综合利用造纸黑液制万吨DMSO.doc

综合利用造纸黑液
建年产10000吨二甲基亚砜生产装置

项目建议书
（修订稿）

总工程师： 田锡义
QQ88395091
手 机：13942612808
电 邮：txy124@

2011年11月8日

综合利用造纸黑液建年产10000吨二甲基亚砜装置
前言：
综合利用造纸黑液生产精细化工产品：二甲基亚砜（简称DMSO）,效益可观。每吨DMSO售价12000元，利润约4478元。建年产10000吨DMSO装置需投资6000万元，年产值1.2亿元，利润约4478万元。综合利用造纸黑液生产二甲基亚砜，技术成熟，效益显著，早在美国、加拿大造纸制浆行业普遍应用,美国Gaylord公司用造纸黑液回收的二甲基硫醚（DMS）生产二甲基亚砜（DMSO)年产20000吨，已经有五十多年历史。我国也早有重视，但是因为跨行业工程在计划经济时期无法实施。但是，在60年代，已经有吉林造纸厂、丹东鸭绿江造纸厂、天津造纸厂都进行过中试，国内造纸厂与我合作，利用黑液回收DMS，利用我的DMSO成熟氧化、精制技术，合作完成DMSO的研究任务。
我国是世界上最大的二甲基亚砜生产和出口国家，年生产能力已达到五万吨。二甲基亚砜国内市场多年来由于供不应求，价格上升,出口量大,效益显著,全国各地竞向发展。但是，国内大多数是用二硫化碳—甲醇或硫化氢—甲醇为原料生产DMSO，不仅收率低、成本高，而且污染重，尾气回收困难。特别是最近原料二硫化碳每吨由2800元涨到6000元，原来老企业亏损，无法继续维持生产。从2009年起在国内使用我的专利《利用不纯硫化氢生产二甲基硫醚、硫醇》建成四个万吨工厂：鲁南化肥厂是用化肥副产硫化氢、甲醇建成；沧州炼油厂是用炼油废气硫化氢、甲醇建成；重庆兴发金冠化工公司是用二硫化碳尾气硫化氢、甲醇建成年产10000吨DMSO工厂，由于技术成熟、效益显著，于2011年又建成第二套10000吨装置投产。但是，所有生产装置都无法与造纸黑液法相比。
二甲基亚砜生产的主要原料是二甲基硫醚（DMS），DMS的原料来源有以下四种：
（1） 造纸黑液法；（成本最低，工艺简单，属于综合利用，但只限于造纸厂，最好是针木硫酸盐纸浆黑液。）美国盖洛德公司用此方法生产五十多年。
（2） 硫化氢与甲醇；（可利用废气硫化氢，成本略低，工艺复杂，限于石油加工或化工厂。）
（3） 二硫化碳与甲醇；（成本高，工艺复杂，尾气处理困难。）
（4） 硫酸二甲酯与硫化碱；（成本高，原料缺，三废处理难。）
造纸黑液法生产DMS最经济，而且将黑液加硫化碱制得甲硫醚后，不但不影响碱回收，而且有利于碱回收。
本厂有充足的硫酸盐纸浆黑液，又具备配套联产的优越条件，是建厂开发的好项目，好时机。
二甲基亚砜是一种优良的溶剂和药物,历来被称为“万能溶媒”和“万能药”,广泛应用在石油化工、医药、农药、芳烃抽提、人造羊毛、电子和国防工业中。本人从66年起对二甲基亚砜进行专项研究，先后在国内建成年产400吨、1000吨、3000吨、6000吨、10000吨以二硫化碳甲醇为原料生产DMSO的 装置10套，以硫化氢为原料生产硫醚四套，投入正常生产，目前尚有四家计划建厂。DMSO在中国已有46年生产历史，由此证明：二甲基亚砜生产技术成熟可靠。
建年产10000吨的二甲基亚砜车间需占地6000M2,建生产及辅助厂房2000 M2,电力增容1200KVA（包括空分制氧）,安排劳力80人,需投资6000万元,计划建厂时间18个月。建成投产后年产DMSO优级品10000吨，年产值1.2亿元，年利润4878万元，增加年税收1200万元，年利税总收入6078万元。投资回收期为投产后1.3年。

一.项目名称:
综合利用造纸黑液建年产10000吨二甲基亚砜生产车间。
二.产品名称及性质:
1.名称:二甲基亚砜(DMSO) (CH3)2SO
2. 性质:无色、无毒、无臭、透明的液体（或结晶）、易溶于水、乙醇、丙酮、乙醚和苯，属于极性溶剂，不溶于石蜡。沸点：1890C 比重：1.10 ，冰点：18.450C。
三.产品规格及用途:
1.优级品DMSO：
(1.)外观;无色透明液体或晶体。
(2.)含量≥99.8%
(3.)酸值≤0.04mgKOH/g
(4.)凝固点≥18.20C
(5.)水份 ≤0.5%
(6.)比重 :(200C)1.098-1.106
(7.)折射率:(200C)1.4722-1.4789
(8.)透光度:(400nm)≥95%
2.用途:二甲基亚砜是一种优良溶剂和药物,素有“万能溶媒”,“万能药”之美称。广泛应用于石油、化工、医药、农药、合成纤维、电子及国防工业中。如生产氟哌酸、合成黄莲素、菸酸肌醇酯、骨友灵、肿瘤净、脚气药、芳烃抽提、人造羊毛、抗氧剂、仁丹士兰、碳纤维、大容量电容器、集成电路清洗、农药医药增效剂等,特别是碳纤维的快速发展，每吨碳纤维需要2.5吨DMSO溶剂。
四.产品销路及市场预测：
1.世界市场：
2006年世界总产量约5.5万吨，其中：法国1.2万吨、美国1.3万吨、中国2.2万吨、日本0.6万吨，其他2000吨。世界总需求量约每年9万吨:法国2万吨、美国1.8万吨、日本1.2万吨，德国1.0万吨、印度0.8万吨、中国1.5万吨、其它国家0.5万吨。过去以合成含氟药和染料中间体溶剂、医药需求为主，近年来碳纤维、电子工业、有机合成应用增多，因此近五年来市场需求剧增，供不应求。
2.国内市场：
国内2007年产量总计2.5万吨。其中：湖北兴发8600吨，盘锦6700吨、本溪成德1800吨，山西原平1800吨、辽宁北票1500吨、山东鲁南1500吨，山西榆茨1300吨、山西太古660吨，辽宁南芬440吨，山西闻水400吨，河南林县300吨。国内销量约1.5万吨，出口近1万吨左右。
国内主要用户如：河南康泰公司精细化工厂750吨、浙江横店得邦公司960吨，京新制药600吨，黄岩东亚药厂250吨，沈阳新世纪公司800吨，杭州达康化工公司720吨，杭州麦迪科化工公司840吨，杨中化工实验厂200吨，江苏江春化工厂400吨、前丰化工厂300吨、盐城振华有机化工厂300吨、江阴化工二厂330吨、浙江明星化工厂200吨、椒江化工厂300吨、仙居化工厂200吨、上虞东南化工厂150吨、北京石化总工司200吨、辽阳石油化纤总公司200吨、本溪三药厂200吨及各大药厂、医院、科研单位等，属江、浙两省用户最多。2005年以后形势大变，产销两旺，出口剧增，产品价格涨到16000元/吨，一直供不应求，各生产厂家纷纷扩建改造。
进几年晴纶纺丝、碳纤维的发展需求量增长很快：如：威海拓展碳纤维公司明年需要5000吨，还有中复神鹰连云港1万吨、吉化公司5千吨、大连碳纤维厂5千吨、沈阳中恒5千吨等，碳纤维行业产量需按1：2.5的DMSO配套，经过回收后也用1:1的DMSO。
我国是世界上DMSO生产和出口第一大国，每年出口量在1—1.5万吨，主要国家是印度、美国和日本等二十多个国家和地区。印度主要用于制药，美国、日本和东欧国家主要用于电子、碳纤维、晴纶、芳烃抽提和有机合成溶剂。台湾的用量也近0.5万吨。
3.产品质量及价格：
目前中国产品质量超过法国,并且价格低于国外厂家，迫使法国、美国等产品从中国和东南亚市场撤出。法国产品为1760美元／吨；美国产品1880美元／吨。在东南亚市场上中国产品14700美元／吨（2004年），因此中国产品价格最低。国内市场价格目前在12000—14000元／吨之间。由于国际市场硫磺价格飞涨，二硫化碳价格已从2800元/吨涨到6000元/吨，原料价格成倍增长必然推动DMSO涨价，预计今年下半年价格会上升到13000--14000元/吨。
4.市场预测：
国内盘锦生产厂销售情况：91年576吨、92年1407吨、93年1865吨、94年2028吨、95年2765吨、96年2085吨、97年3180吨、98年4000吨、99年4700吨、2000年5000吨、2001年5900吨、2002年6600吨、2003年予计7000吨，平均增长速度37％。2007年已达到2.5万吨/年预测2010年国内需求量超过5万吨、世界需求量超过15万吨。特别是碳纤维的快速发展，带动DMSOD的发展，每吨碳纤维需要配套2.5吨DMSO ,经过回收后还需要1吨，因此二甲基亚砜的市场需求旺盛，特别是西方国家劳动力和环保费用高昂，产量增长缓慢。美国、日本等国近几年年大量进口，正是中国发展亚砜进军世界的好时机。
由于市场形势好，产品供不应求，价格上扬，许多停产的DMSO小厂恢复生产；老厂翻番扩建，又有20多个单位争取新建立项。如湖北兴发在重庆建10000吨，本溪又上一套4000吨，盘锦改造到10000吨，北京中龙公司扩建4000吨，山西丰喜集团新建10000吨。但是，二硫化碳法无法与硫化氢法和造纸黑液法DMSO竞争。由于二硫化碳价格涨一倍，以二硫化碳为原料的老厂处于亏损状态，规模小于3000吨的DMSO装置也没有竞争力。一些工艺落后、规模小的二硫化碳法生产DMSO 工厂将逐渐关闭，未来的DMSO 市场将被造纸黑液法生产厂家所代替。
五.原料价格及技术要求：
1.硫酸盐制浆黑液50%固含量100吨/吨（只利用不消耗）
2.硫化钠:Na2S 60% 1300元/吨(本厂)2.5吨/吨
3.烧碱:NaOH GB209-63 2200元/吨(本省采供)0.04吨/吨
4.氧气:O2 GB3863-83 (本厂供给计算电费)250M3/吨
5.氮气:N2 工业级>98% (本厂供给计算电费)20M3/吨
6.四氧化二氮N2O4 ≥99.5% 4500元/吨(淮化供应)0.1吨/吨
7.催化剂AL2O3 50000元/吨(专利品)

六.工艺流程简图：
黑液、预热 合成反应 DMS冷凝 DMS

硫化钠 加热 废水脱气 DMS 精馏
空气——空分——氧气————
四氧化二氮气化 二氧化氮 DMS氧化

氮气 NO2气提

氢氧化钠 化碱 DMSO中和

DMSO精馏 DMSO脱水 DMSO蒸发
99.8%DMSO成品
七、 工艺原理：在纸浆蒸煮过程中约有60%的非纤维物质溶解到液体里，经过洗浆机滤除的废液叫黑液，其中含大量的木质素，呈碱木质素或木质素磺酸盐形式存在。在高温、高压下都能与硫化钠或硫磺反应，使木质素上的甲氧基与硫生成二甲基硫醚（DMS）。化学反应式：
主反应：2木质素—OCH3 + Nas ==2木质素—ONa +(CH3)2 S
付反应也有生成甲硫醇、硫化钠、硫化氢等。
DMS的氧化：
(CH3)2S + NO2 === (CH3)2SO粗品 + NO
2NO + O2 === NO2
粗品DMSO经过中和、蒸发脱盐、真空精馏得成品DMSO

八、 工艺过程：
将纸浆黑液进浓缩釜加热浓缩到28波美以上，固体物含量大约50%，放入溶解罐中在搅拌下加入2.5%的硫化钠，用三柱塞高压泵注入管道反应器，用导热油加热到240度，压力控制在4.5MPa,停留时间大于30min,用减压阀放入降压罐中。温度降到60度以下，分离的液体用泵送回到碱回收工段，气体中主要是DMS、水蒸汽、少量甲硫醇，引入冷却器，用循环水冷却后再进入7度低温水冷却器，再进入-10度冷冻盐水冷凝器，将硫醚、水冷凝成液体，进入分水罐。在分水罐里分层，上部是粗硫醚，下部是水。将粗硫醚用泵打入精馏塔，精馏得到纯二甲基硫醚。送去下道工序生产二甲基亚砜。
[DMS的产率：对木质素产DMS 2-3.5%左右。
1吨纸浆产DMS 15—23Kg，随工艺条件不同而变化，一般按21Kg计。;
1吨纸浆产5.25吨黑液，1吨黑液产DMS 4Kg；
浓缩黑液（固形物50%）产DMS 10Kg；
一吨DMS产二甲基亚砜成品 1吨，所以：
生产1吨DMSO需要处理48吨纸浆的黑液——250吨
对浓缩黑液（固形物50%）——需要处理100吨。]
硫醚氧化： DMS在二氧化氮催化下，在氧化塔里在溶剂中用纯氧氧化制得粗品DMSO。由于含有NO2和酸性杂质，用碱中和到PH8，再进入蒸发器连续蒸发脱盐，然后进入连续真空脱水塔脱水，再在连续精馏塔进行真空精馏得到成品DMSO。（详见DMSO工艺）

DMSO项目、经济技术指标
一、生产规模:10000吨/年
二、工程总投资:6000万元(以初步设计为准)
三、劳动定员:80人
四、产品售价:12000元(最低价)
五、年产值:12000万元
六、年利润:4478万元
七、年税收:1200万元
八、年利税总收入: 5678万元
九、主要原料消耗和动力消耗
1、主要原料消耗：
序号
名称
吨耗(t/t)
单价(元)
金额(元)
1
浓黑液50%
100

不消耗
2
硫化钠
2.5
1300.00
3250.00
3
氧气
250m

自产计入电费
4
氮气
80m

自产计入电费
5
烧碱
0.04
2200.00
88.00
6
四氧化二氮
0.1
4500.00
450.00
7
催化剂
0.001
50000.00
50.00
8
原料费合计

3838.00

2、动力消耗：
序号
名 称
每小时
吨耗
单价(元)
金额(元)
1
一次水(工业)
60m3
40m3
0.60.
24.00
2
电(380/220v)
1000度
1200度
0.70
840.00
3
汽(1.0Mpa)
4t
5．5t
88.00
484.00
4
冷却循环水
1500m3
1800m3

计入电费
5
冷冻量
150万大卡
180万大卡

计入电费
6
合计

1348.00

十、费用：
序号
名 称
内 容
金额(元)
1
设备折旧费
60000000/20/10000
300.00
2
设备维修费
300*30%
90.00
3
销售费
12000×2%
240.00
4
工资及附加
80人×15000元÷10000
120.00
5
利息
6000万元×5.6%÷10000
336.00
6
其他

50.00

合计

1136.00

十一、工厂成本:6322.00元/吨(估算)
序号
名 称
内 容
金额(元)
1
售价

12000.00
2
税收
10*14000
1200.0
3
利润
12000-6322-1200
4478．00

十二、经济分析(估算)

1、投资回收期
总投资 60000000
年净利润+年折旧 (4478+300)*10000
=1.3.(年)

2、年盈亏平衡产量
年固定成本 1136×10000
售价-吨产品税金-吨产品可变成本 12000-1200-5186
=2023(吨)

3、价格平衡点
吨产品成本 6322
吨售价-吨税金 12000-1200 =58%
(即7024元/吨)

十三、总投资估算
序号
项 目
金额(万元)
1
设备及安装费
2075.00
2
工艺管路及安装
600.00
3
配电设备及安装
210.00
4
供排水设备及安装
180.00
5
采暖通风及安装
95.00
6
仪表.化验及安装
520.00
7
环境保护
350.00
8
土建工程
1000.00
9
总图运输
120.00
10
技术费
550.00
10
不可预见费
300.00

合 计
6000.00
已考虑钢材涨价因素。
十四、三废一览表
序号
排放点
成 份
排放量
kg/h
t/a
1
合成尾气
硫醚.硫醇.甲醇.硫化氢等
71.85
862.2
2
氧化尾气
二氧化氮.氧气
36.36
436.3
3
硫醚分离水
水.硫醚.硫醇.硫化氢
441.12
5293.45
4
亚砜精馏废水
水.亚砜
232.35
2788.2
5
蒸发.釜残
硝酸盐.亚硝酸盐.碱.亚砜
145.23
1742.75

十五、环保治理：
一、废气：
1、硫醚尾气采用溶剂吸收循环利用,不凝气火炬焚烧。
2、氧化尾气采用溶剂吸收循环利用,余气水吸收\石灰石中和, 达到排放标准..
二、废水：
1、硫醚分离废水采用蒸馏\汽提回收,可进入厂总污水排放站做生化处理,达到排放标准.
2、亚砜精馏废水循环利用。
三、废渣：
进入碱回收焚烧处理。
十六、技术费用：550万
1、 设计费：350万元(甲方或乙方负责设计)
2、 技术服务费：200万元(税后)（包括提供设计数据、参考图纸、资料、设计指导、施工指导、工人培训、试车、试生产指导到正常产品合格验收.）
3、 要求乙方提供熟练合格的工人及化验员,
4、 乙方负责甲方在现场服务人员食宿和工作条件
.
上述数据仅供参考,详细数据需做可行性研究报告或初步设计确定,此数据只做参考。