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1、第四届浙江省大学生化工设计竞赛 可行性报告参赛学校 台州学院 团队名称 五维空间 组 长 刘浴淮 队 员 江以泽、孙加建、李 洋、闫俊刚完成日期 2010年8月10日 78台州学院 五维空间目录第一章 总论51.1 项目背景51.2 可行性报告的结论9第二章 市场分析122.1 现有二氧化碳排放规则122.2 二甲醚性质及用途132.3 国内外二甲醚供求分析202.4 产品价格初步估计222.5 现地区二甲醚分析23第三章 原料、燃料与动力供应253.1 原料供应253.2 供电方案253.3 给水排水方案273.4 蒸汽供应方案28第四章 建厂条件和厂址选择294.1 厂址选择29第五章 工
2、程项目设计355.1 生产技术方案355.2 工艺路线的简介42第六章 环境保护476.1 厂址的环境现状476.2 项目对当地环境的影响476.3环境质量标准及排放标准476.4 主要污染物分析486.5 主要防治措施486.6 厂区绿化49第七章 生产规模及产品方案517.1 产品品种及生产规模517.2 二甲醚规格517.3 产品规模52第八章 生产机构和人员配置538.1 工厂组织结构设计538.2 部门职权548.3 生产班制548.4 员工来源及培训548.5 人员具体配置55第九章 项目实施计划579.1 项目实施的各阶段579.2项目实施进度表58第十章 项目评估及经济衡算59
3、10.1总投资5910.2总收益估算6610.3 资金筹措6710.4 主要报表分析6810.5 经济分析7310.6 不确定性分析7410.7 经济效益评价7710.8 社会经济评价77第十一章 结论与建议7911.1 最终评价7911.2 存在的问题及建议79第一章 总论1.1 项目背景1.1.1 项目名称23亿立方米烟道气脱碳及10万吨二甲醚联产项目1.1.2 项目性质捕捉系统在原蒙南电厂基础上建造，二甲醚联产项目为新建。1.1.3 项目承办单位台州学院五维空间队1.1.4 项目背景及建设意义1.1.4.1 项目背景温室效应(英文：Greenhouse effect)，又称“花房效应”，
4、是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重问题，引起了全世界各国的关注。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，大量排放尾气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，对红外线进行反射，其结
5、果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。根据我国的能源结构，按照现在的工业发展能力，要保持或提高生活水平，煤炭在相当长的一段时间内就必然要更多地用于满足不断增长的能源需求。因此，作为二氧化碳排放的第二大国，我国二氧化碳排放量超过美国只是时间问题。面临着这种来自国际社会和国内发展的双重压力，面临着这种能源发展态势和煤炭的严重污染，需要即刻开展相关重点研究并逐步实施一系列重大战略和重要技术，以此来减少二氧化碳排放而又不降低能源服务水平和人民生活水平。二甲醚是属于未来的清洁燃料，二甲醚在常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。与石油液化气（LPG）相似。易燃，在燃烧时火焰略带光
6、亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。 二甲醚是一种无色、无毒、无致癌性、腐蚀性小的产品，并且燃烧性能好，热效率高，燃烧过程中无残渣、无黑烟，CO、NO排量低，二甲醚还可掺入石油液化气、煤气或天然气混烧并能提高热量，95%二甲醚可直接作为替代液化气的燃料使用。所以，它将可能是取代液化气的一种理想的清洁燃料。二甲醚可替代煤气、液化石油气用于民用燃料。二甲醚常温下蒸气压力为0.5MPa，同等温度下，二甲醚的饱和蒸气压低于液化气，储存运输比液化石油气更安全，若二甲醚单独用作燃料，其压力等级符合液
7、化气要求，可用现有的液化气罐集中统一罐装，灶具也可与液化气灶具通用。二甲醚还可以以一定比例掺入到城市煤气或天然气中作为调峰之用，并可改善煤气质量，提高热值。同等温度下，二甲醚饱和蒸气压低于液化石油气，因而其贮存、运输比液化石油气更安全；二甲醚在空气中爆炸下限比液化石油气高一倍，因此在使用过程中，也比液化石油气安全；虽然二甲醚热值比液化气低，但由于二甲醚自身含氧，在燃烧过程中所需空气远低于液化气，因此二甲醚预混气热值及理论燃烧温度均高于液化石油气。除单独使用外，将二甲醚、甲醇、水及其他组分混合可配成稳定燃料醇醚燃料。1.1.4.2 建设意义我国的主要燃料是化石燃料，尤其是发电厂，2009年我国火
8、力发电量占发电总量的83.60%，释放出了大量二氧化碳。于2005年2月16日正式生效的京都议定书对发达国家规定了二氧化碳排放的限额，到2010年，所有发达国家排放的二氧化碳等6种温室气体的数量。要比1990年减少5.2%。我国是发展中国家。目前没有减排义务。但据预测，到2020年前后，我国二氧化碳排放总量很可能超过美国居世界第一位。虽然仍低于发达国家的人均二氧化碳排放量，但已失去人均二氧化碳排放水平低的优势。在我国适当开展二氧化碳减、限排研究，进行二氧化碳收集利用与处置的技术储备，是非常必要的。从总体上看，我国火电比重过高和部分地区水电及风电比重大的问题同时存在。虽然在金融危机后我国发电供应
9、能力比较充足，但是在各地区的结构不平衡问题突出。”三北”地区在冬季风电上网和市场消纳难度增大；2009年下半年，西南水电出力同比大幅下降，火电装机及其电煤供应无法弥补水电下降的缺口，供需矛盾比较突出。西电东送和跨区电网负载较重，个别时段甚至超极限运行，骨干网架和配电网”两头薄弱”的问题比较突出，跨区资源优化配置能力仍然不足，城市、农村配电网装备水平低，欠账较多，建设和改造的任务十分繁重而紧迫。2009年，我国政府向世界承诺，通过大力发展可再生能源、积极推进核电建设等行动，到2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右。这一承诺对电力行业清洁发展提出了更高的要求。初步分析，要实现这
10、一目标，除了大力发展核电外，还必须加大水电尤其是大型水电站的开发力度。但由于受到生态环境和移民等问题的制约，近年来水电发展几乎陷入停滞，2007、2008、2009年全国核准的水电容量分别仅有234万千瓦、724万千瓦和737万千瓦，远小于这几年的投产规模，导致水电在建施工规模逐年迅速缩小，2009年底仅有6725万千瓦。同时，核电建设的任务也非常艰巨。风电装机速度及其配套输电线路建设速度在加快，但是存在项目建设无序、风电设备质量有待提高、市场消纳容量受限等问题，配套性管理政策及调峰电源建设、大规模送出的配套电网规划及其投资建设问题也亟待解决。“十一五”以来在满足快速增长的用电需求同时，通过结
11、构调整、节能挖潜、经济运行、优化调度等措施，电力行业在节能方面已经取得了巨大进步，使电力行业能源转化效率不断提高，2009年达到43.89%，比上年提高0.7个百分点，初步实现了电力行业的节约、增效发展，燃煤电厂的煤耗指标、二氧化硫排放绩效指标也优于美国等发达国家，节能减排大幅下降的空间已经很小，电力行业节能减排难度越来越大。由于石油资源不可再生，世界范围内都在研究开发未来汽车代用燃料。未来DME应用的最大的潜在市场是作为柴油代用燃料。相比而言，常规发动机代用燃料如液化石油气、天然气、甲醇等的十六烷值都小于10，只适合于点燃式发动机。十六烷值含量是柴油燃烧性能的重要指标，二甲醚的十六烷值高于柴
12、油，具有优良的压缩性，非常适合压燃式发动机，二甲醚替代柴油可降低氮氧化物排放，实现无烟燃烧，是理想的柴油发动机洁净燃料。使用二甲醚，尾气无需催化转化处理，氮氧化物及黑烟微粒排放就能满足美国加利福尼亚燃料汽车超低排放尾气的要求，并可降低发动机噪音。研究表明，现有汽车发动机只需略加改造就能使用二甲醚燃料。二甲醚成本虽高于柴油，但成本和污染都低于液态丙烷等低污染替代燃料。使用二甲醚为燃料，仅需对原柴油机的燃油系统稍作改进。在保持原柴油机效率、同样的输出功率、扭矩及燃油经济性的前提下，不用任何废气再循环系统和废气处理装置，氮氧化物就能大幅度降低，达到2.5g/(kWh)以下，同时，控制氮氧化物和微粒排
13、放的矛盾不复存在，碳烟排放为零，没有任何加速烟度，微粒排放也大幅降低。 1.1.5 项目研究工作依据1、关于鄂尔多斯蒙南电厂二氧化碳捕集及年产10万吨二甲醚联产项目建议书。2、搜集的厂区气象、地理条件、交通运输条件及公用工程条件、技术经济和核算条件、原料组成等条件。1.1.6 编制原则1、 国家纪委在1983年2月颁发的关于建设项目进行可行性研究的试行管理办法。2、 国家纪委在1984年8月颁发的关于简化基本建设项目审批手续的通知。3、 参照原化工部文件化计发(1997)426号”化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）”进行编制。4、认真贯彻国家基本建设的有关政策、法规，合理安排
14、建设周期。1.2 可行性报告的结论1.2.1 项目综述及生产规模本项目捕捉鄂尔多斯市蒙南电厂发电时产生的烟道气中的二氧化碳，并将二氧化碳加氢合成新型清洁燃料二甲醚。根据电厂规模、市场需求和企业自身生产能力等情况，决定利用捕捉的二氧化碳年产10万吨二甲醚。1.2.2 原材料、燃料及动力供应本项目原料为二氧化碳、氢气、Cu-ZnO-SiO2-ZrO2催化剂。原材料采用蒙南电厂烟道气中捕捉的二氧化碳，氢气取自内蒙古中古矿业在鄂尔多斯市的氯碱项目和内蒙古鄂尔多斯电力冶金股份有限公司氯碱项目中的副产品氢气。相关动力由鄂尔多斯化工园区提供。1.2.3 厂址选定鄂尔多斯市伊金霍洛旗蒙南电厂。1.2.4 工艺简介1.2.4.1 捕捉工艺介绍本项目捕捉工艺采用水合物吸收的方法，烟道气经过脱硫脱硝除尘后加压降温，使用超重力旋转塔水合法捕捉其中的二氧化碳。1.2.4.2 生产工艺介绍通过文献比较各种催化剂的催化效果，我们决定选择Cu-ZnO-SiO2-ZrO2复合催化剂，其中ZrO2含量为2.5%。反应物经过加压升温后进入列管式反应器反应，产物经过气液分离器多余的原料气回流，产物经过精馏后得到二甲醚及副产品甲醇和甲酸甲酯。1.2.5 环境保护本项目捕捉过程所采用的吸收剂是加有无害活性剂（TBAB和SDS）的水，价格低廉，对环境无害，生产过程中几乎无废物产生，属于无污染项目。1.2.6
