【正文】 E0302采用冷水降溫,E0303采用自身物料加熱。由于CO2的量會(huì)影響丙烯酸的精餾，需要將由閃蒸塔底部出的混合物先經(jīng)過(guò)CO2精餾塔T0304，除去CO2。第四章 原料及輔助原料采購(gòu)與產(chǎn)品營(yíng)銷 原料及輔助原料采購(gòu) 主要原料主要原料有電廠煙氣、乙烯，化工廠設(shè)在寧波北侖區(qū)，有大型的發(fā)電廠和乙烯廠，因此主要原料可由本地區(qū)提供。CO2和C2H4在固體催化劑Cu /ZnO2TiO2表面分別形成具有高反應(yīng)活性的臥式吸附態(tài)和非解離雙點(diǎn)吸附態(tài)，能夠高選擇性的促進(jìn)丙烯酸的光合成。此外，其在精細(xì)化工領(lǐng)域占有相當(dāng)重要的地位。因此，現(xiàn)在生產(chǎn)的所有的丙烯酸，%。 全局物料衡算以下是本設(shè)計(jì)中總物料的衡算模擬結(jié)果，以下數(shù)據(jù)全部來(lái)自軟件模擬。工業(yè)丙烯酸的質(zhì)量應(yīng)符合下表要求：表42 丙烯酸產(chǎn)品規(guī)格項(xiàng) 目指 標(biāo)優(yōu)等品一等品純度，%色度，Hazen單位（鉑鈷色號(hào)）15水分，%阻聚劑（MEHQ）含量（m/m），1020020注：阻聚劑的含量可與用戶協(xié)商制定第五章 物料衡算與能量衡算 概述本設(shè)計(jì)采用二氧化碳、乙烯光催化法合成丙烯酸，原料CO2來(lái)自電廠煙氣，在預(yù)處理工段用循環(huán)吸收劑MDEA水溶液吸收，精餾工段中采用3個(gè)精餾塔實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品丙烯酸和副產(chǎn)品乙醛的分離提純。到70年代后期，聚丙烯和丙烯酸共聚物出現(xiàn)了兩個(gè)嶄新的應(yīng)用市場(chǎng)———高吸水樹(shù)脂和助洗滌劑，為拓展丙烯酸用途提供了光明的前景，并促進(jìn)了丙烯酸的發(fā)展。 主要產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)表41 丙烯酸主要特性分子式CH2=CHCOOH分子重量物理性質(zhì)無(wú)色透明液體,有刺激性氣味沸點(diǎn)141℃熔點(diǎn)℃閃點(diǎn)50℃相對(duì)密度飽和蒸汽壓相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)辛醇/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值爆炸極限Vol：~%燃燒熱引燃溫度438℃折射率溶解性： 與水混溶，可混溶于乙醇、乙醚。吸收劑應(yīng)用于CO2吸收塔和CO2解析塔（3）催化劑Cu /ZnO2TiO2本工藝合成丙烯酸為催化反應(yīng)，采用催化劑為Cu /ZnO2TiO2，反應(yīng)單程轉(zhuǎn)化率為16%，目的產(chǎn)物選擇性為90%，反應(yīng)溫度為110℃。塔頂出料與循環(huán)物料精制工段中乙烯精餾塔T0303塔底出料混合后進(jìn)入乙醛精餾塔T0306，塔頂?shù)玫劫|(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%的副產(chǎn)物乙醛,將氣相的乙醛通過(guò)加壓，冷卻為液態(tài)后送至乙醛儲(chǔ)罐。CO變壓吸附裝置選用負(fù)載Cu的金屬基活性碳纖維，其效率為95%，分離出的CO作為輔助燃料?；旌蠚膺M(jìn)入換熱器E0202殼程，循環(huán)利用熱能，再經(jīng)過(guò)1個(gè)換熱器E0201，經(jīng)過(guò)兩次換熱將溫度冷卻至40℃，然后進(jìn)入壓縮機(jī)C0201加壓至1MPa，再進(jìn)入冷凝器E0203，冷卻至40℃后的混合物進(jìn)入氣液分離器V0202進(jìn)行分離，氣液分離器V0202頂部排出的混合氣主要有大量CO2與C2HCO、部分乙醛和極少量的丙烯酸、水；底部排出的混合物主要有丙烯酸、部分乙醛和極少量的COC2H4和水。工藝中另外設(shè)有新鮮吸收劑補(bǔ)充罐以及輸送泵，定量添加新鮮吸收劑以補(bǔ)充循環(huán)吸收劑的損失?，F(xiàn)階段光催化法工藝需要進(jìn)一步探索和深究，我們擬采用光催化法工藝生產(chǎn)丙烯酸。(2) 反應(yīng)消耗CO2，減小空氣污染，環(huán)保性好。反應(yīng)條件為常壓，110℃，目的產(chǎn)物選擇性較高，副產(chǎn)物少。因此，反應(yīng)器中的溫度易分布不均勻，催化劑易失活，更危險(xiǎn)的是降低了操作的安全系數(shù)。該工藝主要的反應(yīng)歷程如下：CH2 =CHCH3 +O2 →CH2 =CHCHO+H2 O+ kJ/mol (32)CH2 =CHCHO+ →CH2 =CHCOOH+ kJ/mol (33)2CH2 =CHCHO+ →3CO+3CO2 +4H2O+1397 kJ/mol (34)2CH2 =CHCH3 + →3CO+3CO2 +6H2O+1500 kJ/mol (35)工業(yè)生產(chǎn)采用固定床兩步法工藝，%，%，最終的丙烯酸總收率為85%。(5)聚丙烯酸鹽類 利用丙烯酸可生產(chǎn)各種聚丙烯酸鹽類產(chǎn)品(如銨鹽、鈉鹽、鉀鹽、鋁鹽、鎳鹽等)。(2)膠粘劑 用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2乙基己酯等共聚乳膠，可作靜電植絨、植毛的膠粘劑，其堅(jiān)牢性和手感好。丙烯酸及其酯類作為高分子化合物的單體，世界總產(chǎn)量已超過(guò)百萬(wàn)噸，由其制成的聚合物和共聚物(主要是乳液型樹(shù)脂)的產(chǎn)量超過(guò)500萬(wàn)噸。與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。這些高聚物廣泛用作涂料、黏合劑、固體樹(shù)脂、模塑料等。 CO2合成丙烯酸工藝中文名稱：丙烯酸 英文名稱：acrylic acid CAS No.：79107分子式：C3H4O2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH2=CHCOOH 分子量： 熔點(diǎn)(℃)：14 燃燒熱(kJ/mol)： 相對(duì)密度(水=1)： 相對(duì)蒸氣密度： 沸點(diǎn)(℃)：141 引燃溫度(℃)：438閃點(diǎn)(℃)：50 爆炸上限%(V/V)： 爆炸下限%(V/V)：飽和蒸氣壓(kPa)：(40℃)辛醇/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值：(計(jì)算值)外觀與性狀：無(wú)色液體、有刺激性氣味溶解性： 與水混溶，可混溶于乙醇、乙醚。四、 污染少以電廠煙氣中的CO2為原料合成丙烯酸的工藝采用光催化列管式固定床，反應(yīng)以紫外光為光源，相較于其它催化反應(yīng)，污染少。且反應(yīng)產(chǎn)物的分離簡(jiǎn)單，產(chǎn)品純度高。近幾年來(lái)，乙烯價(jià)格逐年下降。有機(jī)化工產(chǎn)品售價(jià)較高，應(yīng)用廣泛，可產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益，并且新的綠色環(huán)保型材料逐漸替代污染性大的材料。由CO2加氫制低碳烯烴，既可消除由CO2帶來(lái)的負(fù)面影響，又能探索低碳烯烴的新來(lái)源。合成烴可經(jīng)簡(jiǎn)單分離得到汽油、柴油、煤油等有用產(chǎn)品，該工藝使用以氧化鎂和氧化鈣復(fù)合強(qiáng)堿性氧化物為載體的鎳催化劑。裝置由裝有甲醇化催化劑的反應(yīng)塔和裝有汽油化催化劑的反應(yīng)塔串聯(lián)而成。從CO2出發(fā)直接制取低碳烯烴采用費(fèi)托法。六、CH4的CO2重整反應(yīng)生成合成氣甲烷的CO2重整生成合成氣，其生成的合成氣H2/CO比值較低，可滿足于羧化反應(yīng)，高級(jí)碳?xì)浠锖秃跤袡C(jī)物的合成，并且廣泛用于醋酸，甲醚以及醇等的合成。華南理工大學(xué)以Ni—Ru一稀土/ZrO2三元組合作為催化劑時(shí)，在400℃甲烷化時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率可高達(dá)90%，CH4選擇性可達(dá)100%。從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)看，從大氣中回收CO2將其轉(zhuǎn)化為CH4具有特別重要的意義。研究人員在CO加氫合成乙醇催化劑的基礎(chǔ)上，對(duì)各種助劑的促進(jìn)作用進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：Sr、Li和Fe都能有效促進(jìn)CO2加氫反應(yīng)中乙醇的生成。此外，通過(guò)對(duì)該反應(yīng)的研究，希望解決CO2的環(huán)境問(wèn)題和開(kāi)發(fā)CO2的再利用價(jià)值。現(xiàn)有多數(shù)催化劑是以CO加氫合成甲醇催化劑為基礎(chǔ)加以改進(jìn)制得。與傳統(tǒng)工藝相比，合成環(huán)路系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備尺寸較小，循環(huán)氣速率與投資費(fèi)也較低。CO2催化加氫制甲醇是有效利用CO2的重要途徑之一，國(guó)外對(duì)此都做了大量研究工作。隨著羰基合成工業(yè)的發(fā)展和高純CO需求領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大以及能源和環(huán)保方面對(duì)CO2綜合利用的需求，二氧化碳制一氧化碳的技術(shù)成果將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。一、CO2制一氧化碳將CO2轉(zhuǎn)化為CO，繼而用來(lái)生產(chǎn)碳一化學(xué)品，既節(jié)省能源，又解決環(huán)境問(wèn)題。碳酸鈣是主要的無(wú)機(jī)粉體填料之一，目前，碳酸鈣廣泛用于塑料、橡膠、造紙、油墨、涂料、建材、日用化工、醫(yī)藥、食品、飼料等行業(yè)。硼砂是制取含硼化合物的基本原料，另外，硼砂具有殺菌作用，硼砂在冶金、化工、機(jī)械、紡織和醫(yī)用等行業(yè)也有著重要而廣泛的用途。二、微細(xì)白炭黑白炭黑是一種用途廣泛，附加值高的精細(xì)化工產(chǎn)品，可用作橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑、涂料和不飽和樹(shù)脂增稠劑、涂料消光劑、塑料填充劑、潤(rùn)滑劑和絕緣材料等。因此，以CO2為原料生產(chǎn)碳酸鉀和碳酸氫鉀，在無(wú)機(jī)化工領(lǐng)域及其它方面仍具有相當(dāng)重要的地位。Pb(OH)2]、白炭黑（SiO2廣泛采用可降解的CO2塑料母粒制品替代普通塑料，有望告別“白色污染”。2004年6月，吉林油田集團(tuán)公司采用長(zhǎng)春應(yīng)化所和蒙西公司的專利技術(shù)，建立了5104 t/a的生產(chǎn)線。1998年，中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所開(kāi)展了CO2與環(huán)氧丙烷共聚的研究。三、合成高分子材料以CO2為原料合成高分子材料已成為目前高分子材料研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。目前，國(guó)內(nèi)許多科研院所、高校對(duì)以CO2為原料合成碳酸酯進(jìn)行了大量的研究。以CO2為原料合成碳酸酯（DMC）可分為直接法和間接法。近年來(lái)，在亞洲的引領(lǐng)下，全球的丙烯酸需求穩(wěn)增，最新的研究報(bào)告及其數(shù)據(jù)顯示，2006～2011年全球粗丙烯酸市場(chǎng)需求、%的速度增長(zhǎng)，冰丙烯酸市場(chǎng)增速更快、%。其方程式如下：CO2+C2H4→CH2 =CHCOOH （31）該反應(yīng)為光催化反應(yīng)，采用的催化劑為Cu /ZnO2TiO2，目的產(chǎn)物選擇性為90%以上，反應(yīng)溫度為90—120℃，—。工業(yè)上CO2的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)種類很多，主要有合成有機(jī)化工產(chǎn)品如丙烯酸、高分子材料，生產(chǎn)無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品如白炭黑、硼砂，以及在C1化學(xué)中的應(yīng)用。在電廠煙氣脫硫工藝中，我們選擇的是干法脫硫技術(shù)，采取的脫硫劑為CuO/A12O3，脫硫工藝在常溫常壓下操作。MDEA吸收劑的解吸過(guò)程為加熱解吸，通過(guò)加熱將吸收富液中的CO2解吸出來(lái)，該方法分離CO2純度高，且再生容易，能耗低，再生CO2純度可以達(dá)到99%。上述幾種CO2的分離回收方法各有特點(diǎn)，吸收法對(duì)于電廠煙氣中CO2的分離效果好，吸收法分離回收電廠煙氣中的CO2的分離效率高，%以上。膜分離法是利用某些聚合材料制成的薄膜，根據(jù)不同氣體滲透率的差異來(lái)分離氣體。鋰基吸附劑存在的主要問(wèn)題是反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、吸附容量較低；而鈣基吸附劑具有較高的理論吸附量。吸附法是利用固態(tài)吸附劑對(duì)原料混合氣中的CO2的選擇性可逆吸附作用來(lái)分離回收CO2的。噴氨法即用氨水為吸收劑吸收CO2。Sulfinol法利用環(huán)丁砜－醇胺作吸收劑。該法具有吸收能力強(qiáng)，熱耗低，再生CO2純度高（99%），溶劑損失少，腐蝕小等特點(diǎn)，是世界上最有發(fā)展前途的方法之一，已用于大、中、小型合成氨廠。通常，采用較濃的二異丙醇胺溶液（30%～40%），基本無(wú)腐蝕。DEA法二乙醇胺的蒸氣壓低，因此，該法適合于低壓條件下使用。典型的化學(xué)吸收法如下：熱鉀堿法以高濃度K2CO3水溶液為吸收劑吸收酸性氣體CO2，在體系中加入活化劑哌嗪、硼酸、二乙醇胺、氨基乙酸等可提高吸收反應(yīng)速度，降低再生熱量，加入V2O5可防腐蝕。該過(guò)程不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)降壓實(shí)現(xiàn)溶劑再生，因此，所需能量相當(dāng)少。 CO2分離回收技術(shù)CO2的分離、回收是對(duì)低濃度CO2排放源加以利用時(shí)必須考慮的技術(shù)問(wèn)題之一。但是，目前二氧化碳的利用率仍然較低，全球年利用量則僅為1億t左右。通常情況下，二氧化碳化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不燃燒，也不助燃；但是，在一定條件下或適宜的催化劑作用下，二氧化碳也能參與一些反應(yīng)。政府對(duì)工業(yè)發(fā)展的支持和對(duì)中小企業(yè)發(fā)展的引導(dǎo)給本廠提供了一定的便利條件。實(shí)施各類扶持政策也要兼顧公平，規(guī)定科學(xué)的決策程序來(lái)保證財(cái)政稅收的持續(xù)增長(zhǎng)。加快推進(jìn)園區(qū)建設(shè)，擴(kuò)大招商引資，大力促進(jìn)生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展，努力為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)積蓄后勁。自2009年底區(qū)委、區(qū)政府《關(guān)于擴(kuò)大投資服務(wù)企業(yè)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長(zhǎng)的實(shí)施意見(jiàn)》下達(dá)以來(lái)，全區(qū)實(shí)施一系列關(guān)于擴(kuò)大投資服務(wù)企業(yè)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的政策措施和工作計(jì)劃，積極主動(dòng)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。20世紀(jì)70年代中，北侖港興建，海運(yùn)進(jìn)入興盛期。2）鐵路北侖區(qū)境內(nèi)的甬北鐵路是蕭甬鐵路的延長(zhǎng)線，西起鐵路寧波站，東至北侖港礦石堆場(chǎng)。滬杭甬高速公路直達(dá)北侖，中心城區(qū)距寧波櫟社機(jī)場(chǎng)只有半小時(shí)車程。氣象如下：年平均氣溫 ℃ 最熱月平均氣溫 ℃最熱月最熱小時(shí)平均溫度 ℃ 最冷月平均氣溫 ℃極端最高氣溫 ℃ 極端最低氣溫 ℃年平均氣壓 多年平均速 夏季主導(dǎo)風(fēng)向 ESE 冬季主導(dǎo)風(fēng)向 NW水文地質(zhì)：北侖地處中國(guó)大陸海岸線的中部，位于寧波市東部，瀕臨東海，三面環(huán)海，北臨杭州灣，南臨象山港。3）產(chǎn)品市場(chǎng) 丙烯酸及其下游系列產(chǎn)品以優(yōu)異的性能為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防軍隊(duì)和人民生活水平的提高發(fā)揮著重要作用，得到世界各國(guó)的青睞，也成為我國(guó)精細(xì)化工的一個(gè)重要門類。電廠所在的北侖港位于寧波甬江口以東的金塘水道南岸，大量的鐵礦石、煤炭、石油在此中轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)近20年的開(kāi)發(fā)建設(shè)，北侖已融入“長(zhǎng)三角”經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)，成為中國(guó)重要的航運(yùn)、物流、加工制造和貿(mào)易中心，工業(yè)化步伐不斷加快，一大批臨江大工業(yè)迅速崛起，現(xiàn)代化濱海新城區(qū)的雛型已經(jīng)建成。58′48″。地理坐標(biāo)為東經(jīng)121176。8) 災(zāi)害及其他避免低于洪水水位或在采取措施后仍不能確保不受水淹的地段，以及地震、泥石流、滑坡、有開(kāi)采價(jià)值的礦藏、文物保護(hù)等地區(qū)。5) 供水化工廠使用大量的水，用于產(chǎn)生蒸汽、冷卻、洗滌，有時(shí)還用做原料。 選擇原則1) 原料和市場(chǎng)廠址應(yīng)靠近各種原料產(chǎn)地和銷售市場(chǎng)。第二章 廠址選擇廠址選擇是化工裝置建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是一項(xiàng)政策性﹑技術(shù)性很強(qiáng)的工作。 產(chǎn)品方案本廠產(chǎn)品主要有丙烯酸，副產(chǎn)乙醛。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)工藝路線較短，反應(yīng)條件較為溫和，原料采用火電廠煙氣，可適當(dāng)降低成本，并且為保護(hù)環(huán)境做出貢獻(xiàn)。 設(shè)計(jì)依據(jù)1）2010年三井化學(xué)杯大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽邀請(qǐng)賽參賽指導(dǎo)書。本項(xiàng)目采用的原料為處于同一地區(qū)的火電廠煙氣及周邊乙烯廠的乙烯，利用了目前最具發(fā)展?jié)摿Φ墓獯呋潭ù卜磻?yīng)器，產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模定位在年產(chǎn)10萬(wàn)噸。本項(xiàng)目旨在對(duì)于火電廠煙氣中的