５万吨年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续35万吨／年制甲醇项目初步设计说明书(编辑修改稿)

５万吨年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续35万吨／年制甲醇项目初步设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

； (3)坚持科学发展，以人为本，重视环境保护、安全和工业卫生。 三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须同主体装置的设计、建设、投运同时进行。 污染物的排放必须达到规定的５万吨 /年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续 ／年制甲醇项目设计 6 指标，并保证工厂安全运行和操作人员的健康不受损害； (4) 以经济效益为中心，加强项目的市场调研，做好市场分析及风险性评价，降低建设投资，最大限度地降低项目产品生产成本，提高项目经济效益，增强项目产品的竞争能力。 研究范围 (1) 建设意义； (2) 市场分析； (3) 工艺选择及原 料来源； (4) 建设规模及产品方案； (5) 厂址选择； (6) 效益分析。 研究结论 (1)二氧化碳捕集采用工业上成熟的化学吸收法，以一乙醇胺（ MEA）为吸收剂，通过热解吸释放二氧化碳；一乙醇胺（ MEA）具有一定的腐蚀性，且易被烟气带进的氧气氧化，因此需要加入抗氧化剂及缓蚀剂。 (2)本项目的原料氢气及产品甲醇均是易燃易爆物质，在生产过程中存在火灾、爆炸等有害因素，因此要做好预防这些有害因素的工作，即 在工程设计、工程施工、环境保护、安全卫生、生产管理等方面必须严格按规范进行 ，以确保建设及生产的安全 性。 (3)一乙醇胺（ MEA）具有吸收二氧化碳是速率快，单位质量一乙醇胺（ MEA）具有较高的吸收能力，因此具有一定的经济优势。 (4)本项目拟建在 XXXX电厂依托长寿化工园区充裕的氢气作为后续制甲醇的原料 存在的问题 (1)本项目后续制甲醇工艺的产品甲醇及原料氢气均是易燃易爆的物质，因此在生产过程中存在火灾及爆炸等危险因素。 甲醇具有 较强的毒性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇 蒸汽 能损害人的呼吸道粘膜和视力。 因此，本项目的建设应根据其生产原料和产 品的特殊物理化学性质，５万吨 /年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续 ／年制甲醇项目设计 7 在工程设计、工程施工、环境保护、安全卫生、生产管理等方面必须严格按规范进行 ，以确保建设及生产的安全性。 (2)由于后续工制甲醇工艺需要氢气，因此在一定程度上限制了厂址的选择。 (3)目前以二氧化碳制取甲醇的工艺还未工业化，技术还不够成熟，因此本项目存在一定的风险。 (4)可行性研究报告中所采用的产品价格是分析了近几年来市场价格的趋势所定的，当原料及产品的价格变动较大时将会对财务及经济分析产生一定的影响。 ５万吨 /年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续 ／年制甲醇项目设计 8 第 2 章 工艺路线确定与描述 二氧化 碳的用途 C02是一种重要的工业气体，食品业、化学工业、机械工业、农业、商业、运输、石油开采、国防、消防等部门都广泛用 C02。 自 1995年起，全球 C02市场一直吃紧，出现供不应求的局面。 回收的 C02中约 40％用于生产其它化学品， 35％用于提高油采收率， 10％用于制冷， 5％用于饮料碳酸化，其他应用领域占 10％。 CO2的利用主要有以下方面。 超临界萃取 利用 C02超临界萃取，目前国内有关研究部门已经利用该技术提纯 100多种生物的精素，尤其是在生物制药领域和食品保健等品方面，国内已经有几套工业装置。 炼钢吹炼气 应用 C02代替如用于转炉炼钢吹炼气，可大幅度降低炼钢成本。 该技术已在日本普遍应用，并已获得可观的经济效益。 近日，我国已将该新技术推广，拟在全国钢厂推广应用。 饮料添加剂 C02可用作汽水、啤酒、可乐、碳酸饮料等充气添加剂。 广州氮肥厂 10000t／ a能力的食品级 C02全部供给健力宝饮料使用。 美国人均消耗饮料为 147 kg，全球的饮料人均消耗量为 kg／ a。 而我国在 1998年，饮料人均消耗仅为 k/a。 近年来， C02作为饮料添加剂已得到广泛的应用。 随着国外饮料企 业集团在中国安家落户及国内饮料迅速发展，食品级 C02用量逐年上升，其生产方法也成为热门话题。 焊接保护气 C02保护焊接是一种公认的高效率、低成本、省时省力的焊接方法，并具有可变形小、油锈敏感性低、抗裂、致密性好。 与手工电弧焊相比，自动 C02气体保护焊接的功效可提高 2～ 5倍，半自动可提高 2倍，能耗下降 50％。 我国 c02气体保护焊接仅占全部焊接的 5％，发达国家５万吨 /年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续 ／年制甲醇项目设计 9 67％，全球平均水平为 23％，发展前景十分乐观。 烟丝膨胀剂 传统的烟丝膨胀剂是用氟里昂制作，它能破坏氧层，我国是全面禁止使用氟 里昂缔约国，至 20xx年全面禁止使用氟里昂。 我国国内现有 7套用 C倪作烟丝膨胀剂，烟草行业如果全部用C02作烟丝膨胀剂，按我国目前烟草产销规模，每年所需消耗 C02约 30 104t。 C02在使烟丝膨化中降低焦油和尼古丁的含量，提高香烟等级，还可节省烟 5％。 6％，降低了成本。 烟丝膨胀技术已成为卷烟厂技术改造重点，应用于我国多家大型卷烟厂。 食品冷藏保鲜剂 C02自然降氧，气调保鲜是国际上广泛应用的较现代化的方法。 C02气调保鲜是注入高浓度 C02降低 02含量，以抑制果蔬中微生物呼吸，制止病菌发生，因其不 含化学防腐剂而深受人们欢迎。 华南农学院有关研究表明，用 C02气调贮藏荔枝， C02气体浓度 15％。 30％条件下贮存 30～ 40d，基本保持原有的色泽和风味。 把鸡蛋放在 30％～ 40％ C02气体中经 6～ 10d处理，CO2通过蛋壳渗透至鸡蛋内，延迟形成水样蛋白的速度，从而达到保鲜目的。 冷藏食品解冻时，其温度、味道、质地、营养及外观均不改变，并且不含化学防腐剂，因而深受人们欢迎。 目前，上海、广州、深圳等地超市利用干冰对高档蔬菜防腐、保鲜，各地民航也利用干冰作为航空食品冷冻、保鲜。 油田助采剂 利用 C02作油 田助采剂可提高石油采收率 7％～ 15％，提高采收率技术的发展极为迅速，使全世界的石油产量提高近一半。 植物气肥 植物叶绿素在光合作用下吸收 C02产生植物淀粉，这是植物生长的自然规律。 用 C02制成气肥，加大植物生产空间中 C02浓度，可增加植物的干物质从而达到增产的目的。 由山东农科院、大连人工公司研制成的 C02气体肥，在山东、河北、河南、辽宁、吉林、黑龙江等省大面积推广，根据推广使用情况，每亩蔬菜大棚的增产幅度在 20％。 60％之间。 建设 3． 5 kt／ a C02５万吨 /年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续 ／年制甲醇项目设计 10 气肥装置 (有高纯度的 C02气源 )，设备投资 仅十几万元，年利润可达百万元。 所以潜在着巨大的发展市场。 同时 C02用于覆盖植物的气肥，还可提高光合作用效率，使作物早熟，产量提高，品质得到改良。 抑爆充加剂 利用 C02抑爆理论对化工系统动火可避免停车装置，隔绝气源等繁琐操作，节省大量人力、物力。 C02还是优良灭火剂，广泛应用于消防行业。 木材保存剂 在密闭容器，用含有 0． 1％。 10％异硫氰酸烯丙酯的干冰蒸汽熏木材，可延长其保存期。 混凝土添加剂 在搅抖混凝土时混入粉末状干冰，可控制混凝土的热裂解。 核反 应堆净化剂 通过核反应堆中的干冰制造装置，可脱除其放射性物质。 灰尘遮蔽剂 在冶炼金属的出炉或运输过程中，压人干冰来遮蔽热金属，可使灰尘的放逸量减少 87％左右。 废润滑油净化、回收剂 法国原子能委员会 (cra)的研究人员已获得一项超临界 CQ和陶瓷超滤膜去除杂质回收废润滑油的技术专利。 该处理法成本大约与酸沉淀法相同，但节省了污泥处置费。 工业设备残留物质、污垢清除剂 日本氧气公司开发成功用干冰丸粒清除工业设备和其它表面附着的残留物质、污垢技术。 ５万吨 /年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续 ／年制甲醇项目设计 11 该技术具有不引起二次污染 ，对底材无任何影响，不产生粉尘等优点。 此法已成功用于清理铁路货车和橡胶轮胎模具。 灭菌剂 利用临界状态 C02对液体食品进行杀菌处理，可节省约 2／ 3的电力成本。 硼砂 将预处理的硼镁矿粉与碳酸钠溶液混合加热，然后再通人 C02，外压后反应即可制得硼砂，它主要用于玻璃和陶瓷行业。 此外在冶金、化工、机械等部门也有广泛应用。 用于生产泡沫板材 道光化学公司以 C02为现有聚苯乙烯泡沫板用发泡剂的替代物，已在世界范围内发放这项新技术的许可证。 此板厚度 6— 35mm，环境污染小，并具 有发泡剂用量省等优点。 用于生产无机化工产品 利用 C02与金属或非金属氧化物为原料生产的无机化工产品主要有轻质 MgC0 Na2C0NaI． CaC0 K2C0碱式 PbC0 Mgo等多为基本化工原料，广泛用于冶金、化工、轻工、建材、医药、电子机械等行业。 白炭黑 白炭黑可由硅酸钠和精制 C02气体反应制得，它可用作橡胶补强剂，塑料填充料，润滑剂和绝缘材料等。 目前我国白炭黑的生产厂家不少，但产量满足不了国内需求，产品畅销。 轻质氧化镁 白云石经煅烧，硝化处理 后，再经 C02碳化、热解等一系列处理后制得轻质氧化镁，它主要用于制造陶瓷和耐火材料。 此外还可用作磨光剂、 油漆及纸张的填料、催化剂的原料、橡胶促进剂等。 ５万吨 /年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续 ／年制甲醇项目设计 12 代替氟氮烃用发泡剂 C02用作泡沫塑料发泡剂比氟氮烃类发泡剂对环境污染小，用量小，易于回收利用，无毒可制作降解饮食餐具。 用于生产有机化工产品 ①双氰胺。 主要用作制造胍盐，三聚氰胺及染料、涂料、胶粘剂的原料。 ②水杨酸。 主要用作医药、染料、香料工业的中间体和食品添加剂以及用作橡胶助剂，紫外吸收剂，酚醛树酯固化剂等。 ③碳酸丙烯酯。 它对高分子物质有良好的溶解性，对脱除石油裂解气、油田气、合成氨变换气中的 CO2气效果显著。 广泛用于印染、轻纺、有机合成等行业。 ④碳酸乙二醇酯。 主要用作多种聚合物和树脂的溶剂，萃取剂以及医药、橡胶助剂和纺织整理剂，羟乙基化试剂，水玻璃系浆料等。 ⑤对羟基苯甲酸及其酯。 它们是尼泊金酯类的重要中间体，可用作食品保鲜剂、化妆品杀菌剂、医药消毒杀菌剂等，也可用于制造有机磷杀虫剂、杀腈和制备耐高温液晶聚合晶。 ⑥甲醇。 Topsφ e公司实现了由 CO2和 H2直接合成甲醇的工业化生产。 日本东京瓦斯公司技术研究开发了用 C02合 成甲醇的新技术，这种技术的关键是采用氧化铝加铜和锌制成的新型催化剂。 ⑦甲醇及其衍生物。 利用超临界 C02同时作溶剂和反应物，在三甲基膦系催化剂存在下，CO2与 H2可以高效合成甲酸。 甲酸本身不但是醋酸和香料、医药品生产的原料，而且加热也能分解为 CO：与 H2，因此这种方法可将 H2保存，极为方便安全。 ⑧甲烷。 甲烷主要来自天然气，但天然气日趋短缺，因此 C02转化为甲烷是个具有战略意义的课题。 日本东北电力公司和日立公司联合研制成功一种 C02转化为甲烷的新型催化剂，该催化剂类似于控制汽车排放物所用的催化剂，其中 99％是由活性气组成的载体，其 l％为覆盖载体表面上的锰和铑，在常压 300℃下 CQ和 H2之比为 l： 4， co：转化率为 90％。 合成有机高分子化合物 自 1979年首次发表利用 C02作原料合成高分子化合物的研究报导以来，这方面的开发研究十分迅速，合成了许多品种的高分子化合物，其中有不少进入实用化阶段。 ①碳酸酯。 聚碳酸酯 (PC)可以加工成透明有韧性的薄膜，耐热性能好，热分解温度为 200。 ５万吨 /年燃煤电厂烟气二氧化碳捕集及后续 ／年制甲醇项目设计 13 250℃，无毒、透气性比聚乙烯、聚丙烯薄膜优良。 能释放 C02可用仪器食品包装的保鲜。 若在侧链上引入羧基，可提高亲水性， 由此可开发出应用前景广泛的塑料薄膜。 ②聚脲。 C02和芳香族二胺发生缩合反应可以制得聚脲，它是一种优良的工程塑料，具有独特的生物分解性，可用作医用高分子材料。 ③聚氨基甲酸酯。 C02与环状胺类化合物发生聚合反应，可合成具有氨基甲酸酯单元聚合体。 Co，和丙烯腈以及三亚乙基二胺也能发生聚合反应生产含有氨基甲酸酯单元的三元共聚合体。 ④聚酮、聚醚、聚酮醚酯。 由 C02和十四双炔发生分子间的环化反应得到的交联共聚体是含有环状酯类结构的聚酮聚双吡喃基甲酮。 双炔烃与 c02发生交联聚合反应，可合成唯一具有梯形结构致辞酮。 c02与乙烯基醚发生聚合反应，可得到既有聚酯结构，又有聚酮，聚醚结构的共聚物。 将 c02与丁二烯或二烯等共轭双烯加热到 800。 1000℃时，也可得到含有聚酯，聚酮，聚醚结构的共聚物。 ⑤液晶聚合物。 高分子液晶聚合物兼具低分子液晶和聚合物各种性能，具有良好的耐热、耐燃、耐腐蚀、电绝缘性能，且在高温下能保持良好的刚性和强度。 因此二氧化碳的用途是极其广泛的 ，但是目前全球的二氧化碳的用量都是非常有限的。 究其原因还是目前二氧化碳的利用不具有规模性，以及经济效益不显著。 就以上用途讲现在都不具有规模，经济效益上作为油田助采 剂是目前最具有经济效益的利用途径。 以化工的角度看合成有机产品将二氧化碳作为新的碳源是最具有潜力，最具有可行性的利用 途径。 而生产有机产品中应当多元化发展，尤其应该注意生产大宗化工原料，以便形成规模性利用。 在生产大宗原料中以合。