【正文】 Zn系催化劑是合成甲醇的高效催化劑，而不同載體上甲醇收率大小的關(guān)系為：CuZnO／(Al2O3，SiO2．TiO2)＞CuZnO／(ZrO2,Cr2O3) ＞CuZnO／CeO2。目前已經(jīng)有中試裝置，且國內(nèi)外已有工業(yè)化實(shí)例，具有可行性，但二氧化碳加氫制甲醇催化劑的甲醇選擇性太低。但大多數(shù)催化劑都存在甲醇選擇性不高、CO2轉(zhuǎn)化率不足等問題，但加入催化劑后轉(zhuǎn)化率明顯提高。直接氧化法能夠大量降低投資和能耗控制條件較為苛刻CO2加氫法① 投資成本較低② 可緩解溫室效應(yīng)；③ 節(jié)約能源；④ 具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。在原料氣進(jìn)入反應(yīng)器之前,往往需要向里補(bǔ)充少量的二氧化碳,其目的只是從技術(shù)上考慮用來調(diào)節(jié)合成氣的碳?xì)浔?以達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率。CO2制甲醇既可緩解溫室效應(yīng),又可節(jié)約能源無論從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境還是社會(huì)角度,都具有十分美好的前景。研究表明，由于甲烷的不活潑性,氧氣的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線呈陡峭的S形,使得非催化條件下的甲烷氧化反應(yīng)難以控制。氧含量宜在8%左右,過小則轉(zhuǎn)化率降低,過大則氧化過度。典型的較理想的催化劑的轉(zhuǎn)化率只有5%,甲醇的選擇性只有50%,其他產(chǎn)物主要是甲醛、甲酸約占40%。但是,由于活化甲烷分子比較困難,所以氧化甲烷的條件很苛刻。該工藝雖然簡(jiǎn)單,同時(shí)又是令人所期望的常壓操作,甲醇產(chǎn)率和氯甲醇的轉(zhuǎn)化率也比較理想,但是迄今為止此法尚未得到工業(yè)應(yīng)用。本項(xiàng)目決定選用活化MDEA法來實(shí)現(xiàn)二氧化碳的捕集，其活化劑選定為苯并咪唑，相比其他活化劑，其穩(wěn)定性較好且緩釋性優(yōu)良。對(duì)于還未工業(yè)化的CO2捕集回收工藝而言，也存在著種種問題。3）膜分離工藝過程簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便同時(shí)脫除氣體中的水分,便于氣體運(yùn)輸，其主要缺點(diǎn)是薄膜耐久性差，且分離效率低，另外受其自身材質(zhì)的影響，在高溫、高腐蝕性環(huán)境中的應(yīng)用還受一定的限制，在使用過程中容易老化。1）化學(xué)溶劑吸收法是當(dāng)前最好的燃燒后CO2收集法，具有較高的捕集效率和選擇性，用于吸收CO2的堿性化學(xué)溶劑主要包括堿性鹽（熱鉀堿）溶液、醇胺溶液及氨水。有機(jī)吸收溶液容易潤濕膜孔,使傳質(zhì)性能下降。通過對(duì)凈化裝置采取合理選材、進(jìn)行表面處理、采用陰極保護(hù)、添加緩蝕劑等措施,可有效解決裝置腐蝕防護(hù)的問題。所生成的CO2水合物經(jīng)脫水后可直接利用,或隨水轉(zhuǎn)入水合物分解器中,分解后回注油氣藏以提高采收率。此外,熔融碳酸鹽電化學(xué)法還需要在具有更高傳導(dǎo)性的碳酸鹽離子固態(tài)電解質(zhì)研制方面取得突破并進(jìn)一步優(yōu)化工藝,可望成為一種有競(jìng)爭(zhēng)力的CO2分離捕集技術(shù)。從電廠煙氣中分離CO2的附加電力費(fèi)用較低。(6)吸收反應(yīng)和再生反應(yīng)所需溫度低,其能耗通常比濕法處理技術(shù)低。(2)吸收劑制作工藝流程簡(jiǎn)單,造價(jià)低。因此,LiOH在便攜式生保系統(tǒng)中用于CO2凈化具有非常明顯的優(yōu)勢(shì),其化學(xué)反應(yīng)方程式為：2LiOH+CO2→Li2CO3+H2O LiOH吸收CO2后,難以再生。但鈣基吸收劑的熱穩(wěn)定性及碳酸化轉(zhuǎn)化率是目前研究中有待解決的問題。產(chǎn)生的CaCO3再進(jìn)行煅燒分解,循環(huán)吸收CO2。但能耗和成本高，已被淘汰。在未來的IGCC設(shè)計(jì)或CO2再循環(huán)系統(tǒng)中,由于煙氣中含有高濃度CO2,低溫蒸餾法值得考慮,其優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生用管道輸送的液體CO2。 低溫蒸餾法低溫蒸餾法是通過低溫冷凝分離CO2的一種物理過程，利用煙氣中各組分相對(duì)揮發(fā)度的差異，將煙氣多次壓縮和冷卻，以引起CO2的相變，在低溫下將煙氣中各組分按工藝要求冷凝下來看，然后用蒸餾法將其中各類物質(zhì)依照蒸發(fā)溫度的不同逐一加一分離，達(dá)到從煙氣中分離CO2的目的。膜分離工藝流程見圖246：圖246 膜分離工藝流程膜分離法對(duì)膜的性能要求高，要求不僅具有高的CO2選擇性，而且CO2在膜上的透過率越高越好。圖245 所示為變壓吸附法生產(chǎn)CO2工藝流程：圖245 變壓吸附法生產(chǎn)CO2工藝流程PSA運(yùn)用在電廠CCS中存在最大的兩個(gè)問題是：①大型化后，占地面積太大，電廠無法接受；②對(duì)于非產(chǎn)品的CO2氣體，捕集的能耗和成本使電廠難以接受因此提高吸附劑的性能。主要的變壓吸附劑有氧化鋁類、活性炭類、硅膠類和分子篩類吸附劑。但由于CO2在溶劑中溶解服從亨利定律，因此，這類方法最適用于CO2分壓較高，而且CO2的脫出程度要求不高的情形。圖243為氨水吸收法回收CO2工藝流程圖243　氨水吸收法回收CO2工藝流程物理吸收法物理吸收法是利用CO2在吸收溶劑中進(jìn)行溶解而實(shí)現(xiàn)脫出的方法。 CO2/kg NH3；氨水易于再生、可得到高純度的CO2。該吸收劑的主要優(yōu)點(diǎn)是：吸收效率高，溶劑循環(huán)量少，能耗和操作費(fèi)用低，節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益顯著。因此,有必要對(duì)該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),以降低成本,提高吸收劑的利用效率。再生塔底部出來的貧液經(jīng)貧富液換熱器換熱后送至水冷器,最后進(jìn)入吸收塔頂部。吸收CO2后的富液從塔底流出,由塔底經(jīng)泵送至冷凝器和貧富液換熱器,回收熱量后送入再生塔。醇胺吸收CO2的能力取決其堿性的強(qiáng)弱，與氨基結(jié)合的取代基的空間阻礙作用則是決定其堿性強(qiáng)弱的主要因素。但熱的碳酸鉀溶液具有很強(qiáng)的腐蝕性，這是熱鉀堿法工藝的最大缺點(diǎn)?；瘜W(xué)溶劑吸收法是脫除和回收CO2最有效的方法，CO2的脫除程度較高，主要適用于CO2分壓低、流量大的各類混合氣體處理，但溶液再生能耗高，對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕，投資及操作費(fèi)用高。 溶劑吸收法在CO2分離方法中，溶劑吸收法是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的方法。 原料本項(xiàng)目是利用MDEA作為吸收劑吸收二氧化碳，以二氧化碳和氫氣為原料來合成甲醇。4 工藝設(shè)計(jì)方案 方案概述燃煤電廠煙氣中CO2的大量排放,不僅是資源的嚴(yán)重浪費(fèi),而且造成地球的溫室效應(yīng)。 水電供應(yīng)合成精制車間需要循環(huán)水量較大，循環(huán)水為冷卻用水，在公用工程里設(shè)有涼水塔對(duì)其進(jìn)行冷卻，通過管道運(yùn)至各車間，使用后將其循環(huán)回涼水塔中繼續(xù)使用。原料氣氫氣易燃易爆。 廠區(qū)布置圖技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表232廠區(qū)布置圖技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)名稱單位數(shù)量1廠區(qū)占地面積m241762建筑占地面積m217613道路占地面積m29294綠化面積m214865建筑系數(shù)%6利用系數(shù)%7綠化系數(shù)% 工廠運(yùn)輸設(shè)計(jì) 廠內(nèi)運(yùn)輸廠區(qū)總道路面積929m2，其中L型交叉的為東西主干道，寬度為20 m；另有其余干道供車輛出入，進(jìn)行物料運(yùn)輸；及供人員出入的道路鋪設(shè)和緊急通道；停車場(chǎng)位于廠區(qū)南大門附近，使用便利。（3）集中化布置同類設(shè)備盡量集中布置在一起，便于管理、操作、檢修。通過綠化改善廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境，廠區(qū)內(nèi)綠化主要用到樹、花、草坪、噴泉、水池。 廠區(qū)生產(chǎn)、生活等輔助設(shè)施包括行政樓、職工食堂、活動(dòng)室、停車場(chǎng)四個(gè)部分。公用工程：總面積80m2，主要是為廠區(qū)各裝置提供公用水、電、氣等，處在生產(chǎn)裝置和輔助設(shè)施中間，服務(wù)方便。 輔助生產(chǎn)裝置及公用工程其中包括七個(gè)部分，中心控制室、分析化驗(yàn)室、空壓站、公用工程、配電室、設(shè)備檢修區(qū)、消防站。CO2捕集車間：總面積288m2，主要是用MDEA對(duì)電廠煙氣的CO2進(jìn)行捕集，集成的CO2輸送至甲醇合成車間。進(jìn)行廠區(qū)的綠化和美化設(shè)計(jì)。廠內(nèi)配套設(shè)施齊全。 廠址選擇的優(yōu)勢(shì)敘述 原材料、動(dòng)力豐富廠址選定在華能珞璜電廠附近，原料氣CO2來自電廠產(chǎn)生的煙道氣，以便充分利用其生成甲醇；MDEA原料富足；H2從旁邊區(qū)縣購得，用管道輸送，價(jià)廉方便。U）技術(shù)，能有效減少CO2的排放，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。渝黔高速公路、重慶外環(huán)高速公路（）、渝滇高速公路（境內(nèi)47千米）、210國道過境，江津長江公路大橋連接成渝高速公路。南部山區(qū)受地形影響，氣候的垂直變化明顯，地勢(shì)越高，氣溫越低，降水越多，冬季有雨雪天氣。最高點(diǎn)在四面山蜈蚣?jí)?，最低點(diǎn)是珞璜鎮(zhèn)中壩。東鄰巴南區(qū)、綦江縣，南靠貴州省習(xí)水縣，西依永川區(qū)、四川省合江縣，北接壁山縣。28′29176。 圖231 重慶華能珞璜電廠位置圖 華能珞璜電廠簡(jiǎn)介華能國際電力股份有限公司成立于一九九四年六月三十日，公司及其附屬公司在中國全國范圍內(nèi)開發(fā)、建設(shè)和經(jīng)營管理大型發(fā)電廠，截至2007年6月30日全資擁有17家營運(yùn)電廠、控股12家營運(yùn)電力公司及參股5家營運(yùn)電力公司，其發(fā)電廠設(shè)備先進(jìn)，高效穩(wěn)定，且廣泛分布于中國12個(gè)省份和2個(gè)直轄市。本廠以誠實(shí)守信、創(chuàng)新發(fā)展為核心文化，給員工以感情尊重、理智尊重。另外，通過阿里巴巴等電子商務(wù)網(wǎng)上貿(mào)易平臺(tái)來進(jìn)行宣傳、銷售。 拓展?fàn)I銷途徑在信息化高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的營銷途徑已不能滿足企業(yè)發(fā)展的需求。本廠產(chǎn)品出廠價(jià)格處于市場(chǎng)價(jià)較低值，這是占領(lǐng)市場(chǎng)的有力武器。 營銷策略 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì)是企業(yè)賴以生存的根基。決定從位于華能珞璜電廠附近的氯堿廠用管線引入購得，原料氣充足，且運(yùn)輸方便。 主要危險(xiǎn)品防護(hù)表212 危險(xiǎn)物一覽表品名自燃點(diǎn)(℃)閃點(diǎn)(℃)沸點(diǎn)(℃)爆炸極限v%毒性防火等級(jí)下限上限甲醇有甲類氫——%%無甲類 全廠經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表213 綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)名稱單位數(shù)值1設(shè)計(jì)規(guī)模萬噸/年22年操作日小時(shí)/年79203工廠用地面積平方米41764建筑面積平方米17615總定員人486工程項(xiàng)目總投資萬元7原料及輔助材料消耗萬元/年8總成本費(fèi)用萬元/年9全場(chǎng)總產(chǎn)值萬元/年2 原料、催化劑采購及產(chǎn)品銷售 原料采購整個(gè)工藝過程中，由于是利用活化MDEA法來捕捉電廠尾氣中的二氧化碳，故只需考慮原料活化MDEA、氫氣、C301型甲醇催化劑和輔助材料的采購。境內(nèi)水陸交通方便，長江橫貫全境127千米，有5個(gè)國家級(jí)內(nèi)河深水港口；成渝、渝黔鐵路交匯江津，縱橫境內(nèi)135千米，設(shè)有15個(gè)火車站。甲醇作為重要的有機(jī)化工原料得以使用，以此，不僅是實(shí)現(xiàn)了減少空氣中的溫室氣體而是全球變暖，也是二氧化碳得以再利用。3）安全性，系統(tǒng)操作穩(wěn)定，生產(chǎn)安全，事故隱患小，符合相應(yīng)規(guī)范。 工藝特點(diǎn)該系統(tǒng)把原先要排放到大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成了基礎(chǔ)有機(jī)大宗化工產(chǎn)品之一的甲醇，真正實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展理念。 設(shè)計(jì)依據(jù)1）化工工程設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定。大氣初步設(shè)計(jì)說明書1 總論 項(xiàng)目概況本項(xiàng)目的CCSamp。產(chǎn)品甲醇具有良好的市場(chǎng)前景，有一定的經(jīng)濟(jì)效益且符合可持續(xù)發(fā)展化工產(chǎn)品的基本要求。4）重慶珞璜電廠周邊的環(huán)境、自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)方面的有關(guān)資料。2）合理可行性，整個(gè)工藝流程的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，工藝合理可行。 產(chǎn)品方案 本項(xiàng)目采用MDEA吸收煙道氣體中的二氧化碳，再受熱解析出純凈的二氧化碳，二氧化碳與氫氣在一定條件下合成甲醇。九江大道是繼成渝高速公路之后，又一次把江津與主城距離拉近的快速道路，江津的區(qū)位優(yōu)勢(shì)更加明顯。這些交通優(yōu)勢(shì)把本廠與重慶幾大化工園區(qū)緊密連在一起，是原料及產(chǎn)品及時(shí)輸送的堅(jiān)強(qiáng)保障。 氫氣179。 產(chǎn)品營銷 銷售方案年產(chǎn)2萬噸的工業(yè)級(jí)甲醇，主要銷售區(qū)域?yàn)橹貞c幾大化工園區(qū)，及周邊各省生產(chǎn)甲醇下游產(chǎn)品的廠家。選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的原料，降低運(yùn)輸成本，也是降低產(chǎn)品成本的有效途徑。 完善售后服務(wù)本廠以誠信為基本準(zhǔn)則，著眼于持續(xù)發(fā)展，建立了完善的客戶意見反饋系統(tǒng)，定期詢問客戶的意見，尊重客戶意見并不斷改進(jìn)產(chǎn)品及服務(wù)質(zhì)量，在客戶心中樹立起嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的企業(yè)形象，深入發(fā)展客戶關(guān)系。開設(shè)留言專欄并及時(shí)對(duì)客戶的留言進(jìn)行回復(fù)，擴(kuò)展與客戶的交流渠道。一個(gè)企業(yè)要能在瞬息萬變的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立足，就必須有自己獨(dú)特文化。 廠址概況 廠區(qū)地址廠址選定為重慶江津區(qū)華能珞璜電廠附近（電廠東邊）。 廠區(qū)自然條件.江津區(qū)珞璜鎮(zhèn)位于重慶市西南部，長江上游，山峽庫區(qū)尾端，地處北緯28176。36′。南部四面山區(qū)系云貴高原過渡到四川盆地的梯形地帶，北部華蓋山等系華鎣山支脈。全年水蒸發(fā)量小于降雨量，氣候濕潤。境內(nèi)水陸交通方便，長江橫貫全境127千米，有5個(gè)國家級(jí)內(nèi)河深水港口；成渝、渝黔鐵路交匯江津，縱橫境內(nèi)135千米，設(shè)有15個(gè)火車站。經(jīng)二氧化碳捕集、封存和利用（CCSamp。U系統(tǒng)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益，可顯著提高江津區(qū)珞璜鎮(zhèn)的工業(yè)產(chǎn)值。 配套設(shè)施齊全華能珞璜電廠是西南地區(qū)最大的環(huán)保型火力發(fā)電廠，被國家電力公司命名為“一流火力發(fā)電廠”，總裝機(jī)容量達(dá)264萬千瓦，年發(fā)電量約165億度。正確選擇廠區(qū)內(nèi)外的各種運(yùn)輸方式，合理組織運(yùn)輸系統(tǒng)，布置道路。U系統(tǒng)生產(chǎn)工段包括：CO2捕集車間、合成精制車間，為節(jié)約物料運(yùn)輸通道，車間之間間距較小，且CO2捕集車間的原料預(yù)處理工段離原料儲(chǔ)罐區(qū)較近，精制車間離產(chǎn)品儲(chǔ)罐區(qū)較近，方便物料運(yùn)輸。其中包括反應(yīng)器、預(yù)精餾塔、主精餾塔、換熱器、泵、壓縮機(jī)等?？諌赫荆嚎偯娣e70m2，主要進(jìn)行空氣壓縮處理，為生產(chǎn)裝置提供壓縮空氣，處在生產(chǎn)裝置的正西方，便于利用。消防站：面積為60m2，為消防裝置提供消防水和大型泡沫滅火器，位于生產(chǎn)裝置的南方，可迅速對(duì)三個(gè)車間進(jìn)行消防處理。廠區(qū)綠化面積為1486m2，%。（2）流程化布置以設(shè)備為主體，管道為紐帶按工藝流程將各裝置各設(shè)備聯(lián)系起來，使得布置更加簡(jiǎn)單，使得流程清晰，便于安裝和鋪設(shè)。（5）花園式布置%，廠區(qū)環(huán)境如花園般優(yōu)美，工作時(shí)身心暢快。 廠區(qū)布局說明 安全項(xiàng)目合成產(chǎn)品甲醇，具有劇毒性、易燃燒性，其蒸氣與空氣在一定范圍內(nèi)可形成爆炸性混合物。所以在防火防爆防毒設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮： 消防站應(yīng)靠近合成精制車間及甲醇儲(chǔ)罐區(qū)； 安裝避雷針，防止靜電和雷擊； 嚴(yán)格控制管件閥門等，防止甲醇泄漏。廠區(qū)的供電系統(tǒng)由配電室供應(yīng)，電廠出來的電經(jīng)配電室變壓后供廠區(qū)使用，電廠位于廠區(qū)東南角，便于為整個(gè)廠區(qū)提供電力支持。這一工藝主要包括CO