己二酸装置实施CDM项目的实践与技术分析

1、辽化公司科协自然科学2010年度学术论文评审表作者姓名徐天祝工作单位尼龙厂己二酸车间职务工艺高工职称工程师论文摘要介绍了辽阳石化如何利用新技术对己二酸装置生 产过程产生的N2O气体实施减排，并对不同N2O减排工 艺路线的进行对比分析。对辽阳石化N2O减排装置的减 排方案、减排效果进行了详细的技术经济分析，同时 对CDM项目如何实施进行了细致的阐述。评 审 意 见组长签字年月日己二酸装置实施CDM项目的实践与技术分析作者单位：辽阳石化分公司尼龙厂作者姓名：徐天祝呈报时间：2010年8月1日目 录错误！未定义书签。 TOC o 1-5 h z 作者简介4论文摘要4己二酸装置实施CDM项目的实践与技

2、术分析4一、N）气体减排与CDM机制4二、己二酸装置N2O减排工艺分析对比5三、辽阳石化N2O减排装置的经济技术分析6四、减排装置建设与CDM项目开发6五、实践中的主要技术及运行问题剖析8六、结论9参考文献：9作者简介作者徐天祝，男，出生于1978年7月8日，2001年毕业于抚顺石油学院精细化工专业， 大连理工大学化学工程专业在读研究生。现任尼龙厂己二酸车间工艺高工，负责技术方面的 工作。曾参加过本单位多项技术攻关。联系方式：辽阳市宏伟区石化路3号，邮编：111003，电话：5157087。论文摘要本文介绍了辽阳石化如何利用新技术对己二酸装置生产过程产生的N2O气体实施减排，并对不同N2O 减

3、排工艺路线的进行对比分析。对辽阳石化N2O减排装置的减排方案、减排效果进行了详细的技术经济分 析，同时对CDM项目如何实施进行了细致的阐述。关键词：己二酸催化分解减排己二酸装置实施CDM项目的实践与技术分析辽阳石化共有两套已二酸生产装置，累计产能超过14万吨/年，每生产1吨己二酸约产生 0.27吨的N2O气体。由于N2O不易被回收处理的特性和技术手段的限制，在2008年实施减排前 己二酸生产过程产生大量的n2O气体未能得到有效处置而直接稀释排放。一、N2O气体减排与CDM机制1997年12月于在日本京都通过的京都议定书的主要内容是限制和减少温室气体排 放，N2O是京都议定书中规定的6种温室效应

4、的气体之一，其增温能力是CO2的310 倍。其规定的首个减排期为2008年-2012年。CDM机制即清洁发展机制，是京都议定书 中引入的三个灵活履约机制之一。CDM的主要内容是发达国家可以通过提供资金和技术的 方式，在削减成本较低的发展中国家开展项目级的合作，通过项目所实现的经核准的减排量 CERs，用于发达国家缔约方完成在京都协议书下的减排义务。即在此期间发展中国家 的减排成果可以通过减排指标交易的形式向发达国家进行出售。辽阳石化2007年开始建设 规模为4.1万吨/年的N2O减排装置，并于2008年3月中旬开车成功。二、己二酸装置N2O减排工艺分析对比2.1高温分解法囹该法为日本旭化成自2

5、000年以来在其12万吨/年己二酸生产装置中使用的方法，该法的 应用使该装置N2O的排放量减少了90%。该方法在1000r和1. 5大气压下使n2o分解为n2、 02和no2。用热交换器回收反应放出的热量，使用吸收塔吸收分解生成no2, no2最终转化 为硝酸。该法可以更有效回收硝酸，且不使用催化剂、操作费用及耗能低，但操作温度过高、 设备耐高温要求高。2.2催化分解法囹意大利Radici公司在Novara己二酸生产装置中采用了催化分解工艺装置。德国BASF也开 发出了专用的催化剂，辽阳石化在N02减排装置采用BASF的催化分解工艺。催化分解工艺 可以将N20分解为N2和02,该方法的N20分

6、解转化率一般95%以上。该方法使用特殊的金属 催化剂，在450-750r和0.1-0.3MPa的条件下进行，含N20尾气经过催化剂床层的分解转化 实现减排。2.3环己醇吸收氧化法囱以环己醇为吸收剂，吸收处理己二酸生产过程中的N2O废气，吸收率达99以上。在吸 收过程中环己醇得到初步氧化生成一系列中间产物，其主要成分为环己酮、亚硝酸环己酯和 硝酸环己酯，这些中间产物继续用硝酸氧化同样生成己二酸，并且可以节省硝酸10-18%。 2.4制备苯酚法【2、4以N20为氧化剂进行苯气相氧化合成苯酚，这是最近几年开发出来的新的生产苯酚的技 术路线。而且生产出的苯酚经加氢反应生成环己醇，重新返回生产系统，使己

7、二酸生产形成 理想的无污染的循环网络，具有很大的经济效益和环境效益。俄罗斯布莱斯克夫催化剂研究 所应用铁修饰zSM5或合成FeZSM5分子筛催化剂，取得了突破性进展，1994年美国蒙 山都公司与该所合作在佛罗里达州Pensacola己二酸装置进行工业试验，l996年试验成功。 2.5技术特性分析表1四种减排工艺的技术特点对比方法优点缺点高温分解法1、可以有效回收硝酸2、不使用催化剂3、操作费用及耗能低1、转化率偏低2、操作温度高3、设备耐温要求高催化分解法1、分解转化率高2、工艺流程短1、使用催化剂2、不能回收硝酸3、操作条件适中环己烷吸收氧化法1、吸收率高2、可以继续生产己二酸1、中间产物多

8、分离难度大2、工艺流程复杂制备苯酚法制备苯酚，并进一步生成己二酸工艺路线复杂、技术开发时间短三、辽阳石化n2o减排装置的经济技术分析辽阳石化的N2O减排装置属于清洁环保型装置。工业上还有其它的方法来实现N2O分解 或转化，有的方法可以利用N2O为原料生产其它化工产品或回收制备硝酸。该装置在最终锁 定催化分解工艺路线前充分结合自身特点，综合考虑了多方因素。该装置从技术经济角度分 析具有如下优点：3.1技术成熟，投资少、见效快同其它技术手段和工艺路线相比，N2O催化分解技术已经发展得相对成熟，德国BASF 的催化技术和研发实力也为该工艺的实施提供了有力的技术保证。此外装置的工艺路线短、 关键设备少

9、，因此装置投资少、建设周期短。同时CDM中规定的第一个减排义务期为2008 年至2012年，早日建成投产和通过核查就意味着能更早获得减排收益。3.2转化率高，运营成本小催化分解技术的另外一个亮点就是转化率高。根据有关资料报道，其它方法的N2O转化 率或吸收率一般在90%左右，而催化分解工艺的转化率的保证值在95%以上。而从辽阳石化 N2O减排装置目前的运行情况来看转化率基本在99%。对于相同的N2O排放量而言，分解转 化率高则减排量提升，不仅对环境有益而且可以增加减排收益。减排装置主要能源消耗为压 缩机消耗的电能，而装置副产蒸汽的收益在很大程度上可以抵消耗电成本。因此装置最主要 的运营成本为更

10、换催化剂的费用。3.3操作条件适中，建造和维护难度小。工艺的操作温度、压力等条件相对其它工艺相对低一些。因此关键设备的制造可以再国 内完成，建成后装置维护的难度小。四、减排装置建设与CDM项目开发4.1辽阳石化N2O减排装置概述辽阳石化针对己二酸装置N2O气体排放而配套兴建的N2O减排装置，于2。8年3月建成投产，采用的是德国BASF的催化分解技术和德国SETULER公司的工艺包。NO气体经减排 2装置进行催化分解反应后生成对大气无害的N2和02。在消减N2O的同时，NOx经过氨还原催化分解反应也进行了减排，NOx被分解为氮气和水。反应方程式如下：N2O(g) - N2 (g)+0.5O2 (

11、g)+Q14NO(g)+4NH3 (g)+O2 (g) 4N2 (g)+6H2O(g)+Q22NO2 (g)+4NH3 (g)+O2 (g) 3N2 (g)+6H2O(g)+Q3表2减排前后气体的组成i组分体积分数/%流量/(kg/h)减排前减排后减排前减排后N 247.4274.693930.9323268.64NO 238.40.545000.0266.50NOx0.014.00O 25.6420.44534.537275.67Ar0.5058.93CO0.270.0822.7523.85CO 26.061.75788.87854.78HO 22.49500.07C 150.04未知气体1

12、.67合计10010010339. 1232193. 534.2 N2O减排装置的CDM项目的开发与实施辽阳石化N2O减排装置实施减排属于政府间、企业间的多边合作。该项目的实施要经过 复杂的审批和核准程序。联合国CDM执行理事会于2007年11月30日正式批准该项目作 为清洁发展机制项目。辽阳石化n2o减排项目的开发与实施的程序如下：1)项目设计；2)项目参与方国家批准；3)项目审定；4)注册；5)检测、核查和认证；6)签发经核证减排量；7)进行交易；8)收益分配。五、实践中的主要技术及运行问题剖析5.1保证催化剂活性和分解转化率N2O减排催化剂的运行状态直接决定了 n2o的分解转化率。通过稳

13、定原料气的入口温度 及浓度的控制、避免高温失活等有效手段来保证催化剂的催化活性和分解转化率。5.2保证检测、数据采集和减排量计算n2O减排装置在减排的同时需要通过减排交易来实现减排收益。减排量需要严格按照方 法学的要求进行计算，计算出的减排量需要通过第三方核查后方可生效。因此要保证所采集 检测数据的准确性，并且对相关数据进行妥善保存。5.3保证己二酸装置的稳定运行n2O装置的原料气来自己二酸装置，己二酸装置的工艺处理和负荷改变极易造成原料气 浓度波动、影响减排反应的稳定。通过稳定己二酸装置负荷、及时调整进气浓度等有效手段 在减少和避免己二酸装置工艺调整对减排装置造成的影响。六、结论辽阳石化尼龙厂己二酸装置N2O减排项目，已成为国内最大的减排装置之一。自2008 年3月运行以来，通过工艺优化和稳定运行，辽阳石化己二酸装置排放废气中N2O的体积 分数由38.4%下降为0.54%、分解率可达到99.0%，最大限度的保证了分解转化量和极为可 观的减排收益。参考文献：1、张元礼，康晓琴，庄克臣等。凡0减排装置