年產(chǎn)30000噸三氯氫硅項目可行性研究報告

1、一、總 論（一）項目名稱、主辦單位名稱、企業(yè)性質(zhì)及法人項目名稱：年產(chǎn)30000噸三氯氫硅項目主辦單位：河南神馬氯堿發(fā)展有限責(zé)任公司企業(yè)性質(zhì)：有限責(zé)任公司法人代表： （二）編制依據(jù)和原則1、 編制依據(jù)國家有關(guān)法律、法規(guī)及工程設(shè)計的有關(guān)規(guī)范與規(guī)定。2 、編制原則 認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)的各項方針、政策和有關(guān)規(guī)定，執(zhí)行國家及各部委頒發(fā)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 結(jié)合企業(yè)實際狀況，選用技術(shù)和設(shè)備先進(jìn)適宜，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。 遵照國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的政策和法規(guī)，對“三廢”盡可能回收利用，最大限度地減少對環(huán)境的污染；注重勞動安全、衛(wèi)生，設(shè)計應(yīng)符合國家有關(guān)勞動安全、勞動衛(wèi)生、消防等法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。（三）項

2、目提出的背景、投資的必要性和經(jīng)濟(jì)意義（1）市場需求持續(xù)增長。三氯氫硅是生產(chǎn)高純度多晶硅的重要原料。目前，世界上80的多晶硅采用改良西門子技術(shù)生產(chǎn)。該技術(shù)是通過在一定溫度下氫對SiHC13進(jìn)行還原而生成的。據(jù)統(tǒng)計，全世界60的三氯氫硅消耗，在多晶硅生產(chǎn)中，而且這一比例還將繼續(xù)增加。我國的多晶硅產(chǎn)業(yè)雖然處于起步階段，但發(fā)展迅猛。我國在子午線輪胎方面，每年大約需要4000多噸硅69（每噸硅69需要三氯氫硅0.3噸），僅僅輪胎橡膠企業(yè)，每年需用1500多噸三氯氫硅，主要依賴進(jìn)口進(jìn)行解決。隨著子午線輪胎的普及，三氯氫硅每年需求將成倍增長。據(jù)估計到2010年，我國多晶硅需求量將達(dá)到6000噸，全球需求量將

3、超過65000噸，由此可見,生產(chǎn)三氯氫硅是一個產(chǎn)值高,有發(fā)展前途的項目。隨著近年來有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)的不斷升溫。各國對有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)都采取了一系列鼓勵措施，使得該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅猛，對三氯氫硅的需求量激增。在我國，受技術(shù)條件的限制，之前國內(nèi)僅有幾家三氯氫硅生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足市場需求，而且產(chǎn)品純度低，只能滿足中低端需求，高純度產(chǎn)品仍需要進(jìn)口。目前，我國共有37家企業(yè)已經(jīng)或者正在向該領(lǐng)域進(jìn)軍，預(yù)計未來510年內(nèi)將是拉動我國三氯氫硅產(chǎn)業(yè)的又一大增長點。（2）結(jié)構(gòu)調(diào)整加快轉(zhuǎn)化。由于三氯氫硅的生產(chǎn)需要消耗大量的原料液氯，是氯堿企業(yè)的一種很好的平衡氯氣提高經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品，非常適合作為氯堿工業(yè)的下游產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)，

4、這對于氯堿工業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也是一次重大的機(jī)遇。我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，尤其是精細(xì)化工、有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)品、光纖通訊等行業(yè)的快速發(fā)展，為三氯氫硅的生產(chǎn)和下游產(chǎn)品的開發(fā)提供了巨大的市場空間和機(jī)遇。 氯堿企業(yè)的發(fā)展不僅增加產(chǎn)品規(guī)模，更要調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，適應(yīng)市場的變化，堅定不移地走精細(xì)化工發(fā)展道路。發(fā)展以三氯氫硅為中間體的硅烷偶聯(lián)劑等系列產(chǎn)品將是一個很好的選擇，若有能力將多晶硅生產(chǎn)基地、光纖預(yù)制棒生產(chǎn)基地和氯堿生產(chǎn)廠建在一起，將為企業(yè)創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。（3）資源條件優(yōu)勢河南神馬氯堿發(fā)展有限責(zé)任公司自有年產(chǎn)燒堿30萬噸的能力，生產(chǎn)有氯氣、氫氣、水、電等能滿足三氯氫硅的需要，可實現(xiàn)管道配

5、送；同時公司還具備土地、人員、公用設(shè)施的優(yōu)勢；平頂山土地平整，工業(yè)、生活上下水、電、汽、排污、通訊等各種公用工程齊全，水、電、煤資源豐富，有良好投資環(huán)境。1、礦鹽資源：平頂山市葉縣境內(nèi)地下有一長90公里、寬15公里、總面積1350平方公里的含鹽盆地，是中國河南省唯一的鹽田，也是中國東部第二大井鹽田。巖鹽礦石儲量2300億噸，含鹽面積400平方公里，平均品位98，品質(zhì)名列中國第一，是發(fā)展制堿、塑料等化學(xué)工業(yè)的理想原料。通過輸鹵管道直接輸送鹵水，作為燒堿的原材料。豐富的礦鹽資源為葉縣氯堿工業(yè)的發(fā)展提供了物資基礎(chǔ)，同時也為氯產(chǎn)品的開發(fā)，奠定了降低成本的基礎(chǔ)。2、煤、電資源：平頂山市煤炭總儲量達(dá)103

6、億噸，占全省總儲量的 51%，目前的原煤年產(chǎn)量在3000萬噸以上，焦炭年產(chǎn)量400萬噸以上。有焦煤、1/3焦煤、氣煤、肥氣煤等9個煤種，煤質(zhì)優(yōu)良。平頂山市有姚孟電廠、平頂山電廠等大型電廠、葉縣藍(lán)光環(huán)保電廠。 為項目實施提供可靠的煤、電保障。4、水資源：平頂山市葉縣水資源總量 40 億立方米，人均水資源占有量居全省前列。境內(nèi)河流均屬淮河水系，境內(nèi)有6條河流。地表水資源為 12 億立方米；淺層地下水儲量為 20 億立方米。5、交通優(yōu)勢：平頂山市葉縣地處中原，公路發(fā)達(dá)，東臨311國道，新建成的許平南高速公路與京珠等多條高速公路相接，漯平高速公路、平臨高速公路全線貫通。有鐵路專用線與漯寶鐵路相連，為產(chǎn)

7、、成品及原輔料運輸提供了保證。6、工業(yè)硅原料優(yōu)勢：（四）結(jié)論該項目建設(shè)對河南神馬氯堿發(fā)展有限責(zé)任公司的發(fā)展具有重要的意義。（五） 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表見主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表序號項目名稱單位指標(biāo)備注一建設(shè)規(guī)模1三氯氫硅噸/年300002四氯化硅噸/年6000二操作時間h/a8000三主要原材料1氫氣2氯氣3化工用硅粉四水、電、汽及動力消耗1直流電萬kWh/a2交流電萬kWh/a3蒸汽萬t/a4一次水萬m3/a5循環(huán)水萬m3/a6脫鹽水萬m3/a7工藝空氣萬Nm3/a8儀表空氣萬Nm3/a五三大主材1鋼材t2水泥t3木材m3六全年增加運輸量萬t/a1其中：運入萬t/a2運出萬t/a七定員人八總投資萬元

8、12000.1其中：固定資產(chǎn)投資萬元2流動資金萬元九年均總銷售收入萬元平均十年均銷售稅金及附加萬元十一年均利潤總額萬元十二主要經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)1財務(wù)內(nèi)部收益率%稅后2凈現(xiàn)值萬元稅后3投資利潤率%4投資利稅率%5貸款償還期年（含建設(shè)期）二、市 場 預(yù) 測（一）產(chǎn)品性質(zhì)與用途1、三氯化硅（1）性質(zhì)本品又稱三氯硅烷或硅氯仿，分子式為SiHCl3，沸點31.8，常溫時為無色或微黃色的透明可燃液體，易揮發(fā)，易水解，易溶于醇、醚、鹵化烴，為有機(jī)溶劑。序號性 質(zhì)參 數(shù)序號性 質(zhì)參 數(shù)1分子量：135.437燃點：-27.82熔點(101.325kPa)：-1348自燃點：104.43沸點(101.325kPa)

9、：31.89閃點：-144液體密度(0)：1350kg/m310爆炸下限：9.8%5相對密度(氣體，空氣=1)：4.711毒性級別：36蒸氣壓(-16.4)：(14.5)：13.3kPa12易燃性級別：453.3kPa13易爆性級別：2表格 2三氯氫硅物化性質(zhì)（2）用途三氯氫硅用作硅烷偶聯(lián)劑三氯氫硅是生產(chǎn)有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的重要原料，將三氯氫硅與氯乙烯或氯丙烯進(jìn)行合成反應(yīng)，再經(jīng)精餾提純，得到乙烯基或丙烯基系列硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)品。硅烷偶聯(lián)劑幾乎可與任何一種材料交聯(lián)，包括熱固性材料、熱塑性材料、密封劑、橡膠、親水性聚合物以及無機(jī)材料等，在太陽能電池、玻璃纖維、增強(qiáng)樹脂、精密陶瓷纖維和光纖保護(hù)膜等方面扮演著

10、重要角色，并在這些行業(yè)中發(fā)揮著不可或缺的重要作用。多晶硅的重要原料三氯氫硅不僅是制造硅烷偶聯(lián)劑和其它有機(jī)硅產(chǎn)品的重要中間體，還是制造多晶硅的主要原料。多晶硅產(chǎn)品的主要用途：(1)可做成太陽能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?2)高純的晶體硅是重要的半導(dǎo)體材料；(3)金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料；(4)光導(dǎo)纖維通信，最新的現(xiàn)代通信手段；(5)性能優(yōu)異的硅有機(jī)化合物。三氯氫硅其它應(yīng)用三氯氫硅因帶有氫鍵，并且含氯較多，常與其他有機(jī)官能團(tuán)生成一系列的有機(jī)硅產(chǎn)品（如氯丙基三氯硅烷，乙烯基氯硅烷，辛基氯硅烷等），以用于有機(jī)硅烷和烷基、芳基以及有機(jī)官能團(tuán)氯硅烷的合成，是有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑中最基本的單體，也是生產(chǎn)半導(dǎo)體

11、硅、單晶硅的原料，也可用于制造硅酮化合物。我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，尤其是精細(xì)化工、有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)品、光纖通訊等行業(yè)的快速發(fā)展，為三氯氫硅的生產(chǎn)和下游產(chǎn)品的開發(fā)提供了巨大的市場空間和機(jī)遇。隨著有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)供不應(yīng)求，生產(chǎn)量越來越大。2、四氯化硅（1）性質(zhì)四氯化硅（Silicon tetrachloride ），別名氯化硅、四氯化矽，分子式為SiCl4，為無色或淡黃色發(fā)煙液體，可混溶于苯、氯仿、石油醚等多數(shù)有機(jī)溶劑，性質(zhì)穩(wěn)定，有刺激性氣味，易潮解。序號性 質(zhì)參 數(shù)1分子量：169.902熔點(101.325kPa)：-703沸點(101.325kPa)：57.64相對密度(水=1)

12、 1.485相對密度(氣體，空氣=1)：5.866蒸氣壓(37.8) 55.99kPa表格3三氯氫硅物化性質(zhì)（2）用途生產(chǎn)三氯氫硅的主要副產(chǎn)品四氯化硅也是制造有機(jī)硅的主要原料，每生產(chǎn)1噸三氯氫硅將聯(lián)產(chǎn)四氯化硅約0.2噸。目前，四氯化硅國內(nèi)主用于含硅防水涂料，氯相白炭黑，鑄造粘結(jié)劑等。它的制成品有硅酸酯、有機(jī)硅油、高溫絕緣漆、有機(jī)硅樹脂、硅橡膠和耐熱墊襯材料等。高純的四氯化硅還是制造高純二氧化硅、無機(jī)硅化合物、石英纖維以及光導(dǎo)纖維的重要原料。（二）市場概況當(dāng)前世界上只有美國、日本、德國、俄羅斯等少數(shù)國家能夠以大工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)高純HSiCl3，最大的生產(chǎn)商是德國的Wacher公司和美國的Dow Co

13、rning公司。近年來，我國多晶硅和有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度很快，對三氯氫硅的需求量增大。據(jù)估計，到2010年，我國多晶硅需求量將達(dá)到6kt/a，全球需求量將超過65kt/a，屆時對三氯氫硅的需求量將十分巨大。 中國在20世紀(jì)90年代初已建成一定規(guī)模的HSiCl3生產(chǎn)裝置。然而，目前中國HSiCl3產(chǎn)品的純度只能滿足中低端應(yīng)用，高純度級別HSiCl3仍需依賴進(jìn)口。因此，應(yīng)加緊開發(fā)高純度級別的電子產(chǎn)品，并發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，縮短與國外先進(jìn)水平的差距。序號單 位 名 稱生產(chǎn)能力( 依次下降)1江西贛中氯堿制造有限公司 1 0000噸2重慶天原化工有限公司9000噸3南昌宏狄氯堿有限公司-4上海氯

14、堿化工股份有限公司電化廠-5沁陽國順硅源光電氣體有限公司 -6山東華陽科技股份有限公司-7江油啟明星氯堿化工有限責(zé)任公司30008唐山冀東氯堿有限公司 500三氯氫硅擬在建項目9樂山市福華農(nóng)藥科技有限公司20000噸10三門峽市1.2萬噸三氯氫硅生產(chǎn)線項目正在建設(shè)中12000噸11河北年產(chǎn)1.5萬噸三氯氫硅項目15000噸12汝州市年產(chǎn)6000噸三氯氫硅項目6000噸13濟(jì)源市年產(chǎn)1萬噸高純?nèi)葰涔桧椖揩@備案10000噸14榆林經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)6000 噸/年三氯氫硅項目正在招商6000噸（三）本項目競爭力分析2.3.1生產(chǎn)規(guī)模分析1、本項目30000噸/年三氯氫硅裝置，根據(jù)上述分析是適宜的。2、2

15、.3.2技術(shù)水平分析2.3.3盈利水平分析2.3.4營銷能力分析2.3.5償還能力分析2.3.6抗風(fēng)險能力分析2%。2.3.7競爭力分析論1.近年來，隨著發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)業(yè)調(diào)整及大型燒堿裝置的限產(chǎn)，離子膜液堿、片堿的出口量逐年擴(kuò)大，國內(nèi)燒堿市場也呈現(xiàn)出平穩(wěn)發(fā)展且穩(wěn)中有升的態(tài)勢，具有一定的市場空間。2.我國聚氯乙烯處于高速成長期，國內(nèi)聚氯乙烯正在逐漸替代進(jìn)口，具有一定的市場空間。3.我國有大力發(fā)展聚氯乙烯的優(yōu)勢條件，隨著環(huán)保及資源意識的加強(qiáng)，以塑代木有著良好的發(fā)展前景。4.本項目坐落的河南平頂山市葉縣，具有原料資源豐富，成本低，產(chǎn)品地市場覆蓋廣的優(yōu)點。由此可見，本項目抗風(fēng)險能力和市場競爭力是較強(qiáng)的。

16、三 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模(一)產(chǎn)品方案的選擇選擇生產(chǎn)什么規(guī)格用在什么方面的三氯化硅（二）產(chǎn)品品種及生產(chǎn)規(guī)模項目單體規(guī)模36 kta，其中三氯氫硅產(chǎn)品規(guī)模 30 kta，四氯化硅產(chǎn)品規(guī)模6 kta(基于合成氣三氯氧硅與四氯化硅組成質(zhì)量比約為5：1)。2、 產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3、年操作時間 年操作時間按8000小時考慮。四、工藝技術(shù)方案（一）技術(shù)方案：三氯硅烷(HSiCl3)是一種重要的高附加值原料，主要用作半導(dǎo)體工業(yè)中制造超純多晶硅和高純硅烷的原料及外延生長的硅源。從成熟、實用方面，仍使用國內(nèi)外普通使用的工業(yè)純硅在氯化氫氣流下流態(tài)氯化，再精溜提純的工藝路線。現(xiàn)在國內(nèi)一般采用改良西門子法，三氯氫硅反

17、應(yīng)爐中硅粉轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上。裝置包括硅粉儲存及輸送、合成反應(yīng)及旋風(fēng)除塵、合成氣冷卻及冷凝、產(chǎn)品精制與氯化氫、氧氣回收、尾氣洗滌等 元，以及導(dǎo)熱油加熱、深冷等配套系統(tǒng)。 1、原料路線：電解槽送出氫氣經(jīng)除氧干燥，同氯氣合成氯化氫氣，進(jìn)入反應(yīng)爐同硅粉生成粗三氯氫硅，經(jīng)精餾得到合格的三氯氫硅，再分離出合格的四氯化硅，用干燥清潔鐵桶罐車包裝出廠。2、工藝流程：圖1三氯化硅工藝流程簡圖三氯氫硅是通過高純氯化氫氣體與金屬級單體硅(質(zhì)量分?jǐn)?shù)980990在一定溫度、壓力條件下反應(yīng)制備的。反應(yīng)方程式如下： Si+3HCl SiHCl3+H2 (1)Si+4HC1SiCL+2H2 (2)Si+2HClSiH2C

18、I2 (3)第二章、三氯氫硅的生產(chǎn)工藝2.1 三氯氫硅生產(chǎn)方法2.1.1氯化氫合成H2Cl22HCl2.1.2 三氯氫硅合成Si3HClSiHCl3H2Si4HClSiCl42H2SiHCl3+HClSiCl4+H2三氯氫硅合成。將硅粉卸至轉(zhuǎn)動圓盤，通過管道用氣體輸送至硅粉倉，再加入硅粉干燥器，經(jīng)過圓盤給料機(jī)并計量后加入三氯氫硅合成爐。在三氯氫硅合成爐內(nèi)，溫度控制在80310，硅粉和氯化氫發(fā)生反應(yīng)，生成三氯氫硅和四氯化硅。生成的三氯氫硅和四氯化硅氣體經(jīng)沉降器、旋風(fēng)分離器和袋式過濾器除去粉塵及高氯硅烷，經(jīng)水冷后經(jīng)隔膜壓縮機(jī)加壓，再用-35冷媒冷凝為液體。不凝性氣體通過液封罐進(jìn)入尾氣淋洗塔，經(jīng)酸堿

19、淋洗達(dá)標(biāo)后排放。 2.1.3三氯氫硅分離三氯氫硅分離。三氯氫硅和四氯化硅混合料（三氯氫硅含量為8085%）進(jìn)入加壓塔，采用兩塔連續(xù)提純分離，通過控制一定的回流比，最終得到三氯氫硅含量為99%以上的產(chǎn)品和四氯化硅含量為95%以上的副產(chǎn)物。2.1.4含塵廢氣處理含塵廢氣主要是輸送硅粉的氮氣，先經(jīng)布袋除塵回收硅粉，然后經(jīng)水洗滌，洗滌廢水經(jīng)沉淀后循環(huán)使用，尾氣洗滌后排入大氣。布袋除塵器除塵率為99，洗滌除塵率按50計，總除塵效率達(dá)到99.5，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。不凝氣體主要含有保護(hù)氣體，其余還含有少量的氯硅烷、氯化氫等。 經(jīng)過低溫冷凝后剩余的不凝氣送廢氣處理裝置，氯硅烷系列遇水迅速分解成硅酸和氯化氫，氯

20、化氫氣體先被稀鹽酸循環(huán)吸收為濃鹽酸回收使用，微量部分被堿液吸收、反應(yīng)。廢氣主要成份有氮氣，廢氣經(jīng)淋洗處理后，通過車間排氣筒達(dá)標(biāo)排放。在滿足要求的前提下盡量選用轉(zhuǎn)速低、噪聲小的設(shè)備；同時對鼓風(fēng)機(jī)設(shè)獨立的隔聲間，與所在的樓層分開，以減輕振動而產(chǎn)生的噪聲；對空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵等進(jìn)氣管裝消音器，并設(shè)隔聲操作室，減少室內(nèi)噪聲污染，改善工人作業(yè)環(huán)境。 煙筒設(shè)置足夠的高度，使煙氣的排放符合國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)的要求。 2.2 三氯氫硅工藝技術(shù)改進(jìn)2.2.1 三氯氫硅合成的原理在沸騰爐中，硅粉和氯化氫主要按下列反應(yīng)生成三氯氫硅：Si+3HClSiHCl3+H2+Q (1)并伴隨有如下副反應(yīng)：Si

21、HCl3+HClSiCl4+H2 (2)在合成反應(yīng)中，溫度、氯化氫量、硅粉粒度、氯化氫中氧和水份等，都對合成產(chǎn)物中三氯氫硅含量有很大影響。因此，必須嚴(yán)格控制操作條件。由反應(yīng)式（1）可得：即： （1）同理，由反應(yīng)式（2）可得： （2）（1）、（2）兩式相乘并整理得 （3）由于（1）（2）兩反應(yīng)處于同一平衡體系中，則得： （4）式中：KP1、KP2是平衡常數(shù)；PH2、PHCl、PSiHCl3、PSiCl4分別是H2、HCl、SiHCl3、SiCl4的平衡分壓。由此得出：適當(dāng)加入氫氣，系統(tǒng)中氯化氫濃度相應(yīng)降低，PSiHCl3/PSiCl4比值增大，其摩爾比也相應(yīng)增大，則三氯氫硅含量增加。又由反應(yīng)式（

22、2）可知：此反應(yīng)是一平衡可逆反應(yīng)，在合成系中，適當(dāng)加入四氯化硅產(chǎn)出量，降低硅粉消耗，提高三氯氫硅產(chǎn)出量。2.2.2 傳統(tǒng)工藝及問題其合成工藝流程示意圖如下圖1所示：2.2.3 存在問題：2.2.3.1 在合成氯化氫過程中，由于水份不能除凈，并被帶入沸騰爐，使合成三氯氫硅含量降低，并隨其水量的增加而更加嚴(yán)重，見圖2：2.2.3.2 由于水份的帶入，使少量氯化氫以鹽酸形式進(jìn)入沸騰爐，造成設(shè)備腐蝕，降低了設(shè)備壽命。2.2.3.3 由于水份進(jìn)入，與系統(tǒng)中的三氯氫硅水解成氧化硅，容易發(fā)生管道堵塞等，從而影響生產(chǎn)。2.2.3.4 沸騰爐中溫度分布不均，如果溫度大于350，則發(fā)生如下反應(yīng)： Si+4HCl=

23、SiCl4+H2+Q，從而造成三氯氫硅含量降低。2.2.3.5傳統(tǒng)工藝并沒有考慮化學(xué)平衡及如何減少1520%副產(chǎn)物四氯化硅產(chǎn)生，從而降低硅粉消耗高等問題。2.2.4 改進(jìn)型三氯氫硅合成工藝2.2.4.1 工藝流程改進(jìn)型三氯氫硅合成工藝流程如圖3所示： 圖3附圖改進(jìn)型三氯氫硅合成工藝流程框式圖本設(shè)計供料方式與傳統(tǒng)方式不同： 傳統(tǒng)方式：硅粉、氯化氫氣體、氫氣； 改進(jìn)方式：硅粉、氯化氫氣體、氫氣、氣態(tài)四氯化硅。本設(shè)計增加揮發(fā)器和配比控制系統(tǒng)，便于操作控制。本設(shè)計增加過濾除塵器一臺，可防止水解產(chǎn)品等雜物進(jìn)入合成系統(tǒng)而影響正常運行。工藝特點合成系統(tǒng)中加入適量氫氣有利于三氯氫硅合成及其含量增大；能帶走生成

24、的部份熱量，起到冷卻效果。本系統(tǒng)中加入適量四氯化硅有利于抑制三氯氫硅轉(zhuǎn)化成四氯化硅，從而降低產(chǎn)品的硅粉單耗；能帶走系統(tǒng)生成的部份熱量，起到冷卻效果；有利于沸騰爐熱場分布，從而降低四氯化硅生成量；清洗HCl氣體，有利于合成產(chǎn)品質(zhì)量提高；使HCl中的水量減少，起到干燥作用，從而可提高SiHCl3合成含量，減少主體設(shè)備腐蝕，提高設(shè)備壽命。問題討論SiCl4、H2的量及與HCl的配比設(shè)定H2/HCl的摩爾比一般為1:4左右；SiCl4/HCl的摩爾比，以理論上講，較高為好，實際可取1:10左右；以上配比的精確值，隨其它條件的變化而不同。而且，要綜合從能耗、產(chǎn)量等方面計算運行的經(jīng)濟(jì)性。最經(jīng)濟(jì)的配比為最佳

25、值。要有防止揮發(fā)器出口管堵塞的措施如前所述，揮發(fā)器里要發(fā)生四氯化硅水解反應(yīng)，生成易堵塞管道設(shè)備的二氧化硅。設(shè)計沸騰爐時，應(yīng)氫爐內(nèi)熱場分布均勻和便于溫度控制作為主要因素考慮，特別是大直徑沸騰爐。并且由于合成系統(tǒng)中補(bǔ)入SiCl4，對硅粉的浮力產(chǎn)生影響，設(shè)計沸騰爐時也應(yīng)考慮。（二）主要設(shè)備方案設(shè)計中共有各類設(shè)備83臺。其中泵類設(shè)備15臺，塔類3臺，反應(yīng)器1臺，儲罐類28臺，換熱器類22臺，壓縮機(jī)6臺，烘粉爐1臺，分離過濾器類8臺。序號工序設(shè) 備 詳 情備注1合成工段三氯氫硅合成爐，氯化氫合成爐，旋風(fēng)分離器，濕法除塵去（噴淋塔），緩沖罐，屏蔽泵合成爐為該裝置的核心2精餾工段篩板塔，再沸器，冷凝器，淋洗

26、塔（填料塔），屏蔽泵，自吸泵3CDI氫壓機(jī)，冷凍機(jī)，淋洗塔，吸收塔，解吸塔，吸附柱，機(jī)械泵（三）（四） 物料平衡（五）自控技術(shù)方案1、自動化水平和主要控制方案2、儀表類型的確定3、 主要關(guān)鍵儀表選擇（1） 控制室儀表（2） 現(xiàn)場儀表（集中部分）4 、動力問題 1. 儀表用壓縮空氣：氣源由空壓站送至各用氣裝置，至裝置區(qū)的氣源壓力不低于500KPa。氣源質(zhì)量應(yīng)符合儀表供氣設(shè)計規(guī)定要求，并且供氣連續(xù)。本工程儀表用氣容量約分別30Nm/h。 2. 電源：所有儀表均采用控制室集中供電，由電氣專業(yè)提供雙回路帶自動切換的獨立電源，DCS控制室采用UPS電源供電。五、原料、輔助材料及動力供應(yīng)（一）主要原料規(guī)格

27、表格1 表格1產(chǎn)品和主要原料的技術(shù)要求序號物 料 名 稱技 術(shù) 要 求1三氯氫硅外觀為無色或微黃色透明液體，純度98%。2四氯化硅外觀為無色或微黃色透明液體，純度96%。3硅 粉含量98%，粒度60160目4氯 氣含量99%，水份0.05%，壓力0.20.3Mpa5氫 氣含量98%，水份0.01%，壓力0.10.2Mpa表格1產(chǎn)品和主要原料的技術(shù)要求（二） 公用工程規(guī)格1.電力頻率50HZ2% 電源10000V，50HZ，3相，3線大于200KW的電機(jī) 10000V，50HZ，3相，3線小于200KW的電機(jī) 380V， 50HZ，3相照明380V， 50HZ，3相儀表電源220V，50HZ，單

28、相2.蒸汽壓力（界區(qū)） 0.6MpaG溫度（界區(qū)） 163（飽和）3.純水 供給壓力 0.3MpaG 供給溫度 最高30 殘余氧含量 最大值12mg/l（以O(shè)2計） 硅含量 最大值0.1mg/l（以SiO2計） 鐵含量 最大值0.05mg/l 固態(tài)懸浮物 最大0.1mg/l PH值 6.57.5堿值 最大0.2mg/l（以CaCO3計）硬度、鈣含量 最大0.2mg/l（以CaCO3計）鎂含量 最大0.1mg/l（以CaCO3計）硫酸鹽含量 最大0.1mg/l（以SO4計）氯化物含量 最大1.0mg/l（以Cl計）電導(dǎo)率 最大值10us/cm（在25） 正常值2us/cm 操作壓力 0.15Mp

29、aG 操作溫度 304.冷卻水 供給壓力 0.5MpaG 冷卻水回水壓力 0.15MpaG 供給溫度 最高32 冷卻水回水溫度 最高37 污垢系數(shù) 0.0004m2H.C/Kcal5.氮氣 供給壓力 0.5Mpa 供給溫度 環(huán)境溫度 純度 最小值99.9V% 含氧量 最大值50ppm 露點 在0.6 MpaG條件下，低于-30 油污及灰塵含量 無6.儀表空氣 供給壓力 0.6Mpa 供給溫度 環(huán)境溫度 露點 在0.6 MpaG條件下為-30 油污及灰塵含量 無7.工藝空氣 供給壓力 0.6Mpa 供給溫度 環(huán)境溫度 油污及灰塵含量 無8.生活用水 供給壓力 0.2MpaG 供給溫度 環(huán)境溫度9

30、.消防水 供給壓力 0.4MpaG 最大值0.6MpaG 供給溫度 環(huán)境溫度六、 建廠條件和廠址方案（一）建廠條件1、廠址地理位置平頂山市葉縣地處河南省西南部,是中南地區(qū)燃煤的主要發(fā)運地之一。境內(nèi)公路、鐵路四通八達(dá)，交通運輸十分便利。廠址位于平頂山市葉縣工業(yè)區(qū)，交通運輸十分便利。2、廠址自然條件（1）水文、氣象條件氣溫：年平均氣溫 14.9 年極端最高氣溫 42.6 年極端最低氣溫 -12濕度：年平均相對濕度 67.3%風(fēng)：常年主導(dǎo)風(fēng)向 東北風(fēng) 最大風(fēng)速 24m/s平均風(fēng)速 3.2 m/s降雨量：年平均降水量 738.6mm 月最大降水量 366.6mm雪：最大積雪深度 130mm 土壤最大凍

31、結(jié)深度 20cm 年無霜期 226天蒸發(fā)量：年平均蒸發(fā)量 2097mm 年最大蒸發(fā)量 2825mm 年最小蒸發(fā)量 1490mm（2）工程地質(zhì)資料平頂山市葉縣地貌屬于山前傾斜平原與沙河沖擊平原的交接部位，廠區(qū)內(nèi)地勢平坦，西部有溝渠存在。地貌單元屬沖積平原區(qū)，無不良地質(zhì)作用。場地內(nèi)地基土層自上而下依次為： 素填土：黃褐色，松散狀態(tài)，含較多植物根及腐植物。層底埋深為地表下0.400.5.m。 粘土：灰黑色，稍濕，可塑狀態(tài)，含少量貝殼碎片。層厚1.602.00m，層底埋深地表下2.102.40m。其地基承載力為：140KPa。 粉質(zhì)粘土：黃褐色，飽和，可塑狀態(tài)，下部含大量鈣質(zhì)結(jié)核。層厚2.803.60

32、m，層底埋深為地表下5.205.90m。其地基承載力為：135KPa。 粉土：黃褐色，飽和，稍密狀態(tài)。層厚0.600.80m，層底埋深為地表下5.806.70m。其地基承載力為：130KPa。 中砂：灰黃色，飽和，中密狀態(tài)。層厚4.305.10m，層底埋深為地表下10.8011.30m。其地基承載力為：140KPa。 粘土：褐紅色，濕，硬塑狀態(tài)，含較多鈣質(zhì)結(jié)核及少量鐵錳質(zhì)結(jié)核。本次最大鉆探深度為15.00米，為揭穿該層層底。其地基承載力為：200KPa。廠區(qū)內(nèi)土層無濕陷性和膨脹性粘土，且場地內(nèi)無古墓等地下文物設(shè)施。（3）水文地質(zhì)場地內(nèi)地下水穩(wěn)定水位為地表下2.202.25m。主要含水層為層粉質(zhì)

33、粘土層中砂，地下水類型屬潛水，弱強(qiáng)透水性，其補(bǔ)給來源及水位變化主要受大氣降水和地表水影響，地下水位變化幅度為1.50m。機(jī)井出水量穩(wěn)定，水質(zhì)良好對混凝土無侵蝕性。（4）地震根據(jù)區(qū)域構(gòu)造分析結(jié)果，平頂山凸起為一個主要由基巖構(gòu)成的較完整地塊，場地附近的斷裂規(guī)模不大，埋藏較深，活動較弱。第四紀(jì)以來，處于相對穩(wěn)定時期，歷史上未發(fā)生過0.5級以上的地震。經(jīng)分析認(rèn)為，該場地為較穩(wěn)定場地。根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB500112001)的有關(guān)條款，本場地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計特征值周期值為0.35s。該場地屬建筑抗震有利地段。場地土的類型為軟弱中硬土，建筑場地類別為II類。

34、(二)廠址方案本項目生產(chǎn)裝置均建在葉縣工業(yè)區(qū)。七、節(jié)能（一） 編制依據(jù) 國家計劃委員會、國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會、建設(shè)部計節(jié)能19972542號印發(fā)關(guān)于固定資產(chǎn)投資工程項目可行性研究報告“節(jié)能篇 章”編制及評估的規(guī)定的通知。 原化工部設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)燒堿節(jié)能設(shè)計技術(shù)規(guī)定HGJ586。（二）編制原則 認(rèn)真貫徹國家產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)節(jié)能設(shè)計規(guī)范，嚴(yán)格執(zhí)行燒堿節(jié)能技術(shù)規(guī)定，努力做到合理利用能源和節(jié)約能源。 采用適合先進(jìn)工藝的高效設(shè)備，嚴(yán)格禁止選用已淘汰的機(jī)電產(chǎn)品。 設(shè)置能耗檢驗儀表，提高自控水平，加強(qiáng)計量管理。八、環(huán)境保護(hù)（一）項目有關(guān)環(huán)境問題及擬采取的措施1、廢水：生過程中生的酸性廢水處理后達(dá)標(biāo)排放，少量生活廢水進(jìn)

35、入永祥樹脂公司生活廢水處理設(shè)施處理后達(dá)標(biāo)排入涌斯江。2、廢氣：工藝廢氣經(jīng)除塵、洗滌處理后達(dá)標(biāo)排放。3、固廢：采取回收綜合利用，送有處理資質(zhì)單位處理、送城市垃圾處理場等措施妥善處置。4、噪聲：經(jīng)減震、隔聲、消聲、吸聲等措施綜合降噪處理后，使廠界噪聲達(dá)標(biāo)。九、安全防護(hù)1、生產(chǎn)工藝中的防火防泄漏措施。 （1）三氯氫硅的合成、除塵和精餾工段。HCl氣體緩沖罐與合成爐之間應(yīng)設(shè)止回閥，防止合成爐的SiHCl3回到緩沖罐。應(yīng)控制HCl氣體的流量，控制合成爐內(nèi)的溫度。對設(shè)備管道要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，防止三氯氫硅泄漏。在生產(chǎn)中要保持整個系統(tǒng)的密閉，用99.99的氮氣進(jìn)行保護(hù)。 （2）三氯氫硅的儲存。三氯氫硅的沸點

36、較低，需在低溫下儲存，三氯氫硅的貯罐設(shè)置低溫保護(hù)裝置和降溫措施。由于三氯氫硅有潛在的燃燒爆炸危險，所以它的貯罐應(yīng)與生產(chǎn)裝置要有一定的防火間距，并且要設(shè)防火堤，降溫水的排放管道經(jīng)過防火堤處要設(shè)閘閥。貯罐應(yīng)設(shè)靜電接地裝置和避雷裝置。貯罐內(nèi)的氣相要與氮氣系統(tǒng)相連進(jìn)行保護(hù)，貯罐的氣相與外部連通的平衡管（放空管）應(yīng)與尾氣回收系統(tǒng)相連，不能直接排空，并應(yīng)設(shè)止回閥和阻火器。貯罐區(qū)應(yīng)設(shè)一個備用罐，緊急情況下應(yīng)將泄漏的貯罐內(nèi)的物料轉(zhuǎn)移至備用罐，防止大量泄漏。 2、 泄漏處理和火災(zāi)撲救1、泄漏應(yīng)急處理生產(chǎn)和儲存中如果發(fā)生三氯氫硅泄漏，應(yīng)根據(jù)泄漏量的大小劃出一定的警戒范圍，禁止無關(guān)人員和車輛進(jìn)入警戒區(qū)，切斷警戒區(qū)內(nèi)

37、的所有火源，迅速撤離泄漏污染區(qū)內(nèi)的人員至安全地帶。切斷火源。如果是貯罐發(fā)生泄漏，又不能及時排除泄漏，就應(yīng)該將發(fā)生泄漏的貯罐內(nèi)的三氯氫硅用氮氣壓入備用罐內(nèi)。如果是生產(chǎn)中的設(shè)備和管道發(fā)生泄漏，應(yīng)立即停止生產(chǎn)，并迅速關(guān)閉有關(guān)閥門切斷物料輸送。泄漏地帶有水源時，應(yīng)用干砂土圍成隔離帶，將泄漏的三氯氫硅與水隔離開來。搶險人員進(jìn)入危險區(qū)域時應(yīng)佩戴自給正壓式呼吸器或防毒面具。從上風(fēng)處進(jìn)入現(xiàn)場。應(yīng)先查明泄漏部位的泄漏狀況。由于貯存三氯氫硅的容器為常壓容器，應(yīng)針對不同的泄漏部位采取不同的堵漏措施，切斷泄漏源，用砂土、水泥吸收殘留液。盡可能切斷泄漏源，防止進(jìn)入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用砂土或其它不燃材

38、料吸附或吸收。大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容；用泡沫覆蓋，降低蒸氣災(zāi)害。在專家指導(dǎo)下清除。三氯氫硅泄漏后發(fā)生燃燒時，應(yīng)采用干砂、二氧化碳、干粉、水泥滅火，禁止直接用水和泡f沫撲救。2、防護(hù)措施呼吸系統(tǒng)防護(hù)：空氣中濃度超標(biāo)時，應(yīng)該佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)。緊急事態(tài)搶救或撤離時，建議佩戴自給式呼吸器。眼睛防護(hù)：呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。身體防護(hù)：穿膠布防毒衣。手防護(hù)：戴橡膠手套。其它：工作現(xiàn)場禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。工作畢，淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。3、急救措施皮膚接觸：立即脫去被污染的衣著，用大量流動清水沖洗，至少15分鐘。就醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少

39、15分鐘。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：誤服者用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。滅火方法：消防人員必須佩戴過濾式防毒面具(全面罩)或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服，在上風(fēng)處滅火。滅火劑：干粉、干砂。切忌使用水、泡沫、二氧化碳、酸堿滅火劑。4.環(huán)境標(biāo)準(zhǔn):中國車間衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 3mg/m3（二） 設(shè)計依據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法(1989.12.26)；中華人民共和國大氣污染防治法 (1995.8)；中華人民共和國水污染防治法 (1996)；中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法(1995.10)；建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)管理條

40、例(國務(wù)院第253號)；化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容和深度的規(guī)定；國務(wù)院關(guān)于環(huán)境保護(hù)若干問題的決定(國發(fā)199631號)。（三）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1、 環(huán)保質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB30951996）二級；地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GHZB11999）類。2、 污染物排放標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB89781996)二級；大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB162971996)二級；工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB1234890)；工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范(GBJ8785)；燒堿、聚氯乙烯工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB1558195）。（四） 環(huán)境保護(hù)監(jiān)測及綠化 為確保“三廢”達(dá)標(biāo)排放，設(shè)置環(huán)保監(jiān)測站點，設(shè)專人負(fù)責(zé)定期監(jiān)測

41、各裝置所排放的污染物，分析其變化規(guī)律，為指導(dǎo)生產(chǎn)和制定污染物控制對策提供依據(jù)。1.監(jiān)測項目大氣：氯氣、氯化氫氣廢水、廢液：PH、COD、SS、氯化物等廢渣：鹽泥濾餅噪聲：主要噪聲設(shè)備2.監(jiān)測時間和地點大氣：每月一次（事故排放時及時檢測），監(jiān)測地點為生產(chǎn)裝置區(qū)及辦公、生活區(qū)。廢水、廢液：每月一次（事故排放時及時檢測），監(jiān)測地點為各生產(chǎn)裝置區(qū)污水排放口及出廠污水總排放口。廢渣：每月一次，監(jiān)測地點為總排放點。噪聲：根據(jù)需要進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測地點為主要噪聲設(shè)備及機(jī)、泵房，廠區(qū)及生活區(qū)。3.綠化廠區(qū)綠化不但可美化環(huán)境且可防止污染，保護(hù)和改善環(huán)境方面起著特殊作用。綠色植物具有較好調(diào)溫、調(diào)濕、吸塵、凈化空氣和減弱噪聲等功能，也可起到監(jiān)測環(huán)境污染的作用。因此，搞好廠區(qū)綠化，對保護(hù)環(huán)境，改善勞動條件，提高工作效率都有一定的意義。 本工程中對新建廠區(qū)進(jìn)行綠化，選擇對粉塵有吸收作用的樹種，如刺槐、毛白楊、梧桐、泡桐、女貞等。綠化費用50萬元。9.7 環(huán)境保護(hù)投資9.8 結(jié)論該項目工藝設(shè)備先進(jìn)，“三廢”排放量少，廢氣、廢水、廢液、廢渣有妥善的處理措施，“三廢”排放均能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，不會對環(huán)境造成明顯的不良影響。同時，對排放點進(jìn)行定期監(jiān)測。在本工程中的固定資產(chǎn)投資中，環(huán)境保護(hù)的投資占有一定的比例，同時環(huán)境保護(hù)裝置能夠與本項目的建設(shè)做到“三同時”。因此，從環(huán)境保護(hù)的