反應器出口發生高溫合成反應，生成大量的含有納米SiO2顆粒、H2O和HCl等的氣固混合物，同時放出大量的反應熱。反應過程中少量HCl會高溫氧化生成Cl2，可通過合理調節配比，盡量避免Cl2的產生。反應過程如下：2H2+O2→2H2O△H＝-57.8SiCl

4

+2H

2

O

→SiO

2

+4HCl

△H＝-32.0４HCl+

O

2

→

2H

2

O

+

２Cl

2

△H＝-27.23從反應器噴射出來的物料，進入反應爐繼續徹底進行高溫合成反應，產生的氣固混合物在冷卻管內進行初步冷卻。經過初步冷卻后的氣固混合物，進入聚集器進行自然冷卻，聚集成微米級的SiO2聚集體。3）產品分離本工序主要闡述產品的氣固分離和高溫脫酸等。從合成工序輸送過來的氣固混合物，進入旋風進行氣固分離，SiO2粉體分離出來后輸送去脫酸。而尾氣經過多級分5-6離后，被輸送到鹽酸吸收工序。從旋風輸送過來的產品，經過兩級脫酸，除去產品夾雜的廢氣。產品從二級脫酸爐出來后，送到產品料倉貯存。4）產品包裝貯存于料倉的SiO2產品采用真空包裝機進行真空包裝，包裝所需用的真空采用水環真空泵來獲得。包裝后的二氧化硅產品采用塑料纏繞打包成垛，以利于防潮和運輸。5）鹽酸吸收(尾氣)本工序主要闡述尾氣的洗滌和鹽酸的吸收、冷卻及貯存輸送。從分離工序輸送過來的尾氣，除了含有大量的

HCl、N

2外，還含有部分

CO

2

、H

2

O、O

2

、SiO

2

和微量雜質。經過循環洗滌，除去尾氣夾帶的絕大部分的

SiO

2

顆粒后，再進行吸收鹽酸，含有極微量

HCl

的尾氣被送到堿洗吸收工序。6）堿洗吸收(尾氣)本工序主要闡述堿液的輸送貯存和尾氣中剩余的極微量Cl2