年产5-万吨高浓度复合肥工艺设计.docx

年产5 万吨高浓度复合肥工艺设计
(项目建议书)

班级：08级化学工程与工艺2班
姓名： 俞 绍 权
学号： 20080300422
日期： 2011年4月8日

年产5 万吨高浓度复合肥工艺设计
(项目建议书)
1. 建设项目的目的和意义
本项目是为了投资建设一个年产5万吨的高浓度复合肥
我国是世界人口大国，也是农业大国，人多地少。如何提高粮食产量，满足人民生活需要，已经成为举国关注的焦点。化肥在粮食增产中起着巨大作用，在各项增产措施中，肥料增产作用大约占40%--65%。我国化肥使用发展很快，1980年化肥施用量为1269万吨（养分），1998年达到4085万吨，增长2.2倍，为我国的国民经济发展起到了巨大的推动作用。
而这些年来,无论国际海事国内都开始大面积使用复合肥, 因为复合肥养分齐全，副成分少。不仅复合肥的总养分含量较高，而且营养元素的种类也比较多，一般来说，复合肥含有二三种以上营养元素，这些营养元素都是农作物必需的营养成分。复合肥中含氮、磷、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯等农作物所必需的营养元素，可满足作物对各种养分的需求。同时，由于复合肥副成分少，一般不含任何无用的副成分，对作物土壤无毒害作用，可减少甚至消除副成分带来的不良影响。
土壤是农业的基础，肥料是作物的“粮食”。化肥是当前粮食生产增长不可缺少的重要的物质支持。复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。根据全国化肥试验网的测试结果：合理的氮磷钾配合，可使水稻增产40.8%，玉米增产46.1%，小麦增产56.6%，棉花增产48.6%，油菜籽增产64.4%，大豆增产17.9%。因此发展高浓度复合肥势在必行。
而目前国内复合肥生产技术离国际先进水平还有一定差距,而国内复合肥也满足不了需求,需要大量进口,因此,投资此项目的前景还是比较乐观,有很好的投资潜力。
2. 市场预测及分析
复合肥料作为化肥品种之一，由于其养分利用率高、平衡吸收、节省劳力等优点，已被人们广泛接受。而且，肥料行业总的趋势向着高浓度、复合化的方向发展。根据IFA1997年的统计资料，1997年世界化肥产量中，复（混）合肥的比重已达30%，其中氮肥15%，磷肥66%，钾肥30%被加工成复合肥使用。
　　我国目前复合肥的消费水平逐年增长，近年来我国每年进口复合肥量约占化肥总消耗量的1/3，为此耗费大量外汇。随着我国农业的发展，以及加入WTO后，迎接国际竞争的挑战，农业种植结构的调整已成为必然趋势。从产品安全、质量角度出发，农民的施肥习惯正逐步改变，从单施某一品种的单质化肥，过渡到平衡施肥，测土配肥，这不仅提高了肥料利用率，而且保护了生态环境。
目前，国内氮肥消费已经基本饱和，单一的磷肥如普通过磷酸钙等发展前景已比较暗淡。发达国家复合肥使用量占总化肥用量的80%左右，而我国不到30%，因此复合肥是未来化肥行业发展的方向。在国际上，复合肥的主要品种有磷酸二铵及根据用户要求将氮、磷、钾按一定比例调配在一起的复合肥和混配肥。在国内，高档复合肥产量尚不能满足需求，每年要大量进口，复合肥行业目前在中国正处于发展期。近几年，复合肥作为化肥市场中的“亮点”，对促进农业生产和提升化肥市场起到了重要作用，复合肥的产量和消费量增长都十分迅速。按照农业部的要求，到2011年我国化肥的复合化率将达到60%，2005 年国内化肥施用量约4700 万吨，按60%复合化率计算，复合肥施用量将达到2820 万吨，即复合肥施用量由现在的1304 万吨纯养分增加到2820 万吨纯养分。我国复合肥需求量到2011年的年均增长率将保持在7%以上。
3. 生产规模及生产方案
1) 生产规模：年产5万吨高浓度复合肥。
2) 生产方案：15-15-15为设计基础生产复合肥，其中氮，磷，钾含量分别占15%。
4. 工艺技术初步方案，采用原料路线，生产方法
1) 工艺技术的初步方案：
原料全部破碎，混合后，计算机自动配料，采用加蒸汽滚筒造粒，滚筒干燥机，滚筒冷却机，筛分后，产品自动包装，非成品破碎后返回造粒。
a) 原料配料：尿素、硝铵、氯化铵、硫铵、磷铵（磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、普钙）、氯化钾（硫酸钾）等原料按一定比例配备（根据市场需求和各地土壤检测结果）。
b) 原料搅拌： 将配好的原料搅拌均匀提高肥料颗粒整体的均匀肥效含量。
c) 原料造粒：将搅拌均匀的原料送入造粒机造粒（可用转股造粒，也可选用挤压造粒）。
d) 颗粒烘干：将造粒机造好的颗粒送入烘干机，将颗粒内含的水分烘干，增加颗粒强度，便于保存。
e) 颗粒冷却： 烘干后的肥料颗粒温度过高，易结块，经过冷却后的，便于装袋保存，和运输。
f) 颗粒分级： 将冷却过后的颗粒分级，不合格的颗粒经粉碎重新造粒，把合格的产品筛分出来。
g) 成品薄膜：将合格的产品进行涂衣包膜增加颗粒的亮度与圆润度。
h) 成品包装：将包过膜的颗粒也就是成品装袋放在通风处保存。
粉碎机
搅拌机
包膜机
蒸汽滚筒造粒
包装机
高频振动筛
滚筒式冷却机
立式粉碎机
回转筛
滚筒式烘干机
2) 原料路线：

3) 生产方法：
目前国内国际生产复合肥的方法主要有以下几种：
a) 料浆法
以磷酸、氨为原料，利用中和器、管式反应器将中和料浆在氨化粒化器中进行涂布造粒，在生产过程中添加部分氮素和钾素以及其他物质，再经干燥、筛分、冷却而得到NPK复合肥产品，这是国内外各大化肥公司和工厂大规模生产常采用的生产方法。
磷酸可由硫酸分解磷矿制取，有条件时也可直接外购商品磷酸，以减少投资和简化生产环节。该法的优点是既可生产磷酸铵也可生产NPK肥料，同时也充分利用了酸、氨的中和热蒸发物料水份，降低造粒水含量和干燥负荷，减少能耗。
以单体基础肥料如：尿素、硝铵、氯化铵、硫铵、磷铵（磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、普钙）、氯化钾（硫酸钾）等为原料，经粉碎至一定细度后，物料在转鼓造粒机（或园盘造粒机）的滚动床内通过增湿、加热进行团聚造粒，在成粒过程中，有条件的还可以在转鼓造粒机加入少量的磷酸和氨，以改善成粒条件。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到NPK复合肥料产品，这也是国际广泛采用的方法之一。
b) 部分料浆法
近年来，在TVA尿素、硝铵半料浆法及团粒法的基础上，国内又发展了利用尿液或硝铵溶液的喷浆造粒工艺-即部分料浆法，该技术利用了尿素和硝铵在高温下能形成高浓度溶液的特性（?95%），由于尿液或硝铵溶液温度高，溶解度大，液相量大的特点，以尿液或硝铵浓溶液直接喷入造粒机床层中，利用尿液或硝铵溶液提供的液相与其它固体基础肥料和返科一起进行涂布造粒，这样可以减少水或蒸汽的加入量，减少造粒物料的水含量，同样也达到减少造粒水含量、干燥负荷和减少能耗的目的。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到（尿基或硝基）复合肥料产品。目前国内开发和拥有该项知识产权的生产技术的单位为上海化工研究院等二十几个单位。
c) 融熔法
熔体油冷造粒制高浓度尿基复合肥生产技术是利用尿素厂的中间产品尿素溶液，配以磷铵、钾盐，开发成功高质量、低能耗、少污染的高浓度尿基复合肥生产技术--熔体造粒工艺，熔体造粒工艺在化肥生产中已得到应用，如尿素塔式喷淋造粒、硝酸磷肥塔式喷淋造粒和双轴造粒、硝铵塔式喷淋造粒、尿磷铵塔式喷淋造粒等。但该工艺用于制造高浓度尿基复合肥料在国内尚属空白，这一工艺由于不需要传统复合肥生产装置中投资及能耗最大的干燥系统，而且由于尿素及尿素基复合肥的特性使然，特别适合尿基高氮比的三元（N、P、K）和二元（N、K或N、P）高浓度复合肥的生产。
d) 掺混法
根据养分配比要求，以各种不发生明显化学反应、颗粒度和圆度基本一致的氮、磷、钾各固体基础肥料为原料，通过一定的掺混方法配制成养分分布均匀的掺混肥料，该法加工过程简单，装置投资费用及加工费用比较低，是一种非常实用易于推广的方法，但是，此法在生产、储运、使用时十分强调各种基础原料的颗粒尺寸、重度和圆度基本一致、使不致发生混合物结块粉碎和低吸湿点的现象。目前我国基础肥料的形状和规格尚不具备这一条件，再由研究表明：均匀肥中的P2O5 、K2O与掺混肥中的P2O5 、K2O被作物根部吸收的速度不同（6倍、4.6倍），在肥效上有点差异，另外我国的测土施肥的普及还不够，其产品在我国目前还没有被农民所认识和接受。因而该法的应用现阶段在我国受到一定程度的限制。目前我国仅有广东、天津等十几家小规模的工厂。总的说来，掺混肥料行业是化肥生产、销售和农业生产达到较高的水平后才得以实现的产肥、用肥的方式。它可以降低化肥分配、销售费用，使农业施肥科学化，有益于过度施肥造成的资源浪费和化肥污染的问题。
e) 挤压法
挤压造粒是固体物料依靠外部压力进行团聚的干法造粒过程。它具有如下优点：
（1）生产过程一般不需要干燥和冷却过程，特别适应于热敏性物料，同时可节约投资和能耗。
（2）操作简单，生产时无三废排放。
（3）能生产出比一般复合肥浓度更低的高浓度复合肥，生产中也可根据需要添加有机肥和其他营养元素。
但挤压造粒法也有不足的地方：①作为挤压造粒的关键设备挤压机由于设备制造和受压件的材质等问题，生产时材料消耗大，故障率高。②挤压机的生产能力小，很难实现规模生产。因此，该法一般用于3万吨/年以下的生产规模。该法目前主要用于稀土碳铵等复肥。拥有该生产技术的单位主要有上海化工研究院等。
4) 工艺流程

5. 原料，燃料及动力供应
氮肥：尿素，含氮46%，氯化铵，含氮24%；
磷肥：过磷酸钙，含五氧化二磷为15%；钙镁磷肥，含五氧化二磷为15%；磷酸一铵，含氮11%，含五氧化二磷为44%
钾肥：氯化钾，含氧化钾60%；硫酸钾，含氧化钾50%
燃料：无烟煤
水： 外部共给，至界区内；
电：外部共给，至界区内；
选用尿素，氯化铵提供氮肥；磷酸一铵提供磷肥；选用氯化钾提供钾肥。
氯化钾用量=5000×15%60%=12500吨
磷酸一铵用量=5000×15%44%=17045吨
假设尿素用量为x，氯化铵用量为y

x+y=50000-12500-17045 x=3253吨

求得

46%x+24%y=7500-11%*17045 y=17021吨

原料
单价（元/吨）
年消耗（吨）
总价（万元）
尿素
1900
3253
618.07
氯化铵
600
17021
1021.26
磷酸一铵
2625
17045
4474.31
氯化钾
2850
12500
3562.5
无烟煤
500
2000
100
电
0.3元/度
100万
30
水
1.0
4万
4
包装袋
2.0元/只
100万
200
总计

10010.14

6. 建厂条件及厂址初步方案
6.1地理位置
初步选定厂址在新乡孙杏村镇，总占地20亩。杏村镇地处豫北平原，地理位置优越，自然环境适宜，京珠高速公路汤阴出口紧邻厂区，京广铁路107国道、鹤台公路纵横于厂区周边，北有安阳，附近时新乡等化工生产基地，东有油城濮阳，西有煤城鹤壁，交通四通八达，物质集散十分便利。生产复合肥所需原材料、燃料及公用设施等资源十分丰富，能足以保证供给。
6.2厂域自然条件
最冷月平均气温：-2.4℃
最热月平均气温：26.8℃
极端最高气温：41.7℃
极端最低气温：-21.7℃
夏季主导风向：南风
冬季主导风向：北风
夏季平均风速：2.2m/s
冬季平均风速：2.2m/s
年平均降雨量：582.3mm
最大积雪厚度：16cm
最大冻土深度：34cm
地下水位：68m
地震裂度：8度
6.3厂内基础设施条件
（1）供水：年产20万吨高浓度复合肥生产线的尾气洗涤水将循环利用，生产装置用水量每小时6—8吨，主要为造粒用水及锅炉蒸汽用水。工厂现有深井2眼，总供水量120立方米/小时，现有供水能力能满足生产、生活的需要。
（2）供电：本项目所用电源由汤阴县电业局供给，项目实施地点距离供变电中心仅有1500米，35千伏高压线横跨厂区，进厂电压10千伏，架空线进厂。本装置生产过程系连续性生产，为三级负荷，用电总功率约1200千瓦。目前工厂现有500千伏安变压器2台，负责向老装置区供电，尚有300千伏安的富余，项目需新增500千伏安变压器2台，才能够满足项目用电需求。
（3）供汽：本项目生产过程中需对原料进行加热，因此需增加2台4吨锅炉。
6.4原料供应
年产5万吨高浓度复合肥生产线，所需原材料主要有磷酸铵、氯化钾、尿素、硫酸钾、硫酸铵、过磷酸钙等，河北邯郸、安阳、鹤壁等附近地区均有厂家生产，且供应充足，价格便宜，易购入。

7. 环境保护
7.1 设计采用的环境保护标准
《地面水环境质量标准》 GB3838-88
《环境空气质量标准》 GB3095-1996
《地下水质量标准》 GB/T14848-93
《大气污染物排放标准》 GB/6927-96
《污水综合排放标准》 GB8978-96
《工业企业厂界噪声标准》 GB/2348-90
7.2 新建项目的主要污染源及污染物
生产废水：拟建工程主要废水主要来吸收、除尘等工序，主要污染物为SS、COD、BOD5。
生活污水：厂区的生活污水。
废气：生产车间和锅炉：氯化氢、粉尘、锅炉烟气、堆场扬尘。
固体废物：锅炉灰渣、废塑料、污泥和生活垃圾。
噪声：主要源于各设备在运转过程中由振动、摩擦、碰撞而产生的机械噪声和由排风、排气等产生的气体动力噪声。
7.3 环境保护综合利用论述
7.3.1 治理措施
（1）新建项目投产后主要大气污染源为反应工序尾气、锅炉和热风炉烟气。尾气为HCl和粉尘，烟气污染物为烟尘、SO2。本项目脱硫采用石灰石脱硫，在燃烧过程中加入石灰石达到脱硫目的。烟气除尘采用高效除尘器，除尘效率99%，利用原有烟囱，高空排烟尘，充分利用大气稀释、扩散、自净能力，降低大气污染物的浓度，通过采取上述合理、有效的治理措施，锅炉所排放的烟尘、SO2等可以达到国家标准要求。
（2）产生的固体废物为燃煤灰渣、生活垃圾、废水处理污泥、废包装材料，以上固废全部综合处置。灰渣的储存、运输、粉碎都应有防尘措施，建设防尘棚、周围设喷水设施，有效控制粉尘对环境的影响。
（3）项目中的噪声来源于设备噪声，设备噪声经过安装消声器，修建隔音间、吸声墙等，噪声源的声级值可降低15～20dB(A)，各噪声源经消声隔音后均可达到厂界标准。
（4）厂区绿化
为了美化厂区、净化环境，在生产区及道路两旁均应进行绿化设计。绿化投资费用2万元。
7.3.2 预期达到的效果
本项目设计及环评提出的环保措施主要有大气、废水、噪声、固废处置等污染防治措施。在采取这些措施后，工程建设引起的环境影响具有可控性。

8. 工厂组织及劳动定员
项目实施后，运营期间厂领导班子成员设厂长1人，通过下设生产科、设备科、销售科、供应科、技术科、财务部、办公室、合成车间、分离车间、蒸留提纯车间、全质办等部门实施对全公司的生产、经营、行政、财务、后勤等工作进行组织、管理和协调。
8.2 生产班制及定员
8.2.1 生产班制划分
劳动定员由生产人员和管理人员组成，根据产品工艺流程和生产规模，按三班8小时倒班工作制生产，行政管理部门实行单班工作制，每班工作8小时。
8.2.2 劳动定员
根据国家《劳动法》有关规定，生产岗位定员按工艺生产过程需要设置，管理人员及工程技术人员按设计的组织机构设置。
本项目劳动定员70人，其中：管理人员1人，生产工人及其他人员69人。

9. 劳动定员一览表
序号
岗位
班数
人/班
合计人
1
车间主任
1
1
1
2
值班长
3
1
3
3
原料运输
3
4
12
4
原料破碎
3
2
6
5
原料计量
3
4
12
6
粉碎
3
2
6
7
造粒
3
1
3
8
烘干
3
1
3
9
筛分
3
1
3
10
包裹
3
1
3
11
计量包装
3
1
3
12
成品运输
3
2
6
13
机修
3
1
3
14
控制室
3
1
3
15
司炉
3
1
3

总计

70

10. 投资估算
土地费用
土建筑费用
设备购置安装费用
基本预备费用
建设期利息
流动资金
总计
300万
100万
250万
100万
20万
230万
1000万

11. 经济效益分析
11.1 经济评价说明
（1）本项目计算期15年，建设期1年，投产期3年，第三年达产100%；
（2）本项目其准收益率Ic=12%；
（3）本项目财务评价依据国家计委、建设部颁布《建设项目经济评价方法与参数（第二版）》及国家有关化工行业企业财税政策及规定。
11.2 成本费用估算
（1）产品成本中原材料、燃料、动力价格（不含税价）均按现行市场价计算；
原料
总价（万元）
尿素
618.07
氯化铵
1021.26
磷酸一铵
4474.31
氯化钾
3562.5
无烟煤
100
电
30
水
4
包装袋
200
总计
10010.14

（2）工资福利费：本项目劳动定员70人，工资标准为生产工人平均3万元/人年，技术人员平均8万元/人年，管理人员平均10万元/人年。福利费取工资总额10%；
（3*70+8*2+10*1）*110%=259.6万元
（3）固定资产折旧：土建分20年平均折旧，设备分12年平均折旧，残值率取5%；
（100-100*5%）/20+（250-250*5%）/12=24.5万元
（4）摊销费：10万
（5）修理费：30万
（6）其他费用：50万
生产成本表
项目
费用（万元）
原料
10010.14
工资福利
259.6
固定资产折旧
24.5
摊销费
10
修理费
30
其他费用
50
总计
10384.24

12.3 盈利能力分析
（1）销售收入
本项目实施后，正常年年产高浓度复合肥5万吨。根据目前市场销售情况，充分考虑将来市场变化因素，产品销售方案及价格（不含税）为：2550元/吨。
正常年销售收入合计12750万元。
内销增值税税率13%，城市维护建设税及教育附加费分别为增值税5%和3%。生产期平均每年增值税307.55万元，城市维护建设税及教育附加费为118.23万元和70.97万元。
（2）利润
本项目所得税税率按33%征收，生产期内平均年利润总额2365.76万元，年平均上交税金总额557.7万元,年平均净利润1311万元。
12. 结论及建议
12.1 结论
此项目建议书是为了投资建设年产5万吨复合肥生产工艺，其中材料都符合现在国家形式和标准，具有较高的可行性。复合肥是目前我国一块比较空缺也有投机潜力的化工领域，建议书中的厂址选择，原料，和生产工艺具有较高的正确和参考性。
12.2 存在问题
整个项目建议书有较高可行性，但还存在很多细节问题，在正式的建设中，还必须更加深入了解目前的复合肥生产技术和流程，厂址的具体位置，要一切从实际出发。