電子新材料特種氟化物電子氣體項(xiàng)目建議書(shū)
集團(tuán)有限責(zé)任公司是集磷礦采選、磷復(fù)肥、磷硫煤化工、氟碘化工生產(chǎn)、科研、國(guó)際國(guó)內(nèi)貿(mào)易、行業(yè)技術(shù)與營(yíng)運(yùn)服務(wù)、國(guó)際工程總承包于一體的國(guó)有大型企業(yè)。公司擁有優(yōu)質(zhì)磷礦資源地質(zhì)儲(chǔ)量8.2億噸、工業(yè)儲(chǔ)量5.8億噸。2013年公司形成年產(chǎn)700萬(wàn)噸磷礦石、170萬(wàn)噸磷酸、280萬(wàn)噸硫酸、3萬(wàn)噸工業(yè)及食品磷酸鹽、270萬(wàn)噸磷復(fù)肥、30萬(wàn)食品級(jí)磷酸、10萬(wàn)噸三聚磷酸鈉、生產(chǎn)能力.是集合磷礦開(kāi)采,選礦,復(fù)合肥、磷化工品、氟碘化工生產(chǎn)、科研、項(xiàng)目建設(shè),國(guó)際貿(mào)易和國(guó)際工程建設(shè)承包服務(wù)等為一體的技術(shù)綜合型國(guó)有大型企業(yè)。
集團(tuán)現(xiàn)已形成以貴州為核心,甘肅金昌、四川達(dá)州、福建上杭為支撐的四大生產(chǎn)和研發(fā)基地
集團(tuán)氟化工優(yōu)勢(shì):
2008年4月25日 ,集團(tuán)旗下貴州甕福藍(lán)天氟化工股份有限公司無(wú)水氟化氫裝置試車(chē)成功,標(biāo)志著世界首套“利用磷酸生產(chǎn)中的副產(chǎn)品——氟硅酸生產(chǎn)無(wú)水氟化氫”的設(shè)備正式投入工業(yè)化生產(chǎn)。產(chǎn)能為2萬(wàn)噸無(wú)水氟化氫,裝置是利用集團(tuán)自主技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,借助甕福磷資源的優(yōu)勢(shì),利用磷酸生產(chǎn)中副產(chǎn)品氟硅酸作為生產(chǎn)原料,有效地回收了氟資源,其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品硫酸又可用于磷酸生產(chǎn),形成了資源的循環(huán)利用,促進(jìn)了磷肥生產(chǎn)的副產(chǎn)物綜合利用,加快了集團(tuán)產(chǎn)業(yè)多元化進(jìn)程!
2008年3月28日,裝置打通全流程,目前產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到GB7746-1997一等品標(biāo)準(zhǔn),部分產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品為發(fā)展下游氟化工產(chǎn)品奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
貴州甕福藍(lán)天氟化工股份有限公司是集團(tuán)公司與浙江藍(lán)天環(huán)保高科技有限公司合資新建的股份公司,公司從磷化工業(yè)中回收氟資源,探索出一條不同于螢石法生產(chǎn)無(wú)水氟化氫工藝技術(shù)的新途徑。公司即將開(kāi)發(fā)有機(jī)和無(wú)機(jī)氟化工高端材料,正在鋪就一條提高資源綜合利用、延長(zhǎng)磷化工產(chǎn)業(yè)鏈、推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全新道路,將對(duì)世界氟化工業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響!
2012年1月12日,福建甕福藍(lán)天氟化工有限公司年產(chǎn)1萬(wàn)噸無(wú)水氟化氫項(xiàng)目舉行了隆重的開(kāi)工典禮。福建甕福藍(lán)天有限公司年產(chǎn)1萬(wàn)噸無(wú)水氟化氫項(xiàng)目是世界第二套利用氟硅酸制取無(wú)水氟化氫項(xiàng)目,依托于集團(tuán)旗下貴州甕福藍(lán)天氟化工股份有限公司的生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì),從磷化工副產(chǎn)品氟硅酸中回收氟資源,是一條資源綜合利用、延長(zhǎng)磷化工產(chǎn)業(yè)鏈、推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全新道路。項(xiàng)目總投資約1.7億元,項(xiàng)目建成后預(yù)計(jì)年銷(xiāo)售收入1億元,利稅3600萬(wàn)元!
2012年11月1日 ,公司在湖北宜都興發(fā)工業(yè)園區(qū)建設(shè)2萬(wàn)噸無(wú)水氟化氫和50噸工業(yè)碘項(xiàng)目,標(biāo)志氟硅酸制取無(wú)水氟化氫技術(shù)成熟地進(jìn)行推廣
電子氣體包括載氣,電子特氣(ESG),其中ESG約占電子氣體市場(chǎng)55%,
電子級(jí)氟化物是電子氣體的重要分支,約占ESG總額的60%。2012年市場(chǎng)需求量為170億元,預(yù)計(jì)到2015年達(dá)到240億元以上!
ESG是半導(dǎo)體芯片、太陽(yáng)能電池、TFT—LCD產(chǎn)業(yè)的重要原材料之一,在半導(dǎo)體芯片、太陽(yáng)能電池、TFT—LCD行業(yè)中占有2~3%的產(chǎn)值比例。
電子氣體進(jìn)入行業(yè)的技術(shù)壁壘很高,在原材料制備、提純、包裝、檢驗(yàn)等方面都有極高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。購(gòu)買(mǎi)或使用方對(duì)質(zhì)量穩(wěn)定、可追溯性、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、使用效果等方面要求極為苛刻。
電子氣體在國(guó)家2011年《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中,被列為鼓勵(lì)類項(xiàng)目(第十一類石化、化工中第14項(xiàng))。
目前國(guó)內(nèi)除CF4、SF6、NF3只有低純氣或原料氣生產(chǎn)以外,其余氟化產(chǎn)品幾乎是空白,電子氣體的生產(chǎn)更是少之又少。國(guó)內(nèi)使用的電子氣體90%以上依賴進(jìn)口。從全球市場(chǎng)看,目前電子氣體尤其是氟化電子氣體的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈處于斷裂狀態(tài),電子氣體的前端生產(chǎn)和后端生產(chǎn)是分離的。幾乎所有的氟化高純電子氣體都是從低純氣廠家購(gòu)買(mǎi)原料氣后再進(jìn)行凈化提純得來(lái),前端生產(chǎn)與最終市場(chǎng)完全脫節(jié)。這狀態(tài)既不經(jīng)濟(jì),更容易導(dǎo)致部分品種稀缺或過(guò)剩。
甕福集團(tuán)從延長(zhǎng)氟化工產(chǎn)業(yè)鏈、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提升產(chǎn)品附加值方面考慮,希望和國(guó)內(nèi)或國(guó)際上有氟化高純電子氣體技術(shù)和市場(chǎng)的企業(yè)合作,共同開(kāi)發(fā)集團(tuán)氟化工產(chǎn)業(yè),互利互惠,合作共贏!
2)項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃
項(xiàng)目分兩期,兩年內(nèi)分別實(shí)施。同時(shí)規(guī)劃儲(chǔ)備多項(xiàng)新產(chǎn)品,在幾年后根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì),陸續(xù)量產(chǎn)!
第一期項(xiàng)目名稱計(jì)劃建設(shè)規(guī)模(噸/年)
電子級(jí)高純四氟化碳CF4500
電子級(jí)高純六氟化鎢WF6500
電子級(jí)高純六氟化硫SF61000
電子級(jí)高純八氟丙烷C 3F 8200
第二期項(xiàng)目名稱計(jì)劃建設(shè)規(guī)模(噸/年)
電子級(jí)高純六氟乙烷C 2F 6200
電子級(jí)高純五氟化磷PF51000
電子級(jí)高純?nèi)狽F31000
新產(chǎn)品儲(chǔ)備項(xiàng)目:C4F6、COF2、XeF2、CIF3、N2/F2等,可在幾年后條件成熟時(shí)逐步投產(chǎn)。
6、資源占用
6、1)土地:總占地100畝,一期用地60畝,二期用地20畝,發(fā)展備用地20畝。廠房(含辦公和輔助)40000平方米!
2)用電量:雙回路供電,一期年耗電5000萬(wàn)千瓦時(shí),一、二期年總耗電量1億千瓦時(shí)。
3)水:主要用于冷卻和淋洗,循環(huán)使用,消耗量可忽略不計(jì)。
4)勞動(dòng)力:一、二期各100人左右!
7、投資概算
一、二期總投資3億元,其中土地及廠房、基礎(chǔ)設(shè)施投資5000萬(wàn)元,設(shè)備購(gòu)置1.8億元,流動(dòng)資金投入7000萬(wàn)元。其中:
一期投資1.4億元,土地及廠房、基礎(chǔ)設(shè)施投資4000萬(wàn)元,設(shè)備購(gòu)置6000萬(wàn),投入流動(dòng)資金4000萬(wàn)元!
項(xiàng)目建設(shè)周期10—14個(gè)月(主要受取證進(jìn)度影響)!
8、效益分析(詳細(xì)分析略)
一期項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入1.5億元/年,利稅4300萬(wàn)元/年;
二期項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后可新增銷(xiāo)售收入1.8億元/年,新增利稅5800萬(wàn)元/年;
一、二期合計(jì)可實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入3.3億元/年,利稅1.01億元/年;
由于本項(xiàng)目附加值較高,投資回報(bào)率遠(yuǎn)高于普通工業(yè)氣體,項(xiàng)目的稅負(fù)率可達(dá)15%左右。
出口創(chuàng)匯能力,每年創(chuàng)匯USD1000萬(wàn)元以上。
1)四氟化碳CF4
微電子工業(yè)中用量最大的等離子燭刻氣體,廣泛應(yīng)用于硅、二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃及鎢薄膜材料的燭刻。在電子器件表面清洗、太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)、激光技術(shù)、氣相絕緣、低溫制冷、泄漏檢驗(yàn)劑、控制宇宙火箭姿態(tài)、印刷電路生產(chǎn)中的去污劑等方面也大量使用。
全球用量2000噸以上,國(guó)內(nèi)用量超過(guò)300噸,年均增長(zhǎng)率10%以上。目前國(guó)內(nèi)只有少量粗氣生產(chǎn)!
2)六氟化鎢WF6
應(yīng)用于電子工業(yè)中金屬鎢化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝,大規(guī)模集成電路(LSI)中的配線材料。市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng),全球平均每年以30~50%速度遞增。預(yù)計(jì)到2015年,全球需求量達(dá)到2000噸以上!
目前國(guó)內(nèi)無(wú)生產(chǎn),本公司已完成中試,可迅速規(guī);a(chǎn)。
3)電子級(jí)高純六氟化硫(SF6)
產(chǎn)品規(guī)格——≥5N
大量用于在電子器件表面清洗,在TFT行業(yè)中應(yīng)用量增長(zhǎng)最快。目標(biāo)市場(chǎng)——TFT-LCD,半導(dǎo)體芯片;國(guó)內(nèi)年需求1200噸左右,并有30%年增長(zhǎng)率!
4)八氟丙烷C 3F 8:
主要用于半導(dǎo)體清洗工藝,效率高于傳統(tǒng)清洗氣,是目前8英寸以上半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)制程必須使用的完全無(wú)臭氧層破壞和無(wú)溫室效應(yīng)的刻蝕和清洗材料。目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有生產(chǎn),本公司已完成中試。
5)六氟乙烷C 2F 6
產(chǎn)品規(guī)格——5N
目標(biāo)市場(chǎng)——IC;
目前國(guó)內(nèi)需求300噸/年左右,全部依賴進(jìn)口,本公司已完成中試!
6)五氟化磷PF5
太陽(yáng)能發(fā)電及電動(dòng)汽車(chē)所需大功率鋰離子電池,系以六氟磷酸鋰為電解質(zhì)主要成分,而PF5是生產(chǎn)六氟磷酸鋰的主要原料。目前全球需求量5000噸左右,每年增長(zhǎng)20--30%。
7)三氟化氮NF3
是半導(dǎo)體及太陽(yáng)能電池制造行業(yè)大量使用的關(guān)鍵刻蝕和清洗材料,是氟化物電子氣體系列中發(fā)展最快、用量最大的品種之一。目前全球市場(chǎng)規(guī)模約為50億元RMB,并保持每年30%速度增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)3年后國(guó)內(nèi)三氟化氮需求將達(dá)到1000噸以上,亞太地區(qū)將超過(guò)10000噸。目前國(guó)內(nèi)只有少量粗氣生產(chǎn)!
10、工藝路線
本項(xiàng)目生產(chǎn)的電子氣體全部是氟化物,氟元素來(lái)源于電解制氟。目前國(guó)內(nèi)的制氟技術(shù)已經(jīng)非常成熟,本項(xiàng)目擬采用中溫電解制氟技術(shù),可以保證省電、高效、安全。
通過(guò)電解得到單質(zhì)氟以后,加入其他元素通過(guò)與氟合成,可分別得到不同的氟化氣體,再經(jīng)過(guò)本公司特有的國(guó)內(nèi)唯一的精餾、吸附技術(shù),使產(chǎn)品最終達(dá)到電子級(jí)。
反應(yīng)式及簡(jiǎn)明制備工藝如下:
2HF=F2+H2
CF4合成:?jiǎn)钨|(zhì)碳材與元素氟直接反應(yīng)工藝
SF6合成:?jiǎn)钨|(zhì)硫與元素氟直接化合工藝
C 2F 6合成:元素氟直接氟化工
C 3F 8合成:元素氟直接氟化合成
WF6合成:鎢或鎢化物與元素氟直接化合工藝
NF3合成:兩步法工藝
PF5合成:?jiǎn)钨|(zhì)磷與元素氟直接氟化工藝
11、環(huán)境影響評(píng)價(jià)
1)廢氣
整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)密閉,無(wú)煙、無(wú)塵,負(fù)壓生產(chǎn),生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)泄漏有害氣體!
電解裝置陽(yáng)極產(chǎn)物為氟氣,經(jīng)密閉系統(tǒng)由管道送到反應(yīng)器中,經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成氟化物;陰極產(chǎn)物為氫氣,氫氣經(jīng)淋洗系統(tǒng)除去微量HF,符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大氣,對(duì)周?chē)h(huán)境無(wú)影響(也可考慮H2回收再用)。
在電解質(zhì)除水、工藝系統(tǒng)檢修對(duì)設(shè)備和管道進(jìn)行置換、抽空時(shí),剩余的氟氣會(huì)引入反應(yīng)器中,生成氟化物進(jìn)入后續(xù)生產(chǎn)工序,也不會(huì)污染環(huán)境!
精餾時(shí)釋放的不凝性氣體,主要成分為空氣和微量惰性氣體,均無(wú)毒無(wú)害,不會(huì)影響周?chē)h(huán)境。
2)廢渣
在整個(gè)項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程中,只有檢修垃圾、無(wú)回收價(jià)值的廢電解質(zhì)和淋洗過(guò)程產(chǎn)生的少量氟化鈣屬于固體危險(xiǎn)廢棄物,年總廢渣量10噸左右,可以定期送危廢中心存放。其他所有廢渣屬于普通工業(yè)垃圾,不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響。
3)廢水
氟化氣體生產(chǎn)屬于不涉水化工項(xiàng)目,生產(chǎn)過(guò)程無(wú)廢水排放!
生產(chǎn)用的設(shè)備冷卻水,可以循環(huán)使用。
在產(chǎn)品凈化過(guò)程中,為去除少量殘留F2、HF和中間產(chǎn)品雜質(zhì),需用水及KOH溶液淋洗,淋洗水和KOH溶液循環(huán)使用,定期處理(即:使用一段時(shí)間后,用石灰乳中和沉淀,生成氟化鈣,凈液返回系統(tǒng)繼續(xù)使用,氟化鈣廢渣存放)。不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響!
12、安全評(píng)價(jià)
氟化物穩(wěn)定性強(qiáng),屬于無(wú)毒、不燃性氣體。整個(gè)項(xiàng)目涉及的危險(xiǎn)源為:無(wú)水HF原料,電解產(chǎn)生的F2和H2,鋼瓶,電氣設(shè)備。
無(wú)水氟化氫:由供應(yīng)商提供,生產(chǎn)過(guò)程屬于集中、自動(dòng)加料,現(xiàn)場(chǎng)人員與此不接觸,過(guò)量加料時(shí)由電磁閥和安全連鎖裝置雙保險(xiǎn)自動(dòng)斷開(kāi),可以做到無(wú)風(fēng)險(xiǎn)!
F2:由電解產(chǎn)生,每臺(tái)制氟設(shè)備每小時(shí)僅產(chǎn)生3—4公斤F2,生產(chǎn)過(guò)程中邊生成F2,邊進(jìn)入下工序與其他物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),流程中不存放、不停留。故無(wú)安全風(fēng)險(xiǎn)。
H2:由電解產(chǎn)生,在電解的同時(shí)通過(guò)管道進(jìn)入淋洗裝置,通過(guò)幾級(jí)淋洗后經(jīng)阻火裝置隨時(shí)安全排空,現(xiàn)場(chǎng)不儲(chǔ)存、不停留、不聚集。故無(wú)安全風(fēng)險(xiǎn)。
鋼瓶:是電子氣體成品的包裝物和載體,鋼瓶公稱工作壓力一般為22.5MPa以上,實(shí)際工作壓力只有3—8MPa,閥門(mén)有防爆裝置,且每5年送檢一次。故無(wú)風(fēng)險(xiǎn)!
電氣設(shè)備:項(xiàng)目需用大量的電氣設(shè)備,主車(chē)間采用防爆電器,所有電器設(shè)備都設(shè)有安全距離和安全通道,標(biāo)志明晰、專人操作、規(guī)程嚴(yán)密。無(wú)安全風(fēng)險(xiǎn)。