甲酸钠和甲酸

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咨询者：陈明　咨询时间：2007-03-15　状态：已回复

10kt/a甲酸钠工程

可 行 性 分 析

1 市场需求
甲酸钠是一种重要的有机原料，又名蚁酸钠，英文名称：Sodium formate，分子式：HCOONa。外观为白色晶体粉末。甲酸钠广泛应用于印染、有机合成、医药等化工生产领域。甲酸钠是生产甲酸、草酸、保险粉和制备还原剂、消毒剂等产品的主要原料，其用途十分广泛。
据报导全国甲酸钠总产量约在200kt/a以上,由于煤炭资源原因,其生产厂生产规模受到限制、工艺设备落后、产品单一、水电汽成本高、缺乏竞争能力。
甲酸钠的产品可以分为固体产品和液体产品两大类。液体产品主要用于生产草酸；固体产品主要用于生产甲酸、保险粉和出口。
现以生产草酸、甲酸和出口等三个方面预测甲酸钠市场需求如下:
（1）草酸市场
草酸是一种基本有机化工原料，主要应用于制药和稀有金属冶炼行业，另外还用于印染工业的还原剂、助色剂、漂白剂；皮革工业的鞣革剂；机械行业的清洗剂、研磨剂；有机合成的原料。国内主要应用于制药和稀有金属冶炼两大行业。
根据草酸行业报表统计，98年行业内草酸生产厂估计草酸年产量约9万吨。根据行业理事会介绍，草酸国内需求量自95年以来平均以每年8%的速度增加。草酸需求量最大的两个市场：一是稀有金属冶炼工业，这一市场主要分布在广东、江西、湖南、内蒙，这个市场受稀有金属出口市场影响较大，随稀土工业的冷暖草酸价格波动较大，但这一市场的草酸价格，特别是南方各省的草酸价格常年比另一市场的价格高一些。二是制药行业，这一市场主要分布在各省的中心城市北方市场比南方市场略大，这一市场对草酸的需求比较稳定，但草酸价格低于稀土市场，另外国内草酸每年有20%左右的出口市场。
吨草酸产品消耗甲酸钠约1.5吨，随着草酸国际市场的巨大需求将会促进甲酸钠产品的更大需求。
（2） 保险粉市场
保险粉，学名连二亚硫酸钠（Na2S2O4），白色或浅灰色结晶粉末。用途：纸浆漂白剂;化学纤维的稳定剂；织物漂剂；染漂工业脱氧剂；化学工业用还原剂和磺化剂；制革鞣酸剂；选矿抑制剂；水处理剂等。近年来随着中国纺织工业的复苏及外贸对保险粉需求量的增大，为保险粉工业的发展提供了有利的条件。而且应用范围不断扩大，国际国内市场需求激增。吨保险粉产品消耗甲酸钠0.93吨，保险粉产业的发展将会促进甲酸钠产品更大的需求。
（3） 甲酸市场
甲酸为无色发烟易燃液体，有渗透性刺激臭味，具有腐蚀性，还原性，爆炸极限18-57%，比重1.195g/cm3(85%酸)能溶于水、乙醇、乙醚、甘油，产品质量85%酸执行GB/T2093-93。
用途：是基本有机化工原料之一，广泛用于医药、农药、染料、橡胶、塑料等工业。在医药业上，甲酸可制取冰片、氨基比林、咖啡因、维生素B1、安乃近等药物。在农药上，甲酸可制取高效低毒农药杀虫醚、粉锈宁、三唑酮、多效唑等。在化学工业上，甲酸可制取甲酰胺、二甲基甲酰胺、防老剂等，用甲酸还可以制造皮革鞣制剂、橡胶凝聚剂、印染媒染剂、纤维和纸张的染色剂及处理剂、增塑剂和动物饲料添加剂等。
2 产品质量标准
指标名称 指标数值
一级 二级
甲酸钠含量，% ≥ 95.0 93.0
NaCl含量，% ≤ 1.00 1.50
Na2CO3含量，% ≤ 3.00 3.00
Na2S含量，% ≤ 0.10 0.20
水份含量，% ≤ 1.00 1.50
包装：编织袋内衬塑料袋，净重50kg。
3 生产工艺
1）、反应原理
先将焦炭造成CO煤气，CO再与液体NaOH反应生成甲酸钠。
化学反应： NaOH + CO HCOONa
2）、工艺过程
合成法生产甲酸钠主要以烧碱、焦炭为原料，经造气、除尘、苛化、配碱、煤气压缩、合成、蒸发浓缩、分离、烘干等过程生产出甲酸钠产品。
3）、工艺流程
焦炭 造 气 净 化 压 缩 水 洗

过 滤 结 晶 蒸 发 合 成

干 燥 包 装 产品 配 碱 NaOH
H2O
甲酸钠生产工艺示意图
河北科技大学研制的甲酸钠生产新技术首先在校办工厂实现10000t/a工程化装置，在国内率先创造了管道反应合成甲酸钠生产新技术。该技术1992年获河北省科技进步二等奖。

4、 设备一览表
设备名称 数量 规格 用电量 投资金额
煤气发生炉 2 Φ2600 4KW 10万
除尘设备 6 Φ800～1200 15万
泵类 10台套 10万
配碱、储罐 8 Φ3600 40万
压缩机 2 5.5L 250KW 40万
预热器 Φ89 9万
合成塔 1 Φ325 20万
浓缩设备 2 Φ1800 20万
分离设备 1 WH型 30KW 12万
干燥设备 1 Φ300 25KW 10万
电器设备 50万
锅炉 1 6t/h 50万
基建 50万
设计技术费 80万
总投资：约500万元，流动资金：100万元。
5 产品消耗
烧碱（100%）：0.62吨；焦炭0.4吨（或90%CO：400m3）；白灰0.06吨。
能源消耗：锅炉用煤：0.5吨左右(5000大卡以上)。电：400度。水：10吨。
辅助材料消耗：设备备件+机油十低值易耗品+工具+老保用品等：30元／吨甲酸钠。包装袋：1.1元／条x20=22元。
设备折旧：37元／吨。
6、 岗位定员(一个班组)
班长岗：l人 煤气炉岗：1人． 压机岗：1人．
配碱岗：l人 操作台岗：1人． 苛化岗：1人．
浓缩岗：1人 甩水机岗：1人． 包装岗：1人．
按四班三运转计生产车间定员：45人。
9人×4班＋4人(维修)+2人(化验)+2人(入库)+1人(主任)。
企业管理人员6人：
厂长、会计、出纳(兼保管)、门卫各一人，供销二人。
合计企业定员：51人，平均工资500元/人计。
7、 成本核算
原材料按目前市场价格估算：
项 目 单耗 单价（元/t）
金额（元/t）
烧碱（100%） 0.62吨 1800 1116
焦炭 0.4吨 1000 400
电 400度 0.6元/kwh 240
水 10吨 1 10
汽 0.5 100 50
工资及福利 44
折旧费 30
修理费 10
车间生产成本 1900
目前，甲酸钠市场售价2300元左右，产品净利税约300元/吨。年产量l0000吨计，年可获利税约400万左右。
8、 环境保护
8.1主要污染源及其控制措施
（1）废气：
炉气中烟尘用生产中的废水洗涤脱除，炉气中的CO2，硫化物用石灰乳脱除，同时副产出碳酸钙产品出售；合成甲酸钠后所产生合成塔尾气的组成如下：N2：60%，H2O（蒸汽）：35%，CO2 ：5%，这些气体混合物通过烟囱排放高空不会对大气构成污染，尾气的排放量如下：N2 90公斤/小时、648吨/年；水蒸汽50公斤/小时、360吨/年；CO2 7公斤/小时、50吨/年。
锅炉排烟量：10000Nm3 /h，含尘浓度：1800mg/ Nm3。烟煤燃烧的烟气，经高效旋风除尘及30m烟囱达标排放。
（2）废水：废水没有排放，只有卫生用水排入下水道。
（3）废渣：废渣有造气炉炉渣，锅炉炉渣和少量的石灰渣。废渣的处理：项目“废渣”属炉渣，造气炉每年烧掉4000吨焦炭产生炉渣约800吨，这部分炉渣可以用做建筑材料，不会对环境造成污染。 每年锅炉产生炉渣1000吨，同样可以用做建筑材料。石灰渣约90吨，这部分可以用做建筑材料或修路。
8.2排放方式和去向
（1）废气：高空排放。（2）废渣：可用做建筑材料出售。
8.3综合利用与治理方案
8.3.1治理原则
（1）本设计对环境保护采取了全面规划，特别是在工艺设计方案中，采用了综合利用，化害为利，不仅提高了经济效益，同时提高了环境效益，一举两得，造福人民。
（2）以防为主，治理为辅的方针，搞好“三废”处理和回收利用，尽量把“三废”消灭在生产过程中，不排放。
（3）实行“三同时”方针，“三废”排放必须达到国家标准。
8.3.2治理方案
（1）废气
本工程产生废气的部位主要有炉气，合成塔尾气和锅炉排烟，锅炉排烟经高效除尘器或水膜除尘器除尘降温后，经30m烟囱排放，可达到GB13271-91第三类区域锅炉排放标准，最大烟尘浓度小于400mg/m3；合成塔尾气中含有N2 、水蒸汽、CO2无其它污染物，直接排放。 炉气用水洗泡沫塔洗尘，炉气中的有害气体CO2，少量的硫化物用石灰乳吸收，副产轻质碳酸钙产品出售。
（2）废水
本工程产生的废水是炉气洗尘废水及卫生废水，该废水经三级沉淀池沉淀后，循环使用洗涤炉气除尘，降温。
（3）废渣
本工程产生的废渣是造气炉炉渣，灰渣和锅炉炉渣，可集中后，用于建材、筑路等材料，属于无毒炉渣，可直接销售处理。
（4）噪声
本工程中产生噪声的主要是压缩机、鼓风机和引风机，设计中均配备了消音器，使车间外最大噪音≤55分贝。
8.3.3预计达到的效果
本工程中生产“三废”排放量少，设计中对环境有影响的污染物作了综合利用及治理，因此，在生产中只要严格管理，本工程实施后不会对环境产生影响。
9、 结论
（1）近几年随着国民经济的发展及甲酸、草酸出口规模的扩大，甲酸钠产品，近几年一直畅销，价格坚挺，其销售前景将十分广阔。
（2）以焦炭或CO、液碱为原料生产甲酸钠，具有生产工艺成熟，技术先进，产品质量优良等优点。
（3）该工程集成数家（如石家庄、牡丹江、山西、山东等）生产甲酸钠的先进成熟技术，确保顺利达产达标。
（4）该项目对环境不会造成不良影响。
总之，该项目产品市场前景好，技术成熟，投资较少，利润较高，三废排放符合环保要求，项目可行。
2000t/a甲酸工程
可 行 性 分 析
1 概况
1.1 甲酸的物理性质
甲酸：无色发烟易燃液体，有渗透性刺激臭味，具有腐蚀性，还原性，爆炸极限18-57%，比重1.195g/cm3(85%酸)能溶于水、乙醇、乙醚、甘油，产品质量85%酸执行GB/T2093-93。
用途：是基本有机化工原料之一，广泛用于医药、农药、染料、橡胶、塑料等工业。在医药业上，甲酸可制取冰片、氨基比林、咖啡因、维生素B1、安乃近等药物。在农药上，甲酸可制取高效低毒农药杀虫醚、粉锈宁、三唑酮、多效唑等。在化学工业上，甲酸可制取甲酰胺、二甲基甲酰胺、防老剂等，用甲酸还可以制造皮革鞣制剂、橡胶凝聚剂、印染媒染剂、纤维和纸张的染色剂及处理剂、增塑剂和动物饲料添加剂等。
毒性与防护：甲酸为具有渗透性刺激臭味液体，对脂肪有渗解性，可经皮肤吸收，对皮肤、黏膜的刺激性强，液体能使皮肤发红、发泡并发生局部坏疽，对黏膜的腐蚀性类似无机强酸（硫酸硝酸等），甲酸气体对眼睛有强烈的刺激，吸入可引起咽痛、咳嗽及胸痛等症状。吸入毒者应立即脱离现场，呼吸新鲜空气，吸入2%的雾化碳酸氢钠，灼烧者用大量水清洗，再用2-4%碳酸氢钠溶液洗涤，严重的送医院治疗。
运输：甲酸是易燃、易爆液体，贮动时应远离热源硫酸及氧化剂，存放于阴凉、干燥通风处。
1.2 工业甲酸的质量标准
甲酸质量标准采用国家GB/T2093-93
项 目 质量指标
优等品 一等品 合格品
外观(铂钴-标准溶液)号 10 20 -
甲酸含量, % ≥ 90.00 85.00 85.0
稀释实验(酸:水=1:3) 不浑浊 合格 -
氯化物(以CI计), % ≤ 0.003 0.005 0.020
硫酸盐(以SO4计), % ≤ 0.001 0.002 0.050
铁(以Fe计),% ≤ 0.0001 0.0005 0.0010
蒸发残渣,% ≤ 0.006 0.020 0.080
1.3 原料的物化性质及规格
1.3.1 硫酸
纯硫酸为无色透明油状液体,具有较强的吸水性、氧化性，能以任何比例溶解于水，并放出大量的热量，浓度低于76%时与金属发生反应放出氢气。硫酸属于一级无机酸性腐蚀用品，接触人体引起严重烧伤，皮肤受伤后，先用布擦净，再用大量清水冲洗，必要时可涂软膏。1.3.2 甲酸钠
分子式:HCOONa，分子量:68，比重:1.919g/cm3，白色洁净粉末,具有吸湿性,溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚，本品有毒,对皮肤有较轻的刺激性。甲酸钠原料的技术指标如下：
指标名称 指标数值
一级 二级
甲酸钠含量，% ≥ 95.0 93.0
NaCl含量，% ≤ 1.00 1.00
Na2CO3含量，% ≤ 3.00 3.00
Na2S含量，% ≤ 0.10 0.10
水份含量，% ≤ 1.00 1.50
2 生产工艺
2.1 反应原理
本工艺采用甲酸钠法生产甲酸。
甲酸钠与浓硫酸进行酸化反应，生成甲酸和硫酸钠，蒸馏出甲酸气经冷排冷凝得甲酸，硫酸钠干燥后为副产品。
反应式：2HCOONa + H2SO4= 2HCOOH + Na2SO4
所用的甲酸钠中有一定量的杂质，如：Na2S、NaCl、Na2CO3等，这些杂质要求控制在一定指标内。
2.2工艺过程
2.2.1 酸化
干甲酸钠投入酸化罐，不断搅拌的情况下，缓慢加入浓硫酸到甲酸钠过量数合格为止，酸化罐内挥发的气体（主要为甲酸气体）用水吸收到一定的浓度后返回酸化罐。酸化液放入蒸馏釜。
2.2.2 蒸馏
酸化液放入蒸馏釜进行加热搅拌，使酸液气化成气体，蒸馏釜保持负压，使气体经冷凝到接受罐，其它尾气经三级吸收得到一定稀甲酸，供配酸使用。为保证甲酸产品中的Cl-、SO42-及蒸发残渣符合要求，在蒸发釜出口设净化罐。
2.2.3配酸、包装
将冷凝得到的甲酸与一定量的稀甲酸进行混配，使其浓度达到≥85%，然后用一定体积的塑料桶进行包装。
2.3 工艺流程简图
3 主要设备
主要设备一览表
序号 设备名称 设备型号 台数 功率（kw） 材 质 备 注
1. 硫酸贮罐 卧式V=8m3， 2 碳钢
2. 硫酸泵 2 2.2 碳钢
3. 硫酸计量槽 2 碳钢
4. 酸化釜 2 7.5 搪瓷
5. 蒸馏釜 2 18.5 碳钢
6. 黄酸计量槽 2 PVC
7. 黄酸泵 2 1.5 聚丙稀
8. 黄酸吸收罐 6 陶瓷
9. 黄酸罐 2 PVC
10. 净化罐 4 搪瓷
11. 玻璃冷排 2套 玻璃
12. 浓酸接受罐 4 陶瓷
13. 尾气吸收罐 6 陶瓷
14. 中间泵 2 聚丙稀
15. 配酸罐 2 PVC
16. 配酸泵 2 3.0 氟塑料
17. 甲酸贮罐 2 PVC
18. 真空泵 3 11
19. 磅秤 TGT-50
TGT-500 1
2
20. 导热油炉 1
4 环境保护
4.1污染物情况
该工程使用的两种原料在生产过程中，全部转化为两种产品，生产中的冷却水循环使用，在生产过程中除锅炉产生部分烟道气和炉渣外，工艺本身没有三废，本装置也没有大型电机和粉碎设备，对环境没有噪声影响。该工程的主要三废有：（1）废气：1吨锅炉产生的烟气。（2）废渣：1吨锅炉产生的废渣。（3）噪声：主要来自各种泵、机的机械噪声。
4.2治理措施
（1）废气治理
采用高效的除尘、脱硫设备对锅炉产生的烟气进行处理达到标准排放。
（2）废渣的处理
锅炉产生的废渣经统一堆放，做建材使用。
（3）噪声控制
通过选用低噪声的机、泵设备，控制厂区噪声符合《工业企业噪声卫生标准》。
5 经济效益分析
5.1 估算说明
（1）装置规模按2000t/a甲酸（85%）。
（2）劳动定员：5人/班，实行三班制，其中人均工资按7000元/年计算。
（3）生产车间建筑面积约270m2，库房300m2。（4）设备投资预计资金：30万元。（5）总投资约50万元。
5.2 制造成本
项 目 单耗 单价（元/t）
金额（元/t）
甲酸钠（95%） 1.47吨 2300 3381
硫酸（98%） 1.0吨 400 400
电 140度 0.6元/kwh 84
工资及福利 50
折旧费 30
修理费 10
副产元明粉 1.5吨 370 -555
车间生产成本 3400
5.3利税情况
目前国内市场85%甲酸售价在4100t，国际上甲酸售价在4700元/吨，吨产品利润约600元/t。
6 结论
（1）甲酸产品，近几年一直畅销，进入06年8月份以来价格由3500/吨涨到3800/吨 4100/吨。
（2）以甲酸钠、硫酸为原料生产甲酸，具有生产工艺成熟，操作简单，投资省，质量优等优点。
（3）采用工艺水循环回收工艺，既降低了消耗，又减轻了环境污染。
（4）该项目工艺本身不产生三废，对环境不会造成不良影响。
总之，该项目产品市场前景好，技术成熟，投资较少，利润较高，三废排放符合环保要求，项目可行。


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回复：郭玉川　回复时间：2007-04-07