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电子气体提纯分装站项目

电子气体提纯分装站项目

汇智中科(北京)技术开发有限公司

青岛贵达特种气体有限公司

电子气体提纯分装站项目

概述

电子材料是发展电子工业的基础。是世界各国争取在电子工业的未来技术发展中占有优势地位的关键之一。电子特种气体是集成电路制造中必不可少的材料气体。其种类繁多。目前已有上百种气体,本项目结合山东省转型发展的契机及山东省的地理优势,规划建设特种气体提纯、储运及分装于一体的特种气体提纯分装站项目。

气体是工业经济发展的血液,覆盖社会生产的各个领域,牵动着科学技术的发展。电子气体是指用于半导体及其它电子产品生产的气体。与传统的工业气体相比,电子气体特殊在气体的纯净度要求极高,所以也称为电子特种气体。特种气体是随着电子行业的兴起而在工业气体门类下逐步细分发展起来的新兴产业,广泛应用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天、环保、医疗等领域。中国电子气体的发展对我国半导体芯片产业的发展起着至关重要的作用,也直接关系到国民经济发展和国家战略安全。

电子气体在多个集成电路制造环节具有重要作用,尤其在半导体薄膜沉积环节发挥不可取代的作用,是形成薄膜的主要原材料之一。

企业概况

汇智中科(北京)技术开发有限公司坐落于美丽的首都北京,我们的坚持以技术创新改变世界,我们工程师和专家不断转化实验室科研成果,开发了一系列可让客户从充满竞争的市场中获利的技术、产品和服务。我们在石油精炼、石油化工、煤化工及特种气体提纯方面的技术、产品和服务,只为解决全球各地不断变化的需求,包括人口增长、环境变化、满足法规要求等各种挑战。

青岛贵达特种气体有限公司,创立于2014年8月,公司注册资本2000万元,占地约35亩,员工50名,其中工程技术人员16名。专业从事电子级气体(电子级氨、氯气、磷烷、乙硼烷、砷烷、氟化物及其它电子级电子类混合气体)的提纯、储存、销售;同时还有氧、氮、氩、氢气的提纯、储存、销售的公司。

编制原则

1)本着积极、稳妥、可靠、求实、科学”的原则,充分贯彻低投入、高产出和实际效益最佳化的指导思想,进行多方案的比较和论证,以求得总体方案最佳化。

2)成熟的工艺技术立足于国内,确保技术先进、安全可靠、经济合理,关键技术和设备成熟、可靠。

3)贯彻“五化”设计原则,努力做到“工厂布置一体化,设备布置露天化,建筑结构轻型化,公用设施社会化,引进技术国产化”,并缩短流程、降低能耗、节省占地、节约投资。

4)认真执行国家有关消防、劳动安全、工业卫生和环境保护的法律法规,“三废”治理做到“三同时”,提高综合利用水平。贯彻“安全第一、预防为主”的方针,确保项目投产后符合职业安全卫生的要求,保障劳动者在生产过程中的安全与健康。

5)采用节能技术和节能新产品,降低装置运行能耗。

6)提高自动化、机械化水平,保证装置安全稳定运行,减少定员,减轻操作人员劳动强度。

项目背景

电子特种气体行业集中度高,以美国空气化工、美国普莱克斯、德国林德集团、法国液化空气和日本大阳日酸株式会社为首的五大气体公司占有全球 90%以上的电子特种气体市场份额。国内企业以雅克科技为首率先拟控股韩国 UP Chem 和四川科美特,切入电子气体前驱体、刻蚀气体和清洗气体领域,开启细分领域进口替代新征程。我国积极构建绿色发展、建设资源节约型、环境友好型社会,这也为我国特种气体行业的使用安全、运输安全、储存安全等方面提出了更高的要求,专业化、社会化、集约化、液态化、管道化、综合化将成为我国特种气体工业未来的发展方向。

电子气体是IC(集成电路)制造过程中必不可少的原料。同时它也广泛应用于光电子、化合物半导体、太阳能光伏电池、液晶显示器、光导纤维制造等其它诸多领域。IC制造的前道工序如外延、化学气相沉积、离子注入、掺杂、刻蚀、清洗、掩蔽膜生成等工艺,几乎都需要不同种类和不同纯度的电子气体,正是这些气体通过不同的工艺使硅片具有半导体性能。

电子气体的纯度直接影响IC的性能、集成度、成品率;电子气体占IC制造材料成本的约20%,电子气体的价格影响IC的市场竞争力,所以电子气体是IC制造关键材料之一。随着IC制造工艺及技术的发展,芯片尺寸的不断增大,工艺不断提高,特征尺寸线宽不断减小,要求IC制程用的各种电子气体质量纯度、特定技术指标不断提高。目前8英寸以上工艺要求电子气体纯度大都在99.999%(5.0N)以上,有害杂质甚至要求达到10-9ppb)。电子气体可以用“超纯”、“超净”来表征。

目前世界IC制造中心不断向中国转移,近几年我国IC增长速度达到每年30%左右,作为IC制造必不可少的关键材料电子气体,其需求总量大大超过人们的预期,到2020年国内电子气体年需求将超过60亿人民币。

我国电子气体整体水平和国外还有一定的差距,8英寸以上IC生产线使用的电子级电子气体几乎全部依赖进口。同快速发展的我国IC产业相比,与之相关的我国电子气体的研究与生产极相对落后。为适应我国集成电路产业的健康稳定可持续发展,提升我国集成电路装备、工艺及材料的自主创新能力和市场的竞争力,解决我国IC、光电子、太阳能、光伏电池、平板显示器、光导纤维等制造业对国外进口电子气体的依赖。我公司对高纯电子气体的生产工艺技术研究已经成熟、非常必要、意义重大。

本项目完成后一部分可缓解进口气体的储运问题,一部分利用国内外先进技术持续创新,继续提高气体品质。

项目建设必要性

(一)信息技术作为科学技术领域发展最快的门类之一,是一个国家由工业化向信息化发展的根本标志,其重要作用已受到国内外的广泛重视,已成为维护国家安全、增强综合国力的关键所在。

能源是人类生存和发展的重要基础,能源是经济社会可持续发展的必要条件。发展新能源,是保持我国经济可持续发展、保护环境、提高能源供应安全事关全局的重大战略性任务,对于我国促进产业结构升级,转变经济发展方式,推动经济平稳较快发展有着十分重要的意义。

我国自上世纪六十年代中期研制成功集成电路以来,经过四十年的发展,制造工艺已经达到最高90纳米、主流技术0.18微米的技术水平,已经跨入世界半导体晶元加工制造先进国家行列。目前世界半导体制造的中心不断向亚洲,向中国转移,近几年我国IC增长速度达到每年40%左右,光伏太阳能电池、半导体发光材料(半导体照明)和平板显示器件的发展势头也异常迅猛。

(二)高纯电子气体是“信息技术”和“新能源”两大战略性新兴产业的关键支撑材料,是高端通用芯片技术、12英寸集成电路芯片生产工艺、高性能半导体材料(半导体照明材料)规模化生产技术、TFT-LCD平板显示技术等领域的关键原材料,同时也是硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的关键材料。

电子气体通过外延生长、离子注入、掺杂、刻蚀、清洗、掩蔽膜生成等关键工艺使硅材料(基底材料)具备半导体等光电性能,它决定了集成电路、半导体材料的性能、集成度、成品率,被称为半导体集成电路制造的“粮食”或“源”,是众多高新技术产业不可或缺的关键原材料,具有通用性强、系列化程度高的特点。

山东省及周边地区是我国半导体集成电路产业集聚地,根据半导体集成电路市场需求,不断开拓长山东区域的业务,发挥区域优势,结合中国科学院理化所提供的电子气体产品新技术,为我国信息技术和新能源产业的发展做出积极的贡献。

(三)在华东地区,一共有4家电子材料中心(液化空气张家港材料中心、林德苏州、大阳日酸扬州、昭和电工),他们全部为外资公司,长时间的技术垄断,我们要为民族工业的振兴做出自己的努力。

因此,特种气体实施新的工程建设,生产以上产品,是很必要的。

研究范围

本项目研究范围包括:市场预测;建设方案;生产规模及产品方案;工艺技术方案;原辅材料及公用工程供应;建厂条件及厂址方案;总图运输、储运、电气、电信、给排水、热工、采暖通风等公用工程及辅助生产设施方案;环境保护;安全卫生;消防;项目实施规划及人力资源配置;投资估算以及技术经济分析。着重对工艺技术方案、市场情况、经济效益三方面进行研究分析,从技术上分析项目的先进性、适用性和安全可靠性;从经济上分析项目的必要性和合理性;从财务上分析项目盈利性和风险性。

研究结论

经调查研究和分析论证,建设项目在技术和经济上都是可行的,其主要结论如下:

1)本项目厂址位于东营市东营化工园区,区内水、电、汽、污水处理、固废处理等公用工程配套齐全,因此本项目选址合理。

2)根据国内外市场调查,本项目产品市场容量大,项目实施后可望有较好的经济效益和社会效益。

3)本项目建设单位有丰富的化工生产经验,并有较雄厚的技术力量,这为开发本项目产品提供了生产技术和营销的保证。

4)本项目“三废”处理措施切实可行,没有生产工艺污水,对环境造成污染较小。

综上所述,本项目的投资是必要的、可行的。

财务评价结论

本项目总投资3.1亿元人民币,建成并达产后年均营业收入为4亿元人民币,年均总成本费用为2.0亿元人民币,年均利润总额为1.5亿元人民币,年均税额2000万元。

市场调研

概述

电子级气体是IC、LED、LCD、太阳能领域重要的 “源”性气体,没有超纯气体,许多高科技就不可能发展,我国早在“六五”期间就开展超纯气体的系列研究,经过近三十年的技术攻关,尤其是近几年受其下游需求的刺激,中国气体发展发生质的飞跃,中国超纯气体的崛起,改变了国外气体公司在中国一统天下的格局。

特种气体的分类方式很多种,例如按照气体本身化学成分可分为:硅系、砷系、磷系、硼系、金属氢化物、卤化物和金属烃化物七类。按照在集成电路中的作用可分为掺杂气体、外延气体、离子注入气体、发光二极管用气体、刻蚀气体、化学气相沉积(CVD)用气体、载运稀释气体七类。同时,以上分类存在交叉,例如四氯化硅(SiCl4)既属于硅系气体,又属于外延气体,同时在化学气相沉积(CVD)中也存在应用。

特种气体按用途分类

特种气体的主要生产工序包括气体合成、气体纯化、气体混配、气瓶处理、气体充装、气体分析检测。气体合成是将原料在特定压力、温度、催化剂等条件下,通过化学反应得到气体粗产品。气体纯化是通过精馏、吸附等方式将粗产品精制成更高纯度的产品。气体混配是将两种或两种以上有效组分气体按照特定比例混合,得到多组分均匀分布的混合气体。气瓶处理是根据载气性质及需求的不同,对气瓶内部、内壁表面及外观进行处理的过程,以保证气体存储、运输过程中产品的稳定。气体充装是指通过压力差将气体充入气瓶等压力容器;气体分析检测即为对气体的成分进行分析、检测的过程。

电子气体应用分布情况

电子气体是半导体集成电路制造过程必不可少的关键支撑材料。同时也用于化合物半导体器件、太阳能电池、液晶显示器、光导纤维的生产制造。一般在半导体制造业可以把气体分为大宗气体和特种气体两种,大宗气体是指集中供应且用量较大的气体,如N2、H2O2、Ar、He等。特种气体主要是半导体制造的每一个过程如外延生长、离子注入、掺杂、刻蚀、清洗、掩蔽膜生成所用到的各种化学气体,如高纯SiH4、PH3、AsH3、B2H6、N20、NH3、SF6、NF3、CF4、BCl3、BF3、HCl、Cl2等,在气体分类中定义为电子气体。

在IC制造过程中,应用的各类电子气体多达近百种,关键工序常用的有30种左右,正是这些气体通过不同的制程使硅片具有半导体性能。它又决定了集成电路的性能技术指标、集成度、成品率。它被称为IC制造的“粮食”或“源”。

随着IC制造工艺及技术的快速发展,芯片尺寸的不断增大,工艺不断提高,特征尺寸线宽不断减小,要求IC制程用的各种电子气体质量纯度、特定技术指标不断提高,对关键杂质的要求更为苛刻。即使是某一种、某一个特定杂质超标,都将导致IC质量严重缺陷,成为不合格产品,严重时会因不合格气体的扩散,导致整个生产线被污染。金属杂质的存在会导致正电荷在硅或二氧化硅表面发生迁移,影响IC性能并引起器件慢性失效,降低使用寿命,严重影响器件可靠性,粒子的存在将引起表面严重缺陷,极大影响器件工作稳定性,甚至失效。

目前8~12英寸、0.25微米~90纳米极大规模集成电路制造技术要求电子气体纯度达到99.999%(5.0N)甚至更高,有害杂质甚至要求达到10-9(ppb),对金属元素杂质和尘埃粒子提出了更高的要求,因此,电子气体可以用“超纯”、“超净”来表征。

举例说明电子气体用途及分布

(1) 电子级液氨

目前,我国电子级氨用户主要集中在光伏、半导体、光导纤、LED以及光伏产业。

(2) 电子级磷烷、电子级砷烷、电子级乙硼烷

使用厂家主要集中在河北、北京、江浙等地区,同时它也广泛应用于光电子、化合物半导体、太阳能光伏电池、液晶显示器、光导纤及LCD制造等其它诸多领域。

(3) 含磷烷、乙硼烷组分的混合气体

主要应用于LED、半导体、光纤、太阳能等领域,用户多分布于长三角领域。

(4) 四氟化碳等含氟化合物

IC 制造工艺过程中大量使用诸如四氟化碳等化合物,含氟气体是重要的不可缺少的电子气体材料,目前应用在6 吋、8 吋线的刻蚀、清洗工艺中。如99.999%的四氟化碳气体国内每年用量约1500瓶,提纯技术及设备、分析测试方法和仪器落后,目前四氟化碳(99.999%)几乎全部从国外进口,每年大约要消耗450多万美金的外汇。

(5) 八氟环丁烷

为了保护大气臭氧层,目前IC 线上主流的清洗和刻蚀气体之一的C2F6 将被逐步取代,目前国内C2F6 在6吋和8吋线上的用量,每年大约要15000 瓶用量,约合600 吨/年。而八氟环丁烷将替代六氟乙烷担任未来刻蚀和清洗的重要角色。目前国内99.999%八氟环丁烷严重短缺,近几年来由于某些工艺要求使用99.999%的八氟环丁烷,而国外报价很高。

产品供需现状及需求预测

电子气体是超大规模集成电路、平面显示器件、化合物半导体器件、太阳能电池、 光纤等电子工业生产不可缺少的原材料,它们广泛应用于薄膜、刻蚀、掺杂、气相 沉积、扩散等工艺。在半导体制造过程中,几乎每一步都离不开电子气体,其质量 对半导体器件的性能有着重要影响。

国外供需现状

欧、美、日等发达国家电子气体研发速度超前于半导体集成电路的发展,真正作到了“材料先行”,实现了电子气体的标准化、系列化、通用化。目前国外电子气体基本上被几大公司垄断,有代表性的气体公司有美国空气产品和化学品公司(APCI)、MATHESON气体产品公司、PRAXAIR公司、英国氧气公司(BOC)、法国液化空气产品公司、日本昭和电工株式会社等气体公司。它们超前进行了与电子气体配套的气体纯化、净化技术、分析检测技术、精密配气技术、气瓶与管路内表面处理技术、安全及环境保护技术、配套器件等先进技术的研究开发工作,诸多研究成果和先进技术的应用。

随着集成电路制造产业的发展,全球集成电路用电子气体的市场规模也逐渐扩大。2019年全球集成电路用电子气体市场规模达到48.12亿美元,同比增长 15.93%。

电子气体纯度要求高,制备难度大,目前以美国空气化工、美国普莱克斯、德国林 德集团、法国液化空气和日本大阳日酸株式会社为首的五大气体公司控制着全球 90% 以上的电子气体市场份额。

国内供需现状

国内情况:2019 年国内半导体用电子特气市场规模约4.89亿美元。经过30多年的发展,我国半导体用电子特气已经取得了不错的成绩,中船重工718所、绿菱电子、广东华特等均在12英寸晶圆用产品上取得了突破,并且实现了稳定的批量供应。2018年5月,中船重工 718所举行二期项目开工仪式,2020 年全部达产后,将年产高纯电子气体 2 万吨,三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯和三氟甲基磺酸4 个产品产能将居世界第一

随着我国半导体集成电路产业的快速发展,高纯特气的需求量也在逐步增加,为了改变该产品长期依赖进口的局面,同时确保电子元器件性能的稳定性,降低电子元器件的制作成本,迫切需要开展特种气体的研制,同时特种气体也应用于高端军用电子元器件的研制生产,因此,研制特种电子气体对保障国家安全和增强综合国力具有重大战略意义。

目前,国内具备一定生产能力的电子气体部分进入了国内4~6寸IC市场,占国内4~6寸IC生产用量不到10%,大部分企业从事分装、销售等经营活动,只有少数企业开展研制、生产。由此可见,高纯特种气体在国内市场仍是供不应求的现状,项目建成后产品拥有较好的市场前景。

我国电子特种气体行业竞争格局分析

外企垄断市场,特气国产化势在必行。

国内特种气体于20 世纪80 年代随着国内电子行业的兴起而逐步发展,并且随着医疗、食品、环保等行业的发展应用领域和产品种类不断丰富,由于技术、工艺、设备等多方面差距明显,发展初期特种气体产品基本依赖进口。

根据卓创资讯数据,随着技术的逐步突破,国内气体公司在电光源气体、激光气体、消毒气等领域发展迅速,但与国外气体公司相比,大部分国内气体公司的供应产品仍较为单一,用气级别不高,尤其在集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等高端领域,2018 年空气化工集团、液化空气集团、大阳日酸株式会社、普莱克斯集团、林德集团等国外气体公司的市场占比超过80%,空气化工集团、液化空气集团、大阳日酸株式会社、普莱克斯集团、林德集团分别占比25%、23%、17%、16%、7%,国内气体公司仅占12%。

自20 世纪80 年代中期特种气体导入中国市场,中国的特种气体行业已经经过了30 年的发展和沉淀,随着不断的经验积累和技术进步,业内领先企业已在部分产品上实现突破,达到国际通行标准,逐步实现了进口替代,特种气体国产化具备了客观条件。在需求层面,国内近年连续建设了多条8 寸、12 寸大规模集成电路生产线、高世代面板生产线等,为保障供货稳定、服务及时、控制成本等,特种气体国产化的需求迫切。此外,近年来国家相继发布《“十三五”国家战略新兴产业发展规划》、《新材料产业指南》等指导性文件,旨在推动包括特种气体在内的关键材料国产化。因此,在技术进步、需求拉动、政策刺激等多重因素的影响下,特种气体国产化势在必行。

价格现状

特种电子气体在不同地区和各个时间内会有所波动,主要受到商品进口价格影响。目前,市场供特种气体均为钢瓶或长管运输车充装,根据纯度不同,价格有所差异,如表所示。

本项目产品价格市场预测表

序号

产品名称

单位

预测价格

备注

1

电子级液氨

万元/吨

2.4

2

电子级磷烷

万元/吨

125

3

电子级乙硼烷

万元/吨

142

4

电子级氯气

万元/吨

16

5

电子级一氮化二氮

万元/吨

21

6

标准混合气

元/瓶

600-5000

7

以磷烷、乙硼烷为主要组分的电子气体

元/瓶

0.2-1.0

8

电子级三氟化硼

/g

8

9

电子级六氟乙烷

元/Kg

600

10

电子级一氟甲烷

元/Kg

800

11

电子级二氟甲烷

元/Kg

1500

12

电子级三氟甲烷

元/Kg

1600

13

电子级八氟环丁烷

元/Kg

1800

14

电子级四氟化碳

元/Kg

160

15

电子级

万元/吨

125

产品方案及规模

产品方案确定原则

1)充分考虑国家产业政策、行业发展规划、技术政策、产品结构符合国家清洁生产的要求;

2)充分考虑项目产品的市场适应性,采用先进、适用的技术,提高项目的竞争能力;

3)充分考虑项目产品技术的先进性,加大技术创新力度,提高产品的技术含量;

4)充分考虑项目建设的可靠性,估计各类工程风险,积极采取有效的对策措施,减少风险;

5)充分考虑项目产品的环境相容性,三废物质做到综合治理和达标排放,满足环境和可持续发展的要求;

6)充分考虑项目收益的合理性,实事求是对该项目的功能性、盈利性等进行全面考虑。

根据产品对国家产业政策符合性、市场需求情况预测、工艺技术含量和企业生产的规模效益(产品成本)、三废综合治理、建设投资等综合因素确定生产规模。

产品方案确定

经过大量的市场调研和分析,本储运提纯项目可涉及包括25种产品,即电子级氨、电子级磷烷、电子级砷烷、电子级乙硼烷、电子混合气:以电子级磷烷、电子级乙硼烷、电子级硅烷(电子级氮/氢/氩/氦/二氧化碳平衡气)为主要组分配制的电子混合气,以电子级氟化物(以超纯氧为平衡气)为主要组分配制的电子混合气、标准混合气(食品级二氧化碳-环氧乙烷混合气)、电子级氯气、电子级一氧化二氮、电子级三氟化硼、电子级六氟乙烷、电子级一氟甲烷、电子级二氟甲烷、电子级三氟甲烷、电子级八氟环丁烷、电子级四氟化碳的生产装置、土建、公用工程及辅助工程等。

产品质量指标

电子级氨

产品质量指标:执行标准GB/T14601 《电子工业用气体 氨》中光电子级标准。

电子级氨产品质量指标

项         目

光电子级

氨(NH3)纯度(体积分数)/10-2

99.99994

氧/氩(O2/Ar)含量(体积分数)/10-6

0.1

氢(H2)含量(体积分数)/10-6

0.1

一氧化碳(CO)含量(体积分数)/10-6

0.05

二氧化碳(CO)含量(体积分数)/10-6

0.1

烃(C1~C3)含量(体积分数)/10-6

0.2

总杂质含量(体积分数)/10-6

0.6

电子级磷烷

产品质量指标:执行标准GB/T 14851《电子工业用气体 磷化氢》。

电子级磷烷产品质量指标

项       目

指      标

磷烷(PH3)含量(体积分数)/10-2

99.9997

砷化氢(AsH3)含量(体积分数)/10-6

0.1

氧+氩(O2+Ar)含量(体积分数)/10-6

0.5

氮(N2)含量(体积分数)/10-6

1

一氧化碳(CO)含量(体积分数)/10-6

0.5

二氧化碳(CO2)含量(体积分数)/10-6

0.5

总烃(C1~C3)含量(体积分数)/10-6

0.2

水(H2O)含量(体积分数)/10-6

1

杂质总含量(体积分数)/10-6

3

金属总离子

供需双方商定

颗粒

供需双方商定

电子级乙硼烷

电子级乙硼烷产品质量指标

项      目

指      标

乙硼烷(B2H6)含量(体积分数)/10-2

99.999

氮(N2)含量(体积分数)/10-6

3

氧+氩(O2+Ar)含量(体积分数)/10-6

1

一氧化碳(CO)含量(体积分数)/10-6

1

二氧化碳(CO2)含量(体积分数)/10-6

1

甲烷(CH4)含量(体积分数)/10-6

1

水(H2O)含量(体积分数)/10-6

3

杂质总含量(体积分数)/10-6

10

金属总离子

供需双方商定

颗粒

供需双方商定

标准混合气(食品级二氧化碳-环氧乙烷混合气)

食品级二氧化碳-环氧乙烷混合气产品质量指标

产品名称

环氧乙烷浓度(%(w))

二氧化碳浓度(%(w))

允差(%)

食品级二氧化碳环氧乙烷混合气-10

10

90

<±5

食品级二氧化碳环氧乙烷混合气-20

20

80

<±5

食品级二氧化碳环氧乙烷混合气-30

30

70

<±5

电子混合气:以电子级磷烷、乙硼烷、硅烷(电子级氮/氢/氩/氦/二氧化碳平衡气)为主要组分配制的电子混合气,以电子级氟化物(以电子级氧为平衡气)为主要组分配制的电子混合气

电子级氯气

产品质量指标:执行标准GB/T 18994 《电子工业用气体 高纯氯》。

电子级氯产品质量指标

项    目

指    标

氯(CL2)含量(体积分数)/10-2

99.996

氧(O2)含量(体积分数)/10-6

4

氮(N2)含量(体积分数)/10-6

20

一氧化碳(CO)含量(体积分数)/10-6

1

二氧化碳(CO2)含量(体积分数)/10-6

10

烃(C1~C3)含量(体积分数)/10-6

1

水(H2O)含量(体积分数)/10-6

3

注:1、C1~C3系指CH4、C2H2、C2H4、C2H6

2、高纯氯中金属和颗粒的要求及检验由供方与用户商定。

电子级一氧化二氮

产品质量指标:GB/T 14600《电子工业用气 氧化亚氮》。

电子级氧化亚氮产品质量指标

项    目

指    标

氧化亚氮N2O)含量(体积分数)/10-2

99.9994

二氧化碳(CO2)含量(体积分数)/10-6

0.5

一氧化碳(CO)含量(体积分数)/10-6

0.1

烃C1~C5(以甲烷计)含量(体积分数)/10-6

0.1

氮(N2)含量(体积分数)/10-6

3

氧(O2)含量(体积分数)/10-6

0.5

水(H2O)含量(体积分数)/10-6

1

一氧化氮(NO)含量(体积分数)/10-6

供需双方商定

二氧化氮(NO2含量(体积分数)/10-6

供需双方商定

杂质总含量含量(体积分数)/10-6

供需双方商定

电子级三氟化硼

产品质量指标:GB/T 14603《电子工业用气 三氟化硼》。

电子级三氟化硼产品质量指标

项      目

指      标

三氟化硼(BF3)纯度(摩尔分数),10-2

99.999

氮(N2)含量(摩尔分数),10-6

2

氧+氩(O2+Ar)含量(摩尔分数),10-6

1

二氧化碳(CO2)含量(摩尔分数),10-6

1

四氟化碳(CF4)含量(摩尔分数),10-6

1

四氟化硅(SiF4)含量(摩尔分数),10-6

5

总杂质含量(摩尔分数),10-6

10

颗粒

供需双方商定

电子级六氟乙烷

电子级六氟乙烷质量指标

项      目

指      标

C2F6含量(摩尔分数),10-2

99.999%

N2含量(摩尔分数),10-6

5

O2含量(摩尔分数),10-6

1

CO含量(摩尔分数),10-6

1

CO2含量(摩尔分数),10-6

1

H2O含量(摩尔分数),10-6

1

THC含量(摩尔分数),10-6

1

Other Halocarbon含量(摩尔分数),10-6

10

电子级一氟甲烷

电子级一氟甲烷质量指标

项      目

指      标

CH3F含量(摩尔分数),10-2

99.99

N2含量(摩尔分数),10-6

80

O2含量(摩尔分数),10-6

20

H2O含量(摩尔分数),10-6

10

电子级二氟甲烷

电子级二氟甲烷质量指标

项      目

指      标

CH2F2含量(摩尔分数),10-2

99.99

N2含量(摩尔分数),10-6

8

O2含量(摩尔分数),10-6

2

CO2含量(摩尔分数),10-6

5

H2O含量(摩尔分数),10-6

5

其它氟碳含量(摩尔分数),10-6

50

酸度(HF)含量(摩尔分数),10-6

0.1

电子级三氟甲烷

电子级三氟甲烷质量指标

项      目

指      标

CHF3含量(摩尔分数),10-2

99.999%

N2 含量(摩尔分数),10-6

5

O2 含量(摩尔分数),10-6

2

H2O 含量(摩尔分数),10-6

3

酸度(HF) 含量(摩尔分数),10-6

0.1

电子级四氟化碳

电子级四氟化碳质量指标

项      目

指      标

CF4 含量(摩尔分数),10-2

99.999

O2+Ar 含量(摩尔分数),10-6

1

N2 含量(摩尔分数),10-6

4

CO2 含量(摩尔分数),10-6

1

CO 含量(摩尔分数),10-6

1

SF6 含量(摩尔分数),10-6

1

其它氟碳含量(摩尔分数),10-6

1

H2O含量(摩尔分数),10-6

1

酸度(HF)含量(摩尔分数),10-6

0.1

电子级八氟环丁烷

电子级八氟环丁烷质量指标

项      目

指      标

C4F8 含量(摩尔分数),10-2

99.999

N2,O2,CO2,CO 含量(摩尔分数),10-6

3

O2 含量(摩尔分数),10-6

1

其它氟碳含量(摩尔分数),10-6

10

H2O含量(摩尔分数),10-6

2

酸度(HF)含量(摩尔分数),10-6

0.1

电子级砷烷

电子级砷烷质量指标

项      目

指      标

AsH3含量(摩尔分数),10-2

99.999

O2+Ar含量(摩尔分数),10-6

1

N2 含量(摩尔分数),10-6

3

CO含量(摩尔分数),10-6

1

CO2含量(摩尔分数),10-6

1

CH4含量(摩尔分数),10-6

1

H2O含量(摩尔分数),10-6

3

PH3(摩尔分数),10-6

0.5

总杂质含量(摩尔分数),10-6

10

颗粒

供需双方商定

金属离子

供需双方商定

产品生产规模

装置设计能力为每种6000吨/年,年生产日330天,24小时连续生产,平均18吨/日。

工艺技术方案

工艺技术方案的选择

电子级液氨

工艺技术方案:采用工业氨为原料,经多级纯化分离脱除有害杂质组分,采用低温精馏技术脱除轻、重杂质组分,实现电子级液氨的工业化生产。

电子级磷烷

电子级磷烷(PH3)合成工艺方案:

采用金属磷化物与水反应制备磷烷气体。经多级吸附脱除重组份和低温精馏脱除轻组份制取电子级磷烷气体。反应原理如下:

AlP+3H2O----AlOH)3+PH3↑

电子级乙硼烷

电子级乙硼烷(B2H6)合成工艺方案:

采用金属硼氢化物与碘反应制备硼烷气体。经多级吸附脱除重组份和低温精馏脱除轻组份制取电子级硼烷气体。反应原理如下:

2NaBH4+I2------B2H6+2NaI+H2

标准混合气(食品级二氧化碳-环氧乙烷混合气)

按照《中华人民共和国标准化法》的规定,参照与生产该产品有关的标准和文献,制定了企业标准,作为组织生产该产品及相关工作的依据,以确保该产品的生产、包装、运输、使用安全和产品质量稳定。

电子混合气:以电子级磷烷、乙硼烷、硅烷(电子级氮/氢/氩/氦/二氧化碳平衡气)为主要组分配制的电子混合气,以电子级氟化物(以电子级氧为平衡气)为主要组分配制的电子混合气

执行标准GB/T 5274(等同采用ISO6142)。以磷烷、乙硼烷、硅烷为主的电子混合气体如:N2-PH3、N2-B2H6、N2-SiH4等。

我国近三十年的研究成果。符合混合气技术规格,数据准确可靠。气瓶经过处理,气体质量可充分保证。××已向国内许多厂家提供此种电子混合气体,生产工艺成熟可靠。

电子级氯

以工业液氯为原料经一级精馏塔脱除重组分水、三氯化氮等重组份,进入二级精馏塔脱除氧、氮、一氧化碳、二氧化碳、烃等轻组份,实现电子级氯的工业化生产。

国家标准GB/T 18994 《电子工业用气体 高纯氯》。

电子级一氧化二氮

电子级一氧化二氮生产线,产品广泛应用于半导体集成电路等领域。

执行国家标准:GB/T 14600《电子工业用气 氧化亚氮》。

电子级三氟化硼

电子级三氟化硼生产线,产品广泛应用于半导体集成电路等领域。

该工艺适合电子级三氟化硼生产,没有环境污染问题。

执行国家标准GB/T 14603《电子工业用气 三氟化硼》

电子级六氟乙烷,电子级一氟甲烷,电子级二氟甲烷,电子级三氟甲烷,电子级四氟化碳,电子级八氟环丁烷

该系列产品技术来源于××承担的军品配套“航天专用热工质”项目技术成果。

该工艺适合电子级含氟气体的生产,没有环境污染问题。

电子级砷烷

电子级砷烷(AsH3)合成工艺方案:

采用金属砷化物与稀硫酸反应制备砷烷气体。经多级吸附脱除重组份和低温精馏脱除轻组份制取高纯砷烷气体。反应原理如下:

Zn3As2+3H2SO4----3ZnSO4+2AsH3↑

工艺流程

电子级液氨

工艺流程如下:



工艺流程说明:

将纯度为99.8%工业液氨送入汽化器;汽化后的氨气进行初级吸附,脱除氨中的油,进入次级吸附,脱除氨中的大部分水份,含量控制在工业液氨中水份含量的1%以下;进入精馏塔1 中脱除重组份,重组分在塔底排出至废氨罐,精馏塔顶氨气进入纯化器进行深度化学吸附,可使氨中金属离子降至ppt数量级,水份含量控制在0.1ppm以下;通过化学吸附后的氨气进入精馏塔2脱除轻组份,轻组分在塔顶冷凝器排放,使氨中H2、O2、N2、Ar、CH4、CO、CO2等降至0.1ppm以下,塔底液化的氨经分析检测合格后产品充装。

电子级磷烷

磷烷气体生产工艺流程如下:




工艺流程说明:

先将磷化铝加入到反应器中然后滴加纯水,生成的磷烷气体进入一级吸附塔使磷烷气体脱去酸性杂质及二氧化碳;然后在二级吸附塔中除去大部分高沸点杂质;然后再通过干燥器进行进一步干燥,干燥后的磷烷气体进行低温精馏提纯,提纯后再进行二次精馏,完成上述工艺流程后的磷烷通过冷冻的方法进行收集,检测合格后产品充装。

电子级乙硼烷

乙硼烷生产工艺流程如下:




工艺流程说明:

将金属硼氢化钠与碘反应生成乙硼烷气体,生成的乙硼烷气体通过冷凝的方法进行初步的分离,不凝气体排出去处理,冷凝后的乙硼烷气体浸入干燥器进行干燥除水,然后通入低温精馏的方法进行提纯,提纯后再进行二次精馏,完成上述工艺流程后的乙硼烷通过冷冻的方法进行收集,检测合格后产品充装。

标准混合气(食品级二氧化碳-环氧乙烷混合气)

标准混合气生产工艺流程如下:


工艺流程说明:

标准混合气体是用一种高纯气体作稀释气(又称平衡气或背景气),再添加一种或几种其它的高纯气体(又称组分气或掺杂气)配制而成。以二氧化碳环氧乙烷混合气为例,环氧乙烷作为稀释气,加入食品级二氧化碳组分气配制而成。所用的方法为重量法。称量法应用高载荷精密天平称量装入钢瓶中的各气体组分,根据各组分的质量比,计算出钢瓶中标准气的浓度。将配气钢瓶进行预处理,除去锈迹和污垢,并经水压试验合格,然后在烘箱中减压加热,冷却后除去水气,再用稀释气体冲洗。要求装入钢瓶中的各组分气体对钢瓶材料无腐蚀和吸附等作用。经过配制完毕的混合气经过分析检测,产品合格后入库和出库。

电子混合气:以电子级磷烷、电子级乙硼烷、电子级硅烷(电子级氮/氢/氩/氦/二氧化碳平衡气)为主要组分配制的电子混合气,以电子级氟化物(以超纯氧为平衡气)为主要组分配制的电子混合气








电子混合气配制流程和方法上述的标准混合气的配制流程和方法相似。只是以磷烷、乙硼烷、硅烷为稀释气,根据客户需要用称量法法添加一种或几种其它的高纯气体来配制不同的产品。配制完毕的电子混合气经过分析检测,产品合格后入库和出库。

电子级氯气

电子级氯工艺流程如下:


工艺流程说明:

工业级别的液氯经过汽化后,进入一级净化器,除去氯中80%以上的水分及其它多组份卤化物,脱水后的氯气,进入一级精馏塔,提纯后的液氯进入三级吸附,三级吸附器中的吸附剂为经化学处理的多孔天然沸石,通过三级吸附进一步除去氯中痕量水及二氧化碳,最后进入-34℃左右的低温精馏塔除去易挥发性N2、O2、H2、CO、CH4、CO2等气体,全回流完成后,经超微过滤,分析检测合格后充瓶。

电子级一氧化二氮

电子级一氧化二氮生产工艺流程如下:




工艺流程说明:

采用商品级医用N2O为原料,经过多孔物质同固体烧碱的混合物除去N2O中的NO2、H2O等其它活性杂质,然后通过由三种多孔吸附剂组成的复合净化器,除去其中的痕量杂质,然后进入-70℃左右的精馏塔以除去N2O中的N2、O2、CH4等杂质,经超微过滤,分析检测合格后充瓶。

电子级三氟化硼

三氟化硼气体生产工艺流程如下:


工艺流程说明:

采用工业级三氟化硼为原料,经过多孔物质同固体烧碱的混合物除去三氟化硼中的NO2、H2O等其它活性杂质,然后通过由三种吸附剂组成的复合净化器,除去其中的痕量杂质,然后进入-70℃左右的精馏塔以除去三氟化硼中的N2、O2、CH4等杂质。经过低温液化收集到钢瓶,得到三氟化硼气体产品。

电子级六氟乙烷,电子级一氟甲烷,电子级二氟甲烷,电子级三氟甲烷,电子级四氟化碳,电子级八氟环丁烷

含氟气体生产工艺流程如下:


工艺流程说明:

采用工业级含氟气体为原料,经过一级吸附的多孔物质同固体烧碱的混合物除去含氟气体中的NO2、H2O等其它活性杂质,然后通过二级吸附由三种多孔吸附剂组成的复合净化器(可以根据不同的含氟气体进行选择不同的吸附剂),除去其中的痕量杂质,然后进入低温精馏塔以除去含氟气体中的N2、O2、CH4等杂质,经过低温液化收集到钢瓶,得到含氟气体产品。

电子级砷烷

砷烷气体生产工艺流程如下:



工艺流程说明:

砷化锌和稀硫酸在反应器中反应,生成的砷烷气体进入一级吸附塔使砷烷气体脱去酸性杂质;然后在二级吸附塔中除去大部分高沸点杂质;最后使砷烷冷凝为液体除去不凝性杂质,检测合格后产品充装。

消耗定额

电子级氨消耗定额

4.1电子级氨消耗定额表

项   目

单位

消耗定额

备   注

一 原材料

液氨

t/t

1.02

二 辅助材料

吸附剂

t/t

0.005

氮气

t/t

0.006

H2O

t/t

0.20

三 燃料、动力消耗

kWh/t

1000

t/t

4.5

电子级磷烷

电子级磷烷消耗定额表

项   目

单位

消耗定额

备   注

一 直接材料

磷化铝(85%)

t/t

2.1

去离子水

t/t

1.70

二 辅助材料

高纯氮气

t/t

0.5

吸附剂

t/t

0.04

氨水

t/t

0.01

液氮

t/t

2.5

三 燃料、动力消耗

t/t

1

kWh/t

15000

电子级乙硼烷

电子级乙硼烷消耗定额表

项   目

单位

消耗定额

备   注

一 直接材料

硼氢化钠

t/t

3.5

t/t

11.5

二 辅助材料

高纯氮气

t/t

0.5

吸附剂

t/t

0.04

氨水

t/t

0.03

液氮

t/t

3.0

三 燃料、动力消耗

t/t

1

kWh/t

15000

标准混合气(食品级二氧化碳-环氧乙烷混合气)

食品级二氧化碳-环氧乙烷混合气消耗定额表

项    目

单位

消耗定额

备    注

一 直接材料

环氧乙烷

t/t

0.2

食品级二氧化碳

t/t

0.8

二 辅助材料

氮气

t/t

0.003

三 燃料、动力消耗

t/t

0.3

kWh/t

150

电子混合气:以电子级磷烷、电子级乙硼烷、电子级硅烷(电子级氮/氢/氩/氦/二氧化碳平衡气)为主要组分配制的电子混合气,以电子级氟化物(以超纯氧为平衡气)为主要组分配制的电子混合气

根据用户对混合气不同组分,不同浓度要求配制。以氮-1%硅烷40L气瓶)混合气为例:

-1%硅烷电子混合气

项    目

单位

消耗定额

备    注

一 直接材料

kg/

4.3.95

硅烷

kg/

0.052

燃料、动力消耗

kWh/

0.5

电子级氯气

电子级氯消耗定额表

项   目

单位

消耗定额

备   注

一 直接材料

工业液氯

t/t

1.02

二 辅助材料

吸附剂

t/t

0.005

高纯氮气

t/t

0.05

氨水

t/t

0.023

三 燃料、动力消耗

t/t

0.4

kWh/t

1500

电子级一氧化二氮

电子级一氧化二氮消耗定额表

项   目

单位

消耗定额

备   注

一 直接材料

医用一氧化二氮

t/t

1.02

二 辅助材料

高纯氮气

t/t

0.08

液氮

t/t

1.5

吸附剂

t/t

0.003

三 燃料、动力消耗

t/t

1

kW.h/t

1200

电子级三氟化硼

电子级三氟化硼消耗定额表

项   目

单位

消耗定额

备   注

一 直接材料

三氟化硼

t/t

1.02

二 辅助材料

高纯氮气

t/t

0.08

液氮

t/t

1.5

吸附剂

t/t

0.003

氨水

t/t

0.005

三 燃料、动力消耗

t/t

1

kW.h/t

15000

电子级六氟乙烷

电子级六氟乙烷消耗定额表

项   目

单位

消耗定额

备   注

一 直接材料

六氟乙烷

t/t

1.02

二 辅助材料

高纯氮气

t/t

0.08

液氮

t/t

1.5

吸附剂

t/t

0.003

三 燃料、动力消耗

t/t

1

kW.h/t

1500

电子级一氟甲烷,电子级二氟甲烷,电子级三氟甲烷,电子级四氟化碳,电子级八氟环丁烷和电子级六氟乙烷共用同一套装置(即为六氟乙烷装置)。

电子级砷烷

电子级砷烷消耗定额表

项   目

单位

消耗定额

备   注

一 直接材料

砷化锌

t/t

2.22

稀硫酸

t/t

4.73

40%

二 辅助材料

高纯氮气

t/t

0.5

吸附剂

t/t

0.04

氨水

t/t

0.03

用于三废处理

液氮

t/t

3.0

三 燃料、动力消耗

t/t

1

kWh/t

15000

每天生产8小时

自控技术方案

重点监管的危险化工工艺的自控水平和主要控制方案

本项目工艺装置生产过程要求自动控制能满足集中控制和检测的需要,所选现场仪表能适应工艺介质的需要,并保证装置长周期安全、稳定运行。

根据国家安全监管总局公布的《首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》和《第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的通知》对照本项目的生产工艺,所有产品的生产工艺均不在重点监管的危险化工工艺目录之内。

重点监管的危险化学品的安全措施和应急处置原则

本项目涉及的危险化学品主要有液氨、氢气、磷烷、砷烷、乙硼烷、二氧化碳、环氧乙烷、硅烷、三氟化硼、六氟乙烷、一氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷、四氟化碳、液氯。

根据《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知》(安监总管三〔2011〕95号)和《国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化学品名录的通知》(安监总管三〔2013〕12号)进行辨识,液氨、氢气、环氧乙烷、液氯属于重点监管危险化学品。

属于重点监管危险化学品的安全措施和事故应急处置原则因严格安照“国家安全管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知安监总管三〔2011〕95号”和“第二批重点监管危险化学品名录的通知安监总管三〔2013〕12号”中所要求的“首批重点监管的危险化学品安全措施和事故应急处置原则”和“第二批重点监管的危险化学品安全措施和应急处置原则”进行。

控制系统的选择

由于产品规模相对较小,间歇生产过程较多,控制系统以常规仪表、PLC控制系统控制为主。

仪表选型

仪表选型的总原则:选用适用、可靠、先进的仪表,确保装置的安全可靠运行。变送器、执行器采用近几年国内使用成熟的引进系列产品。

由于生产装置中存在有腐蚀和易结晶的工艺介质,故对一次检测元件和调节阀接触介质部件的材质作了相应考虑。

主要设备的选择

设备选择原则

1、满足生产需要的原则。根据产品的生产工艺要求,如产量、压力、温度、腐蚀等各方面的综合因素,满足工艺和设备条件的要求。

2、选材:在设备材料方面的选用,本着即经济又适用,且又能满足生产的需要的原则,要综合考虑各环节的工艺条件,本着即环保又经济,既实用又节约的原则,能采用碳钢的就不用有色金属(如钛材)。在可能的情况下采用塑料来代替金属。确保各种设备具有良好腐蚀性、耐温性、强度及负压状态下有着稳定工作性能。

3、先进性:在选用设备时,除了要具备一定的强度和耐腐蚀性条件外,还要注意选用先进的生产设备。先进的设备不仅代表了工业生产的文明性,而且还能提高产品的质量。多种功能集于一身的设备不仅能提高产量,还能降低消耗,大大减少了工人的劳动强度。

4、填平补齐、均衡配套的原则。根据产品的工艺路线和工艺要求,均衡配套选购设备。

5、设备交货期应满足工程进度的需要,选择信誉良好的供应厂商。

6、设备生产厂家售后服务好,安装速度及时,可靠,代培训人员,并提供备品备件。

原材料供应及动力消耗

原辅材料供应

主要原料的品种、规格、年需用量、来源上游装置生产或批量运输

辅助材料供应

仪表及除尘设备用压缩空气

本装置除尘设备用气规格要求为压力≥0.6MPa,常温、干燥,不含杂质。用量<5Nm3/min。可由各装置工艺单元设小型空压机供给。

本装置仪表用气规格要求为压力≥0.6MPa,常温、干燥,不含杂质。用量<5Nm3/min,因用气量不大,故不设集中空压站,由液氮贮存装置设氮气气源供给。

水、电和其他动力供应来自临近设备或装置

建厂条件和厂址选择

建厂地质地貌

根据附近企业的地质报告资料显示:本项目场地内无滑坡、岩溶、危溶、采空区等不良工程地质现象,未发现暗河等不利于工程建设的埋藏物,场地稳定性较好,适宜建设本工程;场地震峰值加速度值<0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35S(即地震烈度小于Ⅶ度),属于抗震有利地段;场地地下水、土对钢筋混凝土无腐蚀性。

气候条件

(1)气象

××属亚热带季风气候区,有四级分明,冬夏长春秋短,阳光充足,降雨丰沛、季节分配不均的地带性特征。

主要特征如下:

多年平均气温 17.4℃

日极端最高气温 40.5℃

日极端最低气温 -10.4℃

多年平均降水量 1691.6mm

最高年降水量 2464.5mm

最低年降水量 1104.2mm

多年平均相对湿度 79%

多年平均蒸发量 1405.1mm

多年平均风速 2.31m/s

全年主导风向 东北偏东风(19.82%)

建厂地点的社会经济条件

东营市为山东省地级市,位于黄河入海口,属沿海城市,南接潍坊与淄博,西邻德州与滨州,北邻天津、。

全市总面积××平方公里,人口××万,其中市中心人口××万人。

近年来,东营人民生活质量显著提高。人民群众居住、交通、文化、卫生等方面条件有较大改善。城镇居民人均可支配收入年均增长6%,农民人均纯收入年均增长××%。初步形成比较完善的国民教育体系、科技创新体系、卫生医疗体系和社会保障体系,普及从学前三年到高中段的十五年基础教育, R&D经费占GDP比重达到××%。城镇登记失业率控制在××%以内,人口自然增长率控制在×׉以内。

外部交通运输状况

公路临近荣乌高速公路,距离东营港半小时车程,靠近铁路5公里。

公用工程条件

园区内供水、治污设施齐全,供热、排污及基本化工原料××,按市场化运作方式就近取材,是企业家理想的创业之地。

厂址选择的原则、依据及推荐方案意见

1)项目拟建地交通运输条件良好,便于原料及产品的运输;

2)工业园区内水、电、汽、污水处理、固废处理等公用工程配套齐全,有利于节约投资,降低成本;

3)项目拟建地环境质量良好,能满足环境保护要求;

综上所述,该地址建厂条件优越,投资费用小,为理想的拟建厂址。

图运输、储运和土建

总图运输

总平面布置原则

根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006等相关规范,进行工厂总体布置,在符合工业规划区多项指标的同时力求流程合理,还应符合有利环境净化,避免交叉污染等要求,同时使整个项目具有良好的建筑立面景观设计效果,具体原则如下:

1)在符合生产流程操作要求和使用功能的前提下布置建筑物、构筑物等设施。

2)按功能分区合理地确定通道宽度,根据下列因素确定:通道两侧建筑物构筑物及露天设施对防火安全与卫生间距的要求;各种工程管线的布置要求;绿化布置的要求;施工安装与检修的要求;竖向设计的要求。

3)厂区功能分区及建筑物构筑物的外形宜规整,功能分区内各项设施的布置应紧凑合理

4)总平面布置应充分利用地形地势工程地质及水文地质条件合理地布置建筑物构筑物和有关设施并应减少土石方工程量和基础工程费用。

5)总平面布置应结合当地气象条件使建筑物具有良好的朝向采光和自然通风条件高温热加工有特殊要求和人员较多的建筑物应避免西晒。

6)总平面布置应防止有害气体、烟、雾、粉尘强烈振动和高噪声对周围环境的危害。

7)总平面布置应合理地组织货流和人流。

8)总平面布置应使建筑群体的平面布置与空间景观相协调并应结合城镇规划及厂区绿化提高环境质量创造良好的生产条件和整洁的工作环境。

设计依据

总平面布置执行现行的国家和行业有关规范和标准,主要有:

(1)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)

(2)《化工企业总图运输设计规范》(GB50489-2009)

(3)《工业企业总平面设计规范》(GB50187-2012)

(4)《氧气站设计规范》(GB50030-91)

(5)《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-2008)

(6) 电子级气体规范可参照电子工业用气体相关规范

总平面布置方案

根据厂区拟建的工程项目和需配套的辅助工程以及总平面布置原则和生产工艺特点,结合厂内外各种自然条件,经与厂方多方案讨论和比较,确定以下总平面布置方案。本项目总平面布置分为四个部分:

1)厂前区:××综合办公楼一幢。

2)主生产区:主要集中在××。

3)辅助生产区:分布在厂区的东北面,设置了高配房、消防泵房及消防水池、电子级气体检验室设置在综合楼内。

4)仓储:在厂区的××面设置了罐区、甲类、丙类仓库。

总图主要经济技术指标

总图主要经济技术指标

序号

名称

单位

数值

备注

1

征地面积

平方米

2

围墙内面积

平方米

3

建筑物占地面积

平方米

4

构建物占地面积

平方米

5

建筑面积

平方米

6

计算容积率面积

平方米

7

建筑密度

%

8

容积率

9

绿地率

%

10

非生产性用房占地面积

平方米

11

非生产性用房占地面积
占实际用地面积的百分比

%

本项目占用50亩土地,准确的平面布置图设计院已经完成设计。

竖向布置

竖向布置原则:由于本项目建设在东营市东营化工园区内,厂区外的公用配套设施已齐全;所以本工程竖向规划主要需满足开发区对场地标高的要求,另外需考虑场地排水畅通,建构筑物基础埋深和管线敷设合理,厂内外道路衔接合理 ,土方工程量尽可能小的原则进行布置。

综合考虑厂址所在地块周围道路的标高及内河洪水位情况,场地标高拟定所缺土方可用园区附近的石场宕渣来回填。

竖向布置为平坡式,场地采用明沟排水系统。

储运

(1) 全年运输量:总运输量:5910.99t/a(其中:运入:2970.35t/a,运出:2940.64t/a)

备注:助燃物物质不能与其它可燃物质混放。

(2) 厂内、外运输方式

原料的运输:主要采用社会运输力量,以汽车、槽罐车,公路运输。

厂内物品运输:厂内运输采用管道或电瓶车、叉车。

产品外运:根据销售地的不同分别以公路运输或铁路、海运、空运方式完成。

(3) 道路

厂区内道路平面为环形周边式,城市型,混凝土路面,道路宽度6m、5m、4m三种,转弯半径为9m;道路结构型式与××道路相同。

土建设计依据

自然条件

1)基本风压:0.40KN/m2

2)基本雪压:0.60KN/m2

3)抗震设防烈度:属于6度(据“中国地震基本烈度划分”资料)

本工程采用的国家及部颁规范、规程

1)《建筑结构荷载规范》GB50009-2012;

2)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010;

3)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011;

4)《混凝土结构设计规范》GB50010-2010;

5)《钢结构设计规范》GB50017-2011;

6)《砌体结构设计规范》GB50003-2011;

7)《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002;

8)《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ95-2011;

9)《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ114-2003;

10)《建筑设计防火规范》GB50016-2006。

建筑设计方案

设计原则

工程秉着实用经济美观的建设方针并遵照国家有关规范进行设计。平面设计以满足工艺生产要求为前提,力求生产流程布置先进合理,尽量做到人货分流,功能分区明确。立面设计充分体现药业建筑特点,力求简洁大方。建筑配色以淡雅为主,局部涂色带点缀,使建筑具有时代气息,体现当代工业企业生产环境。

主要建、构筑物:

本设计对厂房为新建,车间平面布置服从工艺要求。

主要装修标准

(1)楼地面

生产车间(甲类)、中试车间1(甲类)、甲类仓库、供气站(甲类)等甲类生产区地面为砼配筋不发火水泥砂浆面层地坪,楼面为不发火水泥砂浆楼面。其余生产区为砼配筋水泥砂浆地坪,控制室设抗静电架空地板,其他均为普通水泥砂浆地面。甲类仓库、供气站等储存物品类别为甲类,地面为砼配筋不发火水泥砂浆地坪。仓库储存物品类别为丙类,地面为砼配筋水泥砂浆地坪。综合楼:卫生间、开水间、餐厅采用防滑地砖面层,其他办公用房、走廊、门厅、楼梯休息室均为抛光玻化砖地面。储物间为水泥砂浆楼面。

2)墙体:

本工程建筑物室内地坪以下墙体采用MU10机制红砖M7.5水泥砂浆砌筑,室内地坪以上墙体采用Mu7.5多孔粘土砖M5混合砂浆砌筑。

其中轻质隔墙采用轻钢龙骨纸面石膏板隔墙。

3)门窗:

本工程窗普遍为白色塑钢窗及通风百页窗,除综合楼门厅大门为全玻无框门,其它外门普遍为铝合金卷帘门、塑钢门或镶板门,甲类车间防火墙上的门为甲级防火门。

4)平顶:

不设吊顶的房间普遍为白色涂料面层。设吊顶的房间如办公室、卫生间、走廊等均采用PVC板吊顶。

5)屋面:

现浇钢筋砼屋面板结构找坡,高分子防水卷材,EPS屋顶隔热砖。

6)外墙:

除综合楼外墙采用浅色面砖贴面外,其它建筑单体墙普遍采用浅色外墙防水涂料。

7)内墙:

内墙普遍采用耐擦洗白色内墙涂料;厕所、浴室等需大量用水的房间采用白色瓷砖墙面至吊顶底。

用工程方案和辅助生产设施

公用工程方案

设计依据

1)《建筑给排水设计规范》(GB50015-2003,2009年版)

2)《室外给水设计规范》(GB50013-2006)

3)《室外排水设计规范》(GB50014-2006,2011年版)

4)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)

5)《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002)

6)《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)

7)全国通用给排水设计图集和有关标准图集。

设计原则和设计特点,工厂生产对给排水的要求:

(1)给水系统按分质、分压的原则进行系统的划分,全厂给水系统分为自来水直供水系统和消防给水系统。

(2)排水系统按清污分流的原则进行系统的划分,全厂排水系统分为生活污水系统和雨水系统。

(3)尽可能节约水资源。

(4)采用高效、节能的系统及设备;做到技术先进可靠,经济合理。

用水量和排水量

A)用水量

本工程主要用水量为循环用水、生活用水和消防用水,按工艺专业提供的情况中,具体用水量见下表:

年产8万吨目生产生活用水量

序号

名称

用水量

水压

(MPa)

给水系统

备注

Q(t/h)

Q(t/d)

1

循环补充水

0.4

自来水

蒸发

2

生活用水

0.4

自来水

3

洗地面水

0.4

自来水

小计

注:生活用水量以300L/p·d计算,排污系数按85%计算,清洗地面水按2L/m2计。

拟建工程建成投产后,新鲜水用量为34.2m3/d。其中循环补充水量约为4.8m3/d,生活用水约为15m3/d,洗地面水约为14.4m3/d。

B)排水量

生活用水量以300L/p·d计算,排污系数按85%计算,清洗地面水按2L/m2计。

本项目的主要废水为生活污水和洗地面水。排放污水总量约**m3/d,年产生污水量为**吨(300天/年计)。

水源

本工程水源为市政自来水管网,水压为0.3MPa。本工程从厂区外自来水管网上引入一根DN100给水管。

自来水直供水系统

由市政自来水管引入管DN100、水表、阀门和各用水点的枝状给水管等组成。主要供给厂前区生活用水、食堂用水及循环消防水池补充水等。给水管材质采用钢塑复合管,丝扣或沟槽式连接。

生产给水加压系统

本系统由给水DN100引入管、生产水池及加压系统、厂区枝状给水管及各用水设备等构成。市政自来水供水压力为0.3MPa,能满足本厂总用水的要求。主要供给循环水补充水、冲洗设备及地坪水及其绿化用水等。

循环冷却给水系统

根据工艺、暖通专业提供的条件,本工程设置一套氨专用循环水系统,设置在车间边。

消防给水系统:详见“消防篇”。

厂区排水

排水系统根据清污分流原则,主要分为污水和雨水及清下水二个排水系统。

雨水排水系统

雨水沟为明沟设置,为道路二边,并在厂区西南角设置应急池与雨水排放口

屋面雨水经雨水斗收集,道路雨水经雨水口收集经管道汇总后,分二路排入厂区南侧园区雨水管网内。雨水量参照××暴雨强度公式:

q=2132.423(1+0.537 lgTE)/(t+13.451)0.671 (升/秒.公顷)

式中:重现期TE =1年,t=t1+mt2,t1=5min,m=2。

污水排水系统

本工程生产废水包括设备及地面冲洗水,罐区地坪冲洗水以及生活污水等。生活污水先经化粪池及隔油池处理后纳入基地污水处理厂处理。污水管道采用加筋UPVC管,橡胶圈连接。

供电设计依据

1)《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)

2)《低压配电设计规范》(GB50054-2011)

3)《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-2011)

4)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 (GB/T50062-2008)

5)《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)

电源

由产业园区接入10KV高压线进入厂区变配电室。整个厂区规划设置一台变压器,容量为500KVA,电压为380V/220V。备用消防电源增设100KW的发电机一台。总配电盘设有过流保护、漏电保护;生产用配电盘设有过电保护、漏电保护。报警系统电源、消防水泵、防排烟、事故照明以及重点生产岗位属于二级负荷,其余生产用电部分属于三级负荷。

用电负荷1500KWA

变压器与低压开关柜组合安装组成低压供电系统,负责本工程的供电。

全厂采用低压无功补偿。各车间在车间配电室设补偿,其它均在厂变电站低压配电室集中设置无功补偿。功率因数的控制及补偿电容的投切由补偿装置所在处的无功自动补偿控制器进行监控和控制。

车间配电

设计规范:《供配电系统设计规范》(GB50052-2009);

生产动力电源:电压:380/220V,±10%;频率:50±1Hz

主要车间设低压配电室,由厂变电所向车间低压配电室送电,动力干线沿地沟或架空电缆桥架敷设至设备电气控制柜。在用电比较集中的辅助设备处设动力配电箱,接线方式采用放射式。功率较大的设备由配电室单独供电。

防雷接地保护

①、根据自然条件、当地雷电日数、建筑物高度、等级及重要程度,以及《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010,《石油化工静电接地设计规范》SH3097-2000的要求,本项目甲类车间、甲类仓库、供气站均按二类防雷建筑物设防。沿建筑物屋顶檐沟板、屋脊及屋面明敷4X25镀锌扁钢组成不大于10m×10m的避雷网格,凡高出屋面的金属管道均与避雷系统作可靠连接。避雷引下线利用柱内主筋(二根∅16主筋),其间距不大于18m。引下线最终与基础钢筋焊接联通。

②、各单体建筑内防雷接地、工作接地、保护接地和消防接地均接入接地网,利用建筑物基础作防雷及保护接地的共同接地体,要求共用接地装置接地电阻不大于1欧姆。

③、不同标高的避雷带之间以垂直引下线焊接连通,避雷带与作为引下线的柱内主筋焊接连通。

④、防雷系统连接均采用焊接连接,搭接长度为扁钢宽度的两倍,园钢大于 6D。所有焊接处应刷樟丹油一道,防锈漆两道,做好防腐措施。

⑤、出屋面的金属管道均需与就近避雷带连接。所有明露的防雷钢筋刷樟丹油一道防锈漆两道。避雷带过沉降缝作"Ω"型补偿。

⑥、室内设接地引出点,接地引出点与钢楼板可靠焊接,钢楼板上设备与钢楼板可靠连接。

⑦、罐区储槽、液氧储槽、氩气储槽、二氧化碳储槽为金属罐体,且顶板厚度均大于4mm,故利用金属罐体直接接地进行防雷、防静电,连接点不少于二处;人工接地极采用-50x5镀锌角钢,垂直打入,顶部埋深1.0米,接地极间距5米,距储罐距离不小于5米,室外接地线采用-40x4热镀锌扁钢,埋深1.1米。所有正常时不带电的金属设备、金属管道、金属构架、电缆金属外壳、法兰盘、阀门、放空管等均可靠接地。埋地金属管道与接地装置不共用、不相连时,与接地装置之间的距离不应小于2.0米。在罐区入口处设静电消除器,在罐区罐车装卸处设静电接地线端子,保证装卸安全。

⑧、过电压保护:在变配电室低压母线上装一级电涌保护器(SPD),二级配电箱内装二级电涌保护器,末端配电箱及弱电机房配电箱内装三级电涌保护器。屋顶室外风机、室外照明配电箱内装二级电涌保护。电信引入端设过电压保护装置。为防雷电波侵入,电缆进出线在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。

以上内容符合《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010,《石油化工静电接地设计规范》SH3097-2000的要求。

照明

厂区电力、照明及通讯线路采用电缆沿电缆沟敷设。厂区照明沿主干道绿化带设置道路照明灯具,建筑物之间沿道路每隔30米左右设Jly型250W高压钠灯一座,厂区照明由门卫统一控制。

车间照明采用高效防爆节能型灯具,生产车间照明不应低于150Lx。

车间照明分散在各车间集中控制。

电讯范围

范围为公用工程电信设计,主要包括行政电话系统、火灾报警系统及厂区安全监视系统。

设计采用的标准规范

《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92;

《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98。

电讯方案

综合楼、生产车间等地安装行政电话,火灾时可拨打“119”报警与消防部门联系。

仓库、储罐区、罐区泵棚、装置厂房、辅助厂房及室外框架区分设火灾报警点,安装手动报警器,当发生火灾时,手动报警信号传到控制室的火灾报警控制器,由报警控制器发出声光报警。

供热:整个厂区不需要蒸汽。

供气

仪表及除尘设备用压缩空气

本装置除尘设备用气规格要求为压力≥0.6MPa,常温、干燥,不含杂质。用量<5Nm3/min。可由各装置工艺单元设小型空压机供给。

本装置仪表用气规格要求为压力≥0.6MPa,常温、干燥,不含杂质。用量<5Nm3/min,因用气量不大,故不设集中空压站,可由液氮贮存装置设氮气气源供给。

冷冻站

冷负荷

本项目工艺需冷量150KW(标况),冷冻盐水供水温度为-15℃。制冷剂为氟利昂22,载冷剂为冷冻盐水。冷冻盐水进机组温度为-10℃,出机组温度为-15℃。

节能措施

冷冻(盐)水管、冷冻盐水箱及膨胀水箱均采用保温性能良好的难燃型聚乙烯泡沫材料保温,减少能量损失。

辅助生产设施

维修能力与协作关系

本工程在厂区西南部设有机修车间,主要承担厂区内各车间的机械、设备、管道、阀门等的日常维护和中、小修任务,以及易损件的加工、替换,以确保生产设备的安全及正常运行。该车间的维修能力基本满足上述要求。大型设备检修、复杂或高精度工件的检修任务,需通过外协解决。

机修间组成和布置

机修间机修工段组成。承担一般设备、管道的焊接、检修,工段内检修设备为主。

通讯

本公司电讯设施主要有:行政管理电话,综合布线系统,无线通讯系统等内容,电讯由当地电讯网接入,其他根据装置需要设置。

仓储

易燃易爆的甲、乙类生产原料由汽车或槽车运至厂内,贮存于储罐区和甲类仓库分区存放,严禁禁忌物混放。生产用其它非甲、乙类原料,由汽车运至厂内,贮存于厂区内仓库(丙类)内。鱼雷车停放在供气站内。

节能设计原则

能源是发展国民经济和提高人民生活水平的重要物质基础,国家对能源实行开发和节约并重的方针,为贯彻节约能源这一基本国策,本项目的节能设计按以下原则进行:

1)在确保生产工艺的前提下,尽可能选用国内外节能效果较好的新技术、新设备。

2)在设计中,尽可能做到布局紧凑、流程合理,尽量减少各物料周转的距离,降低能耗。

3)选用节能型电机产品及高效节能灯具。

4)采取行之有效的节水、节电、降低能耗等措施,尽可能降低综合能耗水平。

产品能耗指标及分析

本建设项目综合能耗折合标准煤为172.94吨。

生产工艺节能措施

1)本项目采用的工艺技术和设备,控制系统采用全自动控制,确保产品质量优异、生产过程和异常控制处置安全有效,现场环境整洁无泄漏。

2)合理安排工艺布局,在满足生产工艺要求的前提下,以就近使用为原则,尽量减少线路损耗和管路损失。

3)合理选用各通用设备及其驱动电机的控制方案。各生产环节、工序、设备之间做到生产能力的平衡,以减少某些设备的无负荷或低负荷运行,合理安排生产各工段的作业班次。

4)合理控制各台大型非连续性生产设备的开停时间,以均衡各个时间段变压器的负载,杜绝多台同时开启造成变压器的过载。

5)设备选用低能耗,低噪声设备,并配备相应控制件,以达到最大限度节能。

6)本工程主要工艺生产设备均选用先进、成熟的设备,其不但具有较先进的工艺技术,符合国家相关产品能效标准要求,具有投资省、产量高、能耗低的显著优点。

9.3.2 建筑节能措施

屋面采用钢筋混凝土平屋面,40mm厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板保温层,轻集料混凝土(黏土陶粒混凝土)找坡层;传热系数:K=0.62<0.7 W/m2·K。

外墙为240厚多孔粘土砖(孔洞率大于25%),外抹界面剂,30mm聚苯颗粒保温浆料,抗裂砂浆(网格布),弹性底涂、柔性腻子、专用外墙涂料;传热系数K=0.98<1.0 W/m2·K。

电气节能措施

1)建立科学管理体制,实行计划用电,提高电能利用率。

2)设计过程中选用节电及节能新技术、新设备、新材料,如采用新型节能变压器、新型Y系列电动机、变频控制等。

3)合理优化设计工厂供配电系统,降低线损率,安装自动无功补偿装置,提高功率因数。

4)车间照明选用节能型灯具,选用节能型电力变压器和利用低压电容进行无功功率自动补偿装置,以减少线路和系统无功损耗。

5)各工段入口均安装电力计量仪表,对大功率工艺设备配置单独计量装置,以加强管理,达到节约能源的目的。

6)电气照明采用高效节能型灯具,在楼梯间走廊采用延时开关。室外道路照明采用光控,以节约用电。

绝热

凡用冷、热设备及管道,全部采用新型保温材料,以尽量减少冷热的损失。

工艺布置

总体布局上除符合厂区规划要求外,尽量做到生产工艺流程顺,管线走向短,便配电尽量靠近负荷中心,以减少能量损耗,工艺管道布置尽量降低管道阻力损失,节省动力消耗。按工艺流程进行合理布局,采用封闭式管理,减少物料运输,节约运输能源。

节水措施

1、使用各种节水设备,设置计量装置,加强用水管理,防止跑、冒、滴、漏,减少水资源浪费。

2、生产中加强用水管理,对冷却水经处理后循环使用或一水二用,以节约用水,提高水的综合利用率。

9.3.7 其他节能措施

选用优质保温、保冷材料;选用性能优良的管道阀门、疏水器等;在车间设备布置上尽量利用位差输送物料,以减少动力消耗;对各车间的用电、用汽、用水分别安装计量表。加强能耗管理,并落实能耗考核承包制,同时对职工加强节能教育,提高本项目职工的节能意识。




消防设计原则和依据

设计原则

本工程设计中执行“预防为主,防消结合”的方针,采用以水消防为主,干粉灭火、泡沫灭火为辅的消防方案,厂区内同一时间火灾次数按一处考虑。由于该工程生产和贮存物料品种多、火灾危险性大,因此,要根据不同场所各自的火灾种类选用相应的灭火方案。

设计依据

1)《建筑设计防火规范》GB50016-2006

2)《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005

3)《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010

4)《化工企业静电接地设计规程》HG/T20675-1990

项目概况

根据生产工艺分析,厂区生产中使用的危险化学品主要有液氨、氢气、磷烷、乙硼烷、二氧化碳、环氧乙烷、硅烷、三氟化硼、六氟乙烷、一氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷、四氟化碳、液氯等石油气和甲乙类危险化学品。项目建成后具有火灾、爆炸的危险。

消防设施和措施

工艺消防

(1)严格按照爆炸危险场所的规范进行工艺设计,采用密闭容器,避免跑、冒、滴、漏,防止易燃易爆有毒物质外逸。

2)在满足工艺条件的前提下,尽量减少易燃有毒物质在车间的储存量。

3)凡在爆炸危险场所的机泵设备,均选用防爆型号。

4)工艺物料管道及相关设备均采用防静电接地措施。

5)在生产车间、罐区和仓库等可能浓度超标的地方设置可燃报警仪,报警装置分别设置于车间操作室和厂区值班室。

建筑消防

(1)厂区内总平面图布局,严格按照有关规范要求进行,以满足消防疏散要求。本项目的消防依托新厂区总消防系统。

2)建筑物耐火等级、建筑物之间的防火间距等严格按照《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)等规范要求进行设计。

3)确定各建筑物的火灾危险性类别,划分出防火分区,设置必要的安全出口及安全楼梯等满足规范规定的消防、安全疏散要求。

4)界区内设环形消防通道,路宽及转弯半径设计应满足各建筑消防要求。

5)根据生产装置的消防特性及《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)等的要求,本项目火灾危险性类别为石油气、甲类和丙类,规划建设的厂内消防设施,可满足消防用水量的要求。

6)消防器材设置于明显、取用方便及较安全的地方,且不影响安全疏散。消防器材定期检查,并做到“三定”(定点、定型号和用量、定专人维护管理),不准挪作他用。

电气消防

1)重点生产岗位和消防用电负荷属二级负荷,为满足消防设施用电的可靠性,厂区内配备了100KW的发电机组供消防用电或是停电时紧急应急用。

2)厂区内有可燃气体泄漏源的爆炸危险场所内,在可燃气体的释放源附近应设置可燃气体报警器,报警器主机设在门卫处或是经常有人值班的地方,在防爆区内的电气设备均应采用隔爆型。

3)在主要车间及办公楼,按照规范设置疏散指示及应急照明灯。遵照国家新倡导的节约能源的原则。在项目整体设计中,充分考虑到采用各种新技术措施,节约能源,提高经济效益。

给排水消防

1)消防水源

厂区设有一个消防水池和消防泵,消防水池的水量可以满足本项目的消防用水。本项目的消防可以依托厂区的消防系统。

2)消防管网

本工程室外消防给水管道采用环状管网布置方式,两台水泵出水管与环网相连。

3)室外消火栓设置

厂区消防管网上设若干室外消火栓,消火栓型号为SS100-1.0。室外消火栓保护半径不超过150m,消火栓间距不超过120m。

4)消防用水量

场内各建筑根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)要求设置室内消火栓系统,并根据《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)规定,配置手提式灭火器。本工程同一时间的火灾次数为一次.

事故应急池

本厂区设置了一个事故应急池,总储存量不小于3000m3,能满足本厂区事故应急的要求。

本项目可能出现的最大、最严重爆炸、火灾事故,为罐区火灾事故,其消防用水量为43L/S,根据《水体污染防控紧急措施设计导则》确定,产生的污水总量1000 m3

所以事故应急池贮存量大于发生火灾事故的最大污水量,因此本项目的事故应急池设置符合要求。

2:本项目地区雨水年平均降雨量为1691.6mm

十一 环境保护

生产项目必须按照国务院1998年第253号令《建设项目环境保护管理条例》的规定,必须配套建设环保设施,与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用;产生污染的生产项目,必须遵守污染物排放的国家标准和地方标准;工业生产项目应当采用能耗物耗小、污染物产生量少的清洁生产工艺,合理利用自然资源,防止环境污染和生态破坏。

厂址与环境现状

项目坐落在东营化工园区坚持“政府主导、市场运作、依托××,开放开发”的原则,以中俄科技合作为特色,以建设“氟硅之都”为目标,以氟硅化工、精细化工、生物化工等为产业重点,吸引和鼓励各类科技人员入园创新创业、孵化和培养高新技术企业,大力发展高新技术产业。

设计采用环保标准

1)空气环境:常规污染因子执行《环境空气质量标准》(GB3095-2012)的二级标准;特殊污染因子执行《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010);

2)声环境:执行《声环境质量标准》(GB3096-2008)III类标准;

3)地表水:执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类标准;

4)噪声:执行《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)中III类标准;

5)废气:执行《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准;

6)废水:执行××纳管标准;

7)居民区大气有毒有害物质最高允许浓度参照《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010);

建设项目的主要污染物

废气

本项目采用集中供热,无锅炉烟气排放,只有生产工艺废气排放。11.2.2 废水

本项目产生的废水主要生活污水、环保处理污水、地坪冲洗水、分析化验排水等。

固废

本项目固废主要为吸附剂和生活垃圾。

废渣排放一览下表

序号

废渣名称

排放量

主要成分

及污染物

排放去向

及治理措施

治理投资

(万元)

吨/天

吨/ 年

1

生活垃圾

生物质

园区垃圾集中处理

0

2

吸附剂

硅酸盐类

园区集中统一处理

0

粉尘 本项目生产过程中不涉及粉尘。。

噪声

来源于空压机、冷冻机组、风机等设备运行时产生的噪声。消声前噪声强度约为75~110dB左右。消声后噪声强度约为75~85dB左右。

噪声排放情况表

序号

噪声源

工作情况

消声前声压级(Dba)

消声措施

消声后声压级(Dba)

备注

1

冰机

连续

~110

<85

2

排风机

连续

~110

<85

3

化验室引风机

连续

~110

<85

4

真空泵

连续

~90

<85

“三废”治理与综合利用措施

项目采取的清洁生产措施

对本项目的清洁生产方面较为重视,在工艺路线、设备选型等方面均采取了一定的清洁生产措施。

污染防治措施及方案

废气

各车间产生的废气、尾气通过尾气吸收装置经洗涤、过滤、催化分解后高空排放。

废水

在各生产车间设置集水坑收集机泵的跑冒滴漏废水和冲洗水,集中送至厂区污水处理站进行一、二级处理,达到园区污水站接受指标后经污水管路系统排入园区污水站进一步处理后排海。生活污水经化粪池消化处理后排入厂区污水处理站,用作细菌的有机养料源。

废渣及残液

本装置的废渣,主要为少量生活垃圾,残渣为废弃吸附剂。生活垃圾由园区统一处理。废弃吸附剂可交由固废处理专业公司无害化处理。

粉尘

本项目生产过程无粉尘排放。

噪声

本项目拟建厂址距离声环境敏感点较远,总体上声环境不敏感,噪声防治对策如下:

①充分选用先进的低噪设备,如选用低噪的风机、空压机、泵等,以从声源上降低设备本身噪声。

②对车间空压机和冷冻机等高噪声设备进行集中室内布置,设备除设防震基础外要建立良好隔声效果的站房,安装隔声窗、加装吸声材料,避免露天布置。

③加强设备的维护,确保设备处于良好的运转状态,杜绝因设备不正常运转时产生的高噪声现象。

④在厂区周围设置一定高度的围墙,减少对厂界环境的影响,厂区内种植一定数量的乔木和灌木林,既美化环境又减轻声污染。

十二 劳动保护与安全卫生

设计依据

国家、政府和主管部门有关规定:

1)《中华人民共和国安全生产法》(中华人民共和国主席令70号);

2)《中华人民共和国消防法》(中华人民共和国主席令6号);

3)《中华人民共和国职业病防治法》(中华人民共和国主席令60号);

4)《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》(中华人民共和国国务院令第352号发布);

5)《特种设备安全监察条例》(国务院令第549号);

6)《危险化学品建设项目安全监督管理办法》国家安监总局第45号令;

7)《××省危险化学品重大危险源监督管理实施细则(试行)》浙安监管危化(2012)145号

8)《关于推行化工生产过程自动化安全控制系统的指导意见》(浙安监管危化[2008]200号)

9)其他相关的劳动与工业卫生法律、法规。

采用的主要标准、规范、规程和其它依据:

1)《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010);

2)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92);

3)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010);

4)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006);

5)《化工企业安全卫生设计规定》(HG20571-95);

6)《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005);

7)《化工企业静电接地设计规程》(HG/T20675-1990);

8)《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG R0004-2009);

9)《压力管道安全技术监察规程-工业管道》(TSG D0001-2009);

10)其他相关的标准、规范、规程。

生产过程中职业危害因素的分析

主要物料及职业危险概述

建设项目在生产过程中涉及的主要危险化学品有液氨、氢气、磷烷、乙硼烷、二氧化碳、环氧乙烷、硅烷、三氟化硼、六氟乙烷、一氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷、四氟化碳、液氯等,火灾危险性类别分别为甲、乙类。它们遇明火、高热有引起燃烧的危险。

主要危险化学品物化特性。

主要危险化学品和主要性质表

序号

名称

分子量

熔点

沸点

闪点

燃点

爆炸极限(%)

毒性程度

(大鼠经口)

mg/m3

火险分类

下限

上限

1

17

-77.7

-33.5

-

651

15.7

27.4

350

2

磷烷

34

-133

-87.7

-

-

-

-

1.4

3

71

-101

-34.5

-

-

-

-

-

4

氧气

32

-218.8

-183.1

-

-

-

-

-

5

氢气

2

-259.2

-252.8

-

400

4.1

74.1

-

6

环氧乙烷

44

-111.7

10.7

-55

428.9

3

100

-

7

一氧化二氮

44

-90.8

-88.5

-

-

-

-

-

8

三氟化硼

117

-107

12.5

9

硅烷

32

-185

-111.5

10

砷烷

78

-113.5

-62.5

两重点一重大情况

根据安监总局发布的重点监管的危险化学品及危险化工工艺以及《危险化学品重大危险源辨识》GB18218-2009,本项目涉及到的属重点监管的危险化学品如表10.2。

10.2 重点监管危险化学品表

序号

品   名

年用量

类别

项目

危险货物编号

UN

1

液氨

2040t/a

液化气体

有毒气体

23003

1005

2

磷烷

1t/a

压缩气体

有毒气体

23005

2199

3

氯气

102t/a

液化气体

有毒气体

23002

1017

4

高纯氢

10000Nm3/a

压缩气体

易燃气体

21001

1049

5

环氧乙烷

100t/a

液化气体

易燃气体

21039

1040

6

三氟化硼

1.05 t/a

压缩气体

有毒气体

23018

1008

本项目气体产品生产中,多为复配工艺,没有列入重点监管的危险化工工艺过程。

根据原料及产品储存情况表,依据GB18218-2009对危险品临界量的规定,本项目涉及到的氨(存量26.5t/临界量10t)、环氧乙烷(存量23.7t/临界量10t)已独立构成重大危险源,因此本项目单元构成重大危险源。应按有关规定进行申报和管理。

危险性作业分析

本工程生产过程中的主要职业危害有燃烧、爆炸、高压等,其次有触电、机械伤害、噪声等。

(1) 中毒

本项目中氯气、氨、磷化氢等常温下为气态,具有一定的毒性(其中磷化氢为剧毒),生产、储存过程造成的泄漏、挥发、接触,从而对操作人员造成职业危害。

(2)燃烧、爆炸

本项目氢气等属易燃、易爆气体,有引起火灾爆炸的危险。

(3) 触电与机械伤害

生产过程中使用的电气设备和转动设备,存在着触电与机械伤害的潜在危险因素。

(4) 噪声伤害

工程的主要噪声源为压缩机、泵设备产生的噪声。

5)高温介质

蒸汽输送过程潜在烫伤危害。

6)压力管道

易燃液体的输送管路,如存在质量缺陷,可能发生易燃溶剂等泄漏事故,极易引起火灾和人员烫伤。

7) 流速

物料输送流速过快或者其他操作引发静电积聚和放电可导致火灾爆炸。

8)电器设备漏电,造成人员触电事故。

9)着火源

造成可燃液体火灾事故的着火源主要包括明火、静电、电火花和电弧、雷击等。

①明火

明火主要为检修动火、现场吸烟、机动车辆排烟带火等。

②静电

可燃液体具有积聚静电荷的特性,在物料输送过程都有积聚电荷的倾向,若防静电措施没有落实或落实不到位,使得积聚的静电荷放电能量大于易燃混合物的最小引燃能,此时若气体混合物的浓度处于爆炸极限内,将引发火灾爆炸事故。

③电火花和电弧

电火花和电弧是一个不可忽视的危险着火源。电火花是由电极间的击穿放电产生的,大量电火花压集则形成电弧,一般电火花的温度很高,特别是电弧的温度可达3000~6000℃。它不仅使可燃物质引起燃烧,而且能使金属熔化、飞溅,遇泄漏的可燃液体很容易导致火灾爆炸事故。

④雷击

防雷设施不齐全,储罐及建、构筑物防雷接地措施不利等情况下有可能在雷雨天气引发火灾爆炸事故。

职业安全卫生主要防范措施

总图布置和建筑安全措施

1)总图布置在满足生产需要前提下,间距符合规范要求。厂区主车道宽6m,次车道宽4m,转弯半径9m,设有入口二个,人流入口和货运入口各一个。

2)罐区(甲类)储罐与道路间距符合规范要求。

3)项目中建筑单体耐火等级采用二级。

4)建筑单体安全出口符合规范要求,最远工作地点到外部出口或楼梯的距离满足规范要求。楼梯间采用封闭式楼梯间,门向疏散方向开启。

5)车间采用抗爆能力强的钢筋砼框架结构,并加强局部强制通风,厂房的泄压比满足规范要求。

12.3.2 工艺、设备安全措施

1)生产厂房内涉及氯气、一氧化二氮、磷化氢等剧毒介质的设备,采用负压操作,确保有毒气体不能外漏。

2)生产厂房内涉及可能泄漏易燃、易爆、剧毒气体场所,设置可燃、有毒气体报警设施,有毒气体报警设施与尾气吸收系统联锁。

3)PH3AsH3、B2H6有毒尾气处理系统采用××研发的催化净化成套设备(该设备在中科院半导体所、厦门大学、北京航天航空大学、中国航天科技集团公司、沈阳科学仪器厂多年使用,效果良好),通过系统的催化作用,将PH3AsH3、B2H6转为无害物质。

4)含氯废气采用碱吸收系统,对尾气中的氯气进行中和反应。

5)工艺设计可靠,在过程中设置有必要的温度、压力、液位、流量检测和报警,以保证生产在正常条件下运行。尽可能提高系统自动化程度,提高系统的安全性。管道流速设计在安全流速以内;易燃、易爆介质容器的放空管设置阻火器;对生产原料的储存、输送及生产过程,尽可能采取密闭的方式。

6)在管道设计中尽量减少可能的泄漏点,管道采用流体输送用无缝钢管和流体输送不锈钢无缝钢管焊接连接,输送易燃易爆介质的阀门、管件的公称压力均按不低于1.6MPa压力设计。

7)液体原料的投料采用流量计控制,最大程度上降低易燃易爆介质在车间的存量,减少事故隐患。

8)在设备设计、选择方面,根据项目的特点进行可靠设计,增加安全性,设备材质按规定选用。设备上的爬梯平台护栏按规范要求设计,泵等运转设备设护罩等设施,以减少可能的伤害事故。定型设备选用有相应资质企业生产的产品。

9)各设备之间、管线之间,以及设备、管线与厂房、建构筑物的墙壁之间的距离,都按相关的规范要求进行设计。便于检修、人员疏散,做到安全可靠。在可能超压的容器等设备上设置安全阀,以消除设备超压爆炸隐患。

电气安全措施

1)本项目除消防系统、重点危险岗位和应急照明设施供电按二级负荷设计,其它工艺设备及公用工程设施用电负荷为三级。

2)甲类生产车间、甲类物品库等建筑物内的采光照明按有关标准和规范进行设计,在重要场所及通道设置事故照明,供紧急事故处理和人员疏散用。

3)对会产生静电积聚的设备、管道采取可靠的静电接地措施。

4)化工储罐壁厚大于4mm,则直接利用罐作为闪雷器,用镀锌扁钢做水平接地体,与罐体相连,接地点不少于两处。

5)本项目除各甲类生产车间、罐区、供气站、甲类仓库按第二类防雷建筑要求进行设计,其它建、构筑物按第三类防雷建筑物要求进行防雷设计。

6)对电气设备,按规范设置防触电的接地保护措施。

防毒措施

1)加强管道、设备的密封措施及防腐措施,防止有毒有害物料泄漏而引起的中毒事故。

2)在生产和贮存有毒物质场所(如氨气、氯气、磷化氢)设置有毒气体报警系统装置。

3)生产产房、危险品库采用集中通风系统,并设置尾气吸收装置,使工作场所有害物质浓度达到《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2.2-2007)的要求。

防噪声措施

生产设备,尽量选用低噪声,少振动的设备,对产生较大噪声和振动的设备,采取消声、吸声、隔声及减振、防振措施,对接触噪声的工人发放耳塞等防护用品,操作室采取隔音措施等,使操作中心噪声值达到规范要求。

防尘措施 本项目不及涉及粉尘。

防烫保温和防机械伤害措施

1)对有可能对人体接触的高温设备和管道采取防烫保温绝热措施。防烫保温范围包括介质>60℃,距地面或操作平台2.1m以下,距平台边缘0.75m以内的高温设备和管线。

2)对于机械传动运转部分,如各类泵,均配置安全防护罩,以保证操作工人的安全。

安全色及安全标志

1)凡需要迅速发现并引起注意以防发生事故的场所、部门均按标准涂安全色。

2)在装置区、建筑物内,凡容易发生事故的危及生命安全的场所和设备,以及需要提醒操作人员注意的地点,均按标准设置各种安全标志。

安全制度和管理

健全安全生产管理制度

根据《安全生产法》和《××省安全生产条例》,建立以“安全生产责任制”为核心的安全生产管理制度,健全工艺操作规程和岗位安全操作法等相关的安全生产规章制度,实现安全生产“四全”管理(既全员、全过程、全方位、全天候的安全管理)。

建立安全生产管理机构,完善安全生产组织网络

建立以企业法人代表为首的安全生产管理委员会(或领导小组),全面负责领导指挥安全生产工作,设立专职安全员,重要科室和生产车间、班组设立兼职安全员,形成安全生产组织机构网络,做到横向到位、纵向到底。

深入安全生产宣传教育,强化安全知识和技能培训。

树立“安全第一、预防为主”的指导思想,开展安全生产宣传教育,将“安全生产人人有责”的意识深入人心,使全体员工参与到安全生产活动中来。加强新员工的安全生产知识培训和老员工安全技能培训,增强作业人员的作业技能和应急处理能力,确保安全生产。

加强作业现场管理,落实安全生产规章制度

生产区域严禁烟火,制定使用明火作业的安全管理规定,严格遵守动火作业等危险作业审批发证制度,杜绝因违规作业而引起的事故。加强作业现场安全管理,非工作需要任何人员严禁进入作业区,凡进入作业现场都必须穿戴相应的安全防护和劳保用品。

严格执行特种设备使用保养

压力容器和其他特种设备使用前,必须经当地质监部门检测备案,指定专人定期检查维护更新;作业人员必须经过专业培训并持证上岗。

确保安全卫生投入

为了确保安全生产,投入必要的安全卫生设备,配置足够的消防器材和应急救援设施;落实专人负责维护保养,及时修理更新受损设备,使其始终处于完好可用状态。

严格执行持证上岗制度

企业法定代表、安全管理人员、特种作业人员必须经过相关部门安全教育和专业技能培训,并取得相应的资质证书方可从事相应作业和任职。

设立作业人员健康监护制度

从事有毒有害和特种作业人员上岗前,必须经过职业病检查并建立健康监护档案,严禁安排员工从事职业禁忌症的作业,对从事可能存在潜在损害健康作业的人员必须定期接受体检,对患职业禁忌症人员必须及时调离原岗位。

十三 工厂组织和劳动定员

工厂体制及组织机构

本项目为新建项目,公司实行公司办、科室、车间三级管理机构

生产组织和劳动定员

企业生产天数为300天,连续生产岗位操作工人采取“四班三运转”操作。并按每周五天工作制,适当增加轮休人员。

非连续生产岗位操作工人实行常白班制,并按每周五天工作制。

劳动定员和人员培训

根据需要,本项目拟配备人员总数为50名。根据设备数量、规格、生产自动化程度及工作制度,按岗位进行配备,劳动定员.

工人、技术人员和管理人员的来源

向人才市场招聘。人员素质要求:以化工本科生为主,参与本企业新产品的研发工作,适当招聘大、中专化工专业人才作为生产车间的技术骨干。操作工人以高中毕业生为主,经培训合格持上岗证,方能上岗操作。

人员培训计划

技术培训主要内容包括全员文化素质培训、生产管理培训、关键技术的应用培训、关键仪器设备的操作与维修培训、软件应用与开发培训、新产品研制开发培训、质量控制培训等。培训对象包括生产工人、技术人员及管理人员。培训方式以企业内为主,具体培训措施:

1、组织理论知识学习,了解有关产业,提高职工文化知识水平。

2、在本项目投产前组织各类人员就地培训,上岗前要组织考核,择优上岗。

3、聘请有实践经验的专家来厂现场指导、传授技术。安排有实践经验的技术人员给不同岗位的干部、工人上课,提高全员业务素质。

4、技术含量高的设备的操作人员需由设备提供商负责培训。

十四 项目实施计划

本项目实施内容包括:可行性研究报告的编制,初步设计的编制和审批,施工图设计、设备制作订货、招投标、图纸会审、土建厂房施工、设备安装、人员培训和调试投产等。

本项目计划在二O二一年八月建成投产,具体工作进度已经展开。

综合评价工艺技术方案

本建设项目包括14种产品,即电子级氨、电子级磷烷、电子级乙硼烷、电子混合气:以电子级磷烷、电子级乙硼烷、电子级硅烷(电子级氮/氢/氩/氦/二氧化碳平衡气)为主要组分配制的电子混合气,以电子级氟化物(以超纯氧为平衡气)为主要组分配制的电子混合气、标准混合气(食品级二氧化碳-环氧乙烷混合气)、电子级氯气、电子级一氧化二氮、电子级三氟化硼、电子级六氟乙烷、电子级一氟甲烷、电子级二氟甲烷、电子级三氟甲烷、电子级八氟环丁烷、电子级四氟化碳的生产装置、工艺技术、产品收率等与国外先进水平相媲美,工艺技术可行。

18.1建厂条件及公用工程

本项目属于新建项目,供水统一供应,供电由产业园区接入10KV高压线进入厂区变配电室。整个厂区规划设置一台变压器,容量为1500KVA,电压为380V/220V。备用消防电源增设100KW的发电机一台。

消防规划:在园区内设置消防站一个;厂区内设置消防水池一个,消防管网设置环状。

污水处理:生产过程不产生工艺污水。本项目生产过程中的污水主要来源于生活污水、车间清洁水和少量尾气吸收污水。经过预处理后,排入园区管网再集中处理。

固废:本项目没有生产性固废产生,只有生活用品中的固废。

项目地址交通运输条件良好,园区内水、电、污水处理等公用工程配套齐全;因此该厂址建厂条件优越,为理想的拟建厂址。

项目经济、社会效益评价

1)经济效率评价

本项目经过系统的经济分析:该项目投资回收期短,经济效率好,项目盈亏平衡点低,抗风险能力强,本项目在财务上是可行的。

2)社会效益评价

本项目建成运营后能较大的推动当地经济发展,且为社会提供50人的就业岗位。项目生产工艺成熟、先进、可靠,选址合理,具有很好的经济效益和社会效益。