【正文】 5）金屬氧化物法 金屬氧化物法去除 CO2的 原理是利用堿性的金屬氧化物吸收酸性的 CO2 氣體生成碳酸鹽，在高溫下此反應(yīng)逆向進(jìn)行，因此又使得金屬氧化物得以再生的方法。 3）低溫蒸餾法 石油開采時(shí)向油層注入 CO2， 可以提高原油回收率， 同時(shí)也產(chǎn)生大量的油田伴生氣， 隨著采油次數(shù)的增加， 伴生氣中 CO2的含量可能增加到 90 以上。物理吸收法是在加壓下用有機(jī)溶劑對(duì)酸性氣體進(jìn)行吸收來分離脫除酸氣成分， 并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溶劑的再生通過降壓實(shí)現(xiàn)， 因此所需再生能量相當(dāng)少。 (3) 經(jīng)濟(jì)性 原料路線影響到擬建廠的技術(shù)方案、廠址、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)方面，從而對(duì)項(xiàng)目的投資、成本、利潤產(chǎn)生影響。原料路線會(huì)影響到擬建項(xiàng)目的技術(shù)方案，因而必然會(huì)對(duì)項(xiàng)目的投資、成本、利潤等產(chǎn)生決定性的影響。我國較大的丙二醇生產(chǎn)企業(yè)主要為遼寧錦州化工集團(tuán)公司 (生產(chǎn)能力為 萬 t/ a) 以及浙江寧波太平洋化學(xué)公司 (生產(chǎn)能力為 萬 t/ a)。近幾年國內(nèi)以酯交換為生產(chǎn)方法的廠家數(shù)量逐漸增大，同時(shí)酯交換方法已十分成熟，使得 DMC 價(jià)格日益降低。 國內(nèi)前幾年，上海吳淞化工廠光氣甲醇法生產(chǎn)的 DMC（ 95%）售價(jià)達(dá) 萬 ~ 萬。 L1 200106 由以上分析可得，未來 DMC 市場(chǎng)的潛在需求量可達(dá) 150 萬噸 /年以上。 表 DMC 與其他溶劑的性能比較 性能 DMC 丙酮 異丁醇 三氯乙烷 甲苯 分子量 熔點(diǎn) /℃ 28 沸點(diǎn) /℃ 閃點(diǎn) /℃ 17 18 蒸汽壓（ 20℃）/kPa 爆炸極限 /% ~21.3 ~13 ~13.0 ~7.0 粘度 / 103Pa 20xx 年美國環(huán)保署宣布，全美 萬家干洗店必須逐步淘汰全氯乙烯干洗劑。 DMC 在涂料中的應(yīng)用開發(fā)成功后，顯示出良好的發(fā)展前景，用量在迅速增加。“清潔生產(chǎn)”、“綠色化工產(chǎn)品”是 21 世紀(jì)化工行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。 27 隨著煤氣化、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化技術(shù)的進(jìn)步及甲醇裝置大型化的發(fā)展，合成DMC 的原料甲醇和 CO 成本進(jìn)一步下降，加之 DMC 裝置規(guī)模擴(kuò)大帶來的規(guī)模效益，可以預(yù)測(cè)， DMC 生產(chǎn)成本將進(jìn)一步下降；同時(shí)市場(chǎng)供求矛盾的緩解也將使 DMC 最終定位在一個(gè)較為合理的“平衡點(diǎn)”上，使 DMC 進(jìn)入汽油添加劑這一巨大潛在市場(chǎng)領(lǐng)域成為可能。 DMC 在提高汽油辛烷值方面十分理想（研究法和馬達(dá)法調(diào)和辛烷值可以達(dá)到 131 和 100），可作為汽油的 抗爆劑替代甲基叔丁基醚，提高汽油的辛烷值。按照實(shí)際反應(yīng)過程中的有效羰基化數(shù)和甲基化數(shù)來比， DMC 分別是光氣和DMS 的 倍和 倍，再假設(shè)未來幾年光氣和 DMS 需求量的 50%被 DMC 取代時(shí)，可預(yù)計(jì)得未來 DMC 在生產(chǎn)聚碳酸酯的需求將達(dá)到 30 萬噸 /年。同時(shí)由于光氣等產(chǎn)品不便運(yùn)輸，所以合成其它產(chǎn)品的成本也隨之提高。 市場(chǎng)潛在需求分析 DMC 作為在歐洲登錄的無毒化工產(chǎn)品，由于其用途廣泛，具有極大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景。 DMC 在鋰電池領(lǐng)域中的需求量會(huì)有較大的增長。我國固體光氣全部采用 DMC 工藝路線。 DMC 具有優(yōu)良的溶解性能，其熔、沸點(diǎn)范圍窄，表面張力大，粘度低，介電常數(shù)小，同時(shí)具有較高的蒸發(fā)溫度和較快的蒸發(fā)速度，因此可以作為低毒溶劑 用于涂料、醫(yī)藥等行業(yè)。 其他行業(yè) DMC 在醫(yī)藥領(lǐng)域也有較大的市場(chǎng)消費(fèi)空間，此外 DMC 還可代替硫酸二甲酯 (DMS)應(yīng)用于甲基化劑領(lǐng)域；與高 碳醇 (C12~15)反應(yīng)制備鏈烷基碳酸酯，作溶劑以及汽油添加劑等。拜耳公司 (Bayer)居世界第二位，其生產(chǎn)能力約占世界總產(chǎn)能的%；道爾化學(xué)是世界第三大的聚碳酸酯生產(chǎn)商，其總生產(chǎn)能力占世界總量的 %。 20xx 年聚碳酸酯消費(fèi) DMC 約為 5 萬噸以上，醫(yī)藥行業(yè)消費(fèi)約為 3 萬噸。我國 DMC 生產(chǎn)企業(yè)已超過約 20 家，總產(chǎn)量在 20 萬噸 /年以上，裝置平均開工率較低，約為 60%；但國內(nèi)幾家大型生產(chǎn)企業(yè)裝置平均開工率均較高，達(dá)到 90%以上。 國內(nèi) DMC生產(chǎn)狀況 我國 DMC 產(chǎn)品開發(fā)始于 20 世紀(jì) 80 年代初期，早期生產(chǎn)工藝均為光氣化法，裝置規(guī)模一般都為 300～ 500 噸 /年，生產(chǎn)技術(shù)基本上都是企業(yè)自主開發(fā)的。國外 DMC 生產(chǎn)企業(yè)主要有 GE（通用電氣公司）、 Enichem Synthesis SPA（意大利埃尼公司）、Mitsubishi Chemical Corporation（日本三菱化學(xué)公司）以及日本宇部公司等。 DMC 的產(chǎn)品規(guī)格如下： 表 碳酸二甲酯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ Q/CH0220xx） 指標(biāo) 指標(biāo)（摩爾分率） 一級(jí)品 優(yōu)級(jí)品 純級(jí)品 外觀 無色透明液體，無可見雜質(zhì) 碳酸二甲酯， % 水份， % ≤ ≤ ≤ 甲醇含量， % ≤ ≤ ≤ 色度 (鉑 鈷色號(hào) )，號(hào) 10 5 5 相對(duì)密度， g/cm3 177。因而廣泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有機(jī)合成反應(yīng)，用于生產(chǎn)聚碳酸酯、異氰酸酯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯二醇、烯丙基二甘醇碳酸酯、甲胺基甲酸萘酯（西維因）、苯甲醚、四甲基醇銨、長鏈烷基碳酸酯、碳酰肼、丙二酸酯、丙二尿烷、碳酸二乙酯、三光氣、呋喃唑酮、肼基甲酸甲酯、苯胺基甲酸甲酯等多種化工產(chǎn)品。 18 表 CO2 的物理性質(zhì) 序號(hào) 性質(zhì) 數(shù)值 1 分子直徑， nm ~ 2 摩爾體積（ 0， ） ,1 3 臨界狀態(tài) 溫度，℃ 壓力， MPa 密度， Kg/ m3 467 4 三相點(diǎn) 溫度，℃ 壓力， MPa 5 氣體密度（ 0℃， ） Kg/ m3 6 液體密度 Kg/ m3 1150 7 汽化熱（ 0℃時(shí)） KJ/Kg 235 8 表面張力（ 25℃時(shí)）， nm/m 9 升華狀態(tài)（ ） 溫度℃ 升華熱， KJ/Kg 固態(tài)密度， Kg/ m3 1562 10 比熱容（ 20℃，） Cp,KJ/(Kg,K) Cv 11 熱導(dǎo)率（ 0℃， ） w/(m,k) 12 氣體粘度（ 0℃， ） 13 折射率（ 0℃， ） (λ=) 14 生成熱（ 25℃） KJ/mol 表 液體二氧化碳標(biāo)準(zhǔn) 19 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) GB602593 GB191794 GB1062189 分類和級(jí)別 優(yōu)級(jí)品 一級(jí)品 合格品 食品級(jí) 食品級(jí) CO2%（體積） ~ 水分 %（重量） ≤ ≤ 酸度 符合檢驗(yàn) 符合檢驗(yàn) 油分 未檢出 不得檢出 不得檢出 不得檢出 CO， H2S， PH3 有機(jī)還原物 不得檢出 醇類（以乙 醇計(jì)） mg/l 30~100 氣味 無異味 無異味 無異味 無異味 生產(chǎn)出來的達(dá)到食品級(jí)二氧化碳直接賣給銀川重啤大梁山牌啤酒。以提高石油采收率。這筆經(jīng)費(fèi)相當(dāng)于美國能源部目前每年用于這類研究的經(jīng)費(fèi)的 5 倍。一個(gè)幾十萬千瓦的燃煤電廠一年所能捕集的二氧化碳的量約為 1x106～ 2106t，同目前中國所有企業(yè)生產(chǎn)的二氧化碳的量差不多，因此總體來說二氧化碳工業(yè)應(yīng)用的消費(fèi)量非常有限。該方法采用化學(xué)吸收法進(jìn)行二氧化碳捕集，在低溫條件下用化學(xué)溶劑吸收煙氣中的二氧化碳，溶液加熱時(shí)，二氧化碳從化學(xué)溶劑中解析出來，得 到高濃度的二氧化碳，溶液循環(huán)使用。 華能的第二個(gè)碳捕集項(xiàng)目 ——石洞口第二電廠碳捕獲項(xiàng)目已于 20xx年 7月在上海開工。分離、提純后的二氧化碳純度達(dá)到 99． 5％以上．項(xiàng)目捕獲得到的二氧化碳能夠達(dá)到食品級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)．在銷售給中間商后，獲 16 得了雙倍利潤。 我國的二氧化碳捕集和封存并沒有僅僅停留在理論研究上 ， 一些企業(yè)還在實(shí)踐中進(jìn)行了嘗試。目前我國只是在二氧化碳濃度高、比較容易捕集的煉油、合成氨、制氫、天然氣凈化等工業(yè)過程中應(yīng)用二氧化碳捕集，而鋼鐵廠和電廠排放的煙道氣流量很大．占二氧化碳排放量的 40％～ 50％，但二氧化碳濃度僅為 15％左右，體系復(fù)雜，因而分離設(shè)備體系龐大，能耗高。為加強(qiáng)國際合作 ， 20xx 年，美國發(fā)起成立了“碳收集領(lǐng)導(dǎo)人論壇 ”， 目前共有美國、加拿大、歐盟、英國、澳大利亞、日本、 15 德國、挪威、巴西、意大利、印度、中國、哥倫比亞、墨西哥、俄羅斯、南非、法國等 22 個(gè)成員，共同組織開展理論與實(shí)驗(yàn)研究。美國、歐盟、澳大利亞、加拿大、挪威等國家或政府間組織都制訂了相應(yīng)的研究規(guī)劃，開展 CCS 技術(shù)的理論、試驗(yàn)、示范和應(yīng)用研究，并且已經(jīng)有了成功的實(shí)例。有些 CO2從天然井中提取，而有一些來自工業(yè)源，主要是高濃縮源，例如：制氨和制氫廠，在生產(chǎn)過程中捕獲 CO2 14 作為生產(chǎn)流程的一部分 。由于 CO2可在水中溶解，所以，大氣與水體在海洋表面不斷進(jìn)行 CO2的自然交換，直到達(dá)到平衡為止。 3）海洋封存 CO2海洋封存方案是將捕獲的 CO2直接注入深海 (深度在 1000 米以上 )，大部分 CO2在這里將與大氣隔離若干世紀(jì)。當(dāng)被注入地下時(shí)， CO2通過部分置換已經(jīng)存在的流體 (現(xiàn)場(chǎng)流體 )來擠占并充滿巖石中的孔隙。 封存在 800 米深度以下，此處的周邊壓力和溫度通常使 CO2處于液體或超臨界值的狀態(tài)。利用天然硅酸鹽的礦石碳化技術(shù)正處于研究階段，但是利用工業(yè)廢棄物的某些流程目前處于示范階段。這些物質(zhì)與 CO2 化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生諸如碳酸鎂 (MgCO3)和碳酸鈣 (CaCO3)這類化合物。 我們?cè)O(shè)計(jì)小組 通過查閱 相關(guān) 文獻(xiàn) 和大量分析 ，在這次的設(shè)計(jì)中 我們 將運(yùn)用 節(jié)能化學(xué)吸收法 —— 特點(diǎn)是節(jié)能并且吸收劑使用年限增加。燃燒后捕集可以直接應(yīng)用于傳統(tǒng)電廠，北京高碑店熱電廠所采用的就是這條技術(shù)路線。一般燃燒是以空氣提供燃燒所需的氧氣，氧氣濃度僅約 2l％，若改以高濃度或 95％以上的氧氣，則稱為富氧燃燒或純氧燃燒。 燃燒前捕集技術(shù)以 IGCC（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）技術(shù)為基礎(chǔ)：先將煤炭氣化成清潔氣體能源，從而把 CO2在燃燒前就分離出來，不進(jìn)入燃燒過程?，F(xiàn)階段的碳捕集技術(shù)尚無法 很好的 解決這一問題。 CCS 系統(tǒng)組成 碳捕集 CCS 技術(shù)由碳捕集和碳封存兩個(gè)部分組成。 CO2 的捕獲可用于大點(diǎn)源。 CCS 技術(shù)是指通過碳捕捉技術(shù)，將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的二氧化碳分離出來，再通過碳儲(chǔ)存手段，將其輸送并封存到海底或地下等與大氣隔絕的地方。 項(xiàng)目結(jié)論 經(jīng)產(chǎn)品市場(chǎng)分析、原料路線選擇、建廠地址確定以及項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析，最后證實(shí)本廠方案可行，不僅能實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目自身的低碳生活價(jià)值，亦能有力促進(jìn) XX地區(qū)以及西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展。 經(jīng)濟(jì)分析 項(xiàng)目總投資及資金來源 本項(xiàng)目的建設(shè)總投資額約為萬元，其中建設(shè)投資 萬元，建設(shè)期貸款利息 萬元，流動(dòng)資金 萬元。再一部分從環(huán)氧丙烷出發(fā) ,先與 CO2進(jìn)行環(huán)加成生成碳酸丙烯酯，然后在催化劑作用下，通過均相催化 或非均相催化工藝，與甲醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)產(chǎn) DMC 9 和乙二醇，副產(chǎn)二甲醚、二甘醇、水。預(yù)計(jì)到 20xx 年，中國 CO2 總排放量將位居世界第一位，約占世界 CO2排放量的 1/ 5 我國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主， CO2排放量劇增 ,使我國在處理環(huán)境問題中非常棘手，同時(shí)也造成我國對(duì)《東京議定書》和《巴厘島公約》的履約面臨巨大壓力。 CCSamp。 綜上所述 綜上 本項(xiàng)目為 維它為 XX華能煤電廠 新建 一套燃后用化學(xué)吸收法的 CCSamp。現(xiàn)階段工程上應(yīng)用較多的 CO2捕集技術(shù)是乙醇胺 (MEA)法， 此法吸收能力強(qiáng) ,可再生 ,效果好 ,但存在吸收劑易降解、能耗高、腐蝕嚴(yán)重等缺點(diǎn)。此外， CO2的分離捕集技術(shù)還有水合物膜法、電化學(xué)法和膜 吸收法等。 CCSamp。超臨界 CO2萃取同前已在大規(guī)模 生產(chǎn)裝置中獲得應(yīng)用的有：從酒花中提取有效成分；從咖啡中脫除咖啡因；從石油殘?jiān)椭? 回收各種油品；從油料種子中萃取油脂 。低溫和較低溫區(qū)的地下熱水最多，而且沒有得到充分利用，其最大難 題 是利用地下熱水發(fā)電時(shí)的工作介質(zhì)不理想，國際上用氟里昂和異丁烷所進(jìn)行的試驗(yàn)都證明 沒有希望。這首先體現(xiàn)在提高石油的采油率上。它不僅冷卻速度快，操作性能好，不浸濕產(chǎn)品，不會(huì)造成二次污 染，而且投資少，人力省。 CO2 也能用于糧食的貯 藏，它比通常所用的蒸蒸劑效果更好。20xx 年 7 月 16 日，我國首個(gè)燃煤電廠二氧化碳捕集示范工程 ——華能北京熱電廠二氧化碳捕集示范工程正式建成投產(chǎn)，標(biāo)志著二氧化碳?xì)怏w減排技術(shù)首次在我國燃煤發(fā)電領(lǐng)域得到應(yīng)用。整體看，目前我國的二氧化碳捕集與封存仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，而且大都采用燃燒后捕集的方式，工業(yè)上的應(yīng)用也主要是提高采油率。 CCSamp。 CCS是穩(wěn)定大氣溫室氣體濃度的減緩行動(dòng)中的一種選擇方案，具有減少整體減緩成 5 本，以及增加實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排靈活性的潛力，是有效大量去除 CO2排放的關(guān)鍵技術(shù)。世界上約有 40％的 CO2排放源于燃燒化石燃料的發(fā)電廠。 編制依據(jù) 《當(dāng)前國家重