離子膜經濟技術研究

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1國外離子膜制堿的發展概況

由于離子膜法制堿技術具有比較大的優勢,因此該項技術自誕生以來就得到了快速發展。1987年,離子膜制堿占世界燒堿總產量的10%,1990年上升到18%,1993年達到23.6%,1997年達到30%。預計到2005年,離子膜法制堿將占世界燒堿總產量的40%。離子膜法制堿在能源費用較高的地區發展更加迅速。如亞太地區1995年的離子膜法燒堿已經占該地區全部燒堿總產量的67.5%。在日本,1999年,幾乎全部的燒堿都是離子膜堿。由于國際上離子膜制堿的快速發展,促使相關的技術和設備公司加緊研究和開發離子膜法制堿的成套技術和設備,并大舉向世界市場擴張。至2000年,國外8家擁有離子膜法制堿成套技術設備的公司已經有7家登陸中國大陸市場。過去因為價格太高而無法進入中國的德國伍德公司,也采取策略,與意大利迪諾拉公司成立合資的伍迪(Uhdle-DeNo-ra)公司,降低技術和設備的銷售價格,于2001年成功登陸中國。這樣,中國的氯堿生產行業已經被國際上的全部8家擁有這項技術和設備的公司打開了大門。

2國內離子膜制堿的發展概況

10多年來,我國的氯堿生產技術得到了快速發展。1986年6月,我國第一套從日本旭化成公司引進的離子膜法制堿裝置在甘肅鹽鍋峽化工廠投產。此后,黑龍江齊齊哈爾化工廠、上海天原化工廠、天津大沽化工廠、北京化工二廠等廠家也陸續開始引進國外成套技術和設備,至1988年全國已具備10×104t/a離子膜法燒堿的生產能力。從1999年開始,全國氯堿企業進行了新一輪的燒堿擴產潮,到2004年,離子膜法燒堿產量約占全國燒堿總產量的35%,未來5年內仍將有不少氯堿企業擬建離子膜法燒堿生產裝置,預計“十一五”末期離子膜法燒堿將占全國燒堿總產量的45%左右。目前,我國通過消化引進技術已經具備了制造離子膜法制堿的關鍵設備———電解槽的能力,但還沒有形成標準化的成套離子膜制堿生產技術和裝備。離子膜制堿的另一關鍵配套產品———離子膜則被美國杜邦、日本旭化成和旭硝子三家公司所壟斷,全部離子膜都需要從國外進口。2004年下半年,有關離子膜的研發技術正式列入國家“863計劃”,預計在不久的將來,氯堿企業就可以用上價廉物美的國產離子膜了。

3江漢鹽化工燒堿產能擴大的可行性分析

3.1市場需求分析

目前湖北省離子膜燒堿生產廠家僅有江漢鹽化和宜化集團兩家,年產量合計只有10×104,t離子膜燒堿在湖北處于供不應求狀態。江漢鹽化工總廠自投產以來,高質量的產品在客戶中樹立了良好的形象,已經在湖北、湖南、安徽、江西、上海等省市建立了一批需求穩定的用戶。尤其是在江漢油田整體加入中國石化集團以后,與集團內部的有關廠家建立了良好的關系,出現了供需雙贏的形勢,有關廠家要求我們提供更多的產品。

3.2配套裝置分析

江漢鹽化工氯堿裝置的上游原料是自產的精制鹽,這一點與國外的許多氯堿企業相同,卻是國內許多氯堿廠所不具備的。用精制鹽制堿可以為電解槽輸送穩定和優質的精制鹽水,有利于延長離子膜的使用周期、降低電解電耗、減少鹽泥排放、提高生產效率。同時我廠原有的化鹽、鹽水精制、氯氣處理、氫氣處理、冷凍、空壓、氯氣液化等配套裝置中,部分具有富余能力,經過適當改造就可以滿足擴建2×104t/a燒堿的要求。

3.3投資金額分析

通過對配套裝置改造費用、電解主體裝置投資額進行分析測算,江漢鹽化工擴建2×104t/a燒堿的總投資可以控制在3000萬元以內,每萬噸燒堿的投資不多于1500萬元。此外,多年來江漢鹽化工培養出了一支熟悉技術、善于管理的干部隊伍,他們認真研究離子膜電解工藝技術,根據實際情況精細測算、嚴格管理,也可以大大地控制住投資。由此可見,江漢鹽化工擴建2×104t燒堿的投資優勢非常明顯。

4燒堿擴建工程的實施情況

2×104t離子膜燒堿擴建工程于2004年2月6日開始土建施工,2004年3月15日設備、管線開始安裝,2004年5月28日安裝完成,主體裝置經過管線吹掃、試壓、試漏,電器、儀表調試,清水聯運等步驟,于2004年6月14日投料試運一次成功,生產出了質量合格的離子膜燒堿。該工程僅用4個月時間就完成項目改造,創造了國內同類裝置施工的最新、最好記錄,而且投資總額控制在3000萬元以內,受到了同行專家的好評。目前擴產裝置正在進行試生產。在項目實施過程中,主要做了如下工作:

4.1認真審核圖紙、確保設計最優

氯堿擴建工程的施工圖包括平面布置圖、工藝流程圖、安裝詳圖三大部分。由于設計單位對我廠現場情況不太熟悉,因而給出的圖紙與現場實際有一定的偏差。為此技術人員認真審核每一份圖紙,多次與設計單位進行溝通,確保設計方案與我廠實際情況一致。例如在平面布置圖設計中,設計單位給出的電解廠房內行吊軌道頂標高為11m,而我廠利用的是原固堿廠房,行吊軌道頂標高只能提高到9.6m,如果按照設計單位的要求,需要掀掉固堿廠房房頂,這樣就會增加一筆額外的費用。為了解決這個問題,項目組技術人員通過對吊裝物、吊裝空間進行實際測量,發現行吊軌道頂標高9.6m完全可以滿足吊裝要求,便及時向設計單位通報,更改了設計,避免了不必要的投資。與此同時,我廠技術人員根據多年豐富的離子膜電解生產經驗,將電解槽陰陽極循環泵由管道泵改為臥式離心泵,將進口控制系統改為國產DCS,嚴格計算、精心選擇電機功率,同設計單位提供的參數相比,整個裝置的電機功率減少了20kW,僅此幾項即降低投資100萬元,每年節省電費7萬元。

4.2精打細算、精心組織、盡力節省工程投資

我廠2×104t燒堿擴建工程建設之時,適逢國內鋼材、水泥等原材料價格普遍上漲,而我們僅有的有利條件是電解廠房不需要新建。面對嚴峻形勢,項目組通過嚴格按計劃使用資金,研究減少投資的途徑,盡量減少施工開支,降低施工成本等有效措施來控制投資,取得了明顯的成效。具體做法有:

4.2.1能利用的舊設備、舊材料盡量利用

在新建裝置中,精鹽水罐、純水罐利用的是我廠原有的舊罐;樹脂塔后調節閥利用的是原3.3×104t裝置的LV-1951閥;變壓器檢修軌道利用的是從固堿廠房拆下來的行吊軌道;廠房內管架、支架利用的是從外廠抵債回來的舊鋼材;廠房內的主行吊利用的是稍加改進的原固堿廠房內行吊。這些舊設備、舊材料的利用,共為該工程節省投資近50萬元。

4.2.2嚴格執行招投標制度,保證投資控制在計劃之內

鹽化工總廠2×104t/a燒堿擴建項目計劃投資3000萬元,其中各類物質(主體設備、備品備件、原輔材料等)采購金額為2500萬元左右。為最大限度地節約采購資金,總廠專門成立了由相關部室人員和廠領導組成的招標委員會,規定金額超過5萬元的物質采購必須進行招標。據工程竣工后統計,此舉共節約采購資金近200萬元,保證了總投資控制在計劃之內。

4.2.3強化施工監督、減少施工開支、降低施工成本

項目組在施工隊伍中堅持先算帳、后干活的原則,并充分發揮技術人員的作用,做好施工準備,編制好施工方案,尋求最佳、費用最低的施工作業途經,力求技術降耗,盡量避免重復施工和返工現象的發生;在材料的領用過程中,堅持誰領用誰登記誰負責的原則,而且規定施工隊必須每天向項目組相關負責人匯報材料的使用情況,有效地杜絕了施工單位浪費材料的情況發生,節約了施工費用。

4.3優化現場管理、嚴把施工質量安全關

在2×104t燒堿擴建工程施工現場,有時不同的施工隊會出現交叉作業的現象,為保證施工質量和安全,項目組進行了周密的安排,制定了嚴密的措施:(1)鋼管、鈦管、塑料管、貯罐、機泵、儀表、電器等的安裝由專門的技術人員負責,保證各安裝現場均有項目組人員監督;(2)嚴格控制進場材料、設備的質量,嚴禁“三無”產品進入施工現場,為確保工程質量創造了條件;(3)施工過程中,嚴格執行“三檢制”,施工單位、項目組、監理公司的現場監督及實施的質量否決制和每周四的質量講評會,使工程質量時刻處于受控狀態之中;(4)〗做好施工隊伍的安全教育工作,發現違章操作現象及時提出批評,甚至不惜停工處理,以確保工程施工安全;(5)堅持每天對施工單位進行例行安全檢查,發現隱患,責令其立即整改;在嚴格的措施和制度的保證下,整個工程施工期間沒有發生一起安全事故,管線試壓、試漏全部合格,為投料試車一次成功提供了充分的質量保證。

5經濟效益分析

2×104t燒堿擴建項目完成后,每年因此產生的經濟效益為:①新增燒堿產量2×104t/a,按1400元/t計,新增銷售收入:2×1400=2800萬元/a②新增氯氣產量1.84×104t/a,按1500元/t計,新增銷售收入:1.84×1500=2760萬元/a③年用鹽3.2×104,t按300元/t計,用鹽成本為:3.2×300=960萬元/a④噸堿電耗2400kw.h,電價按每度0.412元計,用電成本為:2×2400×0.412=1978萬元/a⑤該工程總投資為3000萬元,折舊按8年提取,則折舊費用為:3000÷8=375萬元/a⑥離子膜壽命按3a/批計,每批膜換膜費用約為400萬元,則年攤銷為:400÷3=133萬元/a⑦維修費:80萬元/a⑧人工費:該工程投產后,新增員工20人,按人均工資及附加2萬元/人年計,人工費為:20×2=40萬元/a。以上合計綜合效益為:①+②-③-④-⑤-⑥-⑦-⑧=2800+2760-960-1978-375-133-80-40=1994萬元/a即不計貸款利息,本項目的利稅達到1994萬元/a,效益比較可觀。6結束語江漢鹽化工總廠在仔細分析了國內外氯堿發展狀況的基礎上,結合本廠自身實際,以最短的時間、最少的投資進行了2×104t燒堿擴建工程,實現了裝置產能的擴大,創造了國內同類裝置施工的最新、最好記錄,取得了良好的經濟效益。同時該工程的成功經驗對國內其它類似廠家的改、擴建具有很好的借鑒作用。