年高品質五氧化磷生產裝置可行性研究報告

1、4000噸/年高品質五氧化磷生產裝置可行性研究報告內容1產品市場預測及投資風險11產品定義五氧化二磷是化學工業(yè)中常用的原料和試劑。它可用做氣體和液體的干燥劑；在有機工業(yè)中用于合成脫水劑；制糖工業(yè)中用作精制劑；滌綸工業(yè)中用作靜電防止劑；醫(yī)藥工業(yè)中用于合成藥品；玻璃工業(yè)中用于制造光學玻璃、透紫外線玻璃、隔熱玻璃、封接玻璃、微晶玻璃及乳濁玻璃等；還用于制造五氧化二磷氣溶膠；也是制造磷酸、磷化物、磷酸鹽及磷酸酯的母體原料，又可用于生產塑料、合成橡膠和表面活性劑、潤滑油添加劑，同時也是醫(yī)藥工業(yè)等的重要原料。作為一種重要的化工基礎原料，五氧化二磷在多個領域內都有市場，它必然是長期需要的化工產品。全世界五氧

2、化二磷生產主要集中于發(fā)達國家，其中德國、法國、美國、日本是世界較早生產使用五氧化二磷的國家。在我國，隨著石油化工、農藥和塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展壯大，五氧化二磷的需求量還在不斷的增長中，市場容量巨大，合理利用我國的優(yōu)勢資源，發(fā)展五氧化二磷產業(yè)是必然舉措。目前，中國的黃磷行業(yè)整體產能過剩情況十分嚴重，價格長期處于低位。我國五氧化二磷產品所消耗的黃磷數量僅占全部黃磷產量的3.96，今后五氧化二磷的產能擴張，不會對中國黃磷市場產生較大影響。1.2下游產業(yè)發(fā)展情況分析五氧化二磷用于制造高純度磷酸、磷酸鹽和磷酸脂的原料，用于五氧化二磷溶膠合成纖維的抗靜電劑，作氣體和液體的干燥劑和有機合成的脫水劑，還用于制造光

3、學玻璃，透紫外線玻璃的乳濁玻璃，廣泛用于生產醫(yī)學、農藥、染料、阻燃劑、涂料助劑、印染助劑、抗靜電劑、磷酸酯、偶聯劑、石化等表面活性劑和催化劑等。其中發(fā)展最快的是磷酸鹽類制品，既可以做添加劑又可以做復合添加劑的基本原料和配料。磷酸鹽類制品十多年來在中國食品行業(yè)發(fā)揮了重要作用，如火腿腸是中國在世界食品工業(yè)的創(chuàng)新產品，由它產生了雙匯、雨潤等大型食品企業(yè)，火腿腸以及其它肉制品的生產都要用到各種各樣的磷酸鹽產品。另外，以五氧化二磷為主要原料的聚磷酸銨（APP）產品，大量用于生產建筑用高性能膨脹型阻燃劑。隨著中國高層建筑業(yè)大量開始采用全鋼結構，今后十年內對高性能膨脹型阻燃劑市場需求量巨大，相應帶來的五氧化

4、二磷產品需求量將逐年迅速增長。1.3五氧化二磷國內外市場綜述1.3.1五氧化二磷市場現狀分析及預測五氧化二磷是國內外市場較為成熟磷化工的產品，它是直接以黃磷為原料生產的中間產品，是精細磷化工產品生產的基礎原料。國內五氧化二磷的生產主要在我國東部地區(qū)，工業(yè)化的生產規(guī)模（單套）一般在1000噸/年，國外五氧化二磷生產技術主要為德國所有，其生產規(guī)模（單套）一般在500010000噸/年；發(fā)展五氧化二磷產品質量是核心，目前國內生產的五氧化二磷產品一般都為企業(yè)標準，由于受技術和裝備水平的限制，目前只有少數企業(yè)能夠較為穩(wěn)定的生產高純五氧化二磷產品（主含量大于99%），國外五氧化二磷產品除主含量大于99%以

5、外還要求必須是高反應活性和低砷的五氧化二磷產品。同時高純度、高反應活性和低砷五氧化二磷產品，在國內外具有較好和穩(wěn)定的市場，其產品價格比一般產品高2030%，我國五氧化二磷產品大部分主要依靠出口，近年來隨著國內外五氧化二磷產品在新領域的有效利用，其市場逐年呈增長趨勢較為明顯。目前，五氧化二磷的生產廠家有數十家，但規(guī)模大、年產在五千噸以上的廠家比較少，品質也參差不齊。由于五氧化二磷在有機、制糖、醫(yī)藥、滌綸、玻璃制造等眾多工業(yè)中均有重要用途，而這些工業(yè)產品都有相當穩(wěn)定的市場，且有穩(wěn)中發(fā)展的態(tài)勢，所以五氧化二磷在相當長的一段時間內市場的需求量還非常大，供應不足。由于受到原材料供應、交通運輸及原有規(guī)模等

6、的影響，國內的五氧化二磷生產廠家不會增長過多，但是作為眾多工業(yè)所必須的試劑和原料，五氧化二磷的應用市場長期存在，在將來的幾年內，雖然會有一些生產廠建立起來，五氧化二磷供應會逐步增加，但是相對于國內外市場龐大的需求量而言，依然是遠遠不夠的。1.3.2五氧化二磷產品產量分析及預測五氧化二磷是生產高附加值的農藥、塑料與橡膠、添加劑、潤滑油、表面活性劑、醫(yī)藥和有機合成脫水劑等的重要原料，全世界五氧化二磷生產主要集中于發(fā)達國家，其中德國、法國、美國、日本是世界較早生產使用五氧化二磷的國家。而我國則隨著石油化工、農藥和塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展壯大，五氧化二磷的應用領域和范圍也隨之不斷擴大。2004年我國五氧化二

7、磷的年產量為2.13萬噸，受需求拉動的影響，近年來國內該產品的生產能力迅速增長，到2008年國內五氧化二磷的年產量已經達到了6.7萬噸/年。目前，五氧化二磷的生產廠家有數十家，但規(guī)模大、年產在五千噸以上的廠家比較少，國內生產企業(yè)主要集中在江蘇、重慶、廣西等地。主要生產企業(yè)有重慶發(fā)始特化工有限公司（30000t/a）、廣西越洋化工有限責任公司（20000t/a）、常州市武進華洋化工有限公司（8000t/a）、常州市戚墅堰精細化工有限公司（5500t/a）、常州市政成化工廠有限公司（5000t/a）、池州龍華醫(yī)藥化工有限公司（3000t/a）、襄樊高隆磷化工有限責任公司（3000t/a）、張家港市

8、樂達化工有限公司（2000t/a）、江山龍濤化工有限公司（1500t/a）、江蘇常余化工有限公司（1200t/a）和眉山市東坡區(qū)晶鑫化工廠（1000t/a）等公司。據不完全統(tǒng)計，目前國內五氧化二磷總的年生產能力大約為1012萬噸/年。隨著今年4月份廣西越洋化工有限責任公司2萬噸/年的五氧化二磷產品的順利投產，國內五氧化二磷產品的生產能力得到了很大的提高，預計2009年國內五氧化二磷的年產量將達到近8萬噸/年。隨著國內一些在擬建項目的陸續(xù)投產，未來幾年國內五氧化二磷的年產量還將繼續(xù)增長，預計到2012年將達到近10萬噸/年。 20062013年我國五氧化二磷產品產量、消費分析及預測表（單位：萬噸

9、）年份產量消費20064.920075.820086.76.020098.06.7220107.6201210.08.520131120062012年我國五氧化二磷產品產量分析及預測圖（單位：萬噸）1.3.3五氧化二磷市場需求分析及預測五氧化二磷由于在很多工業(yè)生產中有重要用途，而在國內外有較大的需求。目前，需五氧化二磷的工業(yè)產品的市場都已經相當穩(wěn)定，使得五氧化二磷的市場需求處于相對穩(wěn)定時期。隨著我國經濟建設的發(fā)展，有機、制糖、醫(yī)藥、滌綸、玻璃制造等使用五氧化二磷的工業(yè)部門也會有大的發(fā)展，事實上這樣的發(fā)展趨勢已經非常明顯，對五氧化二磷的需求會有一定的增加。所以僅就國內市場來說，五氧化二磷的生產就

10、很有發(fā)展前景。另一方面，我國的五氧化二磷也有一定量的出口，國外市場也有需求，并且會隨著其他相關工業(yè)產品的需求量的增加而增加，市場潛力較大。2008年國內市場對五氧化二磷的年需求量大約為6.0萬噸，預計未來幾年將以12左右的速度增長，到2011年將達到8.5萬噸/年，2013年將達到10萬噸以上。20082013年我國五氧化二磷消費狀況分析及預測表（單位：萬噸）年份消費量20086.020096.7220107.620118.5201311數據來源：中國市場監(jiān)測中心 20082013年我國五氧化二磷消費狀況分析及預測圖（單位：萬噸）1.3.4我國近幾年五氧化二磷進出口量值分析近幾年我國五氧化二磷

11、進出口數量（單位：kg）隨著國際金融危機結束，世界經濟開始普遍復蘇，我國五氧化二磷產品出口將在未來幾年內國家迅猛的發(fā)展，市場前景十分可觀。1.3.5五氧化二磷價格趨勢分析國內五氧化二磷的生產有很多，品質也參差不齊，價格也比較混亂。2002年國內工業(yè)級五氧化二磷的價格為58006600元/噸，目前已經上漲至85009500噸/年。五氧化二磷的價格隨市場的變動而變動，國內市場擴大的趨勢已經顯現，隨著市場需求量的增大，而國內五氧化二磷生產量相對比較穩(wěn)定，產量增長速度不會很快，五氧化二磷的價格會呈現增長趨勢。圖2-8近年來國內五氧化二磷和黃磷平均市場價格走勢從圖可看出，近年來國內五氧化二磷平均市場持續(xù)

12、走高，其走勢與當時的黃磷價格密切相關，但遠較黃磷市場價格平穩(wěn)。本項目產品因其低砷、高純度和高活性的原因，暫定售價9000元/噸，與國內同類產品1200013000元/噸的售價，具有相當的市場競爭能力1.4市場風險我國磷礦資源近年來日漸緊缺，對上游資源依賴性強、資源消耗大的農用級和普通工業(yè)級磷化工產業(yè)影響較大，但對于五氧化二磷等精細化學品行業(yè)的影響不是很明顯，因此在未來發(fā)展中沒有資源嚴重短缺的風險。2、技術方案2.1高品質五氧化二磷產品質量標準目前我國五氧化二磷產品國家標準只有化學試劑標準，尚無五氧化二磷國家或行業(yè)標準，我國工業(yè)企業(yè)在實際生產中往往是按照企業(yè)標準或客戶定單要求進行生產。云南省化工

13、研究院在五氧化二磷項目開發(fā)的過程中對國內外五氧化二磷產品質量標準進行了檢索、分析對比。確定開發(fā)的高品質五氧化二磷產品質量以國家五氧化二磷化學試劑標準為目標產物，并進行產品質量指標和分析方法的研究。2.1.1國家五氧化二磷產品化學試劑標準五氧化二磷化學試劑（GB2305-2000）指標名稱分析純化學純含量(P2O5)%980980澄清度試驗合格-水不溶物%0.020.02總氮量(N),%0.0020.01重金屬(以P計)%0.0020.01還原性物質(以P2O3)%0.010.022.1.2國外主要生產國五氧化二磷工業(yè)標準表3-2 國外五氧化二磷工業(yè)標準指 標美國工業(yè)標準德國工業(yè)標準工業(yè)級優(yōu)級P

14、2O5(wt%)>98%>98%>99.5%P2O3(wt%)<0.02<0.02<0.01As(ppm)<50<50<20Fe(ppm)<2<2<2Pb(ppm)<2<2<22.1.3國內典型的五氧化二磷企業(yè)標準表3-3 國內五氧化二磷企業(yè)標準指標名稱指標P2O5含量% 98.5%水不溶物%0.02有機物合格Fe% 0.02砷（As）%0.01重金屬（以Pb計）%0.01還原性物質（P2o3計）%0.02澄清度試驗合格外觀白色軟質粉末2.1.4國內外五氧化二磷主要消費領域對產品質量要求概況表3-4 五氧

15、化二磷消費領域對產品質量要求概況應用領域質 量 指 標P2O5wt%P2O3wt%As(ppm)Fe(ppm)Pb(ppm)日化用有機磷酸酯>98%<0.0230-50<50<30其他有機磷酸酯96-98%<0.02<100100-200100-200農藥行業(yè)>95%<0.02100-200100-200100-200醫(yī)藥行業(yè)>99.5%<0.01<20<10<2石化行業(yè)>95%<0.02-電子級磷酸>99.5%<0.01<20<2<2從上面的生產標準看和生產的實際情況看，國

16、內廠家的產品大多為低純產品，低純度的產品占到總量的80%，所謂低純是和國外產品質量標準比較而言的，其實包含兩方面的情況，一是產品主含量P2O5和還原性物質P2O3，二是重金屬、Fe、砷等微量雜質含量，國內生產廠家即使主含量比較高，但其產品由于其他指標如砷等含量偏高，以國外的產品質量指標衡量也不算合格的產品。從國外五氧化二磷的工業(yè)生產標準要求看，其產品含量一般在98.0%以上，重金屬、砷、Fe等微量雜質的含量僅為幾個至幾十個ppm之間。因此，高品質五氧化二磷產品以國家五氧化二磷化學試劑標準來說，產品主含量P2O5、還原性物質P2O3和重金屬是產品控制的關鍵，砷、Fe等微量雜質含量列為根據五氧化二

17、磷產品應用的所有領域和用戶要求的企業(yè)靈活性控制性指標。低砷五氧化二磷產品的生產技術，一般與黃磷原料的砷含量有關，它在生產五氧化二磷的過程中只有少量隨著氣體逸出，大部分還是存在產品中，國內黃磷的砷含量一般都大于100ppm以上，要滿足低砷五氧化二磷（30ppm）產品的生產，其黃磷的砷含量一般應控制在50ppm以下。本項目高品質五氧化二磷產品建議的質量標準如下：表3-5 高品質五氧化二磷產品質量標準指標名稱指標優(yōu)等品一等品備注主含量(P2O5)%990980澄清度試驗合格-水不溶物%0.020.02總氮量(N) , %0.0020.01重金屬(以P計)%0.0020.01還原性物質(以P2O3)%

18、0.010.02鐵（Fe）ppm<10<50用戶特殊控制指標砷（As）ppm<20<50用戶特殊控制指標2.2高品質五氧化二磷生產裝置關鍵技術來源五氧化二磷生產的基本化學原理非常簡單，主要是黃磷與氧氣發(fā)生燃燒氧化反應生成磷的氧化物，本裝置主要關鍵技術由以下三部份構成。 2.2.1黃磷氧化燃燒及裝備技術特種燃燒爐結構示意圖黃磷燃燒氧化燃燒及裝備技術是由云南省化工研究院與清華大學共同開發(fā)完成的擁有自主知識產權，達到國際先進水平的科技成果，2003年獲國家發(fā)明專利授權（專利號ZL01143443.0。2008年獲得國家發(fā)明二等獎。該技術針對黃磷燃燒生產熱法磷酸生產過程中熱能利

19、用的不合理現象，采用新技術、新工藝成功研究開發(fā)了黃磷燃燒熱能回收成套裝置特種燃磷塔。特種燃磷塔是通過設計的立式水循環(huán)燃磷塔，通過燃燒熱回收副產蒸汽并可回收50%以上的黃磷燃燒熱，目前已應用的特種燃磷塔黃磷燃燒強度為3003000千克/小時，副產蒸汽壓力0.83.8Mpa，采用特種燃磷塔技術，其排出的五氧化二磷氣體的溫度一般在700左右，并可根據副產蒸汽量來進行調節(jié)，每小時副產蒸汽壓力的生產能力2.020噸/小時左右。云南晉寧黃磷有限公司4000噸/年高品質五氧化二磷生產裝置，在黃磷氧化燃燒單元其目的是合成五氧化二磷，燃燒單元產生的是氣態(tài)高溫五氧化二磷，黃磷特種燃磷塔技術是完成能夠滿足其黃磷燃燒

20、合成五氧化二磷的過程，同時可在此回收近50%以上的黃磷燃燒熱，為下單元五氧化二磷的冷析奠定了基礎。黃磷特種燃磷塔技術的關鍵是黃磷在燃磷塔內是否完全燃燒生成五氧化二磷，其判斷的標準不論是生產熱法磷酸還是五氧化二磷，都對黃磷燃燒后還原性物質三氧化二磷進行測定，云南省化工研究院的黃磷特種燃磷塔技術在工業(yè)磷酸生產應用中，其熱法磷酸中的還原性物質三氧化二磷是合格的。因此，4000噸/年高品質五氧化二磷生產裝置采用黃磷特種燃磷塔技術是可行的。2.2.2五氧化二磷冷析技術黃磷燃燒反應的關鍵設備技術是通過黃磷燃燒熱能回收成套裝置特種燃磷塔解決五氧化二磷的合成問題，其次必須解決五氧化二磷的冷析技術，在以上研究過程中化研院對五氧化二磷冷析溫度，冷析過程的氣流流速都進行了生產實踐的驗證，這對進行400