【正文】 用丙烯酸生產(chǎn)的聚丙烯和丙烯酸共聚物，傳統(tǒng)上只被用作分散劑、絮凝劑和增稠劑等。然后進(jìn)入CO2膜分離器T0301，CO2膜分離器T0301選用復(fù)合膜，將聚乙烯胺膜覆蓋在聚砜膜表面，其吸收效率為99%，可將絕大部分CO2分離出來(lái)。h)≤15≥100裝置投資小大裝置占地小大產(chǎn)品質(zhì)量純度純度較低純度高一. 二氧化碳、乙烯光催化法的優(yōu)勢(shì)光催化法的主要特點(diǎn)在于反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1) 此反應(yīng)為一步反應(yīng)，副反應(yīng)較少；反應(yīng)原料之一的CO2來(lái)自電廠煙氣，成本低；反應(yīng)條件為120℃、常壓，易于控制；反應(yīng)選用的催化劑使用壽命長(zhǎng)，選擇性高。(4)銅版紙涂飾劑 用丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸2乙基己酯、苯乙烯等四元共聚乳膠作銅版紙涂料，保色不泛黃，印刷性能好，不粘輥，比丁苯膠乳好可節(jié)省干酷素。主要以酸、鹽和酯等形式用作單體，通過(guò)均聚或與其他單體共聚，制備高聚物。在以CO2為原料合成的有機(jī)化工產(chǎn)品的方法中，合成丙烯酸具有顯著優(yōu)勢(shì)：一、 成本低以電廠煙氣中的CO2為原料合成丙烯酸的工藝中，原料CO2直接由發(fā)電廠免費(fèi)提供。據(jù)報(bào)導(dǎo)，京都大學(xué)乾智行教授成功開(kāi)發(fā)了以CO2合成汽油的工藝。五、CO2制甲烷甲烷是重要的化工原料及家用、工業(yè)燃料。德國(guó)Lurgi和Sudchemie公司開(kāi)發(fā)出一種用CO2為原料制甲醇的新工藝、新反應(yīng)器和新催化劑體系。五、碳酸鈣碳酸鈣可由CO2與石灰乳懸濁液反應(yīng)制得，采用不同的工藝可制備不同的碳酸鈣產(chǎn)品，如結(jié)晶碳酸鈣、沉淀碳酸鈣（輕質(zhì)碳酸鈣）、納米級(jí)碳酸鈣等。以CO2為原料生產(chǎn)的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品主要有輕質(zhì)MgCONa2COCaCO K2COBaCOLi2COMgO、鉛白[PbCO3采用了催化反應(yīng)精餾新技術(shù)，提高轉(zhuǎn)化率至99%以上。通常以CO乙烯為原料，采用光催化法合成丙烯酸。膜分離法難以得到高純度CO2。該法缺點(diǎn)是吸收劑價(jià)格昂貴，吸收過(guò)程中會(huì)發(fā)生降解。通過(guò)加入緩蝕劑，活性胺和采用濃MEA工藝等方法以達(dá)到防腐、降低能耗等目的。實(shí)際上，CO2是一種豐富的可利用資源，并且已經(jīng)在食品工業(yè)、機(jī)械加工、石油開(kāi)采、化學(xué)工業(yè)等許多行業(yè)中得到應(yīng)用。今后的幾年，北侖區(qū)政府將要繼續(xù)狠抓項(xiàng)目促投資，努力增強(qiáng)發(fā)展后勁。有優(yōu)越的港口條件，北侖港水深、流順、不凍、不淤、腹地大，是中國(guó)大陸第二大港口——寧波港的主干港。境內(nèi)平原廣闊，河網(wǎng)交叉，山海延綿，有“四山一地一分水”之稱(chēng)。4) 運(yùn)輸條件慮靠近盡量考鐵路樞紐以及利用河流、運(yùn)河、湖泊或海洋進(jìn)行運(yùn)輸?shù)目赡苄?，公路運(yùn)輸可用作鐵路和水路的補(bǔ)充。 工藝特點(diǎn)本設(shè)計(jì)項(xiàng)目采用CO2與乙烯為原料，在催化劑作用下合成丙烯酸產(chǎn)物，采用的催化劑為Cu /ZnO2TiO2，采用的反應(yīng)器為光催化固定床反應(yīng)器。 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(shū)。 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(xiāo)售市場(chǎng)。58′48″。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。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)。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)。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。Sulfinol法利用環(huán)丁砜－醇胺作吸收劑。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。工業(yè)上CO2的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)種類(lèi)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。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。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”。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。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。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。從CO2出發(fā)直接制取低碳烯烴采用費(fèi)托法。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。 CO2合成丙烯酸工藝中文名稱(chēng)：丙烯酸 英文名稱(chēng)：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。(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。反應(yīng)條件為常壓，110℃，目的產(chǎn)物選擇性較高，副產(chǎn)物少?；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。 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。因此，現(xiàn)在生產(chǎn)的所有的丙烯酸，%。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。 本項(xiàng)目選擇工藝方案經(jīng)過(guò)對(duì)上述兩種方法的工藝比較，我們不難看出，傳統(tǒng)的丙烯催化氧化法確實(shí)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。 丙烯酸生產(chǎn)工藝比較丙烯酸的生產(chǎn)方法主要有丙烯催化氧化法，二氧化碳、乙烯光催化法。 并對(duì)皮膚、眼睛和呼吸道有強(qiáng)烈刺激作用。二、 反應(yīng)條件溫和以電廠煙氣中的CO2為原料合成丙烯酸的工藝中，反應(yīng)溫度為110℃，反應(yīng)壓力為常壓。美國(guó)科羅拉多公共服務(wù)公司的子公司——燃料資源開(kāi)發(fā)公司在科羅拉多州普韋布洛建立了一套合成燃料裝置，由CHCO2制取清潔柴油、石腦油和石臘。Bardet等以Ni/SiONi/A12O3作為CO2甲烷化催化劑進(jìn)行了研究，結(jié)果表明反應(yīng)可以在較低溫度下進(jìn)行。目前，尚未開(kāi)發(fā)出可用于該反應(yīng)的高效催化劑。碳酸鋇廣泛用于光學(xué)玻璃制造，煙火、化妝品、瓷磚、陶器、鋼鐵、電子工業(yè)。這些多為基本化工原料，廣泛用于冶金、化工、建材、輕工、電子、醫(yī)藥、機(jī)械等行業(yè)。早在1960年代研究者就開(kāi)始了催化CO2與環(huán)氧丙烷共聚生成脂肪族聚碳酸酯共聚物的研究。目前，國(guó)內(nèi)許多科研院所、高校對(duì)以CO2為原料合成丙烯酸的工藝進(jìn)行了大量的研究。吸收法分離回收CO2可以采用多種吸收劑，其中采用MDEA吸收劑的吸收法具有明顯的優(yōu)勢(shì)：該方法采用MDEA水溶液作為吸收劑，該吸收過(guò)程為化學(xué)吸收過(guò)程，吸收劑中的MDEA與CO2生成亞穩(wěn)定的氨基甲酸氫鹽，為增加MDEA與CO2反應(yīng)速率，我們采用在吸收液中添加哌嗪的方法，取得混合吸收劑，該混合吸收劑分離回收CO2效率高，尾氣中CO2濃度低達(dá)%。該法的脫除效率和吸收容量均優(yōu)于MEA法，脫除率可達(dá)99%。目前，該法已用于天然氣脫碳、脫硫，但是，當(dāng)氣體中含有大量CO2時(shí)很少選用此法。盡管該協(xié)議目前只是針對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家，發(fā)展中國(guó)家并未相應(yīng)做出承諾，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，隨著發(fā)展中國(guó)家能源消費(fèi)的大幅增長(zhǎng)，碳排放量也將隨之大幅提高，從而帶來(lái)巨大的環(huán)保壓力，必將受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。結(jié)合深化投資體制改革，加快研究出臺(tái)鼓勵(lì)引導(dǎo)社會(huì)投資的優(yōu)惠政策，引導(dǎo)和動(dòng)員社會(huì)資金上項(xiàng)目，或以合資、合作、聯(lián)營(yíng)、參股等方式參與到大項(xiàng)目建設(shè)中來(lái)，放大政府投資的功能效應(yīng)。、連通 原料和市場(chǎng)1）原料煙氣北侖電廠是我國(guó)最大的火力發(fā)電廠，于2000年12月16日全部建成投產(chǎn)。6) 對(duì)環(huán)境的影響應(yīng)得到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)的認(rèn)可，以便于妥善處理廢物。根據(jù)我們對(duì)于CO2轉(zhuǎn)化技術(shù)的分析比較，我們選擇的工藝路線為，在紫外光條件下，采用金屬負(fù)載的復(fù)合型固體催化劑Cu /ZnO2TiO2，CO2與C2H4催化反應(yīng)合成丙烯酸。本項(xiàng)目為CO2的回收利用項(xiàng)目，積極響應(yīng)國(guó)家對(duì)于“低碳環(huán)?！钡奶?hào)召，為緩解全球變暖做出了一些貢獻(xiàn)。廠址選擇對(duì)工廠的建設(shè)進(jìn)度﹑投資數(shù)量﹑經(jīng)濟(jì)效益﹑環(huán)境保護(hù)及社會(huì)效益等方面都有重大影響。27′40″至122176。最近幾年，中國(guó)丙烯酸生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過(guò)幾輪擴(kuò)能改造，產(chǎn)量增幅較大，與此同時(shí)，市場(chǎng)消費(fèi)也進(jìn)入高速增長(zhǎng)期，％的速度增長(zhǎng)，據(jù)預(yù)2003年統(tǒng)計(jì)，北侖區(qū)（除北侖港埠公司）有海運(yùn)企業(yè)12家，貨船23艘，計(jì)163459噸位，；客船3艘，計(jì)662噸位，；危險(xiǎn)品船10艘，計(jì)9857噸位；有定期航線5條；有碼頭104個(gè)，117個(gè)泊位，靠泊能力783475噸級(jí)。在改革開(kāi)放30年中，北侖這塊“海濡之地”經(jīng)歷了翻天覆地變化，如今已成為華東地區(qū)新崛起的現(xiàn)代化港口城市，享譽(yù)五大洲。物理吸附法的關(guān)鍵是選擇和使用優(yōu)良的吸收劑。Amisol法該法以甲醇和MEA或DEA、ADIP等為吸收劑，屬物理－化學(xué)吸收法。低溫蒸餾法主要用于分離回收油田伴生氣中的CO2。該干法脫硫技術(shù)所用的脫硫劑價(jià)格較低，脫硫效果良好，工藝簡(jiǎn)單，適于在含硫量較低的情況下使用。直接法：CO2和CH3OH直接反應(yīng)生成DMC。目前，可以批量生產(chǎn)的CO2塑料母粒主要有CO2/環(huán)氧丙烷共聚物、CO2/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷三元共聚物、CO2/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧己烷三元共聚物三個(gè)品種。CO2精制氣和硅酸鈉是碳化法生產(chǎn)白炭黑的主要原料。二、CO2制甲醇目前，工業(yè)生產(chǎn)甲醇的方法是以合成氣為原料進(jìn)行催化合成，即采用CO加氫的方法來(lái)合成甲醇。二甲醚用途廣泛，作為清潔燃料具有巨大的潛在優(yōu)勢(shì)。而現(xiàn)今在工業(yè)上的水蒸氣重整反應(yīng)中，合成氣H2/CO比值較高，不適合用于羰基合成以及作為含氧有機(jī)物的原料，而且能耗大，加上反應(yīng)系統(tǒng)中水的缺乏，有利于焦碳生成，其中焦碳生成反應(yīng)包括甲烷分解以及CO歧化反應(yīng)；由于生成的焦碳降低了催化劑的活性，所以應(yīng)該阻止其生成。在這方面的研究還將繼續(xù)，而且必定會(huì)取得最終的突破，達(dá)到人們預(yù)期的要求。除此之外，本工藝屬于創(chuàng)新性技術(shù)，今后的發(fā)展空間很廣闊。這些樹(shù)脂的應(yīng)用遍及涂料，塑料、紡織、皮革、造紙、建材，以及包裝材料等眾多部門(mén)。、乙烯光催化法CO2與C2H4直接合成丙烯酸的反應(yīng)是近年來(lái)科學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)，該反應(yīng)符合原子經(jīng)濟(jì)型反應(yīng)。 反應(yīng)工段原料乙烯在25℃、進(jìn)入換熱器E0202管程加熱至120℃后進(jìn)入光催化反應(yīng)器R0201進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)條件為110℃、。副反應(yīng)為二氧化碳與乙烯合成乙醛和一氧化碳，選擇性為10%。在設(shè)計(jì)中利用CHEMCAD ，并在此基礎(chǔ)上完成物料衡算。塔底基本為丙烯酸，送入丙烯酸儲(chǔ)罐。 流程模擬說(shuō)明以下為CHEM CAD模擬的流程圖圖32 吸收工段反應(yīng)工段圖33 精制工段80℃、應(yīng)用干法脫硫脫除電廠煙氣中的SO2，采用的脫硫劑為CuO／A12O3，該干法脫硫技術(shù)所用的脫硫劑價(jià)格較低，并且脫硫效果良好，工藝簡(jiǎn)單，適于在含硫量較低的情況下使用。固定床中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物收率雖高，但此反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，主反應(yīng)(31)和(32) kJ/mol，而副反應(yīng)(3)、(4)放出的熱量更多，約為主反應(yīng)熱的2~3倍，反應(yīng)本身放出的熱量應(yīng)及時(shí)移出才能使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。若遇高熱，可發(fā)生聚合反應(yīng)，放出大量熱量而引起容器破裂和爆炸事故。三、 產(chǎn)品銷(xiāo)路廣丙烯酸及其系列產(chǎn)品，近年得到迅速發(fā)展，成為重要的高分子化學(xué)工業(yè)的原料。烷烴直接脫氫中存在著由結(jié)焦而引起催化劑的失活問(wèn)題，引入CO2作氧化劑，一方面使催化劑上的焦與氧化劑反應(yīng)來(lái)除去，另一方面使脫氫反應(yīng)生成的氫與氧化劑發(fā)生反應(yīng)來(lái)打破熱力學(xué)平衡的限制。Solymosi等系統(tǒng)地比較了Al2O3負(fù)載貴金屬Pt、Pd、lr、Rh和Ru時(shí)的催化性能，發(fā)現(xiàn)催化劑的比活性順序?yàn)椋篟uRhPtIr~Pd[33]。國(guó)內(nèi)外相關(guān)報(bào)導(dǎo)也多局限于實(shí)驗(yàn)室研究，研究重點(diǎn)大多集中在反應(yīng)機(jī)理、催化劑活性組分篩選、載體選擇以及優(yōu)化催化劑制備方法和反應(yīng)條件等方面。焦炭部分氧化還原制CO是以焦炭作原料，CO2和O2為