利用黄磷尾气净化生产二甲醚项目可行性研究报告.docx

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利用黄磷尾气净化生产二甲醚项目可行性研究报告

1、总论

1.1概述

1．1．1项目名称

项目名称：

2500Ua黄磷尾气净化生产二甲醚可行性研究

1．1．2建设单位名称

建设单位：

云南XX县磷电化工有限责任公司黄磷厂

1．7．1编制依据

沙坡

黄磷尾气净化生产二甲醚技术合同书

《地表水环境质量标准>）GH213．1999执行IV类水体标准

《大气污染物综合排放标准》GBl6297-1996执行二类标准

《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》

1．1．7，2编制原则

采用先进，可靠的工艺技术和设备，确保用黄磷尾气净化后得到的一氧化碳满足生产合格的二甲醚产品。

尽量利用工厂现有的工程设施和施工力量，节省建设投资，加快建设进度。

做好设计方案比较，在保证产品质量，安全稳定生产的前提下量节约投资，降低生产成本。

编制方法和内容符合化工部预可研报告的要求。

1．2项目建设的必要性

云南XX县磷电化工有限责任公司黄磷厂（以下简称公司黄磷厂），是一个比较重视环境保护，经济效益比较好的企业。

现有一套7500kW黄磷生产装置，设计能力为年产黄磷3000t，留有再建一套黄磷生产装置的余地。

目前公司黄磷厂实际生产黄磷约5000t／a，约为设计能力的160％。

燃烧排空黄磷尾气约1300万Nm’／a。

一般每生产”电黄磷，排出2500-3000Nm’黄磷尾气，尾气中含85—92％CO，2—4％C02，一1％02，500—8eomg／Nm9磷，1—2mg／Nm’砷，一500mg／Nm，氟，—300mg／Nm’硫及少量水份。

由于硫、磷、砷、氟等均是有腐蚀、有害物质。

影响了黄磷尾气的利用。

目前，全国的黄磷生产厂家只有少数利用部分尾气于原料的烘干或作干燥三聚磷酸钠的燃料气，个别厂家利用了黄磷尾气，生产光气和甲酸钠，当前已有部分厂家正准备用于生产甲酸甲酯，甲酸，碳酸二甲酪等。

大多数厂家都末利用，用火炬（一般为30m高烟囱）燃烧排入大气，既严重污染了大气环境，又是一氧化碳资源的极大浪费。

磷化工是云南省支柱产业之一，大小黄磷装置共有94座，生产规模已达33．7万吨／年，九七年黄磷产量达17．6万吨，九九年黄磷产量达12万吨，占全国50％以上。

理论上每生产一吨黄磷副产2400Nm5一氧化碳，按此计算，仅我省黄磷装置每年就产生一氧化碳2．88亿标方，燃烧排放至大气中的二氧化碳达51万吨／年，对环境质量影响之大，可见一斑。

每年这些黄磷企业在排出大量一氧化碳（最终转化为二氧化碳）的同时，大约还有86．4吨硫，230吨磷，576均砷，144吨氟，进入大气污染环境。

从八十年代以来，世界各国竞相开发一碳化工的有关技术，该领域发展迅速，我国也有较大发展。

一碳化工是由煤、天然气出发制合成气（CO、H：

）或由工业生产副产的一氧化碳和甲醇等为原料，在不同的催化剂和工艺条件下，进行羰基化反应（如羰基合成、罗兰反应、雷佩反应、费-托合成等），合成醇、酸、酯及合成油等各类重要的燃料及有机化工产品。

使得一氧化碳的利用成为可能，利用含一氧化碳近90％的黄磷尾气，通过净化后合成一碳化工产品，既避免了环境污染，又可以降低黄磷的生产成本，改变目前黄磷生产因成本过高，在市场上无竞争力的状况。

因此，本项目具有明显的经济、社会、环境效益。

对于黄磷尾气的治理利用目前主要有三种方法

第一，通过火炬直接燃烧。

第二，除尘后作为燃料，回收利用热量。

第三，除尘、净化、分离出高浓、高纯的一氧化碳气体进行羰基合成，发展一碳化学化工。

前两种方法，其结果都是将一氧化碳转化为二氧化碳，且有大量粉尘，排入大气影响环境质量。

第二种方法虽然回收一定热量，但CO只是作为初级燃料使用，产生C02温室气体，没有从根本上解决大气污染问题，而且对宝贵的一氧化碳资源是极大的浪费。

第三种方法既防治了一氧化碳、二氧化碳对大气的污染，又使黄磷尾气中高浓度的一氧化碳转废为宝，可促进碳一化工的发展，增加磷化工企业的经济效益。

黄磷尾气这样含有高浓度的一氧化碳宝贵气源，多年来一直没有较好净化较困难。

近年来对黄磷尾气的净化已经取得了突破性的进展，净化后的黄磷尾气一氧化碳浓度高于98％，而硫、磷、砷，氟等杂质达到ppm级，使得黄磷尾气的利用成为可能。

本项目建成后，不但消除了弥勒黄磷厂本身每年1300万Nm’黄磷尾气的燃烧排空，而且使黄磷尾气得到综合利用，以保护环境意义重大，生产二甲醚超清洁燃料可提高企业的经济效益。

常见含一氧化碳气源的成份组成如下表

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┃序┃气源名称┃组成（V％j┃

┃号┃┣━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━┫

┃┃┃CO┃C02┃H2┃N2┃CH4┃O》┃主要杂质┃

┣━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━┫

┃1┃水煤气┃35—38┃5—7┃48——50┃8—12┃0．3—…（）．5┃0．3┃S┃

┣━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━┫

┃2┃：

》l水煤气┃30——36┃8—10┃37—4：

┃18——22┃—-0．4┃0．4┃S┃

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┃3┃天燃气┃0．02┃O．。

5一]．5┃0．02—…（）．1┃0．5——5．5┃93以上┃┃S，┃

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l+┃焦炉气┃5——9┃2——3．5┃45-60┃2．4┃22—-28┃0．1—1．0┃S┃

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┃5┃乙炔尾气┃28——30┃3——4┃60．—{5┃6一15┃7——8┃O．1┃S，C2H2┃

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／‘┃铜洗再生气┃60——70┃'2—15┃5——8┃J5一）8┃┃1—-2┃S┃

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1’┃高炉气┃23．0┃20．0┃3．0┃54．0┃┃┃S┃

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┃8┃转炉气┃66．0┃1610┃2．0┃15．6┃┃0．4┃S┃

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f9┃黄磷尾气┃85——90┃3—7┃5—8┃┃O．2┃S，P，／d，F┃

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在有机化学发展的初期，一氧化碳被认为是活性较小物质，但随着有机化学、催化化学和高压技术的发展，一氧化碳的化学也得到了较大的发展。

目前，在一氧化碳合成方面所获得的成果，使应用一氧化碳与氢合成发电机燃料、醇类、醛类和其他有机产品已经成为现实，用一氧化碳与氢合成领域具有极大的理论意义和实用价值，因为从这两种可自任何燃料得到最简单的物质，可以合成出各种极有经济价值的有机化合物。

一氧化碳成为合成的基本原料，因为由它与化合物在适当的催化剂及操作条件下相互作用，就可以制出各种各样的有机化合物。

如CO制造甲酸甲酯（MF）、醋酸、甲醇、碳酸二甲酯（DMC）、二甲基甲酰胺（DMF），二异氰酸酯（TDl），二甲醚…等等。

许多一碳化工产品生产厂家为获取一氧化碳气源采用水煤气法，经净化提浓CO，作为原料，如浙江某厂，为得到高浓度CO气500Nm3／h，用变压吸附法提浓半水煤气，投资用了约1000万元左右，相当于获得每1Nm2／hCO气，投资2万元。

如用黄磷尾气净化，其投资不到其l／20，山东淄博有机胺厂，1993年为引进美国DMF装置配套的CO气用半水煤气提浓；浙江江山化工总厂1994年为引进美国DMF装置配套的CO气用半水煤气提浓：

山东m*二二：

议二二二谎工札舢酗。

为此，弥勒磷电化工有限责任公司委托昆明理工大学为该公司黄磷厂进行“黄磷尾气净化生产二甲醚”项目可行性研究。

工厂概况

1．3．1概况

云南XX县磷电化工有限责任公司，是弥勒县电力公司创办的多种经营项目之·，即磷电综合生产黄磷。

一期工程为7500kV，A黄磷电炉一套，设计能力为年产黄磷3000t。

总图布置上留有再扩建一套的余地。

并留有发展水电生产炼铝工业的空地。

一期工程于1995年破土动工，1996年7月1日建成，投料试车产出了99．95％黄磷合格产品，实现了一次试车成功，至1998年已生产出合格产品黄磷8326t，年产黄磷超过了设计能力，现已形成了较稳定的生产秩序，生产运行正常，对弥勒县的经济建设，作出了较大贡献。

一期工程投资1720．6万元，其中环保投资160．1万元。

公司拥有电专业，电子计算专业，化工专业，市场营销专业，上建专业等，各种专业高级、中、初级技术人员数十名，各种专业有机配合，管理水平逐年提高。

去年的黄磷产量，达到了年产4788t水平，为设计能力的159．6％倍，电能消耗为每吨黄磷13012kwh，实现了优质高产低消耗、低成本，产品质量达到国家特级晶标准，市场前景好。

在同行业2000年度的评比中，公司的生产技术指标位居榜首。

同时，公司的经济效益也逐年上升，1999年、2000年连续利润较好。

公司现有职工158人，其中吸纳了社会残疾人员57人，办成一个社会福利企业，给社会减轻了部份负担，同时政府部门也给公司一定的优惠政策，职工收入逐年提高。

弥勒县水电资源十分丰富，除己建成的水电站（2万kwh）外，2X8万hVh水电站己在筹建中。

公司现有的公用工程，稍加改造扩建即可满足年产10000t黄磷的需要，产生的黄磷尾气达24000KNM’，相当于17500KNM’的一氧化碳，可为综合利用黄磷尾气生产新产品提供足够的气源。

1．3．2黄磷尾气排放情况

1．3．2．1黄磷尾气的成分分析

在云南省科技厅的支持下，昆明理工大学近些年对黄磷尾气的净化和开发利用作了系统、深入的研究。

以下是2000年昆明理工大学对相关黄磷企业（昆阳磷肥厂、江磷集团公司）的黄磷尾气测定结果如下：

砷的分析

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样品号┃采样温度┃采样体积┃大气压┃采样时间┃砷含量┃

┃┣━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━┫

┃┃℃┃L┃mmHg┃mⅡn┃mg／m’┃

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