【正文】 氣化劑，經(jīng)部分氧化還原法連續(xù)氣化制備粗CO氣，凈化精制，制得高純CO氣的新技術。通常是以COKCl為原料，采用離子交換法生產(chǎn)碳酸鉀（可聯(lián)產(chǎn)碳酸氫鉀）。他們使用稀土三元催化劑催化CO2與環(huán)氧丙烷共聚。丙烯酸下游衍生物中，需求最為強勁的是丙烯酸酯類產(chǎn)品，這些產(chǎn)品主要用于黏合劑，和密封劑、塑料添加劑和表面涂料產(chǎn)品等領域；應用于衛(wèi)生品領域的高吸水性樹脂市場，正在以年均3～4%的速度增長，帶動原料丙烯酸需求快速增長；特別是亞太(不包括日本)、東歐、拉美，和中東地區(qū)的超吸水性樹脂需求增速更快，年均增長速度為5～7%。采用MDEA吸收劑的吸收法，吸收劑的發(fā)泡傾向和腐蝕性均低于同類型的伯胺和仲胺吸收劑，具有吸收能力強，溶劑損失少，腐蝕小等特點。吸附法可分為物理吸附和化學吸附兩種類型，可采用變壓吸附、變溫吸附和真空吸附三種方式，已廣泛用于化工、石化企業(yè)中CO2的回收與純化。與MEA和DEA法相比，溶液吸收能力強，循環(huán)量小。工業(yè)上CO2的分離回收技術種類很多，主要有吸收法（物理吸收發(fā)和化學吸收法）、吸附法、低溫蒸餾、膜分離、化學循環(huán)燃燒、空氣/煙氣再循環(huán)和電化學法等幾種。進一步落實企業(yè)的減負措施，盡快到位扶持資金以幫助企業(yè)應對危機。沿線設寧波東、寶幢、大碶、北侖等4站。北侖電廠建設規(guī)模為5臺60萬千瓦火力發(fā)電機組，總裝機容量為300萬千瓦，年發(fā)電量達165 億千瓦時。 廠址選定我們將選擇浙江省寧波市北侖區(qū)。表11 產(chǎn)品規(guī)格一覽表產(chǎn)品名稱本廠規(guī)格國家規(guī)定產(chǎn)量（萬噸/年）單價（元/噸）丙烯酸質量分率工業(yè)級1013000乙醛質量分率工業(yè)級7600CO本廠用作輔助燃料丙烯酸、乙醛主要銷售市場以浙江省為中心的東南地區(qū)，東南地區(qū)是我國化工發(fā)展較為發(fā)達的地區(qū)，大化工企業(yè)以及精細化工企業(yè)成為我國化工行業(yè)重要的力量。2010年化工設計大賽——年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項目《初步設計說明書》年產(chǎn)年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項目年產(chǎn)噸————2010年全國大學生化工設計大賽初步設計說明書團 隊：Never Again組 長：田蛟隊 員：蔣孟菲 潘蘭 于婷 王珊指導老師：陳立宇日期：2010年10月本廠俯視圖169西北大學——Never again目 錄第一章 總論 1 項目概括 1 設計依據(jù) 1 工藝特點 1 產(chǎn)品方案 2第二章 廠址選擇 3 選擇原則 3 廠址選定 4 地理位置 4 原料和市場 4 自然條件 5 交通運輸 5 政策環(huán)境 6 總述 7 附圖 7第三章 工藝說明 8 工藝方案的選擇與比較 8 CO2分離回收技術 9 CO2轉化利用技術 12 CO2合成丙烯酸工藝 20 20 20 丙烯酸生產(chǎn)工藝比較 21 工藝方案比較 23 本項目選擇工藝方案 24 流程模擬說明 24 25 反應工段 26 精制工段 26第四章 原料及輔助原料采購與產(chǎn)品營銷 28 原料及輔助原料采購 28 主要原料 28 輔助原料 28 主要產(chǎn)品標準 28第五章 物料衡算與能量衡算 30 概述 30 全局物料衡算 30 37 全局能量衡算 39 熱集成與換熱網(wǎng)絡 48 48 50第六章 車間布置 536. 1 原料預處理車間 53 整體布置 53 分離車間布置圖 54 反應車間 56 整體布置 56 反應車間各類設備設計 56 反應車間布置圖 576. 3 精制車間 59 整體布置 59 分離車間布置圖 61第七章 總圖運輸 64 工廠布局 64 廠區(qū)布置的基本任務 64 廠區(qū)設計參照標準 64 本廠布置 64 廠區(qū)組成 65 布局說明 66 生產(chǎn)安全 66 供水、供電、供氣 67 運輸 67 綠化 68 發(fā)展預留地 68 建筑設計范圍 68 設計原則 68 建筑設計范圍 68 建筑與結構設計方案 68 建筑設計 68 結構設計 69 布局指標 70 主要技術經(jīng)濟指標 70 各區(qū)域面積 70 產(chǎn)品包裝 71 運輸 72第八章 設備及維修說明 73 泵設計 73 塔設備設計 74 二氧化碳精餾塔塔器設計計算與選型 74 丙烯酸精餾塔塔器設計計算與選型 87 一氧化碳變壓吸附器 100 二氧化碳膜分離器 101 101 換熱器設計 101 E0303選型說明 102 E0203的選型說明 103 換熱器選型列表 104 105 設備選型一覽表 106 設備維修方案 107 維修體制的確定 107 維修人員要求 108 維修人員職責 109第九章 自動控制 111 自控水平和方案 111 自動控制系統(tǒng) 111 生產(chǎn)過程控制 112. 流程其他部分的控制 120第十章 電氣電信 122 設計范圍 122 設計標準、規(guī)范 122 設計原則 122 供配電系統(tǒng) 122 供電方式 122 負荷等級及供電方案選擇： 122 變電所的配置 124 防雷措施： 124 電信方案 126 生活用電 126 工業(yè)用電 126第十一章 公用工程及輔助設施 127 公用工程初步方案和原則 127 給排水工程 127 設計規(guī)格與依據(jù) 127 給水 127 排水 128 供熱 128 蒸汽系統(tǒng) 129 蒸汽系統(tǒng)供熱能力要求 129 本廠供熱系統(tǒng) 129 鍋爐給水系統(tǒng) 129 采暖通風 130 冬季室外計算氣象參數(shù) 130 夏季室外計算氣象參數(shù) 130第十二章 消防設計專篇 132 危險性物質概述及其物化性質 132 丙烯酸 132 乙醛 133 其他 134 事故發(fā)生的可能性及危險性分析 135 消防安全措施 136 消防系統(tǒng) 136 廠區(qū)消防布置 136 137第十三章 環(huán)境保護專篇 138 建設地點環(huán)境狀況 138 自然條件 138 交通運輸 138 編制依據(jù)及采用標準 138 環(huán)境評價 138 主要污染源及污染物 139 環(huán)境保護措施 139 關于廢氣 140 關于廢水 140 關于廢渣 141 關于噪聲 141第十四章 勞動安全衛(wèi)生專篇 143 設計依據(jù) 143 生產(chǎn)過程中危險有害因素分析 143 安全防范措施 143 安全生產(chǎn)責任 143 生產(chǎn)車間防火安全管理規(guī)定： 144 安全操作 145 消防與急救 145 火警探測系統(tǒng) 146 火災自動報警系統(tǒng) 146 消防聯(lián)動系統(tǒng) 146 自動噴水系統(tǒng) 146 消火栓 146 消防給水系統(tǒng) 147 泡沫滅火系統(tǒng) 147 工業(yè)衛(wèi)生 147 衛(wèi)生管理 147 勞動保護用品及衛(wèi)生安全管理 147第十五章 工廠組織與勞動定員 149 工廠組織 149 勞動定員 151 生產(chǎn)班次 151 勞動定員 151第十六章 概算 153 投資估算 153 投資估算編織說明 153 154 項目投資和投資估算 155 158 財務評價 159 產(chǎn)品成本估算 159 銷售收入估算 164 項目財務評價 165 敏感性分析 166 168第一章 總論 項目概括本項目為弘運化工有限公司開發(fā)的年產(chǎn)10萬噸丙烯酸項目，該公司由中國石油化工集團公司、與寧波市政府牽頭的國家基金合資成立。丙烯酸的下游產(chǎn)品眾多，丙烯酸市場需求大、產(chǎn)品銷路廣，丙烯酸及其下游系列產(chǎn)品在國民經(jīng)濟生產(chǎn)中應用廣泛，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。此地臨海，交通便利，并且有較多的石油化工廠，資源豐富，是政府發(fā)展經(jīng)濟的重點地區(qū)?；痣姀S產(chǎn)生的大量煙氣可作為本廠的原料，來源豐富。甬北鐵路另接北侖港港區(qū)專用鐵道和鄞州區(qū)鐵路營運處專用線。 總述寧波市北侖區(qū)自然條件優(yōu)越，交通四通八達，原料來源豐富，產(chǎn)品具有一定的市場。工業(yè)上采用的氣體吸收法，可分為物理吸收法和化學吸收法。MDEA法以N甲基二乙醇胺水溶液MDEA和哌嗪為吸收劑，并添加3％的活化劑以加大CO2的吸收速度。近年來，利用吸附劑在高溫下吸附CO2受到廣泛的關注。因此，我們對于電廠煙氣中CO2的分離回收選用化學吸收法進行，采用的吸收劑為MDEA水溶液。二、合成有機碳酸酯有機碳酸酯是一類用途廣泛的化學品，目前合成碳酸酯的光氣法所用的原料為劇毒的光氣和鹵代烷烴，這種方法正處于淘汰階段。隨后，采用該技術在內(nèi)蒙古蒙西高新技術集團公司建立了3000 t/a的二氧化碳基全降解塑料顆粒生產(chǎn)線，并于2004年2月通過了中科院高技術研究與發(fā)展局組織的驗收。此方法具有流程短、能耗低、質量好的特點，可充分利用合成氨廠生產(chǎn)中的氨和CO2，適合于合成氨廠聯(lián)產(chǎn)。采用焦炭部分氧化還原法不但可制取高濃度CO，還可同時實現(xiàn)CO2向CO的轉化。三、CO2制二甲醚CO2經(jīng)過催化加氫制含氧化合物的研究，近年來為人們所關注，但由于該反應是可逆反應，受熱力學平衡的限制，CO2轉化率難以達到較高值。用過渡金屬進行CO甲烷化催化活性的順序為：RuPdNiCoFeMo，但從經(jīng)濟角度考慮，通常不采用貴金屬。而用氧或空氣作氧化劑，則很難達到從烷烴到目的烯烴的高選擇性。丙烯酸及其酯類作為高分子化合物的單體，世界總需求量超過百萬噸，由其制成的聚合物和共聚物(主要是乳液型樹脂)的需求量超過500萬噸。遇熱、光、水分、過氧化物及鐵質易自聚而引起爆炸。該工藝是工業(yè)化成熟的生產(chǎn)工藝，該工藝原料丙烯成本近年來市場價格上漲較快，另外，該反應的催化劑壽命較短，產(chǎn)物丙烯酸與其水溶液的分離較為困難。脫硫后經(jīng)過換熱器E0101脫硫后的電廠煙氣溫度降為40℃，從下部進入吸收塔T0102，吸收劑從吸收塔T0102上部進入吸收塔，吸收劑為N甲基二乙醇胺（MDEA），吸收氣相中CO2后的吸收富液從吸收塔T0102底部用泵P0101送入換熱器E0102管程，吸收后的尾氣從吸收塔T0102塔頂排出。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。 全局物料衡算以下是本設計中總物料的衡算模擬結果，以下數(shù)據(jù)全部來自軟件模擬。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，反應單程轉化率為16%，目的產(chǎn)物選擇性為90%，反應溫度為110℃。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。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)。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。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。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。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。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。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成果將會得到越來越廣泛的應用。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。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，建立了5104 t/a的生產(chǎn)線。以CO2為原料合成碳酸酯（DMC）可分為直接法和間接法。在電廠煙氣脫硫工藝中，我們選擇的是干法脫硫技術，采取的脫硫劑為CuO/A12O3，脫硫工藝在常溫常壓下操作。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。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。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。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。20世紀70年代中，北侖港興建，海運進入興盛期。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。地理坐標為東經(jīng)121176。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﹑技術性很強的工作。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。本設計采用的工藝中，催化劑及催化反應器均為實驗室開發(fā)的新技術，工藝設計中面臨較大的困難和挑戰(zhàn)，本設計屬于創(chuàng)新性設計。7) 協(xié)作條件選擇在貯運、機修、公用工程（電力、蒸汽）和生活設施等方面具有良好協(xié)作條件的地區(qū)。它位于浙江省寧波市的北侖港畔，北隔杭州灣與浙江省海鹽縣的秦山核電站相望。形成以北侖城區(qū)為中心，輻射街道鄉(xiāng)鎮(zhèn)，全區(qū)259個行政村公路貫通的公路運輸網(wǎng)絡。并會深入實施優(yōu)勢企業(yè)培植和中小企業(yè)扶持計劃，促進工業(yè)經(jīng)濟全面復蘇。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源供需矛盾日趨嚴重，我國二氧化碳的排