【正文】 E0302采用冷水降溫,E0303采用自身物料加熱。由于CO2的量會影響丙烯酸的精餾，需要將由閃蒸塔底部出的混合物先經(jīng)過CO2精餾塔T0304，除去CO2。第四章 原料及輔助原料采購與產(chǎn)品營銷 原料及輔助原料采購 主要原料主要原料有電廠煙氣、乙烯，化工廠設在寧波北侖區(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活性的臥式吸附態(tài)和非解離雙點吸附態(tài)，能夠高選擇性的促進丙烯酸的光合成。此外，其在精細化工領域占有相當重要的地位。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計中總物料的衡算模擬結(jié)果，以下數(shù)據(jù)全部來自軟件模擬。工業(yè)丙烯酸的質(zhì)量應符合下表要求：表42 丙烯酸產(chǎn)品規(guī)格項 目指 標優(yōu)等品一等品純度，%色度，Hazen單位（鉑鈷色號）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 概述本設計采用二氧化碳、乙烯光催化法合成丙烯酸，原料CO2來自電廠煙氣，在預處理工段用循環(huán)吸收劑MDEA水溶液吸收，精餾工段中采用3個精餾塔實現(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)了兩個嶄新的應用市場———高吸水樹脂和助洗滌劑，為拓展丙烯酸用途提供了光明的前景，并促進了丙烯酸的發(fā)展。 主要產(chǎn)品標準表41 丙烯酸主要特性分子式CH2=CHCOOH分子重量物理性質(zhì)無色透明液體,有刺激性氣味沸點141℃熔點℃閃點50℃相對密度飽和蒸汽壓相對蒸氣密度(空氣=1)辛醇/水分配系數(shù)的對數(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，采用催化劑為Cu /ZnO2TiO2，反應單程轉(zhuǎn)化率為16%，目的產(chǎn)物選擇性為90%，反應溫度為110℃。塔頂出料與循環(huán)物料精制工段中乙烯精餾塔T0303塔底出料混合后進入乙醛精餾塔T0306，塔頂?shù)玫劫|(zhì)量分數(shù)為97%的副產(chǎn)物乙醛,將氣相的乙醛通過加壓，冷卻為液態(tài)后送至乙醛儲罐。CO變壓吸附裝置選用負載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入換熱器E0202殼程，循環(huán)利用熱能，再經(jīng)過1個換熱器E0201，經(jīng)過兩次換熱將溫度冷卻至40℃，然后進入壓縮機C0201加壓至1MPa，再進入冷凝器E0203，冷卻至40℃后的混合物進入氣液分離器V0202進行分離，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。工藝中另外設有新鮮吸收劑補充罐以及輸送泵，定量添加新鮮吸收劑以補充循環(huán)吸收劑的損失?，F(xiàn)階段光催化法工藝需要進一步探索和深究，我們擬采用光催化法工藝生產(chǎn)丙烯酸。(2) 反應消耗CO2，減小空氣污染，環(huán)保性好。反應條件為常壓，110℃，目的產(chǎn)物選擇性較高，副產(chǎn)物少。因此，反應器中的溫度易分布不均勻，催化劑易失活，更危險的是降低了操作的安全系數(shù)。該工藝主要的反應歷程如下：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)量已超過百萬噸，由其制成的聚合物和共聚物(主要是乳液型樹脂)的產(chǎn)量超過500萬噸。與氧化劑能發(fā)生強烈反應。這些高聚物廣泛用作涂料、黏合劑、固體樹脂、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)簡式：CH2=CHCOOH 分子量： 熔點(℃)：14 燃燒熱(kJ/mol)： 相對密度(水=1)： 相對蒸氣密度： 沸點(℃)：141 引燃溫度(℃)：438閃點(℃)：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)的對數(shù)值：(計算值)外觀與性狀：無色液體、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，反應以紫外光為光源，相較于其它催化反應，污染少。且反應產(chǎn)物的分離簡單，產(chǎn)品純度高。近幾年來，乙烯價格逐年下降。有機化工產(chǎn)品售價較高，應用廣泛，可產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益，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帶來的負面影響，又能探索低碳烯烴的新來源。合成烴可經(jīng)簡單分離得到汽油、柴油、煤油等有用產(chǎn)品，該工藝使用以氧化鎂和氧化鈣復合強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塔和裝有汽油化催化劑的反應塔串聯(lián)而成。從CO2出發(fā)直接制取低碳烯烴采用費托法。六、CH4的CO2重整反應生成合成氣甲烷的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，高級碳氫化物和含氧有機物的合成，并且廣泛用于醋酸，甲醚以及醇等的合成。華南理工大學以Ni—Ru一稀土/ZrO2三元組合作為催化劑時，在400℃甲烷化時CO2轉(zhuǎn)化率可高達90%，CH4選擇性可達100%。從長遠觀點看，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上，對各種助劑的促進作用進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：Sr、Li和Fe都能有效促進CO2加氫反應中乙醇的生成。此外，通過對該反應的研究，希望解決CO2的環(huán)境問題和開發(fā)CO2的再利用價值?，F(xiàn)有多數(shù)催化劑是以CO加氫合成甲醇催化劑為基礎加以改進制得。與傳統(tǒng)工藝相比，合成環(huán)路系統(tǒng)內(nèi)的設備尺寸較小，循環(huán)氣速率與投資費也較低。CO2催化加氫制甲醇是有效利用CO2的重要途徑之一，國外對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需求領域的不斷擴大以及能源和環(huán)保方面對CO2綜合利用的需求，二氧化碳制一氧化碳的技術(shù)成果將會得到越來越廣泛的應用。一、CO2制一氧化碳將CO2轉(zhuǎn)化為CO，繼而用來生產(chǎn)碳一化學品，既節(jié)省能源，又解決環(huán)境問題。碳酸鈣是主要的無機粉體填料之一，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、微細白炭黑白炭黑是一種用途廣泛，附加值高的精細化工產(chǎn)品，可用作橡膠補強劑、涂料和不飽和樹脂增稠劑、涂料消光劑、塑料填充劑、潤滑劑和絕緣材料等。因此，以CO2為原料生產(chǎn)碳酸鉀和碳酸氫鉀，在無機化工領域及其它方面仍具有相當重要的地位。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，吉林油田集團公司采用長春應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，中科院長春應化所開展了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領域之一。目前，國內(nèi)許多科研院所、高校對以CO2為原料合成碳酸酯進行了大量的研究。以CO2為原料合成碳酸酯（DMC）可分為直接法和間接法。近年來，在亞洲的引領下，全球的丙烯酸需求穩(wěn)增，最新的研究報告及其數(shù)據(jù)顯示，2006～2011年全球粗丙烯酸市場需求、%的速度增長，冰丙烯酸市場增速更快、%。其方程式如下：CO2+C2H4→CH2 =CHCOOH （31）該反應為光催化反應，采用的催化劑為Cu /ZnO2TiO2，目的產(chǎn)物選擇性為90%以上，反應溫度為90—120℃，—。工業(yè)上CO2的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)種類很多，主要有合成有機化工產(chǎn)品如丙烯酸、高分子材料，生產(chǎn)無機化工產(chǎn)品如白炭黑、硼砂，以及在C1化學中的應用。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吸收劑的解吸過程為加熱解吸，通過加熱將吸收富液中的CO2解吸出來，該方法分離CO2純度高，且再生容易，能耗低，再生CO2純度可以達到99%。上述幾種CO2的分離回收方法各有特點，吸收法對于電廠煙氣中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分離氣體。鋰基吸附劑存在的主要問題是反應時間較長、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)吸附劑對原料混合氣中的CO2的選擇性可逆吸附作用來分離回收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，熱耗低，再生CO2純度高（99%），溶劑損失少，腐蝕小等特點，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速度，降低再生熱量，加入V2O5可防腐蝕。該過程不發(fā)生化學反應，通過降壓實現(xiàn)溶劑再生，因此，所需能量相當少。 CO2分離回收技術(shù)CO2的分離、回收是對低濃度CO2排放源加以利用時必須考慮的技術(shù)問題之一。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。政府對工業(yè)發(fā)展的支持和對中小企業(yè)發(fā)展的引導給本廠提供了一定的便利條件。實施各類扶持政策也要兼顧公平，規(guī)定科學的決策程序來保證財政稅收的持續(xù)增長。加快推進園區(qū)建設，擴大招商引資，大力促進生產(chǎn)性服務業(yè)發(fā)展，努力為經(jīng)濟增長積蓄后勁。自2009年底區(qū)委、區(qū)政府《關于擴大投資服務企業(yè)促進經(jīng)濟平穩(wěn)較快增長的實施意見》下達以來，全區(qū)實施一系列關于擴大投資服務企業(yè)、促進經(jīng)濟增長的政策措施和工作計劃，積極主動應對挑戰(zhàn)。20世紀70年代中，北侖港興建，海運進入興盛期。2）鐵路北侖區(qū)境內(nèi)的甬北鐵路是蕭甬鐵路的延長線，西起鐵路寧波站，東至北侖港礦石堆場。滬杭甬高速公路直達北侖，中心城區(qū)距寧波櫟社機場只有半小時車程。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 夏季主導風向 ESE 冬季主導風向 NW水文地質(zhì)：北侖地處中國大陸海岸線的中部，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 丙烯酸及其下游系列產(chǎn)品以優(yōu)異的性能為國民經(jīng)濟、國防軍隊和人民生活水平的提高發(fā)揮著重要作用，得到世界各國的青睞，也成為我國精細化工的一個重要門類。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)過近20年的開發(fā)建設，北侖已融入“長三角”經(jīng)濟發(fā)展區(qū)，成為中國重要的航運、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″。地理坐標為東經(jīng)121176。8) 災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、有開采價值的礦藏、文物保護等地區(qū)。5) 供水化工廠使用大量的水，用于產(chǎn)生蒸汽、冷卻、洗滌，有時還用做原料。 選擇原則1) 原料和市場廠址應靠近各種原料產(chǎn)地和銷售市場。第二章 廠址選擇廠址選擇是化工裝置建設的一個重要環(huán)節(jié)，也是一項政策性﹑技術(shù)性很強的工作。 產(chǎn)品方案本廠產(chǎn)品主要有丙烯酸，副產(chǎn)乙醛。本項目設計工藝路線較短，反應條件較為溫和，原料采用火電廠煙氣，可適當降低成本，并且為保護環(huán)境做出貢獻。 設計依據(jù)1）2010年三井化學杯大學生化工設計大賽邀請賽參賽指導書。本項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?，產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模定位在年產(chǎn)10萬噸。本項目旨在對于火電廠煙氣中的