【正文】 F12等。甲醇摻燒汽油，在北美和西歐已合法化，在我國，四川省已出臺 M15 的地方標準，山西省全甲醇汽車已研制成功，并在山西省全面試點。盡管美國削減甲基叔丁基醚（ MTBE）產(chǎn)量，但 MTBE仍將是甲醇下游衍生物中對甲醇需求量第二的品種，約消費全球甲醇需求量的 15%。 (2) 燃燒前脫碳技術。由于惰性成分氮氣濃度大大降低，無謂的能源消耗大幅度降低， 30%～ 40%的富氧空氣燃燒就可以降低燃料消費 20%～ 30%，提高效率，同時，煙氣中 CO2的濃度可提高近90%，從而更容易捕集。 環(huán)丁砜、聚乙二醇二甲醚、三乙醇胺、 N甲基吡咯烷酮等 由于不發(fā)生化學反應，溶劑的再生通過降壓來實現(xiàn)，因此所需再生能量比化學吸收法少。 其次對于吸附分離法，雖然其分離效果好，但由于投資巨大，也不適合本項目；膜分離法具有裝置簡單的優(yōu)點，但是由于捕集的甲醇的純度不高，對于本項目后續(xù)制取甲醇不利也不適合本項目。但氨水脫碳工藝中常常存在一些問題，如 NH4HCO3穩(wěn)定性較差，作為肥料施加到土壤里以后，很快就會分解釋放 CO2，使其重新返回到大氣中。 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 圖 不同醇胺溶液常壓下對煙氣中二氧化碳的脫除率 考慮到本項目對煙氣中二氧化碳的脫除率要高于 80%，最終選擇一乙醇胺(MEA)作為本項目的二氧化碳的吸收劑。因此本項目采用醇胺法。 合成反應介紹 OHOHHCOH 2322 C3 ??? ??? 催化劑 )(3C26 25222 副反應催化劑 OHOHHCOH ??? ??? )(3C26 23322 副反應催化劑 OHO C HHCOH ??? ??? 以上是二氧化碳加氫合成甲醇反應的主反應和兩個最主要的副反應。 Lurgi管殼型甲醇合成塔 德國 Lurgi 公司開發(fā)設計的管殼式甲醇合成反應器是一種軸向流動的低壓反 應器。 與 ICI 反 應器相比，該反應器的優(yōu)點是：熱量利用合理，可副產(chǎn)大量低壓蒸汽，每噸甲醇最大可產(chǎn) 4 MPa 蒸汽 1． 4 t，可用于驅動離心式壓縮機，也可用于天然氣蒸汽轉化，滿足甲醇裝置的蒸汽需求，裝置投產(chǎn)后不需外供蒸汽；合成反應幾乎是在等溫條件下進行，反應器除去有效的熱量，可允許較高的 CO氣體，采用低循環(huán)氣流限制了最高反應溫度，使反應等溫進行，副反應少，粗甲醇雜質少，用雙塔精餾技術精制即可達到國家標準；催化劑床層溫度容易控制，不同床層的溫差較小，操作平穩(wěn)；出口甲醇濃度較高 (甲醇含量約 7％ )，總的循環(huán)氣量比 ICI幾乎少 1／ 2；同 產(chǎn)能下，催化劑用量較少。冷卻管的排列是 MRF 反應器的專利。 其優(yōu)點有：反應器對進口氣體的溫度適應性強，操作彈性大；副產(chǎn)中壓蒸汽，熱量利用合理；接近均溫操作，催化劑使 用壽命長。 (4) 制造因素有的反應器結構簡單，對設備供應商的依賴程度低，容易培養(yǎng)維修人員，維修簡單，容易仿制和擴能；有的反應器結構復雜，對設備供應商的依賴程度高，生產(chǎn)維護成本高，制造難度大，不易擴能。 本項目最終決定采用西南化工設計院發(fā)表的專利催化劑（公開號2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 CN101386564A），該催化劑性能優(yōu)良。 二氧化碳吸收解吸工段 二氧化碳吸收解吸流程 圖 吸收解吸流程 流程簡述 MEA法回收煙道氣典型工藝流程如圖 71示。如果能將少量的氮氣和氧氣在預處理工段除去則在反應工段不需要馳放，這對反應器的控制和節(jié)約原2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 料大大有利。其中氫氣直接加壓就可達到要求 甲醇合成工段 甲醇合成流程 圖 甲醇合成流程 流程簡述 反應工段設備較少。合理的控制加壓塔和常壓塔的采出量，在滿足產(chǎn)品要求的前提下，使加壓塔的塔頂冷凝器負荷等于常壓塔再沸器的負荷，使整個精餾流程的熱負荷達到最小值 。茶涪路到園區(qū)南區(qū)的支路，年底也將貫通。 渝懷鐵路王家壩車站現(xiàn)有站線 3條（預留 3～ 5條），有效長為 850m～ 880m。 3000 噸單體船、萬級噸船隊全年可通達。產(chǎn)品的運輸方式多樣化，產(chǎn)品運輸問題圓滿解決。 (3) 園區(qū)企業(yè)的建設項目綜合規(guī)費每平方米 10 元，城市建設配套費每平方米 20 元。西側銅鑼山為本境西部界山。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062020）和《建設抗震設計規(guī)范》（ GB50011— 2020），地震動峰值加速度為 ，地震動反應譜特征周期為 ，抗震設防烈度為 6 度。桃花溪是長江左岸一條支流，河流全長 ，流域面積 ，多年平均流量 。 廠址選擇 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 該項目擬建于重慶（長壽）化工園區(qū)。 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 表 成本估算 單位（噸）產(chǎn)品成本 原料名稱 說明 單耗 價格 元 /噸 成本 元 主、輔原料 二氧化碳 噸 0 0 氫氣 噸 5000 945 MEA 純度 % 噸 12020 24 催化劑 參考 XNC98價格， 壽命四年 m3 11 萬元 /m3 公用工程 中壓蒸汽 3MPa， 370℃ 噸 200 91 低壓蒸汽 ℃飽和蒸汽 噸 100 266 電力 度 冷卻水 292 工藝水 噸 8 經(jīng)營費用 人工費 定員 60 人，工資按 200 萬元 /年計 57 制造費用 折舊、維修等取直接材料費、直接工資之和的 15% 管理費用 制造費用的 6% 銷售成本 銷售收入的 1% 23 總計 銷售收入 據(jù)網(wǎng)上查詢甲醇售價 2150~2500元 /噸，我們取 2300 元 /噸。 投資較小全部為自有資金，因此沒有建設期利息。 敏感性分析 僅考慮單參數(shù)影響，分別考慮了折現(xiàn)率、產(chǎn)量、產(chǎn)品售價、可變成本對凈現(xiàn)值的影響。設備殘值 5%。 總成本估算 年總成本 萬元，原料及公用工程費用 。 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 第九章 社會及經(jīng)濟效益分析 投資估算 固定投資估算方法 Chilton系數(shù)法： 表 工廠總投資的 Chilton 系數(shù) 估算工廠總投資的 Chilton 系數(shù) 項目 項目名稱 系數(shù) 所乘項目 1 設備購置費 1 2 已安裝設備費 ~ 1 3 工藝配管 工廠類型 —— 固體 固體 /流體 流體 ~ 2 ~ 2 ~ 2 4 儀表 數(shù)量 —— 很少或沒有 有一些 很多 ~ 2 ~ 2 ~ 2 5 建筑和場地平整 工廠類型 —— 現(xiàn)有 室外 室內 /室外 0 2 ~ 2 ~ 2 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 室內 ~ 2 6 輔助設施（動力，蒸汽，水） 程度 —— 無 增加很少 增加較多 新設施 0 2 ~ 2 ~ 2 ~ 2 7 外管 裝置 —— 一體化 分開 分散 ~ 2 ~ 2 ~ 2 8 裝置實體費用 1+2+3+4+5+6+7 9 設計施工費 復雜程度 —— 簡單 復雜 ~ 8 ~ 8 10 應急預備費用 ~ 8 11 規(guī)模系數(shù) 裝置 —— 大 小 試驗性 ~ 8 ~ 8 ~ 8 12 固定投資 8+9+10+11 設備費用估算 根據(jù)設備計算結果以及競賽指導書所提供的調研數(shù)據(jù)和網(wǎng)上詢價估算設2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 備購置費用，結果如下表： 表 設備購置費用 設備費用 序號 設備名稱 設備質量/t 材料價格 (元/t) 設備數(shù)量/個 設備成本 /元 主設備 1 吸收塔 36000 1 1009296 2 解吸塔 36000 1 446796 3 反應器 1 2020000 4 常壓精餾塔 11000 1 112651 5 加壓精餾塔 11000 1 103631 6 汽提塔 11000 1 6094 罐類設備 7 甲醇洗滌器 11000 1 957 8 汽包 15000 1 20865 9 煙氣洗滌罐 1 11000 1 11000 10 澄清槽 11000 1 4400 11 尾氣洗滌罐 11000 1 4400 12 氣液分離器 1 11000 1 5500 13 氣液分離器 2 11000 4 13200 14 氣液分離器 3 11000 1 6600 15 氣液分離器 4 11000 1 2200 16 氣液分離器 5 11000 1 2200 17 混合器 15000 1 4500 18 MEA 儲罐 14 36000 1 504000 19 粗甲醇儲罐 5 11000 1 55000 20 精甲醇儲罐 1 49 11000 1 539000 21 精甲醇儲罐 2 55 11000 1 605000 22 雜醇油儲罐 10 11000 1 110000 23 閃蒸罐 11000 1 6600 24 加壓塔回流罐 11000 1 5500 25 汽提塔回流罐 11000 1 5500 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 流體輸送及輔助設備 設備價格 /元 26 尾氣洗滌用泵 10000 1 10000 27 煙氣洗滌用泵 10000 1 10000 28 富液泵 30000 1 30000 29 貧液泵 30000 1 30000 30 解吸塔回流泵 15000 1 15000 31 CO2加壓泵 15000 1 15000 32 常壓塔進料泵 40000 1 40000 33 加壓塔進料泵 30000 1 30000 34 常壓塔回流泵 20200 1 20200 35 加壓塔回流泵 20200 1 20200 36 旋風分離器 100000 1 100000 37 離心壓縮機 500000 2 1000000 38 制冷壓縮機 150000 1 150000 39 風機 100000 1 100000 40 螺桿壓縮機 202000 3 600000 換熱類設備 41 洗滌水冷卻器 11000 1 2200 42 貧富液換熱器 36000 1 77544 43 貧液冷卻器 36000 1 130464 44 解吸塔冷凝器 11000 1 9075 45 解吸塔再沸器 36000 1 209772 46 CO2一級冷卻器 11000 1 4411 47 CO2二級冷卻器 11000 1 4356 48 CO2三級冷卻器 15000 1 29280 49 CO2冷凝器 15000 1 31500 50 制冷劑冷卻器 11000 1 26400 51 原料預熱器 15000 1 45195 52 循環(huán)氣冷卻器 15000 1 25830 53 粗甲醇預熱器 11000 1 2981 54 常壓塔冷凝器 11000 1 11902 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 55 常壓塔再沸器 11000 1 15202 56 加壓塔再沸器 11000 1 20206 57 精甲醇冷卻器 1 11000 1 4323 58 精甲醇冷卻器 2 11000 1 4323 59 汽提塔再沸器 11000 1 6292 60 汽提塔冷凝器 11000 1 10923 填料 元 /m3 61 Mellapak250Y 1900 151520 62 CY700 4800 84480 63 總計 843萬元 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 固定投資估算 根據(jù)設備購置費估算固定投資。 441Pa(離地面 20米 ) 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設計競賽 —— 可行性研究 常年主導風向 北北東 常年次導風向 西南西 (風頻： 21) 降雨量（暴雨強度公式按照手冊上重慶地區(qū)公式計算） 年平均降雨量