宁东水洞沟煤电厂新建一座ccsWord格式文档下载.docx

1、2.4.2国内DMC消费现状 - 25 -2.5市场潜在需求分析 - 26 -2.5.1替代光气和DMS的潜在需求 - 27 -2.5.2汽油添加剂领域的潜在需求 - 27 -2.5.3其他领域的潜在需求 - 28 -2.6 DMC的价格分析与走向预测 - 29 -2.7副产物的市场分析 - 30 -第三章 原料路线 313.1 原料路线的选择原则 313.2 多条原料路线的比较 323.2.1 CCS工艺路线比较 323.2.2 CO2的利用 383.3 原料规格 393.3.1吸收剂规格 393.3.2碳酸二甲酯原料规格 393.4 原料采购和供应 41第四章 厂址选择 424.1选址原则

2、 424.2选址背景 434.3厂址概况 434.3.1地理区位 434.3.2自然条件 444.3.3园区规划 454.3.4基础建设 464.3.5交通及运量 504.3.6综合优势 514.3.7生产条件 52第五章 建设规模 535.1设计依据 535.2规模的确定 545.2.1CCS规模 545.2.2碳酸二甲酯应用前景广阔 555.2.2行业发展迅速，处于成长期 555.2.3市场潜力并不等于现实需求 565.2.4产能过剩，寻求出口 56第六章 产品营销 586.1营销概要 586.2营销总体战略目标 586.3推广战略 596.4营销策略组合 616.4.1产品定位与策略 6

3、16.4.2定价策略 616.4.3营销策略 626.5促销策略 636.6公共关系营销 646.7中长期营销战略 656.7.1市场反应分析及对策 656.7.2后续产品市场拓展与销售 65第七章 经济分析 667.1投资估算 667.1.1编制依据 667.1.2投资估算 677.1.3 建设项目总投资 727.2 资金筹措 727.2.1资金来源 727.2.2 贷款及还款方式 737.3产品成本估算 737.3.1直接材料费、燃料及动力费 747.3.2直接工资和其他直接支出 747.3.3折旧及摊销 767.3.4维修费 777.3.5总成本费用估算表 777.4财务评价 777.4

4、.1产品产量及报价 777.4.2财务现金流量 787.4.3损益表 797.4.4获利能力评价 807.4.5不确定性分析 81第八章 研究结论 858.1综合评价 858.1.1本项目采用先进的生产工艺 858.1.2环保、安全卫生及消防措施落实 858.1.3项目抗风险能力 858.2研究报告结论 86第一章 总论1.1项目名称XXXX煤电厂新建一座CCS&U子系统。1.2编制依据1、当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录；2、XX能源化工基地自然、交通、生产条件等相关资料；3、宁夏回族自治区税收、建设等有关法令、法规。1.3研究范围1、二氧化碳捕集精制技术;1、碳酸二甲酯市场分析；

5、2、原料路线；3、厂址选择；4、项目经济效益。1.4项目背景 1）CCS技术减低温室气体排放，防止气候变化已是全球共同面临的巨大挑战和急迫解决的问题。世界上约有40的CO2排放源于燃烧化石燃料的发电厂。据国际能源署（IEA）预测：到2030年，以化石燃料为基础的发电量要比目前增加约一倍，解决燃煤发电中C02：的问题成为降低温室气体排放最主要的任务。目前，全球公认的降低CO2排放最有效的方法之一是碳捕获和封存和利用技术（CCS-Carbon Capture and Storage and use）。CCS是指C02从工业或相关能源的排放源分离出来，输送到一个封存地点，并且长期与大气隔绝的一个过程

6、。CCS是稳定大气温室气体浓度的减缓行动中的一种选择方案，具有减少整体减缓成本，以及增加实现温室气体减排灵活性的潜力，是有效大量去除CO2排放的关键技术。CCS的广泛应用取决于技术成熟性、成本、整体潜力、在发展中国家的技术普及和转让及其应用技术的能力、法规因素、环境问题和公众反应。2）DMCD碳酸二甲酯（DMC）是一种重要的有机合成中间体，可替代高毒光气、硫酸二甲酯等作为甲基化剂或羰基化剂使用，从而提高生产操作的安全性，降低环境污染；DMC具有优良的溶解性能，其熔、沸点范围窄，表面张力大，粘度低，同时具有较高的蒸发温度和较快的蒸发速度，可以作为低毒溶剂用于涂料工业和医药行业；以DMC为原料还可

7、以开发、制备多种高附加值的精细化工产品，在合成材料、燃料、润滑油添加剂、汽油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域有广泛的应用。由于用途非常广泛，DMC被誉为当今有机合成的“新基石”。U系统发展过程从20世纪70年代起，我国开始注意二氧化碳捕集与封存的研究工作。但与国际先进的做法相比，中国的CCS研究与开发还处于前期。二氧化碳捕集只适用于一些二氧化碳纯度高、比较容易捕集的炼油、合成氨、制氢、天然气净化等工业过程。整体看，目前我国的二氧化碳捕集与封存仍处于实验室阶段，而且大都采用燃烧后捕集的方式，工业上的应用也主要是提高采油率。近年来中国在CCS的研究上作了很多工作，从2003年开始中国政府就参加

8、了碳捕集领导人论坛。“973计划”、“863计划”在内的国家重大课题都对CCS进行了研究。此外，华能和神华等大型公司也对CCS进行规划、研究和示范。2008年7月16日，我国首个燃煤电厂二氧化碳捕集示范工程华能北京热电厂二氧化碳捕集示范工程正式建成投产，标志着二氧化碳气体减排技术首次在我国燃煤发电领域得到应用。2）二氧化碳的利用CO2在化工合成上的应用 CO2除了成熟的化工利用（例如合成尿素、生产碳酸盐、阿司匹林、制取脂肪酸和水杨 酸及其衍生物等）以外，现在又研究成功了许多新的工艺方法，例如合成甲酸及其衍生物， 合成天然气、乙烯、丙烯等低级烃类，合成甲醇、壬醇、草酸及其衍生物、丙酯及芳烃的烷

9、基化，合成高分子单体及进行二元或三元共聚，制成了一系列高分子材料等，另外，利用CO2代替传统的农药作杀虫剂，也在研究之中。 CO2在农业上的应用 作为一种廉价的原料，CO2可用于蔬菜、瓜果的保鲜贮藏。目前，CO2气调冷藏已在欧美、 日本、澳大利亚等国家用于苹果、梨、柑桔和一些热带水果的贮藏。CO2也能用于粮食的贮 藏，它比通常所用的蒸蒸剂效果更好。把CO2引入蔬菜温室，能增加蔬菜的生长速度，缩短其生长周期，提高温室的经济效益。用飞机将于冰撒入云层施行人工降雨，能解决久旱无雨， 庄稼失收的问题。CO2在一般工业上的应用 CO2是很好的致冷剂。它不仅冷却速度快，操作性能好，不浸湿产品，不会造成二次

10、污 染，而且投资少，人力省。利用CO2保护电弧焊接，既可避免金属表面氧化，又可使焊接速 度提高9倍。最近美国制成了不受烟、砂石和烟雾妨碍，能够正确测定距离的CO2激光测距 器。CO2在石油工业上的应用已较成熟。这首先体现在提高石油的采油率上。CO2作为油田注入剂，可有效地驱油。另外，CO2用作油田洗井用剂，效果也十分理想。目前，地热资源是 能源开发的重大课题。低温和较低温区的地下热水最多，而且没有得到充分利用，其最大难 题是利用地下热水发电时的工作介质不理想，国际上用氟里昂和异丁烷所进行的试验都证明 没有希望。然而，用CO2作工作介质，利用较低温地下热水资源来发电，已在罗马尼亚研究 成功，并转

11、入国家发电网。CO2用于超临界萃取 超临界CO2流体，由于具有与液体相近的密度，而粘度只有液体的l%，扩散系数是液体 的100倍，所以它的萃取能力远远超过有机溶剂。更为理想的是控制条件就可定向分离选定 的组分，可在常温和较低压力下工作，没有毒性和发生爆炸的危险，使用时不但有很好的工 作性能，而且可有效地浸出高沸点、高粘度、热敏性物质。超临界CO2萃取同前已在大规模 生产装置中获得应用的有：从酒花中提取有效成分；从咖啡中脱除咖啡因；从石油残渣油中 回收各种油品；从油料种子中萃取油脂。结语CO2 的回收和综合利用具有很重要的现实意义，已引起了各国政府、企业和科技工作者的广泛重视。尽管在发达国家中C

12、O2 在各个领域中得到了广泛的应用，但还需要在CO2下游化工产品的开发等新用途上进行强有力的研究，突破其发展的瓶颈，真正建立起以CO2 为碳源的独立工业体系。在不久的将来，CO2将成为煤、石油和天然气的代用品，为人类造福。U系统现阶段行业特点1）CCS行业特点潜力巨大、未工业化CO2捕集与封存技术被认为是电力等部门减少CO2排放的极有潜力的技术, 而得到国际社会的普遍关注，然而CCS 技术在技术和经验等方面仍存在着很大不足。例如, 从燃煤电厂尾气中捕集CO2的研究, 目前只开展了小规模的商业示范运行, 大规模电厂中还没有真正工业化应用。行业受困技术“瓶颈”目前，CO2分离捕集技术主要包括溶剂吸

13、收法、物理吸附法、膜分离法、低温分离法和O2/ CO2循环燃烧法等。此外，CO2的分离捕集技术还有水合物膜法、电化学法和膜吸收法等。但这些方法仍处于实验室研究阶段，并未实现真正意义上的工业化。目前中国的二氧化碳捕集和封存整体上还处于实验室阶段，而且大都采用燃烧后捕集的方式。工业上的应用也主要是提高采油率。现阶段工程上应用较多的CO2捕集技术是乙醇胺（MEA）法，此法吸收能力强,可再生,效果好,但存在吸收剂易降解、能耗高、腐蚀严重等缺点。本设计将从改善乙醇胺法着手,改进技术,减少腐蚀,降低能耗。行业投资、能耗过高由于火电厂烟气中CO2浓度低和压力低，浓度大约为9%16%，含有大量的氮气,产生的气

14、体流量巨大,捕集系统庞大,需耗费大量的能源。从而导致分离回收困难，成本较高，而且还会大大降低电厂的发电效率。综上所述综上本项目为维它为XX华能煤电厂新建一套燃后用化学吸收法的CCS&年吸收二氧化碳达2万吨,精制后二氧化碳纯度达到食品级。把工业级的二氧化碳与环氧丙烷、甲醇合成年产1万吨的碳酸二甲酯。U项目意义顺应我国中长期能源发展战略的需要近年来,温室效应已成为全球性的气候问题,给社会和经济带来了严重的负面影响。CO2对温室效应的贡献占60%以上。随着全球工业化进程的加快,世界CO2排放量增加,其中中国CO2总排放量仅次于美国，列世界第2位，并呈现不断增长趋势。预计到2010 年，中国CO2总排

15、放量将位居世界第一位，约占世界CO2排放量的1/ 5我国能源结构以煤炭为主，CO2排放量剧增,使我国在处理环境问题中非常棘手，同时也造成我国对东京议定书和巴厘岛公约的履约面临巨大压力。因此，CCS&U技术对解决温室效应具有重要的现实意义。1.6项目概况本项目采用乙醇胺化学法吸收CO2再经加热脱吸，精制，储存。再一部分从环氧丙烷出发,先与CO2进行环加成生成碳酸丙烯酯，然后在催化剂作用下，通过均相催化或非均相催化工艺，与甲醇进行酯交换反应，从而实现联产DMC和乙二醇，副产二甲醚、二甘醇、水。该反应为常压反应，反应温度50100。反应全过程环氧乙烷的转化率97 % ,对DMC的选择性96%。该反应

16、分两步进行。1.7经济分析1.7.1项目总投资及资金来源本项目的建设总投资额约为万元，其中建设投资15484.285万元，建设期贷款利息2728.74万元，流动资金3675.77万元。资金来源为向中国建设银行贷款10000万元，剩下的以企业自由资金注入的方式筹得，其中30%为铺底流动资金。1.7.2建设周期考虑建设过程中各环节时间安排及干扰因素的影响，建设周期为一年。1.7.3经济评价本项目投资利润率为7.59%，投资利税率为23.85%，投资回收期为4.06年。1.7项目结论经产品市场分析、原料路线选择、建厂地址确定以及项目经济分析，最后证实本厂方案可行，不仅能实现本项目自身的低碳生活价值，

17、亦能有力促进XX地区以及西部地区的经济与社会发展。1.8存在问题及建议（1）本设计中某些工艺尚未大规模工业化应用，因此要将其投入大规模生产仍需要进一步的试验和改进，使其更加成熟。（2）本设计绿色环保低碳，符合目前的经济发展模式，需要各级政府给予更多支持，在税收等政策上提供优惠，使本项目早日实现较好的经济社会效益。第二章 市场分析2.1 CCS 系统2.1.1 CCS 系统概述CCS（Carbon Capture and Storage）技术，是将二氧化碳（CO2）捕获和封存的技术。CCS技术是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来，再通过碳储存手段，将其输送并封存到海底

18、或地下等与大气隔绝的地方。CCS是稳定大气温室气体浓度的减缓行动组合中的一种选择方案。CCS具有减少整体减缓成本以及增加实现温室气体减排灵活性的潜力。CO2的捕获可用于大点源。CO2将被压缩、输送并封存在地质构造、海洋、碳酸盐矿石中，或是用于工业生产。CO2大点源包括大型化石燃料或生物能源设施、主要CO2排放型工业、天然气生产、合成燃料工厂以及基于化石燃料的制氢工厂。潜在的技术封存方式有：地质封存（在地质构造中，例如石油和天然气田、不可开采的煤田以及深盐沼池构造），海洋封存（直接释放到海洋水体中或海底）以及将CO2固化成无机碳酸盐。2.1.2 CCS系统组成2.1.2.1 碳捕集CCS技术由碳

19、捕集和碳封存两个部分组成。其中，碳捕集技术最早应用于炼油、化工等行业。由于这些行业排放的CO2浓度高、压力大，捕集成本并不高。而在燃煤电厂排放的CO2则恰好相反，捕集能耗和成本较高。现阶段的碳捕集技术尚无法很好的解决这一问题。碳捕集技术目前大体上分作三种：燃烧前捕集、富氧燃烧捕集和燃烧后捕集。三者各有优势，却又各有技术难题尚待解决，目前呈并行发展之势。哪一种先取得突破，哪一种就会成为未来的主流。燃烧前捕集技术以IGCC（整体煤气化联合循环）技术为基础：先将煤炭气化成清洁气体能源，从而把CO2在燃烧前就分离出来，不进入燃烧过程。而且，CO2的浓度和压力会因此提高，分离起来较方便，是目前运行成本最

20、廉价的捕集技术，其前景为学界所看好。问题在于，传统电厂无法应用这项技术，而是需要重新建造专门的IGCC电站，其建造成本是现有传统发电厂的两倍以上。还有一种由燃烧源头直接产生高浓度CO2的方法，就是利用富氧燃烧。一般燃烧是以空气提供燃烧所需的氧气，氧气浓度仅约2l，若改以高浓度或95以上的氧气，则称为富氧燃烧或纯氧燃烧。这是燃料中的碳与氢在纯氧中燃烧，由于少了空气中的氮气，燃烧后的废气含有90以上的CO2，便不需要再经由CO2捕获或分离程序，通过对气流进行冷却和压缩清除水汽就能直接把CO2压缩封存或再利用。目前富氧燃烧技术仍在研究发展中，德国对该项技术的研究处于领先水平，已制造出了示范模拟设备。

21、此次我们的设计应用的就是燃烧后捕集。燃烧后捕集可以直接应用于传统电厂，北京高碑店热电厂所采用的就是这条技术路线。这一技术路线对传统电厂烟气中的CO2进行捕集，投入相对较少。这项技术分支较多，可以分为化学吸收法、物理吸附法、膜分离法、化学链分离法等等。其中，化学吸收法被认为市场前景最好，受厂商重视程度也最高，但设备运行的能耗和成本较高。我们设计小组通过查阅相关文献和大量分析，在这次的设计中我们将运用节能化学吸收法特点是节能并且吸收剂使用年限增加。2.1.2.2碳封存CO2封存方式可分成4种：一是通过化学反应将CO2转化成固体无机碳酸盐；二是注入地下岩层；三是注入海洋1000米深处以下；四是工业直

22、接应用或作为多种含碳化学品的生产原料。第二种方式最具潜力，向地层深处注入CO2的技术，在很多方面与油气工业已开发成功的技术相同，有些技术从20世纪80年代末就开始使用了。1）矿石碳化矿石碳化是指利用碱性和碱土氧化物，如氧化镁（MgO）和氧化钙（CaO）将CO2固化，这些物质目前都存在于天然形成的硅酸盐岩中，例如：蛇纹岩和橄榄石。这些物质与CO2化学反应后产生诸如碳酸镁（MgCO3）和碳酸钙（CaCO3）这类化合物。地壳中硅酸岩的金属氧化物数量超过了固化所有可能的化石燃料储量燃烧产生的CO2量。矿石碳化产生出能够长时间稳定的二氧化硅和硅酸盐，因而能够在一些地区进行处置，如硅酸盐矿区，或者在建筑用

23、途中加以利用，尽管与产生的数量相比这种二次利用可能相对很小，CO2在碳化后将不会释放到大气中。因此，几乎没有必要监测这些处理地点，而相关的风险非常小。利用天然硅酸盐的矿石碳化技术正处于研究阶段，但是利用工业废弃物的某些流程目前处于示范阶段。2）地质封存图2.1 CO2地质封存示意图三种类型的地质构造可用于CO2的地质封存：石油和天然气储层、深盐岩层构造和不可开采的煤层。在每种类型中，CO2的地质封存都将CO2压缩液注人地下岩石构造中。含流体或曾经含流体（如天然气、石油或盐水等）的多孔岩石构造（如枯竭的油气储层）都是潜在的封存CO2地点的选择对象。封存在800米深度以下，此处的周边压力和温度通常

24、使CO2处于液体或超临界值的状态。在这种条件下CO2的密度是水密度的5080。该密度接近某些原油的密度，产生驱使CO2向上的浮力。因此，选择封存储层具有良好封闭性能的冠岩十分重要，以确保把CO2限制在地下。当被注入地下时，CO2通过部分置换已经存在的流体（现场流体）来挤占并充满岩石中的孔隙。在石油和天然气储层中，用注人的CO2置换现场流体可为封存CO2提供大部分孔隙容积。在深水盐层构造中，随着CO2与现场流体和寄岩发生化学反应，就出现所谓的地质化学俘获机理。向衰竭或将要衰竭的油气层注人CO2是最有吸引力的选择，因为它可将CCS技术和提高采收率技术联系在一起。3）海洋封存CO2海洋封存方案是将捕

25、获的CO2直接注入深海（深度在1000米以上），大部分CO2在这里将与大气隔离若干世纪。该方案的实施办法是：通过管道或船舶将CO2运输到海洋封存地点，从那里再把CO2注人海洋的水柱体或海底。海洋封存尚未采用，也未开展小规模试点示范，仍然处在研究阶段。海洋占地表的70以上，海洋的平均深度为3800米。由于CO2可在水中溶解，所以，大气与水体在海洋表面不断进行CO2的自然交换，直到达到平衡为止。若CO2的大气浓度增加，海洋则逐渐吸收额外的CO2。4）工业利用工业利用是指工业上对CO2的利用，包括CO2作为反应物的生化过程，例如：那些在尿素和甲醇生产中利用CO2的生化过程，以及各种直接利用CO2的技

26、术应用，比如：园艺、冷藏冷冻、食品包装、焊接、饮料和灭火材料的应用。目前，全球的CO2利用量每年约12亿吨，大多数（占总数的23）是用于生产尿素，其余用在肥料和其他产品的生产。有些CO2从天然井中提取，而有一些来自工业源，主要是高浓缩源，例如：制氨和制氢厂，在生产过程中捕获CO2作为生产流程的一部分。此次CCS系统设计是以火力电厂为基础，捕集后只需要暂时贮存，所以此次不需要对CO2进行长期封存。下图为二氧化碳CCS各种方式。图2.2 CO2的CCS2.1.3世界CCS技术发展及应用随着全球面临的气候问题日益严峻，当前各国政府非常重视对CCS技术研究的支持。美国、欧盟、澳大利亚、加拿大、挪威等国

27、家或政府间组织都制订了相应的研究规划，开展 CCS技术的理论、试验、示范和应用研究，并且已经有了成功的实例。其中，美国走在世界最前列，针对CCS技术的科研规划和项目组织实施较为周密完善。美国于2000年开始由能源部主持正式开展CO2封存研究和发展项目，将地质封存和海洋封存列为主要研究方向，并制订了详细的技术路线图。2005年美国已开展了25个CO2地下构造注入、储存与监测的现场试验，并已进入验证阶段。为加强国际合作，2003年，美国发起成立了“碳收集领导人论坛”， 目前共有美国、加拿大、欧盟、英国、澳大利亚、日本、德国、挪威、巴西、意大利、印度、中国、哥伦比亚、墨西哥、俄罗斯、南非、法国等22

28、个成员，共同组织开展理论与实验研究。当前国际上CCS技术研发所关注的主要问题包括：二氧化碳，在地质封存系统中吸附和迁移的机理与规律。在地层中的相态及其变化规律、化学反应及固化条件：注二氧化碳采油过程中的物理化学理论问题、复杂渗流力学原理、各类二氧化碳提高采收率数值模拟基础模型；长距离管道运输二氧化碳的化学腐蚀机理与规律等。2.1.4中国CCS技术发展及应用与国际较为先进的CCS技术相比，中国还处于起步阶段，而且大都采用燃烧后捕集方式，工业上的应用也主要是提高石油采收率。目前我国只是在二氧化碳浓度高、比较容易捕集的炼油、合成氨、制氢、天然气净化等工业过程中应用二氧化碳捕集，而钢铁厂和电厂排放的烟

29、道气流量很大占二氧化碳排放量的4050，但二氧化碳浓度仅为15左右，体系复杂，因而分离设备体系庞大，能耗高。不过，近年来中国在CCS的研究上进行了很多工作。从2003年开始政府就参加了相关的领导人论坛。这几年，包括“973计划” 、“863计划”在内的国家重大课题都对CCS的研究进行了立项，并取得了重大进展。我国的二氧化碳捕集和封存并没有仅仅停留在理论研究上，一些企业还在实践中进行了尝试。2008年7月16日，我国首个燃煤电厂二氧化碳捕集示范工程华能北京高碑店热电厂二氧化碳捕集示范工程正式建成投产。经过紧张施工、调试、试生产，目前二氧化碳回收率大于85，年可回收二氧化碳3000t。电厂燃煤锅炉燃烧后烟气经各种方法脱硫后，其中含有约1213的二氧化碳及其他少量杂质，然后将这些气体送入二氧化碳填料吸收塔，利用一些溶液的化学特性吸收烟气中低浓度的二氧化碳，处理后的仅含少量杂质、大量氮气和水分的净化气直接排向大气。分离、提纯后的二氧化碳纯度达到995以上项目捕获得到的二氧化碳能够达到食品级的标准在销售给中间商后，获得了双倍利润。虽然高碑店电厂把捕集的二氧化碳卖掉，并没有封存，也不能算做减排，但是该项目具有重大意义这是我国目前唯一一个