【正文】 等，高純的電子級(jí)氟化氫銨可用于半導(dǎo)體工業(yè)。 工業(yè)制品 — 可廣泛用于橡膠輸送帶、傳動(dòng)帶、實(shí)心輪胎、碾米滾筒、減振元件等。 ● 白炭黑應(yīng)用于食品牙膏工業(yè)系列 牙膏工業(yè) — 可作為新型的磨擦增稠材料用于牙膏工業(yè)。 ● 白炭黑應(yīng)用于載體填充及油漆消光系列 農(nóng)化制品 — 可作載體填充于農(nóng)藥可濕性粉劑。 吸附助劑 — 用于醫(yī)藥、飼料、食品業(yè) ,大量吸附原油 ,起到助流及抗結(jié)塊作 用。 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)白炭黑主要應(yīng)用比例是 ： 用于膠鞋生產(chǎn)占 45％ ,用于輪胎生產(chǎn)占 16％ ,用于其他淺色橡膠制品生產(chǎn)占 6％ ,用于牙膏生產(chǎn)占 9％， 用于涂 料、造紙領(lǐng)域占 8％。 在工程塑料中 ,利用共混法將氣相法白炭黑添加到不飽和聚 酯 中 , 當(dāng) SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到 5%時(shí) ,試樣的耐磨性提高 2倍 ,拉伸強(qiáng)度提高 1倍以上 , 莫氏硬度為 29,硬度接近大理石 ,沖擊強(qiáng)度也大大提高 。若用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)氣相法白炭黑進(jìn)行改性后 , 沖擊強(qiáng)度可以提高 124%, 拉伸強(qiáng)度提高 30%。 在通用塑料中 ,利用氣相法白炭黑的高強(qiáng)度、高流動(dòng)性和小尺寸效應(yīng) ,可提高塑料的致密性、光潔度和耐磨性能 。將氣相法白炭黑添加到聚甲基丙烯酸甲 酯（ PMMA） 中制成的 SiO2/ PMMA復(fù) 合材料 , 缺口沖擊強(qiáng)度提高 80%以上 ,且光學(xué)性能良好。它是一種產(chǎn)量和用量都較大的無(wú)機(jī)氟鹽，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量在數(shù)萬(wàn)噸 /年以上。由于在鋁表面裝飾工藝中開(kāi)始使用氟化氫銨作腐蝕劑，它的市場(chǎng)銷售持續(xù)增加 。 由于大多數(shù)的 氟化氫銨 的 生產(chǎn)廠家都在我國(guó)的南方地區(qū)，而且其所購(gòu)原料也恰恰大部分 來(lái)自 北方，因此，其原料成本增加，效益明顯下降，使得 氟化氫銨 的 產(chǎn) 量 有很大程度的減少 。 白炭黑 市場(chǎng)需求預(yù)測(cè) 20 世紀(jì) 80 年代初期我國(guó)的白炭黑生產(chǎn)廠不到 10 家 , 總產(chǎn)量不足萬(wàn)噸。對(duì)其中 35 家主要企業(yè)的調(diào)查和統(tǒng)計(jì) , 年產(chǎn)能力約 萬(wàn)噸 , 產(chǎn)量約 萬(wàn)噸 , 產(chǎn)品除滿 足國(guó)內(nèi)需求外 , 出口約 萬(wàn)噸。預(yù)計(jì) 2020 年我國(guó)市場(chǎng)對(duì)白炭黑的需求量將達(dá)到30 萬(wàn)噸。 產(chǎn)品現(xiàn)狀及價(jià)格 產(chǎn)品現(xiàn)狀 目前，我國(guó) 氟化氫銨 生產(chǎn)已成規(guī)模， 國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠 家 都有自己的技術(shù)服務(wù)隊(duì)伍，針對(duì)用戶的 的不同需求 、 用途 ，提供 不同規(guī)格 質(zhì)量 的產(chǎn)品 。 產(chǎn)品 價(jià)格 氟化氫銨 價(jià)格分析 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 氟化氫銨 根據(jù) 其 規(guī)格不同， 市場(chǎng)價(jià)格有所波動(dòng)，基本價(jià)格 在 6000～ 9000元 /噸左右，批發(fā)價(jià)最低一般在 5500元 /噸。 表 21 國(guó)內(nèi)主要廠家近期產(chǎn)品價(jià)格 序號(hào) 生產(chǎn)廠家 規(guī)格牌號(hào) 單價(jià) t 備注 1 上海多點(diǎn)化工有限公司 98% 8300 2 濟(jì)南浩化實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司 98% 6600 3 上海恒然化工有限公司 98% 9000 4 株洲英東實(shí)業(yè)有限公司 97% 7700 5 上海湘云化工有限公司 6500 6 昆山市富樂(lè)化工有限公司 6400 7 湖南省婁底市元通化工有限公司 % 8100 8 湖南長(zhǎng)沙大鵬實(shí)業(yè)有限公司 97% 6000 白炭黑 價(jià)格分析 本項(xiàng)目的副產(chǎn)品 白炭黑 在市場(chǎng)需求不斷增加的情況下，呈現(xiàn)不斷升溫的趨勢(shì)。 目前，國(guó)內(nèi) 炭黑 生產(chǎn)廠家主流出廠價(jià)格 因白炭黑規(guī)格不同價(jià)格也呈現(xiàn)不同的價(jià)格區(qū)間 。 表 22 國(guó)內(nèi)主要廠家近期產(chǎn)品價(jià)格 序號(hào) 生產(chǎn)廠家 規(guī)格牌號(hào) 單價(jià) t 備注 1 上海 躍江 鈦白化工制品有限公司第一 分公司 通用 5500 2 浙江更化化工有限公司 通用 6000 3 山東聯(lián)科白炭黑 有限公司 通用 4500 4 山東雙燕化工 有限公司 通用 3400 5 上海 陵?duì)柣び邢薰? 通用 4500 6 上海東建 化工有限公司 通用 5300 7 揚(yáng)中市天原化工廠 通用 5500 8 上海孚華實(shí)業(yè)有限公司 通用 6500 9 上海冬建化工有限公司 通用 5300 10 無(wú)錫市澤輝化工有限公司 通用 5200 11 無(wú)錫市金鼎隆華化工有限公司 通用 3600 本可研報(bào)告 中白炭黑 是 生產(chǎn)氟化氫銨的過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品 ， 含有其它雜質(zhì)的粗產(chǎn)品。在該廠今后發(fā)展的過(guò)程中、經(jīng)濟(jì)效益可觀的情況下，可投入資金開(kāi)發(fā)研究提高粗白炭黑純度的工藝，使副產(chǎn)品白炭黑的純度 達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 。 3 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī) 模 產(chǎn)品介紹 氟化氫銨 產(chǎn)品名稱： 氟化氫銨 別名： 酸式氟化銨 、 氟氫化銨 英文名稱： Ammonium Bifluoride 分子式： NH4HF2 分子量： 性質(zhì)： 白色或無(wú)色透明斜方晶系結(jié)晶，略帶酸味。 比重 ,沸點(diǎn) 240℃ ，熔點(diǎn) ℃ ，在較高溫度下能升華，對(duì)玻璃有腐蝕性。 用途： 能腐蝕玻璃，對(duì)皮膚有腐蝕性。 白炭黑 產(chǎn)品 名稱： 白炭黑 英文名 ： White carbon black 分子式： SiO2 性狀： 白色粉末或顆粒。 產(chǎn)品方案 氟化氫銨 產(chǎn)品方案 本項(xiàng)目 由 包頭稀土高新企業(yè)生產(chǎn)尾氣酸 及 包頭周邊有眾多 化肥廠生產(chǎn)液氨 為 主要原料 生產(chǎn)氟化氫銨 。 表 31 工業(yè)氟化氫銨技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 氟化氫銨（ NH4HF2）含量（以干基計(jì)） ≥ 干燥減量 ≤ 灼燒殘?jiān)? ≤ 硫酸鹽 (以 SO2計(jì) )含量 ≤ 氟硅酸銨〔（ NH4） 2SiF6〕含量 ≤ 外觀： 無(wú)色 菱形或片狀結(jié)晶 。 白炭黑 產(chǎn)品方案 利用 19%HF 和 8%H2SiF6的 尾氣酸與液氨反應(yīng) 制備 氟化氫銨的 過(guò)程中產(chǎn)生 副產(chǎn)品白炭黑。 nH2O。 原料方案 ● 本項(xiàng)目原料方案 是自主研發(fā)以 包頭市 多家 稀土 廠家 產(chǎn) 出的 尾氣酸為主要原料 。 ● 本項(xiàng)目在生產(chǎn)氟化氫胺過(guò)程中 用氫氟酸與氟化銨反應(yīng) 生成氟化 氫銨， 該公司有自產(chǎn)氫氟酸，該原料供應(yīng)有保障。 生產(chǎn)規(guī)模的確定 根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，目前國(guó)內(nèi)外氟化氫銨產(chǎn)品需求不斷增加，就國(guó)內(nèi)每年的消耗量約在數(shù)萬(wàn)噸以上，該產(chǎn)品將有非 常好的發(fā)展前景，并且由于廠址所在地現(xiàn)有極豐富的電力煤炭資源，又是以當(dāng)?shù)毓I(yè)產(chǎn)品為主要原料之一，是國(guó)家及當(dāng)?shù)卣e極鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)品，故本項(xiàng)目產(chǎn)品方案符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，行業(yè)發(fā)展規(guī)劃和技術(shù)政策及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的要求。根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)及 各股東 的集資現(xiàn)狀，確定 建設(shè) 規(guī)模為： 2020 噸 /年 氟化氫銨 。 4 工藝技術(shù)方案 工藝技術(shù)方案的選擇 原料路線確定的原則和依據(jù) 原料路線確定的原則 在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，原料的費(fèi)用占整個(gè)產(chǎn)品成本很大的比例。通常，在選擇原料時(shí)應(yīng)遵循如下的原則。 原料路線確定的依據(jù) 目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn) 氟化氫銨 所用的主要原料 為 氫氟酸 、 液氨 ，但該項(xiàng)目 為自主研發(fā)用稀土焙燒尾氣酸、氫氟酸 為自產(chǎn)產(chǎn)品 、液氨為 外購(gòu) 原料 生產(chǎn)氟化氫銨 。所以，確 定選擇尾氣酸、 氫氟酸 和 液氨 作為生產(chǎn) 氟化氫銨 的原料。利用該尾氣酸不僅原料充足，而且該尾氣廢酸是稀土行業(yè)的 廢棄物，最主要是變廢為寶，治理環(huán)境，將有很好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益 。其主要成分為 19%的 HF、8%的 SiF 4及 73%的 H2O。 工藝技術(shù)概況 氟 化氫 銨 合成工藝可以分為直接合成和間接合成 ， 直接合成可分為液相法和氣相法，間接合成 有 氟 化 銨 水溶液脫水制備 法。 液相 法 反應(yīng) 原理 : NH3+2HF NH4HF2 制法及工藝 :在鉛或塑料容器中 ， 投入定 量 40%氫 氟 酸，在攪拌下緩慢通入氨氣，使之充 分反應(yīng)。操作中隨時(shí)用剛果紅試劑測(cè)定，至試劑剛呈棕色為終點(diǎn)停止通氨。 氣 相法 反應(yīng) 原理 : NH3+2HF NH4HF2 制法及工藝 ：氣化的將無(wú)水氟化氫氣化后和氨氣以 2∶ 1(mol)的比例分別導(dǎo)入氣相反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度保持在 250℃ 左右?？諝饨?jīng)冷卻后 循環(huán)使用。 圖 41 氣相法 工藝流程示意圖 氟化銨水溶液脫水制氟化氫銨 將氟化銨溶液與循環(huán)母液混合，在溫度 130℃ ,真空度 33～ 40kPa 下蒸發(fā)，得到熔融物。 濾液冷卻到 25℃再過(guò)濾。生成的 NH4HF2純度≥ 99%,母液循環(huán)使用 。 英杰化工液相法合成氟化氫銨 將尾氣酸與液氨在反應(yīng)罐內(nèi)混合，在常溫下反應(yīng)生成氟化銨溶液。 工藝流程和消耗定額 反應(yīng)原理 1） SiF4＋ 6NH3 ＋ 2HF＋ 2H2O 6NH4F＋ SiO2 2） NH3+HF NH4F 3） NH4F+HF NH4HF2 全廠工藝流程簡(jiǎn)述 原料尾氣酸由隔膜泵 從原料罐打入 攪拌式反應(yīng)釜中，同時(shí)將液氨通NH3 冷卻 AHF 反應(yīng) FAN 凝華 分離 成品 FAN 入反應(yīng)釜，在反應(yīng)釜中攪拌、中和約一小時(shí)左右完成中和，為使反應(yīng)完全，參加反應(yīng)的液氨 應(yīng) 過(guò)量， 在反應(yīng)綜合液 PH=8的條件下 生成白炭黑和NH4F的混合料 ，然后將反應(yīng)料排入澄清池自然沉降 24 小時(shí)后 將 料液中 沉淀于沉淀池底部 的 白炭黑 與 含少量 清夜的混合物用泥漿泵抽送至壓濾機(jī)過(guò)濾分離 得固體 粗 白炭黑，清夜重新返回澄清池，澄清池上層的清夜用清夜泵送至清夜池， 清夜通過(guò)管路與蒸發(fā)器相連在蒸發(fā)器負(fù)壓的作用下自動(dòng)吸入蒸發(fā)器， 同時(shí)加入 20%的 HF,反應(yīng)生成 NH4HF2同時(shí) 蒸發(fā)掉溶液中含微量 NH3的水蒸汽 后 ， 溶液 變?yōu)闇囟容^高的 NH4HF2過(guò)飽和溶液，從蒸發(fā)器 底部出料口放入小車內(nèi) 自然冷卻 24 小時(shí)后隨著溫度的降低， NH4HF2由于溶解度變小而析出大量結(jié)晶，用離心機(jī)分離所得固體即為產(chǎn)品 NH4HF2，濾液進(jìn)入濾液池后重新打入蒸發(fā)器蒸發(fā)。流程圖見(jiàn)圖 4－ 2。 本項(xiàng)目是一 較 小 型企業(yè)，自控水平及控制方案在滿足生產(chǎn)的前提，盡量采用簡(jiǎn)單 易行、安全可靠并便于操作的常規(guī)檢測(cè)儀表 ，測(cè)控系統(tǒng)及故障保護(hù)系統(tǒng) 。 溫度測(cè)量?jī)x表 ● 就地溫度測(cè)量 一般選雙金屬溫度計(jì) ● 集中溫度測(cè)量 選分度號(hào)為 Pt100 鉑熱電阻 熱電阻應(yīng)符合 IEC751標(biāo)準(zhǔn)或選用熱電偶 分度號(hào)根據(jù)工藝條件選擇，熱電尾氣酸 噸 蒸 發(fā) 合 成 澄清池 反應(yīng) 罐 液氨 噸 NH4HF2 噸 噸 噸 H2O 噸 偶應(yīng)符合 IEC584 標(biāo)準(zhǔn) 壓力測(cè)量?jī)x表 ● 就地壓力測(cè)量 一般選彈簧管壓力表，對(duì)腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)應(yīng)選用隔膜壓力表 ● 集 中壓力測(cè)量 均選用電子式儀表，二線制、 4— 20mA DC 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。根據(jù)工藝介質(zhì)測(cè)量要求也可選用其它類型流量?jī)x表。 液位測(cè)量?jī)x表 一般液位測(cè)量選用差壓式儀表，對(duì)腐蝕性的介質(zhì)選用法蘭式差壓儀表，根據(jù)工藝要求也可選用其它類型液位計(jì)，儲(chǔ)罐類選用浮標(biāo)液面計(jì)。 儀表防護(hù) 電子 /電氣儀表應(yīng)滿足相應(yīng)區(qū)域的防爆等級(jí)。 電子控制系統(tǒng)應(yīng)是本安型，以確保在危險(xiǎn)區(qū)域與非危險(xiǎn)區(qū)域電氣的隔離。以滿足現(xiàn)場(chǎng)氣候條件要求。 DCS， PLC 和一些重要現(xiàn)場(chǎng)儀表電源應(yīng)由 UPS（不間斷電源裝置）提供 220V 50HZ交流電 源。 UPS 應(yīng)配用高性能蓄電池，蓄電池容量應(yīng)考慮 30 分鐘備用時(shí)間。 本項(xiàng)目主要設(shè)備有 蒸發(fā)器 、 反應(yīng) 罐、 過(guò) 濾機(jī) 、離心機(jī) ，環(huán)保設(shè)施、輔助設(shè)施 等 。 表 41 主要設(shè)備一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格型號(hào) 操作條件 數(shù)量 材質(zhì) 溫度 （℃） 壓力（ MPa） 容積（ M3） 物料 1 水池 φ 常溫 常壓 300 水 1座 砼 2 酸儲(chǔ)罐 φ 3000 2020 常溫 常壓 15 尾氣酸 4臺(tái) PP 3 液氨儲(chǔ) 罐 常溫 100 液氨 1臺(tái) 16MnR 4 反應(yīng)釜 φ 1200 1500 常溫 常壓 中和液 6臺(tái) PP 5 澄清池 8000 50003000 常溫 常壓 100 中和液 2臺(tái) 砼＋ PP 6 過(guò) 濾機(jī) HOL31000 常溫 常壓 白炭黑 沉淀 1臺(tái) 組合 件 7 清液池 8000 50003000 常溫 常壓 100 中和液 1臺(tái) 砼＋ PP 8 蒸發(fā)器 SWZ13505 60