西北大学化工设计大赛设计说明书

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1、西北大学化工设计大赛设计说明书第一章总论1.1项目概括本项目为弘运化工有限公司开发的年产10万吨丙烯酸项目，该公司由中国石油化工集团公司、与宁波市政府牵头的国家基金合资成立。本项目旨在对于火电厂烟气中的CO2进行回收利用，采用CO2与乙烯合成得到丙烯酸产物。本项目采用的原料为处于同一地区的火电厂烟气及周边乙烯厂的乙烯，利用了目前最具发展潜力的光催化固定床反应器，产品生产规模定位在年产10万吨。本项目为CO2的回收利用项目，积极响应国家对于“低碳环保”的号召，为缓解全球变暖做出了一些贡献。本项目注册资金为1亿元人民币，由公司注入部分自有资金

2、，并通过宁波市政府向银行贷款筹措资金。项目建设进度在考虑建设过程中的各环节时间安排情况和干扰因素的影响，建设期定为两年。1.2设计依据1）2010年三井化学杯大学生化工设计大赛邀请赛参赛指导书。2）《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（1992年12月28日化工部发布）及有关专业的国家标准。3）国家经济、建筑等相关政策。4)杭州市有关供水、供电、项目征用土地意见和建设项目环境保护意见的批文及资料。5）《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规。1.3设计原则1．严格贯彻执行国家的消防、安全、

3、卫生、劳动保护等有关规定、规范，保障生产安全顺利进行和操作人员的安全。1732．严格执行国家环境保护的相关条例：（1）大气环境质量标准GB3095-82（2）污水综合排放标准GB8978-88（3）工业“三废”排放试行标准GBJ4-73（4）地表水环境质量标准GB3838-20023．产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准。4．体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目调查、选择中对项目进行详细全面的论证。1.4工艺特点本设计项目采用CO2与乙烯为原料

4、，在催化剂作用下合成丙烯酸产物，采用的催化剂为Cu/ZnO2TiO2，采用的反应器为光催化固定床反应器。本项目设计工艺路线较短，反应条件较为温和，原料采用火电厂烟气，可适当降低成本，并且为保护环境做出贡献。CO2转化利用是近年来研究开发的热点技术之一，但由于CO2分子化学性质十分稳定，且CO2的转化反应受到热力学平衡的限制，常规的催化反应技术难以实现CO2的有效转化。根据我们对于CO2转化技术的分析比较，我们选择的工艺路线为，在紫外光条件下，采用金属负载的复合型固体催化剂Cu/ZnO2TiO2，CO2与C2H4催化反应合成丙烯酸。本设计采

5、用的工艺中，催化剂及催化反应器均为实验室开发的新技术，工艺设计中面临较大的困难和挑战，本设计属于创新性设计。1.5产品方案本厂产品主要有丙烯酸，副产乙醛。表1-1产品规格一览表产品名称本厂规格国家规定产量（万吨/年）单价（元/吨）丙烯酸质量分率>0.992工业级1013000乙醛质量分率>0.99工业级1.6887600173CO本厂用作辅助燃料丙烯酸、乙醛主要销售市场以浙江省为中心的东南地区，东南地区是我国化工发展较为发达的地区，大化工企业以及精细化工企业成为我国化工行业重要的力量。丙烯酸的下游产品众多，丙烯酸市场需求大、产品销路广，丙

6、烯酸及其下游系列产品在国民经济生产中应用广泛，为国民经济、国防军队和人民生活水平的提高发挥着重要作用。本项目旨在利用电厂排放的烟气中CO2，努力为大气污染治理及全球变暖问题做出一定贡献和探索。1.6主要原料、燃料规格及消耗本项目为CO2与乙烯进行光催化合成丙烯酸，其主要原料除了捕集电厂烟气中的CO2外，还有乙烯。辅助燃料主要有烟气脱硫过程中用到的脱硫剂CuO／A12O3，CO2吸收过程中MDEA法使用的吸收剂N-甲基二乙醇胺。表1-2主要原料、燃料规格及消耗原料名称规格消耗量（吨/年）二氧化碳99%454278.96乙烯工业级52179.

7、48CuO／A12O3优级品80N-甲基二乙醇胺优级品11117.881.7技术经济本项目设计建设期为两年，投产期为两年，生产能力分别为全负荷的60%和80%，全负荷生产期为8年，总工期为12年。整个项目主要经济指标如下表：表1-3主要经济指标工程总投资（万元）31205.14固定资产投资（万元）7627.16总成本（万元/a）88320.65全厂总产值（万元/a）142828.8盈亏平衡点（%）19.23投资利润率（%）36.82投资净现值（万元）税前24508.1投资净现值（万元）税后15201.08173投资回收期（年）5.23内部

8、收益率（%）12.73第二章厂址选择厂址选择是化工装置建设的一个重要环节，也是一项政策性﹑技术性很强的工作。厂址选择对工厂的建设进度、投资数量、经济效益、环境保护及社会效益等方面都有重大影响。