【正文】 .................................................25 流程簡(jiǎn)述 ..........................................................25第八章 廠址選擇 ............................................................2650kt/a 二氧化碳捕集及 35kt/a 甲醇合成可行性研究報(bào)告III 選址原因 ..............................................................26 靠近原料產(chǎn)地 ......................................................26 地理位置優(yōu)越 ......................................................26 便捷的的交通 ......................................................27 原料及產(chǎn)品運(yùn)輸 ....................................................28 優(yōu)惠政策 ..........................................................28 建廠條件 ..............................................................29 自然條件 ..........................................................29 基礎(chǔ)設(shè)施 ..........................................................31 廠址選擇 ..............................................................31第九章 社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益分析 ..................................................32 投資估算 ..............................................................32 設(shè)備費(fèi)用估算 ......................................................33 總投資估算 ........................................................36 項(xiàng)目財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) ..........................................................36 產(chǎn)品成本估算 ......................................................36 銷(xiāo)售收入 ..........................................................37 總成本估算 ........................................................37 現(xiàn)金流量 ..........................................................38 評(píng)價(jià)指標(biāo) ..........................................................40 敏感性分析 ............................................................40 社會(huì)效益 ..............................................................4250kt/a 二氧化碳捕集及 35kt/a 甲醇合成可行性研究報(bào)告1第一章 總 論 項(xiàng)目名稱(chēng)及性質(zhì)(1) 項(xiàng)目名稱(chēng)： 50kt/a 二氧化碳捕集與 35kt/a 甲醇合成項(xiàng)目；(2) 企業(yè)性質(zhì)：國(guó)有；(3) 投資項(xiàng)目的性質(zhì)：新建；(4) 項(xiàng)目類(lèi)型：化工。 可行研究報(bào)告編制依據(jù)、指導(dǎo)思想和原則 編制依據(jù)(1) 2022 年“三井化學(xué)杯”第四屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽指導(dǎo)書(shū)；(2) 國(guó)家地區(qū)建設(shè)、稅收等有關(guān)法律、法規(guī)；(3) 長(zhǎng)壽化工園區(qū)地理、人文、經(jīng)濟(jì)等因素；(4) 發(fā)改投資 [2022]1325 號(hào) 《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)》(第三版)；(5)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》 、 《中華人民共和國(guó)勞動(dòng)安全法》等相關(guān)的國(guó)家法律、法規(guī)；(6) 工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告內(nèi)容和深度的規(guī)定；(7) 目建議書(shū)審批文件。 項(xiàng)目概況50kt/a 二氧化碳捕集及 35kt/a 甲醇合成可行性研究報(bào)告2新建廠通過(guò) MEA 吸收電廠煙氣中的二氧化碳，在解吸塔中將二氧化碳解吸出來(lái)，送入原料預(yù)處理工段，再與化工園區(qū)輸送過(guò)來(lái)的氫氣一起加壓之后送入反應(yīng)器，產(chǎn)物送入精餾工段進(jìn)行精制，最后得到產(chǎn)品甲醇。因此，引起溫室效應(yīng)和全球氣候變化的二氧化碳的減排技術(shù)成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。資金全部為自由資金。U 系統(tǒng)集成方案；(7) 廠址選擇；(8) 社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益分析。(4) 本項(xiàng)目擬建在壽化工園區(qū)并依托其充裕的氫氣作為后續(xù)制甲醇的原料。(2) 由于后續(xù)工制甲醇工藝需要?dú)錃猓虼嗽谝欢ǔ潭壬舷拗屏藦S址的選擇。因此，引起溫室效應(yīng)和全球氣候變化的二氧化碳的減排技術(shù)成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。 二氧化碳捕集的必要性從目前從我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)可以看出，煤的所占的能源比例很高，煤儲(chǔ)量也相對(duì)豐富，因此在以后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，煤還會(huì)作為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的主體。 圖 我國(guó)能源結(jié)構(gòu)圖2022 年“三井化學(xué)杯”第四屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽——可行性研究5第三章 建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案 建廠規(guī)模甲醇未來(lái)市場(chǎng)看好，但現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)比較疲軟，主要是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)產(chǎn)能增長(zhǎng)的規(guī)模大過(guò)甲醇的消費(fèi)，在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)下游市場(chǎng)及國(guó)家政策對(duì)甲醇出口的刺激下，未來(lái)的甲醇市場(chǎng)將會(huì)好轉(zhuǎn)。表 甲醇的規(guī)格指標(biāo)項(xiàng)目?jī)?yōu)等品 一等品 合格品色度(鉑 鈷) ≤ 5 10密度(20℃) g/cm3 溫度范圍 (0℃，101325Pa) 沸程 (包括 177。 二氧化碳的應(yīng)用分布 產(chǎn)品確定以化工的角度看，將捕獲的二氧化碳用于合成經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的化工產(chǎn)品，是最具發(fā)展的途徑。而且以二氧化碳為原料合成二甲醚的工藝相對(duì)于合成甲醇更難實(shí)現(xiàn)。如果能用從煙氣捕集來(lái)的二氧化碳替代天然氣作為合成甲醇的原料則可大幅降低成本，同時(shí)達(dá)到二氧化碳的減排。sup3。其中亞太地區(qū)的生產(chǎn)能力為 1410 萬(wàn) t/年，約占世界總生產(chǎn)能力的30%，中東及非洲地區(qū)的生產(chǎn)能力為 1217 萬(wàn) t/年約占總生產(chǎn)能力的 25%，北 美地區(qū)的生產(chǎn)能力僅為 60 萬(wàn) t/年，約占總生產(chǎn)能力的 %，南美地區(qū)的生產(chǎn)能力為 1256萬(wàn) t/年，約占總生產(chǎn)能力的 26%，世界其他地區(qū)的生產(chǎn)能力為 854 萬(wàn)噸/ 年，約占世界總生產(chǎn)能力的 %。預(yù)計(jì)到 2022 年，世界甲醇生產(chǎn)能力將達(dá)到約 6400 萬(wàn) t，2022 年達(dá)到約 7200 萬(wàn) t，供應(yīng)能力大于市場(chǎng)需求，競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)加劇，一些不具競(jìng)爭(zhēng)力的小裝置或原料價(jià)格較高地區(qū)的甲醇裝置將關(guān)閉。2022 年，國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)能最大的省份是山東，產(chǎn)能超過(guò) 300 萬(wàn)噸/年，約占全國(guó)甲醇總產(chǎn)能的 15%；其次是河南和內(nèi)蒙古，產(chǎn)能分 別為300 萬(wàn)噸/年和 240 萬(wàn)噸/年。從國(guó)內(nèi)各主要地域甲醇表觀消費(fèi)情況來(lái)看，華東地區(qū)為全國(guó)消費(fèi)第一重鎮(zhèn)，該地市場(chǎng)年內(nèi)甲醇消費(fèi)總量占全國(guó)總產(chǎn) 44%，幾乎占據(jù)國(guó)內(nèi)半壁江山，之所以如此主要是該地下游甲醛、冰醋酸對(duì)原料需求明顯高于其他地區(qū)；華北地區(qū)憑借著穩(wěn)定的甲醛需求及快速發(fā)展的二甲醚、甲醇汽油需求，年內(nèi)表觀消費(fèi)量占據(jù)全國(guó)16%；華南、華中二地消費(fèi)水平相近，在 10%左右；而東北、西北、西南三地表觀消費(fèi)量相對(duì)偏低，尤其是西北地區(qū)，年內(nèi)甲醇表觀消費(fèi)量?jī)H占全國(guó)的 4%。 價(jià)格增長(zhǎng)限制因素首先國(guó)內(nèi)的甲醇產(chǎn)能增長(zhǎng)過(guò)快，而需求的增長(zhǎng)還不能完全消化產(chǎn)能；加之國(guó)外廉價(jià)甲醇大量涌入我國(guó)市場(chǎng)；加劇了市場(chǎng)的供需矛盾，使得甲醇的市場(chǎng)價(jià)格低迷。目前，國(guó)內(nèi)外 40%以上的甲醇用于制甲醛，進(jìn)而合成樹(shù)脂、塑料及其他化工原料。將甲醇與氨按一定比例混合，在 370~420℃、~壓力下，以活性氧化鋁為催化劑進(jìn)行合成，制得一甲胺、二甲胺、三甲胺的混合物，再經(jīng)精餾可得一、二或三甲胺產(chǎn)品。 (4) 甲醇酯化可生產(chǎn)各種酯類(lèi)化合物。三氯甲烷可生產(chǎn) HCFC22 作制冷劑，或進(jìn)一步加工生產(chǎn)四氟乙烯等產(chǎn)品，可用作有機(jī)溶劑、萃取劑，還可用作染料和藥物的中間體等。甲酸甲酯是有機(jī)合成原料，可用于制甲酰胺、二甲基甲酰胺等。(9) 甲醇用作燃料。甲基微生物發(fā)酵制造甲醇蛋白。截止 2022 年，中國(guó)和西歐已成為全球最大的甲醛生產(chǎn)地區(qū)。50kt/a 二氧化碳捕集及 35kt/a 甲醇合成可行性研究報(bào)告13第五章 二氧化碳捕集技術(shù) 電廠煙氣組成表 51 燃煤電廠煙氣組成CO2 O2 SO2 NOx 飛灰含量/(mg/m 3) 5106 105 結(jié)合電廠煙氣的特點(diǎn)，以下將進(jìn)行二氧化碳捕集技術(shù)的選擇。由于火電廠排放煙氣中 CO2 分壓低、處理量大,投資和運(yùn)行成本較高。它將煤炭氣化與燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)有效地結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)了能量梯級(jí)利用,將煤中的化學(xué)能盡可能多地轉(zhuǎn)化為電能,極大地提高了機(jī)組發(fā)電效率。該技術(shù)是利用空氣分離系統(tǒng)獲得富氧,然后燃料與 O2 共同進(jìn)入專(zhuān)門(mén)的富氧燃燒爐進(jìn)行燃燒，一般需要將燃燒后的煙氣重新回注燃燒爐，這一方面降低了燃燒溫度,另一方面也提高了 CO2 的體積分?jǐn)?shù)。金屬氧化物與燃料進(jìn)行隔絕空氣的50kt/a 二氧化碳捕集及 35kt/a 甲醇合成可行性研究報(bào)告14反應(yīng)產(chǎn)生熱能、金屬單質(zhì)以及 CO2 和水，金屬單質(zhì)再輸送到空氣反應(yīng)器中與氧氣進(jìn)行反應(yīng)，再生為金屬氧化物。 二氧化碳捕集法的選擇二氧化碳的捕集方法主要有物理溶劑吸收法、化學(xué)溶劑吸收法、吸附分離法、膜分離法，其比較如下表所示 二氧化碳捕集法的比較捕集法 描述 吸收劑 優(yōu)缺點(diǎn)物理溶劑吸收法該法是在加壓下用有機(jī)溶劑對(duì)酸性氣體進(jìn)行吸收來(lái)達(dá)到分離脫除的目的。首先，物理溶劑吸收法需要對(duì)被吸收的氣體加壓，對(duì)于本項(xiàng)目的二氧化碳吸收，煙氣量巨大，加壓無(wú)疑能耗太高；電廠煙氣中二氧化碳的分壓低。 化學(xué)吸收劑的選擇 不同化學(xué)吸收法的比較化學(xué)吸收法因工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)較為成熟，近幾十年在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的研究和應(yīng)用。50kt/a 二氧化碳捕集及 35kt/a 甲醇合成可行性研究報(bào)告16氨水吸收法氨水法即以氨水為吸收劑，該法脫碳吸收效率高。但醇胺存在一定的降解和腐蝕性。綜上所述本項(xiàng)目最終選定的化學(xué)吸收法為醇胺法。其理由如下：(1) 本項(xiàng)目是在已有燃煤電廠的基礎(chǔ)上實(shí)施二氧化碳捕集，采用其燃燒后的煙氣作為原料。綜合考慮應(yīng)該采用化學(xué)吸收法。一乙醇胺具有單位質(zhì)量吸收二氧化碳量大的特點(diǎn)，且在廣泛的濃度內(nèi)對(duì)二氧化碳的脫除率較高。本章對(duì)甲醇合成技術(shù)的介紹主要集中在甲醇反應(yīng)器和催化劑的選擇上。以下主要介紹集中比較主流的反應(yīng)器。與高壓反應(yīng)器相比，該類(lèi)反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，塔內(nèi)未設(shè)置電加熱器或換熱器，催化劑利用效率較高；由于采用菱形分布器，保證了反應(yīng)氣體和冷激氣體的均勻混合，使同一床層溫差控制變得容易；②適用于大型化甲醇裝置，易于安裝維修； ③高活性、高選擇性催化劑選擇余地大，可使用國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的多種型號(hào)催化劑，如美國(guó)UCIC79—2 和 G106 催化劑，ICI 生產(chǎn)的 ICI 51—51—51—3 催化劑，西南化工研究院開(kāi)發(fā)的 C302 和蘭化院生產(chǎn)的 NC 系列 催化劑等。反應(yīng)器內(nèi)部類(lèi)似列管式換熱器，列管內(nèi)裝催化劑，管外為沸騰水，反應(yīng)熱很快被沸水移走。該塔使用高含量銅基催化劑時(shí)，可達(dá)到較高的單程轉(zhuǎn)化率，其最大生產(chǎn)能力為 1 500 t/d。 日本東洋公司MRF反應(yīng)器MRF 反應(yīng)器是日本東洋公司與體本三井化學(xué)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一種多段、間接冷卻的徑向反應(yīng)器，由殼體、催化劑床層、催化劑筐、列管及集氣盒組成。催化劑裝填在冷卻管束外面，垂直地安裝在催化劑床層，與水平徑向流動(dòng)的合成氣垂直。該反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是：由于氣體徑向流動(dòng)，流道短，空速小，因此壓降也較小，約為軸向反應(yīng)器的 1／10；合成氣垂直流經(jīng)冷卻列管，床層與冷管之間的傳熱效率較高；單程轉(zhuǎn)化率較高，循環(huán)氣量較小；由于壓降降低以及循環(huán)氣量減少，合成循環(huán)系統(tǒng)的能耗從冷激反應(yīng)器的 111．6 MJ／t 降低到 57．6 MJ ／t。該反應(yīng)器是基于 Lurgi 列管式反應(yīng)器的改進(jìn)型并有一定創(chuàng)新。(1) 原料因素每一種反應(yīng)器均應(yīng)根據(jù)特定的原料組成進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，有的反應(yīng)器適用于天然氣，有的適用于石油原料，同一類(lèi)反應(yīng)器應(yīng)用于不同原料時(shí)，能否達(dá)到預(yù)期的效果，需要在同類(lèi)裝置進(jìn)行驗(yàn)證。現(xiàn)在沒(méi)有，將來(lái)也不會(huì)有只有優(yōu)點(diǎn)而沒(méi)有缺點(diǎn)的反應(yīng)器，往往是在克服一種缺點(diǎn)的同時(shí)又帶來(lái)了新的缺點(diǎn)。選擇國(guó)內(nèi)反應(yīng)器針對(duì)性較強(qiáng)。而且考慮二氧化碳和氫氣反應(yīng)熱不如一氧化碳和氫氣的反應(yīng)熱大，絕熱管殼式反應(yīng)器的絕熱層可以讓反應(yīng)原料氣迅速升溫達(dá)到最佳反應(yīng)溫度。催化劑參數(shù)參考 XNC98 的參數(shù)如下表。我們的集成方案主要分成四個(gè)部分，分別是二氧化碳吸收解吸工段、原料預(yù)處理工段、甲醇合成工段以及甲醇精餾工段；另外還