【正文】 采用 MDEA吸收劑的吸收法，吸。該吸收劑在吸收 CO2的 同時也 可 吸收電廠煙氣中的 H2S。 而且吸收法工藝成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、成本低廉、無污染等，因此我們選擇了吸收法回收電廠煙氣中 CO2。 膜分離法難以得到高純度 CO2。 目前， 工業(yè)上用于 CO2分離的膜材質(zhì)主要有 ： 醋酸纖維、乙基纖維素、聚苯醚及聚砜等。 低溫蒸餾法回收 CO2的 典型工藝是美國 Koch Process公司的 Ryan Holmes工藝 ， 設(shè)備龐大、能耗較高 ， 一般很少使用 ， 只適用于油田開采現(xiàn)場采油率 的 提高。 低溫蒸餾法 低溫蒸餾法主要用于分離回收油田伴生氣中的 CO2。 目前，高溫吸附劑的研究主要集中在鋰基、鈣基吸附劑。 吸附法可 分為物理吸附和化學(xué)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。此法生成的各種鹽可作混 合 肥 ，因此，采用該法 不僅 可以實(shí)現(xiàn) CO2脫除 ，還通過生產(chǎn)的 混肥將 CO2固定到土地和植物有機(jī)體內(nèi)。 化肥生產(chǎn)中常用氨水 為吸收劑 吸收 CO2并 生 產(chǎn)碳銨 ；另外， 用氨水也可吸收煙道 氣 中 的 CO2。該法 缺點(diǎn)是吸收劑 價格昂貴 ，吸收過程 中 會 發(fā)生 降解。該法 已廣泛用于天然氣、煉廠氣和合成氨的脫 CO脫 H2S。 該法 主要用于煤、重油為原料 所 制合成氣 的凈化。 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。該類 吸收劑凈化度高， CO2濃度低達(dá) %， 同時也可脫除 H2S。與 MEA和 DEA法相比，溶液吸收 能力強(qiáng)，循環(huán)量小。 ADIP法 可 用于脫除 CO H2S。該法的缺點(diǎn)是溶液回收需要真空蒸餾。通過加入緩蝕劑，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。該法是國內(nèi)外應(yīng)用最廣的脫碳方法，其主要特點(diǎn)是成本低。 二、 化學(xué)吸收法 化學(xué)吸收法是使原料氣和化學(xué)溶劑在吸收塔內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ， CO2被吸收至溶劑中成為富液 ， 富液進(jìn)入脫析塔加 熱分解出 CO2 ， 從而達(dá)到分離回收 CO2的目的。 物理吸附 法的 關(guān)鍵是 選擇和使用 優(yōu)良的吸收劑。 一、 物理吸收法 物理吸收法是在加壓 條件 下用有機(jī)溶劑對酸性氣體進(jìn)行吸收來分離脫除酸氣成分 。工業(yè)上 CO2的分離回收技術(shù)種類很多 ，主要有吸收法（物理吸收發(fā)和化學(xué)吸收法）、吸附法、低溫蒸餾、膜分離、化學(xué)循環(huán)燃燒、空氣 /煙氣再循環(huán)和電化學(xué)法等 幾種。 隨著 我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源供需矛盾日趨嚴(yán)重，我國二氧化碳的排放量逐年增大；同時， 《京都議定書》 已經(jīng)于 2021年 2月 16日正式生效，我國所面臨 的二氧化碳減排的環(huán)保壓力和 國際壓力 也 越來越大 ；因此， 急需尋找適合 我國 國情的 、 控制 CO2排放的能源戰(zhàn)略和技術(shù)路線 ；從而在減排二氧 化碳的同時，充分利用這一寶貴的、特殊的資源。 2021年 7月， 178個國家通過《京都宣言》，同意共同采取行動 ，通過 降低碳排放 量來 緩解 全球氣候變暖問題 ，要求碳排放量在 2021年至少比 1990年降低 5%。 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、石油開采、化學(xué)工業(yè)等許多行業(yè)中得到應(yīng)用。 表 31 全球 CO2排放量的統(tǒng)計數(shù)據(jù) 單位：億 t/a 統(tǒng)計年份 1990 1995 2021 2021 2021 2021 全球總量 美國 中國 歐盟 25 國 俄羅斯聯(lián)邦 日本 印度 加拿大 韓國 南非 伊朗 目前 ， 全世界每年向大氣中排放的二氧化碳總量 接近 300億 t。 附圖 圖 21 廠址位置 2021 年化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項(xiàng)目 《 初步設(shè)計說明書 》 8 第三章 工藝說明 工藝方案的選擇與比較 二氧化碳 （ CO2） 俗 稱 碳酸氣，也稱碳酸酐或碳酐 ， 是碳的高價氧化物 ； 分子量 為； 常溫 、 常壓下 為 無色 、 無臭 、 無味 、 無毒 的氣體 ，相對密度 為 ； 熔點(diǎn) 為 ℃（ MPa） ，沸點(diǎn) 為 ℃ ； 微溶于水，溶液呈弱酸性。在改革開放 30 年中， XX 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。而且 XX 區(qū)的工業(yè)比較發(fā)達(dá)，工業(yè)園區(qū)的發(fā)展為本廠的建設(shè)和發(fā)展提供了很好的保障。進(jìn)一步落2021 年化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項(xiàng)目 《 初步設(shè)計說明書 》 7 實(shí)企業(yè)的減負(fù)措施，盡快到位扶持資金以幫助企業(yè)應(yīng)對危機(jī)。 并會深入實(shí)施優(yōu)勢企業(yè)培植和中小企業(yè)扶持計劃，促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)全面復(fù)蘇。 并且強(qiáng)化政府引導(dǎo)，努力激活和擴(kuò)大社會投資。 今后的幾年， XX 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。區(qū)政府堅持把抓項(xiàng)目作為促發(fā)展、保增長、保民生的第一要素，實(shí)施重點(diǎn)項(xiàng)目帶動戰(zhàn)略，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、狠抓落實(shí)，形成了抓項(xiàng)目、促發(fā)展的良好氛圍。 政策環(huán)境 為促進(jìn) 經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展，政府支持各企業(yè)在 XX 區(qū)投資建廠，并出臺了各項(xiàng)獎勵政策。 20 世紀(jì) 70 年代中， XX 港興建 ，海運(yùn)進(jìn)入興盛期。其中寧波至陳華段 公里，甬北鐵路另接 XX 港港區(qū)專用鐵道和鄞州區(qū)鐵路營運(yùn)處專用線，二者合計長 公里。 2） 鐵路 XX 區(qū)境內(nèi)的 甬北鐵路是蕭甬鐵路的延長線，西起鐵路寧波站，東至 XX 港礦石堆場。 1） 公路 鎮(zhèn)海縣修建的寧（波）穿（山）公路，為今 XX 區(qū)境內(nèi)第一條公路。有優(yōu)越的港口條件， XX港水深、流順、不凍、不淤、腹地大，是中國大陸第二大港口 ——寧波港的主干港。 XX 港水深、流順、不凍不淤、腹地大，主航道水深 50米以上。 自然條件 XX 氣候 ： XX 區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和，濕潤，四季分明，光照充足，雨量充沛，無霜期長，氣候是假變化較大。 2021 年化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項(xiàng)目 《 初步設(shè)計說明書 》 5 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(jì)、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(xì)化工的一個重要門類。 火 電廠產(chǎn)生的大量煙氣可作為本廠 的 原料，來源豐富。電廠所在的 XX港 位于寧波甬江口以東的金塘水道南岸，建有 萬噸以上碼頭 14 座，大量的鐵礦石、煤炭、石油在此中轉(zhuǎn)。 原料和市場 1）原料煙氣 XX 電廠 是我國最大的火力發(fā)電廠，于 2021 年 12 月 16 日全部建成投產(chǎn)。 經(jīng)過近 20 年的開發(fā)建設(shè)， XX 已融入 “長三角 ”經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)，成為中國重要的航運(yùn)、物流、加工制造和貿(mào)易中心，工業(yè)化步伐不斷加快，一大批臨江大工業(yè)迅速崛起，現(xiàn)代化濱海新城區(qū)的雛型已經(jīng)建成。東西長約 56 公里，南北寬約 40 公里，陸地面積 585 平方公里，由寧紹平原的延伸部分和穿山半島組成。58′48″。10′22″，北緯 29176。地理坐標(biāo)為東經(jīng) 121176。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(jì)的重點(diǎn)地區(qū)。 8) 災(zāi)害及其他 避免低于洪 水水位或在采取措施后仍不能確保不受水淹的地段，以及地震、泥石流、2021 年化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項(xiàng)目 《 初步設(shè)計說明書 》 4 滑坡、有開采價值的礦藏、文物保護(hù)等地區(qū)。 6) 對環(huán)境的影響 應(yīng)得到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的認(rèn)可，以 便于妥善處理廢物。 5) 供水 化工廠使用大量的水，用于產(chǎn)生蒸汽、冷卻、洗滌，有時還用做原料。 3) 氣候 溫度適宜，濕度適中。 選擇原則 1) 原料和市場 廠址應(yīng)靠近各種原料 產(chǎn) 地和 銷售 市場 。由于只有廠址選擇確定之后，才能估算其建投資額和投產(chǎn)后的生產(chǎn)成本，才能對經(jīng)濟(jì)效益﹑環(huán)境影響﹑社會效益進(jìn)行分析評估，判斷項(xiàng)目的可行性，因此廠址選擇工作是可行性研究的一部分。 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(zhì)量分率 工業(yè) 級 10 13000 乙醛 質(zhì)量分率 工業(yè)級 7600 CO 本廠用作輔助 燃 料 2021 年化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項(xiàng)目 《 初步設(shè)計說明書 》 3 第二章 廠址選擇 廠址選擇是化工裝置建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)，也是一項(xiàng)政策性﹑技術(shù)性很強(qiáng)的 工作。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(jì)生產(chǎn)中 應(yīng)用 廣泛， 為國民經(jīng)濟(jì)、國防軍隊和人民生活水平的提高發(fā)揮著重要作用 。 產(chǎn)品方案 本廠產(chǎn)品主要有 丙烯酸，副產(chǎn)乙醛 。 根據(jù)我們對于 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2021 年化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項(xiàng)目 《 初步設(shè)計說明書 》 2 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)目設(shè)計工藝路線較短 ，反應(yīng)條件較為溫和， 原料 采用 火電廠煙氣 ，可適當(dāng)降低成本 ，并且為保護(hù)環(huán)境做出貢獻(xiàn) 。 3）國家經(jīng)濟(jì)、建筑等相關(guān)政策。 設(shè)計依據(jù) 1） 2021 年三井化學(xué)杯大學(xué)生 化工設(shè)計 大 賽 邀請賽 參賽指導(dǎo)書 。 本 項(xiàng)目注冊資金為 1 億元人民幣，由 公司注入部分自有資金，并通過 寧波 市政府向銀行貸款籌措資金。 本項(xiàng)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?yīng)器 ， 產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模定位在年產(chǎn) 10 萬噸 。 年產(chǎn) 年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項(xiàng)目年產(chǎn) 噸 ————2021年全國大學(xué)生化工設(shè)計大賽 初步設(shè)計說明書 團(tuán) 隊： 組 長： 隊 員： 指導(dǎo)老師： 日期： 2021年 10月 2021 年化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn)十萬噸丙烯酸項(xiàng)目 《 初步設(shè)計說明書 》 2 本廠 俯視 圖 目 錄 第一章 總論 ............................................ 1 項(xiàng)目概括 .................................................................................................................... 1 設(shè)計依據(jù) .................................................................................................................... 1 工藝特點(diǎn) .................................................................................................................... 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(yùn) 輸 ........................................................................................................... 5 政策環(huán)境 ..................