食品级液体二氧化碳装置项目可行性研究报告.docx

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食品级液体二氧化碳装置项目可行性研究报告

新建年产20000t国际标准级

液体食品CO2装置

项目建议书

目  录

1.项目建设的目的和意义...............................3

2.市场初步预测分析...................................5

3．产品方案和生产规模................................10

4．工艺技术初步方案..................................11

5．原材料、燃料和动力的供应.........................13

6．建厂条件和厂址初步方案...........................14

7．公用工程和辅助设施初步方案.......................15

8．环境保护..........................................16.

9．工厂组织和劳动定员估算..........................16

10．项目实施初步规划................................16.

11．投资估算和资金筹措方案........................17

12．经济效益和社会效益的初步评价...................18

13．结论与建议.......................................19.

1．项目建设的目的和意义

二氧化碳（CO2）是较丰富的化学物质之一，其来源分为天然的和化学反应过程中产生的两种。

CO2的物理状态有气态、液态、固态三种，在常温常压下是无色略带酸味的气体。

在标准状态下，一立方米CO2气体重1.9769Kg，在一个标准大气压下，其升华温度为-78.5℃，临界温度为31.1℃，临界压力为7.3967Mpa,相对分子质量为44.01。

不能燃烧，容易液化，密度是空气密度的1.53倍。

在临界温度以下加压，可使CO2气体液化为无色的液体CO2。

根据CO2质量，用途不同，可分为工业级和食品级二种，根据CO2物理状态又可分为气态、液态、固态（干冰）三种形式。

合成氨变换气中含有约27%的CO2，在合成氨之前必须将其脱除。

目前大部分生产厂家脱碳后的CO2均用来生产尿素、碳铵或其它用途。

但有些企业由于工艺流程限制及氨平衡的影响，CO2被大量放空，既破坏了生态环境，引起温室效应，又浪费了CO2这一宝贵资源。

2005年2月16日《联合国气候变化框架公约京都议定书》正式生效。

作为世界上第一个带有法律约束力的国际环保协议，它规定了工业化国家在2008年到2012年间把温室气体减排量在1990年的基础上降低5.2％。

因为气候变暖已经成为一个无法回避的问题，成为人类面临的最为严重的环境问题之一。

出现这种现象的原因是人类活动造成的温室气体的大量排放。

特别是以煤炭、石油为主的化工燃料的大量使用造成的C02污染快速增加造成的。

如果不采取积极的减排措施，气候变暖对经济发展，乃至人类生存都构成非常严重的威胁，成为社会发展的最大挑战。

目前全球每年排放大气的CO2约达80多亿吨,我国占10%左右,居世界第二。

中国在《京都议定书》中虽然属于发展中国家，但清洁发展机制与我国的利益关系紧密。

因此二氧化碳的回收利用十分重要,是贯彻中央的科学发展观、能源循环利用、加强环境保护、构筑社会主义和谐社会的一项重要工作。

实际上C02是一种可利用的宝贵资源,已被世界有关组织列为人类最亲和的气体之一,并已在化学工业、食品工业、机械加工、石油开采等领域大量应用，但目前全球C02年利用量不足1亿吨,这是一个很大的浪费。

我国的C02真正出路,是以3R（减量化Reduce、再利用Reuse、资源化Recycle）为原则,形成CO2产业结构链,达到循环经济的标准。

如今,大力开发利用CO2这一资源的热潮正在我国掀起,工业级与食品级液体C02。

的使用领域正在大力拓宽。

1.1工业级CO2主要用在：

1.1.1CO2气体保护焊：

CO2气体保护焊是我国焊接行业重点推广的技术项目之一，随着推广速度的递增，预计年增长幅度在10%左右。

1.1.2CO2灭火装置：

人们生活水平的提高，宾馆、高级住宅、汽车、企事业单位对CO2灭火装置得配置也大幅度增长，所以CO2在灭火器材中的用量也以年8--12%的幅度增长。

1.1.3CO2气肥：

CO2和水是植物光合作用的二种基本原料，农业生产产业化是农业现代化的唯一途径。

粮食基地、蔬菜基地的建立，为CO2作为气肥应用于农业开辟了新的领域，预计其增长幅度也在5%以上。

1.1.4C02目前在中药、食品、香料、石油化工、生物化工、石油开采等方面已取得突破性进展。

该技术作为一种新型低成本技术,将越来越受到人们的青睐,也为C02提供了用"武"之地。

1.2.食品级CO2主要用在：

1.2.1饮料和啤酒行业：

饮料和啤酒行业是食品CO2主要市场，目前我国饮料和啤酒消费量远远低于发达国家，随着我国人民生活水平的日益提高，这一行业对食品CO2的需求将会以每年25%以上的速度增长。

1.2.2烟草行业：

随着环保要求的提高以及对食品添加剂的严格要求，为食品CO2进入烟草行业提供了很大的机遇，液体食品CO2用于烟丝膨化可使每箱香烟节约2.5-3.0kg原料烟丝，而且烟丝膨化质量也有很大的提高。

卷烟行业以年产3000万箱计算约需CO2190万吨/年。

1.2.3防腐保鲜行业：

食品级C02或其制成的干冰还是食品、蔬菜、水果、水产品真正"绿色"产品防腐保鲜的首选,在速冻食品、冷藏运输、医疗冷冻、粮食的杀虫与贮存领域也可大显身手。

在氮肥生产过程中，C02作为副产品用于生产尿素、碳酸氢铵等化学肥料，但是由于产品结构的调整，出现了一定量的过剩C02排放。

随着液体CO2下游产业的高速发展，带动了液体CO2产业的发展，而氮肥企业在回收CO2方面具有技术优势和资源优势,因此越来越多的氮肥企业纷纷开始对过剩的C02加以利用。

河北xx化工有限公司是河北省一家以煤为原料的知名氮肥企业，经过近几十年发

展已达到18万吨总氨的生产能力，多项指标处于国内领先水平。

随着产品结构的调整,还有相当一部分富裕CO2气体放空（详见CO2物料平衡表）。

为充分利用CO2资源，提高企业效益,新上20000t/a国际标准级液体食品CO2装置,是一项投资少见效快的效益与环保双赢项目。

  随着二氧化碳应用领域的不断拓宽，市场发展前景越来越好，目前用于饮料、烟草、食品冷藏保鲜、焊接保护、发泡剂、植物气肥、消防等行业的需求强劲。

若以350公里为我厂CO2产品的服务半径，在此区域内，目前还没有高品质的CO2生产企业，整个河北省目前只有四.五家小型CO2生产企业,而我厂的生产能力远不能满足市场需求。

同时我厂脱碳改造项目完成后,CO2气体将有大量富裕，因此充分回收利用CO2，既可以满足日益增长的市场需求，给企业带来经济利益，同时，也减少温室气体排放，具有良好的环保效益。

2．市场初步预测分析

2.1．产品国内、外市场供需现状，近期、远期需要量及主要消费去向的初步预测

2.1.1国外对CO2利用的概况

美国是世界上最大的C02生产国和消费国,现有90多套生产C02装置,总生产能力约800万吨/年,主要为合成氨厂、石化厂、乙醇厂、天然气加工厂等副产C02。

美国C02生产装置的利用率在60%左右，近几年产量基本维持在450万t/a。

日本C02气体的来源主要是重油脱硫制氢工厂、合成氨脱碳、高炉炼铁、石化厂、酒厂副产品等。

日本C02生产能力为116万t/a,市场需求量约为100万吨,应用领域与美国相比有较大差别,近几年以每年8%～10%的速度增长。

西欧C02消费量约200万吨/年,其中80%以上为液体C02,C02气体来源主要以天然

气井分离的C02和合成氨厂副产C02为主。

在西欧各国中德国C02产量最大,有30余家液体CO2工厂。

西欧C02市场今后几年消费增长幅度估计在3%～4%。

国外CO2消费分布情况见表1.

区域    食品工业    饮料、啤酒    油气井操作    金属加工    钢铁    灭火、气雾剂    其他

美国    46％    20％    11％    5％    ——    8％    

日本    12％    17％        44％    12％        

西欧    68％        8％            

2.1.2国内对CO2利用的概况

我国拥有可以开发利用的CO2资源非常丰富。

主要来源为

（1）合成氨厂脱碳工序排放气；

（2）CO2气田气（3）酒精厂、啤酒厂排放废气；（4）制氢装置副产气；（5）石灰石锻烧窑气；（6）石油化工副产气。

70至80年代,国内合成氨厂、酒精厂开始回收利用C02,其生产规模均在3000吨/年以下，基本为自产自用或以销定产,当时国内CO2产销量不足3万吨。

90年代初,国内C02产销量迅速增长到20万吨以上,市场初具规模。

随着我国工农业经济的多元化发展,国内C02需求呈现快速增长。

至1997年底,国内50多家中型合成氨厂已建成了34套C02回收装置,总产能约23万吨/年,其中最小规模仅1000吨/年,最大规模为3万吨/年,万吨以上9套。

国内酒精厂、啤酒厂也有百余家安装了C02回收、精制装置,总生产能力达18万吨/年,其中最大规模为2万吨/年,大部分为1000吨/年；炼油厂、石化厂也建成或在建大型C02生产装置10余家,约占国内C02商品量的50%。

华东石油地质局利用江苏黄桥C02气田、东北石油地质局利用吉林万金塔CO2气田开发的南北两大气田气C02产品也先后投入市场,总生产能力在15万t/a以上。

2000年以后,发展更快。

预计今后几年平均增长消费速度为15%-20%。

国内C02市场需求量的快速增长,引起众多海外C02公司的高度重视,上述C02生产装置的迅速发展,与海外著名气体公司的参与密切相关。

近年,世界各大工业气体公司,如

英国的BOC公司、法国的法液空公司、美国的普莱克斯公司、CBI公司、日本的岩谷公司以及我国台湾的泾福公司等先后投资国内,在资源丰富、市场潜力较大的省市纷纷建厂。

其中英国BOC公司投资最大,在我国成立的合资公司最多,液体CO2的产量和市场占有率也最高。

BOC公司以其开发的新型C02生产设备作为资本投入方式，在我国已引进8套1万t/a的液体CO2生产设备,其中6套已在抚顺、大连、迁安、胶南、兴甲、资江等正式投产,世界三大工业气体公司之一的美国普莱克斯公司独自经营的固体CO2项目采用世界最先进的技术回收巴陵石化排放的CO2,第一期工程投资800万美元,设计生产能力3万t/a。

法液空公司和泾福公司则分别立足青岛、上海等重要沿海开放城市合资开发、经营CO2等工业气体产品,为提高市场占有率和竞争力,其规模也在不断扩大。

如林德和上海焦化合资拟建6万吨/年精制厂。

与国外公司的合作,使我国行业的整体技术水平上了一个台阶。

国内广州氮肥厂,江苏华扬液碳公司在九十年代采用催化氧化法净化CO2生产获得成功,催化剂和设备均立足国内,流程简单,自动化水平较高,成本大幅度降低,产品质量可达到国际标准。

2.1.3国内CO2消费分布和结构

我国国内市场需求量、消费结构各省市差别较大。

沿海开放城市、经济发达省份需求量较大,其消费结构因各省市工业结构不同而不同。

广东省CO2市场较活跃,全省CO2生产能力在10万吨/年以上。

1997-2002年间CO2年均