二氧化碳捕集及甲醇合成项目可行性研究报告Word文档下载推荐.doc

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1.8研究结论 3

1.9存在的问题 3

第二章建设意义 4

2.1项目建设背景 4

2.2二氧化碳捕集的必要性 4

第三章建设规模及产品方案 5

3.1建厂规模 5

3.2产品方案 5

第四章市场分析 6

4.1CO2的用途 6

4.2产品确定 6

4.3甲醇物性 7

4.4国内外发展现状 8

4.4.1世界甲醇发展状况 8

4.4.2中国甲醇发展状况 8

4.5甲醇价格分析与价格走向预测 10

4.5.1甲醇价格走势及预测 10

4.5.2价格增长限制因素 10

4.6产品消费与需求预测 10

4.6.1甲醇的主要应用领域 10

4.6.2主要消费方向及需求量预测 11

第五章二氧化碳捕集技术 13

5.1电厂烟气组成 13

5.2二氧化碳捕集路线 13

5.3二氧化碳捕集法的选择 14

5.4化学吸收剂的选择 15

5.4.1不同化学吸收法的比较 15

5.4.2吸收剂的选择 16

5.5捕集技术的确定 16

第六章甲醇合成技术 18

6.1合成反应介绍 18

6.2反应器的选择 18

6.2.1主流反应器的介绍 18

6.2.2甲醇反应器的选择因素 20

6.2.3反应器的确定 21

6.3催化剂的选择 21

第七章CCS&

U集成方案 22

7.1二氧化碳吸收解吸工段 22

7.1.1二氧化碳吸收解吸流程 22

7.1.2流程简述 22

7.2预处理工段 23

7.2.1预处理流程 23

7.2.2流程简述 23

7.3甲醇合成工段 24

7.3.1甲醇合成流程 24

7.3.2流程简述 24

7.4甲醇精馏工段 25

7.4.1甲醇精馏流程 25

7.4.2流程简述 25

第八章厂址选择 26

8.1选址原因 26

8.1.1靠近原料产地 26

8.1.2地理位置优越 26

8.1.3便捷的的交通 27

8.1.4原料及产品运输 28

8.1.5优惠政策 28

8.2建厂条件 29

8.2.1自然条件 29

8.2.3基础设施 31

8.3厂址选择 31

第九章社会及经济效益分析 32

9.1投资估算 32

9.1.1设备费用估算 33

9.1.3总投资估算 36

9.2项目财务评价 36

9.2.1产品成本估算 36

9.2.2销售收入 37

9.2.3总成本估算 37

9.2.4现金流量 38

9.2.5评价指标 40

9.3敏感性分析 40

9.4社会效益 42

III

第一章总论

1.1项目名称及性质

（1）项目名称：

50kt/a二氧化碳捕集与35kt/a甲醇合成项目；

（2）企业性质：

国有；

（3）投资项目的性质：

新建；

（4）项目类型：

化工。

1.2可行研究报告编制依据、指导思想和原则

1.2.1编制依据

（1）2010年“三井化学杯”第四届大学生化工设计竞赛指导书；

（2）国家地区建设、税收等有关法律、法规；

（3）长寿化工园区地理、人文、经济等因素；

（4）发改投资[2006]1325号《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）；

（5）《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规；

（6）工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定；

（7）目建议书审批文件。

1.2.2指导思想及性质

（1）严格遵守国家和地区的相关政策以及法律法规，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划；

（2）采用有发展潜力的生产工艺和技术；

（3）坚持科学发展，以人为本，重视环境保护、安全和工业卫生。

三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须同主体装置的设计、建设、投运同时进行。

污染物的排放必须达到规定的指标，并保证工厂安全运行和操

作人员的健康不受损害；

（4）以经济效益为中心，加强项目的市场调研，做好市场分析及风险性评价，降低建设投资，最大限度地降低项目产品生产成本，提高项目经济效益，增强项目产品的竞争能力。

1.3项目概况

新建厂通过MEA吸收电厂烟气中的二氧化碳，在解吸塔中将二氧化碳解吸出来，送入原料预处理工段，再与化工园区输送过来的氢气一起加压之后送入反应器，产物送入精馏工段进行精制，最后得到产品甲醇。

1.4建设规模

本项目作为一个环保示范性项目有其一定的局限性；

而二氧化碳捕集及后续利用的技术还有待进一步开发，加之园区用地等因素。

最终选定二氧化碳捕集规模为每年5万吨，后续制取甲醇为每年3.5万吨。

1.5建设意义

近年来，温室效应加剧等问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战；

加之各种极端天气频出。

因此，引起温室效应和全球气候变化的二氧化碳的减排技术成为各国关注的焦点。

基于此，本项目主要是针对燃煤电站排放烟气中二氧化碳的捕集。

作为环保性的示范项目，其社会效益巨大；

合理地利用捕集的二氧化碳也会产生不菲的经济效益。

1.6效益概述

1.6.1项目投资

项目总投资4920万元，其中流动资金为835万元，固定投资为4085万元。

资金全部为自由资金。

1.6.2经济评价

投资利润率14.4%，投资利税率22.1%；

静态投资回收期为6年，动态投资回收期为10年；

净现值1284万元，内部利润率15.8%。

1.6.3建设期

长寿化工园区的配套设施完善，水路陆路运输便捷，加之我们的项目规模较小，初定建设期为一年。

1.7主要研究范围

（1）建设意义；

（2）建设规模及产品方案；

（3）市场分析；

（4）二氧化碳捕集技术；

（5）二氧化碳资源化利用技术；

（6）CCS&

U系统集成方案；

（7）厂址选择；

（8）社会及经济效益分析。

1.8研究结论

（1）二氧化碳捕集采用工业上成熟的化学吸收法，以一乙醇胺（MEA）为吸收剂，通过热解吸释放二氧化碳；

一乙醇胺（MEA）具有一定的腐蚀性，且易被烟气带进的氧气氧化，因此需要加入抗氧化剂及缓蚀剂。

（2）本项目的原料氢气及产品甲醇均是易燃易爆物质，在生产过程中存在火灾、爆炸等有害因素，因此要做好预防这些有害因素的工作，即在工程设计、工程施工、环境保护、安全卫生、生产管理等方面必须严格按规范进行，以确保建设及生产的安全性。

（3）一乙醇胺（MEA）具有吸收二氧化碳是速率快，单位质量一乙醇胺（MEA）具有较高的吸收能力，因此具有一定的经济优势。

（4）本项目拟建在寿化工园区并依托其充裕的氢气作为后续制甲醇的原料。

1.9存在的问题

（1）本项目后续产品甲醇及原料氢气均是易燃易爆的物质，因此在生产过程中存在火灾及爆炸等危险因素。

甲醇具有较强的毒性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸汽能损害人的呼吸道粘膜和视力。

因此，本项目的建设应根据其生产原料和产品的特殊物理化学性质，在工程设计、工程施工、环境保护、安全卫生、生产管理等方面必须严格按规范进行，以确保建设及生产的安全性。

（2）由于后续工制甲醇工艺需要氢气，因此在一定程度上限制了厂址的选择。

（3）目前以二氧化碳制取甲醇的工艺还未工业化，技术还不够成熟，因此本项目存在一定的风险。

（4）可行性研究报告中所采用的产品价格是分析了近几年来市场价格的趋势所定的，当原料及产品的价格变动较大时将会对财务及经济分析产生一定的影响。

49

第二章建设意义

2.1项目建设背景

近年来，温室效应加剧等问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。

美国等国家提出了二氧化碳的减排方法—二氧化碳捕集技术（CCS），本项目即基于此技术，主要是针对电站排放出的二氧化碳进行捕集。

当前全球发电行业所排放的二氧化碳占全球二氧化碳总排放量的40%，预计到2030年时，全球发电量将比现在增加一倍，如不采取有效措施，二氧化碳排放量也将随之增长2/3。

而在火力发电占绝对主导地位的我国，由于在发电过程中排放的二氧化碳大部分来自燃煤，因此在火电站中实现二氧化碳的捕集和储存，对于实现温室气体减排更为重要。

2.2二氧化碳捕集的必要性

从目前从我国的能源结构可以看出，煤的所占的能源比例很高，煤储量也相对丰富，因此在以后相当长的时间里，煤还会作为我国能源结构中的主体。

结合我国的能源资源条件，技术经济发展水平，以及国际能源市场的发展趋势，在未来30～50年内，我国以煤为主的能源结构不会有大的改变。

因此，对燃煤电厂的烟气进行二氧化碳捕集在一定程度上会减少我国的温室气体排放，再以二氧化碳为原料合成其它化学品也为化工行业开辟了新的原料来源方向。

这必将对世界产生深远的影响。

图2.1我国能源结构图

第三章建设规模及产品方案

3.1建厂规模

甲醇未来市场看好，但现实市场比较疲软，主要是国内市场产能增长的规模大过甲醇的消费，在进一步开发下游市场及国家政策对甲醇出口的刺激下，未来的甲醇市场将会好转。

由于甲醇的产量受到二氧化碳的捕集量的限制，因此在年捕集5万吨二氧化碳的基础上，初定甲醇的产量为3.5万吨/年。

3.2产品方案

本项目的主产品有甲醇，有微量的二甲醚及杂醇。

产品方案执行GB338-92优等品标准。

表3.1甲醇的规格

项目

指标

优等品

一等品

合格品

色度（铂-钴）≤

5

10

密度（20℃）g/cm3

0.791-0.792

0.791-0.793

温度范围（0℃，101325Pa）

64.0-65.5

沸程（包括64.6±

0.1℃）≤

0.8

1.0

1.5

高锰酸钾实验min≥

50

30

20

水溶性试验

澄清

-

水分含量≤

0.01

0.15

酸度（以NH3计）≤

0.0002

0.0008

0.00015

羟基化合物含量（以CH2O计）%≤

0.002

0.005

0.010

蒸发残渣含量％ 

≤

0.001

0.003

表3.2本厂产品方案

产品名称

本厂规格

国家规定

产量（万吨/年）

单价（元/吨）

甲醇

>

99.95%

3.5

2300

第四章市场分析

4.1CO2的用途

CO2是一种重要的工业气体，食品业、化学工业、机械工业、农业、商业、运输、石油开采、国防、消防等部门都广泛使用CO2。

回收的CO2中约40%用于生产其它化学品，35%用于提高油采收率，10%用于制冷，5%用于饮料碳酸化，其他应用领域占10%。

可以看出CO2用于合成其它化学品的应用前景最为广阔。

图4.1二氧化碳的应用分布

4.2产品确定

以化工的角度看，将捕获的二氧化碳用于合成经济价值更高的化工产品，是最具发展的途径。

而生产有机产品中应当多元化发展，尤其应该注意生产大宗化工原料，以便形成规模性利用。

目前以二氧化碳为原料能够合成的有机产品主要有：

甲醇、二甲醚、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、聚碳酸酯等。

考虑到碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、聚碳酸酯的市场需求量小；

甲醇市场需求量巨大；

二甲醚潜在用量大，但是现实需求量并不大。

而且以二氧化碳为原料合成二甲醚的工艺相对于合成甲醇更难实现。

考虑到某本地长寿化工园区有富余的氢气，因此初步确定二氧化碳的后续利用为加氢制取甲醇。

甲醇的用途极为广泛，在有机合成中，仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机原料。

目前甲醇的合成方法主要还是合成气合成甲醇。

如果能用从烟气捕集来的二氧化碳替代天然气作为合成甲醇的原料则可大幅降低成本，同时达到二氧化碳的减排。

因此最终确定甲醇为本项目的最终产品。

4.3甲醇物性

甲醇有较强的毒性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。

表4.1甲醇的物理化学性质

IUPAC英文名

Methanol

CAS号

67-56-1

RTECS号

PC1400000

SMILES

CO

化学式

CH3OH

摩尔质量

32.04g/mol

外观

无色液体

密度

0.7918g/cm&

sup3;

熔点

–97℃（176K）

沸点

64.7℃（337K）

在水中的溶解度

互溶

酸解离常数

~15.5

黏度

0.59mPa·

s（20℃）

分子偶极矩

1.69D（g）

危险性

警示性质标准词

R11,R23/24/25,R39/23/24/25

安全建议标准词

S1/2,S7,S16,S36/37,S45

闪点

11℃

临界温度

239.5℃

临界压力

8.09MPa

临界密度

0.272g/ml

4.4国内外发展现状

4.4.1世界甲醇发展状况

世界甲醇产能分布。

世界甲醇生产主要集中在天然气丰富的地区，如特立尼达、智利、新西兰、沙特和俄罗斯，中国已成为世界甲醇主要生产地区，中国甲醇主要以煤炭为原料。

其中亚太地区的生产能力为1410万t/年，约占世界总生产能力的30%，中东及非洲地区的生产能力为1217万t/年约占总生产能力的25%，北美地区的生产能力仅为60万t/年，约占总生产能力的1.2%，南美地区的生产能力为1256万t/年，约占总生产能力的26%，世界其他地区的生产能力为854万吨/年，约占世界总生产能力的17.8%。

图4.2世界甲醇产能分布

全球范围内甲醇需求展望。

由于甲醇下游产品需求增长的推动，未来五年世界甲醇需求量将以年均增长率5.6%速度增长，其中甲基丙烯酸甲酯（MMA）需求增速为4.7%/年，醋酸需求增速6.4%/年，加上直接作燃料等新用途（不包括甲基叔丁基醚（MTBE））。

此外甲醇最大用途的甲醛需求将以3.2%/年增速增长。

预计到2010年，世界甲醇生产能力将达到约6400万t，2015年达到约7200万t，供应能力大于市场需求，竞争将会加剧，一些不具竞争力的小装置或原料价格较高地区的甲醇装置将关闭。

根据未来甲醇装置建设趋势，世界甲醇的生产中心正在向南美、沙特、伊朗和我国转移；

同时这些国家和地区甲醇产品的目标市场主