化工企业年产30万吨硫磺制酸项目可行性研究报告(专业甲级资质建设投资可行性研究报告127页).doc

某某化工企业
年产30万吨硫磺制酸项目
可行性研究报告

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1 总论
1.1 概述
1.1.1 项目名称
项目名称：年产30万吨硫磺制酸项目
建设单位：某某化工厂
企业性质：国有企业
建设单位负责人：
投资项目性质：新建
1.1.2 编制依据
（1）石油和化学工业协会发(2006)76号《化工投资项目可行性研究报告编制办法》。
（2）***化工设计研究院与***化工厂签订的《30万吨/年硫磺制酸项目可行性研究报告技术咨询合同》（合同编号2008ZX43）。
（3）化工厂提供的有关本工程的基础资料。
1.1.3 编制原则
（1）遵循国家十年规划和第十个五年计划的纲要关于经济工作的设想，“十五”期间和今后十年，特别是在二十一世纪初的十年，重点发展拥有企业自主产权的高新技术和产品，通过采用高新技术改造传统产业，产学研结合，提高产品质量，加大出口产品生产能力，减少和消除污染源，实现清洁生产，并加强资源的综合利用的精神来编制本报告。
（2）贯彻国家发展计划委员会关于编制可行性研究报告要公正、客观和准确的原则。
（3）遵照“五化”原则，做到工厂布置一体化、装置露天化、建筑结构轻型化、公用工程社会化和引进技术国产化。
（4）遵照《中华人民共和国环境保护法》的规定和“三废“治理设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的原则，认真搞好”三废“治理。废液、废渣的排放达到国家或地方规定的标准和符合环境保护的有关法规，化害为利，变废为宝，进行综合利用。
（5）充分利用***化工厂内空地、已有设施以及社会服务设施，以节约投资和缩短基建周期。
1.1.4 项目业主介绍
化工厂位于***市***洛碛镇，工厂创建于1966年，经过40多年的建设，现已发展成为一个以生产染料及医药中间体为主的国有中型生产企业。全厂占地面积17万平方米（其中厂区面积9万平方米）。工厂现有职工900多人，拥有资产上亿元。
工厂所在地洛碛镇位于长江之滨，与国道319线、渝长高速公路和渝怀铁路相连，紧靠大型国际机场—***江北机场，交通条件十分优越。
化工厂目前生产经营情况正常，发展态势良好。2006年实现销售收入1.75亿元，出口创汇1289万美元，2007年，工厂主要产品2-萘酚及6-硝供不应求，价格不断攀升，全年实现工业总产值2.548亿元，销售收入2.518亿元，税金327万元，利润1051万元。
化工厂年产染料及中间体2万吨，其中，10000吨2--萘酚联产1-萘酚装置和年产4000吨6-硝基-1,2,4-酸氧体装置规模居亚洲首位，年产对苯二酚（照相级）1500吨装置在国内居第三位。工厂曾于1994～1996年连续三年荣获***市工业企业50强称号，曾被评为全国化工对外开放先进单位和出口创汇先进单位、全国自营出口先进企业、海关***关区进出口A级企业等。
自1997年亚洲金融风暴以后，由于种种原因，工厂连年亏损，濒临破产。2005年11月，***化医控股（集团）公司决定由***化工设计研究院与化工厂整合，由***化工设计研究院院长兼任化工厂厂长、法人代表。***化医控股（集团）公司注入流动资金，于2006年1月5日全面恢复生产。2006年实现销售收入1.7508亿元，出口创汇1289万美元，减亏1000万元。2007年实现工业总产值2.548亿元，销售收入2.518亿元，税金327万元，利润1051万元，结束了长达10年的亏损，走上了良性循环的发展道路。
1.1.5 项目提出的背景、投资的必要性及经济意义
1.1.5.1 项目提出的背景
化工厂每年自已要用硫酸大约10万吨，有进出口贸易的资格，进口硫磺加工成硫酸，***厂自用部分作为进料加工可以关税全免，抵扣12%的增值税。***厂与长寿化工园区距离只有十几公里，长寿化工园区没有硫酸厂，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，每年30万吨的产能在长寿本地区就可以完全消化。
1.1.5.2 项目建设的必要性
化工厂现有60吨/小时的燃煤锅炉，每天要烧大量的煤，硫磺制酸可产生3.82 MPa，450℃的中压过热蒸汽43 t/h，为了平衡***厂蒸汽用量，除部分用于发电（4500kW）外，同时抽汽30吨/小时的低压蒸汽用于生产，可以节省大量的燃煤。在能源供应相对紧张的今天，提高热能的利用效率，具有深远的社会意义和较好的经济效益。同时，也为***这样的老企业注入新的活力。
1.1.5.3 项目的经济意义与社会意义
1.1.5.3.1 经济意义
经市场调研与经济测算，本项目年均营业收入16322.92万元，年均利润总额6267.34万元，年平均净利润4700.51万元，税收总额1566.84万元，具有较好的经济效益。
1.1.5.3.2 社会意义
本项目的立项建设具有良好的社会效益：
（1）增加地方财政收入；
（2）创造就业机会26个；
（3）可以给长寿化工园区提供原料；
（4）硫磺制酸比硫铁矿制酸环保。
1.1.6 可行性研究报告研究范围
（1）生产装置
30万吨/年硫磺制酸生产装置，包括熔硫工段、焚硫工段、转换及干吸工段、空气加压工段、余热蒸汽系统。
（2）辅助装置与公用工程
硫磺库房(1250 m2)、硫酸罐区（2台5000m3储罐）、中控室、循环水（6000m3/h）、余热发电站（6000kW）及变配电。
（3）项目产品的市场需求预测。
（4）项目的环境保护、劳动安全和卫生评估。
（5）投资估算与技术经济评价。
1.2 可行性研究结论和建议
1.2.1 简要综合结论
（1）化工厂（以下简称***）立项建设的30万吨/年硫磺制酸项目，是集显著节能降耗、清洁生产、增强企业出口创汇能力等多种功能为一体的项目。项目符合国家和地方产业政策，适应国内市场需求。经过各方面调研、预测与分析，项目是必要的。拟建生产装置技术成熟先进，综合水平达到国际先进水平。所需原材料硫磺易进口，供应有保障，可以充分利用***现有辅助设施，产品主要供本厂和长寿化工园区企业使用，建设和生产条件落实。
（2）本项目建设投产后，预计年均营业收入16322.92万元，年均利润总额6267.34万元，税收总额1566.84万元，将为企业和社会带来较好的经济效益。
（3）项目根据市场导向原则，***离产品销售市场长寿化工园区只有十几公里，具有优越的地域优势。通过对园区市场发展趋势分析，项目的产品销售市场均具有充分的市场容量，此外，***本厂每年消耗10万吨硫酸。
（4）本项目生产工艺采用清洁生产工艺技术；工艺、工程、装备及自控技术先进；技术与工程方案可行，经济效益显著，抗市场风险能力强。项目所需原辅材料、技术、工程、资源、资金、市场整合优势明显。
（5）该项目的废气为含二氧化硫、硫酸尾气，采用氨水吸收尾气处理可达国家排放标准进行排放；该项目生产工艺装置中无废渣废水排放；整个项目对环境影响较小。
（6）财务评价结果表明，本项目的静、动态经济指标均满足财务要求，各项财务内部收益率均高于设定的基准收益率12%，具有较好的盈利能力和抗风险能力。项目的具体经济指标详见表1-1。
（7）研究结论
综合考虑工程建成后整个项目的经济效益，本项目产品方案合理、规模适中、建设条件适宜、技术可靠、社会和经济效益良好。因此，本项目可行。
1.2.2 存在的主要问题和建议
本项目生产中间产物SO2、SO3为强刺激性化学品，浓硫酸有强烈的腐蚀性，对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用，人体任一部位组织接触到硫酸，都会立即引起组织的破坏和严重烧伤。因此在生产过程中要防止装置泄露，并应做好安全卫生工作。本项目的建设，应根据其生产原料和产品的物理化学性质，在工程设计、工程施工、环境保护、安全卫生、生产管理等方面必须严格按规范进行。
表1-1 主要技术经济指标一览表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
生产规模

1
硫酸(98%)
万吨/年
30

2
余热发电
kWh
4500

3
副产蒸汽(1.0MPa)
吨/小时
30

二
年操作日

333天
（8000小时）

三
主要原材料,燃料用量

1
硫磺
万t/a
9.9

2
催化剂
t/a
29.7

四
公用动力消耗量

1
供水

工艺水
m3/h
169.2

循环水
m3/h
5640

脱盐水
m3/h
34
利用原有装置
2
供电

设备容量
kW
5580
10kV

设备容量
kW
2668
380V
3
燃烧用空气

最大用气量
Nm3/min
279

平均用气量
Nm3/min
260.7

五
三废排放量

1
废水

生活污水
m3/h
0.26
处理达标

循环排污水
m3/h
12
清净水直排

生产废水
m3/周
3.6
进废水处理站
2
废气
m3／h
75801.6
达标排放
3
废渣
t/h

废催化剂
t/a
29.7
废固回收站

废编织袋
万条/年
198
废固回收站

熔硫渣
t/a
678
外售作矿物制酸原料
六
运输量

1
运入量

硫磺
万t/a
9.9
火车或船运

催化剂
t/a
29.7
火车或船运
2
运出量

产品硫酸
万t／a
20
槽车

废催化剂
t/a
29.7
汽车

废编织袋
万条/年
198
汽车

熔硫渣
t/a
678

七
全厂定员
人
26

1
生产工人
人
24

2
管理人员
人
2

八
总占地面积
m2
21460.65
32亩
九
建筑面积
m2
2337.36

十
工程总投资
万元
8404.05

1
建设投资
万元
6897.60

2
建设期利息
万元
146.63

3
全额流动资金
万元
1359.82

3
30%铺底流动资金
万元
407.95

十一
年销售收入
万元
16322.92

十二
年均销售总成本费用
万元
10025.09

十三
年均利润总额
万元
6267.34

十四
年均净利润
万元
4700.51

十五
年均增值税
万元
304.87

十六
财务评价指标

1
总投资收益率

75.80%

2
项目资本金净利润率

189.75%

3
项目投资财务内部收益率

79.16%
61.73%
税前
税后
4
项目投资财务净现值
（Ic=12%）
万元
31589.36
22720.79
税前
税后
5
项目投资回收期
年
2.48/2.84
税前/税后
6
盈亏平衡点

32.42%

2 市场预测
2.1 产品市场分析
2.1.1 硫酸用途
硫酸英文通用名称sulfuric acid，分子式H2SO4，分子量：98.07，纯品是无色油状液体。工业品如含有杂质，则呈黄、棕等色。熔点 10.49℃，沸点338℃，溶于水。硫酸是一种工农业生产必需的大宗化工基础原料,用途十分广泛.在冶金工业中可用于钢材酸洗、纺织工业中可用于棉纱漂染,染料行业用于染料中间体生产,化肥行业用于磷铵、过磷酸钙的生产,有机合成工业用于脱水剂与高分子组合物,无机工业用于制取金属硫酸盐,民用用于净水剂硫酸铝等。此外,还用于制药、农药、石油精炼、制革、人造纤维、国防军工等工业部门。化肥工业是硫酸最大消费用户，世界上一半以上的硫酸用于化肥生产，我国用于化肥生产的硫酸占总产量的71％以上。由于硫酸是主要的基础化工原料,其发展程度是一个国家的工业、国民经济发达程度上的标志之一,各国对硫酸生产都比较重视。
2.2 产品供应现状及预测
2.2.1 国内产品供应及预测
随着中国高浓度磷复肥和有色金属工业的发展，中国的硫酸工业得到了迅速发展，目前我国硫酸产量居世界第一位。2006年硫酸产量突破5000万吨，达到5043.0万吨。2001年至2006年硫酸产量平均递增12.6％。
我国近几年硫酸生产情况如下表2-1所示：
表2-1 2001～2006年中国硫酸生产和需求情况 万t
年份
2001
2002
2003
2004
2005
2006
产量
2786.0
3051.9
3371.4
3994.6
4625.0
5043.0
进口量
96.2
182.3
193.9
180.3
195.6
215.8
出口量
0.5
1.1
0.6
0.5
0.4
0.4
表观消费量
2881.7
3233.1
3564.7
4174.4
4820.2
5258.4
中国的硫酸工业是从计划经济发展起来的，企业很多，大多规模很小，产业分散。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，产业集中度有了明显改善。2002年，硫酸产量超过20万吨的企业30家，生产硫酸1309.1万吨，占硫酸总产量的42.9％，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693.4万吨，占硫酸总产量的22.7％。
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，2002年硫磺进口量达到409.2万吨，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2-2 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
16.8
5.3
1996
79.2
7.6
1997
74.1
12.9
1998
117.9
29.7
1999
213.4
26.3
2000
273.3
36.8
2001
337
96.2
2002
409.2
182.3
2.3 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。2005年我国硫酸需求量3500万吨，据有关部门预测，2010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2.5万吨/年，MDI一体化项目中乙炔4.85万吨/年，氯碱0.66万吨/年，映天辉0.44万吨/年。长寿园区总的需求最近几年大约在21.45万吨/年。所以，每年30万吨的产能在长寿本地区就可以完全消化。
2.4 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，2005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2005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，2000年硫铁矿制酸成本为264.02元/吨，硫磺制酸成本242.30元/吨；2001年硫铁矿制酸成本为242.13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237.53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。
2.5 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2002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2002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***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***厂比较不具有价格上的优势。
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***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（2006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3.82MPa，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1.0MPa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（333.3天）。
表3-1 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≤0.03wt％
铁含量≤0.010wt％
砷含量≤0.005wt％
透明度≥50mm
色度≤2.0ml
符合GB534-2002工业硫酸一等品标准

CCDRI 化工厂30万吨/年硫磺制酸项目 可行性研究报告
4 工艺技术方案
4.1 工艺技术方案的选择
4.1.1 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2006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2010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，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。2005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。2002年世界硫酸产量16993.7万吨， 其中硫磺制酸占64.3％ ，到2007年世界硫酸产量达到18075.2万吨， 年均增长3.3％，硫磺制酸占总产量65％，硫磺制酸年均增长3.7％ 。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1.4%上升到2005年的42.7%。
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***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，硫磺制酸建设周期短，操作管理方便。大型硫磺制酸装置可以为企业的装置供应主要能源。
（3）***有进出口贸易的资格，进口硫磺加工成硫酸，***厂自用部分作为进料加工可以关税全免，抵扣12%的增值税。
4.1.2 国内外工艺技术概况
目前世界硫酸生产技术基本上都是采用接触法工艺，硫酸工业的技术和装备水平已处在较高水准上。我国自改革开放以来，随着几套大型硫酸装置的技术引进以及“八五”国家重大技术装备的科技攻关，使得我国的硫酸工业技术和装备水平都有了长足的发展，大型硫酸的国产化水平不断提高，与国际先进水平的差距不断缩小，主要表现在以下几个方面：
（1）生产装置向大型化发展
由于单体设备生产效率不断提高，为装置的大型化创造了条件。目前世界硫酸单系列最大生产能力已超过年产100万吨的规模。我国八十年代以来，以相继建成南化、铜陵年产20万吨硫铁矿制酸装置、云峰年产23万吨硫铁矿制酸装置、大峪口年产56万吨（两系列）和黄麦岭年产28万吨硫铁矿制酸装置、瓮福年产80万吨（两系列）和鹿寨年产40万吨硫铁矿制酸装置。
在硫磺制酸方面，以硫铁矿制酸大型装置设计、建设和运行经验为基础，多套大型硫磺制酸装置以相继建成且以平稳运行，具有较高的国产化率。苏州精细化工集团有限公司30万吨/年硫磺制酸装置已连续稳定运行多年。随着山东红日化工集团公司年产40万吨硫磺制酸装置、山东鲁西化工集团公司、***涪陵、湖北楚星化工股份有限公司等几套年产30万吨硫磺装置和南化公司磷肥厂等几套20万吨硫磺制酸装置的建成投产，标志我国的硫磺制酸已步入一个成熟可靠的大发展阶段。
（2）提高总转化率、严格控制尾气中SO2排放量
为了减轻尾气对环境污染的影响，国内外普遍采用的两转两吸制酸工艺，已将二氧化硫的转化率提高到99.7%以上，放空尾气中SO2含量降低到300ppm以下，采用含铯催化剂甚至还可以使二氧化硫的转化率提高到99.9%、放空尾气中的二氧化硫降低到100ppm以下。国内已有多套硫磺制酸装置的总转化率达到99.75%以上的水平，如苏州精细化工集团公司的30万吨/年硫磺制酸装置则达到了99.80%以上。
（3）余热利用效率提高
随着能源价格的提高，企业越来越重视硫酸装置的热能利用效率，从而提高装置的经济效益。我国大中型硫铁矿制酸及硫磺制酸装置中硫铁矿焙烧和硫磺焚烧及转化部分的高、中温位余热均已回收利用。吸收酸中的低温位热量的回收利用已起步，用于加热锅炉给水、采暖以及加热工业用水和生活用水。
八十年代以来，不断有进一步提高低温位余热利用效率的新途径出现，其中最具成效的当推美国孟山都环境化学公司开发的热量回收系统——HRS技术，利用吸收酸的低温位热量产生0.3～1.0MPa的低压蒸汽，每吨酸可产生低压蒸汽0.4～0.6吨，从而使硫酸装置的余热回收率从70%左右提高到90%以上。但由于投资高，国内到目前为止仅有一家企业引进此项技术。
（4）技术和装备水平不断提高
硫酸工业作为基础工业，加上它所处理介质的高温、强腐蚀性等特点，被科技界、工业界广泛关注。国际上硫酸工业的技术和装备水平已处在较高水准上，我国近十年来硫酸工业的设计、技术和装备水平均有较大的提高，与国际水平的差距正在缩小。就硫磺制酸来说，大型硫酸火管锅炉、大型不锈钢转换器、高效吸收塔相继投入运行，国产大型浓硫酸泵的性能基本达到国际先进水平，管式分酸器、带阳极保护的浓酸冷却器和浓酸管道已在国内广泛使用，自行设计的带旁流盘环板式换热器已在多套大中型装置中使用，均已取得了降低系统压降、提高传热系数的满意效果，并使设备布置更为紧凑。
在催化剂应用方面，与国外存在一定差距。硫酸催化剂是转化率高低的关键因素，从铂系到铁系，最后发展到钒系，除转化率不断提高外，其耐砷、耐氟等抗毒物能力不断增强。目前国外催化剂的研究比较活跃，不断有新产品推出，除原有型号外，还开发了含铯催化剂，转化率达99．7％～99．8％ ，排放尾气中二氧化硫含量减少36％～50％ 。国内催化剂目前在装填量、总转化率和使用活性方面存在较大差距，两转两吸工艺转化率达到99.5％ 已属不易，多数仅98.0％～99．3％，排放尾气达不到环保要求。
目前，国外对改进硫酸工艺进行了广泛的研究，有多项成熟的工艺应用于硫酸生产，其主要有加拿大Cansolv工艺公司开发的在一转一吸装置后增设一套吸收系统，用二胺溶液吸收尾气中的二氧化硫，然后通过加热汽捉，解吸出纯净的二氧化硫，返回干燥塔循环使用，装置的最终二氧化硫排放浓度可低至50 mg/m3 ：Lockwood Greene Petersen公司开发的SPANE工艺，即接近于零排放的硫酸生产工艺，是将古老的塔式法与现代的接触法工艺相结合，装置的投资相当于标准两转两吸的93％ ，操作能耗相当于79％ ，尾气二氧化硫浓度为8．8 mg/m3 ；印度Poseidom工程咨询公司开发的尾气循环工艺，将一部分三氧化硫吸收塔排出的尾气送回二氧化硫转化器，代替空气作为冷激气，采用一转一吸工艺时，尾气循环工艺较空气冷激工艺二氧化硫排放量减少2/3，如果采用两转两吸尾气循环工艺，二氧化硫排放量还会大大减少 。
4.1.3 工艺技术方案的比较和选择
4.1.3.1 工艺技术选择原则
一要充分体现和代表本行业的先进性、可靠性；二要降低工程投资，减少环境污染。
4.1.3.2 工艺方案及选择理由
本硫磺制酸装置工艺技术方案，是在总结国内外大型硫磺制酸的技术基础上，结合国内外近年来的实际运行经验，在稳妥可靠的前提下进行改进和提高，技术装备立足国产化。充分考虑到进口硫磺水分大、酸度高、杂质多的特点，在稳妥可靠的前提下尽量利用废热。在认真研究国内外硫磺制酸装置在设计与运行中成功的经验和教训的基础上，多方面广泛采用新技术新材料，力争使本装置在技术上更稳妥、性能上更可靠、操作上更方便、投资更省 。采用液体硫磺加压机械雾化，空气焚硫，“3+2”两转两吸工艺。设置废热锅炉，蒸汽过热器，以回收热能，产生450℃，3.82MPa的过热蒸汽，送至发电厂。选择的工艺方案理由如下：
（1）熔硫与精硫工艺
采用带搅拌的快速熔硫工艺，与常规熔硫池工艺相比，具有效率高，设备体积下。粗硫过滤采用加压过滤，与自然沉降过滤相比，过滤速度快、设备体积小、排渣操作方便。
液硫雾化器采用机械雾化工艺与空气雾化工艺相比，具有结构简单、喷嘴加工容易、不易堵塞、操作方便、不设二次加压风机、工艺配管简单、动力消耗低。
（2）采用两转两吸转化吸收工艺。
与一转一吸相比，不仅提高了硫的利用率，还降低了SO2的排放浓度，减少了环境污染。采用“3+2”两次转化工艺与采用“3+1”两次转化工艺相比，由于在二次转化增加了一段反应层，使反应温度更合理更利于获得和保持较高的转化率，因此不仅提高了硫的利用率，还降低了SO2的排放浓度，减少了环境污染。
（3）采用中高温吸收工艺
与常规吸收工艺相比，能有效抑制酸雾的形成，减少尾气中酸雾的危害，同时可以减少部分传热面积。采用阳极保护酸冷却器或板式酸冷却器，与传统的冷却排管相比传热效率大为提高，占地面积也可大大减少。
（4）余热回收工艺
在焚硫炉出口设火管锅或水管炉，转化器一段出口设蒸汽过热器，在转化器第四段之后设置中温过热器，五段出口设一低温过热器，用来回收液硫燃烧热和SO2生成SO3的反应热，产生3.82Ma、450℃的中压过热蒸汽，送发电厂发电，同时产生低压蒸汽供老厂生产使用。
4.1.3.3 引进技术和设备
（1）引进设备理由和内容
国内硫酸工业技术水平虽然取得了很大进展，但硫磺制酸技术和主要设备由于起步较晚，较国外先进水平仍有差距，主要设备性能尚落后于国外，节能技术、污染控制技术，新材料、新设备的开发及催化剂的性能方面也与国外先进水平有一定的差距。
为了保证装置操作的稳定性及控制较低的SO2排放量，装置需要引进如下设备和催化剂：
1）精硫泵：是硫磺制酸的关键设备，国内在设计和制造上还刚刚起步，质量不稳定。
2）吸收塔除沫器：国内的纤维过滤器的除雾效率较低，制造质量无法保证，尤其一吸收塔的除雾效率的高低，直接影响转化工段设备的寿命。
3）钒催化剂：国内同类产品在活性、强度、使用寿命上均较国外催化剂性能上有差距，为提高SO2转化率，保护环境，需引进。
（2）引进设备一览表
表4-1 引进设备一览表
序号
引进项目
型号及规格
数量
备注
1
催化剂
LP-120
LP-110
29.7t/a
美国孟山都公司
2
一吸塔除沫器
ES型
1套
同上
3
精硫泵
Q=8.3m3/h H=110m
2
美国lewis公司
4.2 工艺流程及消耗定额
4.2.1 工艺流程说明
（1）反应原理：
硫磺制酸主要化学反应方程式为：
S+O2 SO2 + 387.5kJ/mol
SO2+ O2 V2O5 SO3 + 9.65 kJ/mol
SO3+ H2O H2SO4
（2）工艺流程说明
30万吨/年硫磺制酸装置工艺流程包括熔硫工段、焚硫工段、转化及干吸工段、空气干燥及加压、余热蒸汽系统，其工艺流程框图见图4.1所示。

CCDRI 化工厂30万吨/年硫磺制酸项目 可行性研究报告

高温过热器