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制氢装置副产CO2的回收与利用(一)
[ 录入者:cnlng | 时间:2010-10-22 20:01:51 | 作者:丁泉 申超 | 来源:中国液化天然气网 | 浏览:8572次 ]

 据统计,全世界各种矿物燃料(煤、石油、天然气)燃烧排放到大气中的CO2量达到18.5 Gt/a(CEN报道为24.2 Gt/a),而用于生产液体CO2、合成尿素和甲醇等产品的消费量不足0.1 Gt/a。在各种对温室效应产生作用的因素中,CO2的作用占49%,近年来,随着人们对资源短缺、地球温暖化问题的高度重视,各种矿物燃烧后排放CO2的回收、固定、利用及再资源化问题将成为21世纪最为重要的环境和能源问题之一。

 

  中国石油锦州石化分公司在八五期间,建设了20 000 m3/h焦化干气制氢装置,副产高纯度CO2100 kt/a,若全部利用这部分资源,5 Mt/a加工量测算,可提高商品率2%,对提高锦州分公司的经济效益和社会效益有重要意义。由于CO2分子偶极距很小,接近于零,是不活泼分子,化学性质稳定,要使CO2进行有机合成反应,必须采用高温、高压、催化等外界条件使分子活化,目前合成的许多产品离工业化还有很大差距,鉴于目前国内外CO2应用的实际情况,并充分考虑东北地区的市场需求现状,仅对公司副产高纯CO2的物理应用进行探讨。

 

1 国内外市场情况

 

1.1 国外CO2的生产和消费

 

  美国是世界上CO2最大的生产国和消费国,共有90余套生产装置,其生产能力为7.45 Mt/a,最近几年消费量在4.50 Mt/a,开工率为60%左右;主要原料为合成氨厂、制氢厂、石化厂、乙醇厂、天然气加工厂副产CO2的回收。美国46.8% CO2用于食品的冷却、冷藏、研磨和惰化,19.5%用于饮料碳酸化,11.0%用于油井、气井操作,9.6%用于碳酸盐、重碳酸盐、青霉素的生产及冷却,4.9%用于焊接、冷收缩装配等金属加工,8.2%用于灭火剂、气雾剂等其他方面。日本CO2生产装置30,生产能力1 165 kt/aCO2生产装置的利用率为56%左右,市场需求量在9001 000 kt/aCO2气体的来源大致有5种:重油脱硫、制氢工厂的副产、合成氨水洗工序的副产、高炉炼铁副产、石化厂副产,酒厂副产。应用领域与美国有较大差别,用于CO2气体保护焊接占44%,碳酸饮料、啤酒占17%,食品冷藏、冷冻为12%,炼钢(转炉复合吹炼技术)8%,铸钢砂型硬化剂4%,其他10%。西欧CO2消费量为1 600 kt/a,其中液体CO280%以上,主要用于饮料碳酸化和食品加工,占68%,其次是焊接为8%,其他占24%。固体CO2大约79%用于运输冷冻,在西欧各国中,德国CO2产量最大,有31家液体CO2工厂,主要利用天然气井分离的CO2。近年来,美国的CO2产量基本上维持稳定水平,日本则以每年8%10%的速度增长,西欧CO2市场今后几年消费增长幅度每年在3%4%

 

1.2 国内CO2的生产和消费

 

  70年代初,我国商业用液体CO2和干冰的年产量20 kt左右;80年代初期,我国合成氨厂、酒精厂开始回收排放的CO2 ,生产规模均在3 000 t/a以下,基本上是自产自用或以销定产,国内CO2产销量不足30 kt/a80年代末期,国内CO2产销量迅速攀升到200 kt/a,市场已经初具规模;进入90年代,随着我国工农业经济的多元化发展,国内CO2需求量呈快速增长,生产能力近600 kt/a,由于市场需求量的快速增长,众多世界气体生产厂商先后投资我国,已形成生产能力或即将投入生产的中外合资或独资的CO2世界各大工业气体公司有:英国的BOC、法国的法液空、美国的普莱克斯、CBI、日本的岩谷以及中国台湾的泾福等。目前,国内市场需求量在500 kt/a左右,按今后几年平均年增长速度15%20%测算,2000年国内的CO2市场需求量将达到760~860 kt/a。近年来我国主要CO2装置建设情况见表1

 

1 国内CO2装置建设情况 kt/a

 

生产厂家

 

原料来源

 

工艺

 

产能

 

备注

 

广东江门市氮肥厂

 

合成氨厂废气

 

三塔变压吸附工艺

 

10

 

西南院技术

 

湖南洞庭氮肥厂

 

合成氨厂废气

 

 

 

10

 

合资

 

川化集团公司

 

合成氨厂废气

 

低压净化、提纯液化

 

4

 

投资400万元

 

广州石化总厂

 

制氢装置副产

 

加压法、分子筛吸附和静置提纯

 

10

 

 

 

广州氮肥厂

 

合成氨厂废气

 

 

 

20

 

 

 

韶钢集团公司石灰厂

 

 

 

变压吸附技术

 

10

 

 

 

茂名高纶公司

 

制氢装置副产

 

低温分馏精制

 

30

 

合资

 

万金塔CO2气田

 

气田

 

 

 

10

 

 

 

山东鲁化集团合成氨厂

 

合成氨厂副产

 

压缩净化

 

15

 

 

 

黄桥二氧化碳厂

 

CO2气田

 

汽化-提馏-吸附

 

10

 

 

 

金东实业公司1

 

环氧乙烷副产

 

低温分馏精制

 

30

 

合资

 

兴化BOC气体有限公司

 

造气排放废气

 

BOC技术

 

20

 

投资2 500万元

 

普莱克斯工业气体有限公司与北京化工实验厂合资

 

 

 

PRAXAIR技术

 

32

 

合资,投资800万美元

 

美国普莱克斯公司独资

 

鹰山石油化工厂排放的工业尾气

 

PRAXAIR技术

 

30

 

独资,投资800万美元

 

上海焦化有限公司和德林德公司合资

 

焦化脱硫脱碳塔废气

 

林德公司技术,经提浓,压缩,净化液化

 

60

 

 

 

BOC公司2

 

化工厂废气

 

BOC技术

 

10 x 7

 

 

 

注:1)由上海石化股份公司、岩谷产业株式会社、岩谷瓦斯株式会社合资;

 

  2)在抚顺,大连,迁安,胶南,兴平,资江,青岛各有一套。

 

 

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