100二甲醚项目建议书

某集团有限公司100万吨二甲醚项目建议书二六年六月二十日1企业性质有限责任公司法人代表董事长总经理项目负责人副总经理高级工程师地址电话传真邮编2目录1、项目建设的目的和意义32、产品市场预测分析73、产品方案和产品指标计划144、工艺技术方案155、原材料、燃料和动力的供应216、建厂条件和厂址初步方案227、公用工程和辅助设施初步方案238、环境保护249、工厂组织和劳动定员估算2510、项目建设计划2611、投资估算和资金筹措方案2712、经济效益和社会效益的初步评价2713、结论与建议3131项目建设的目的和意义11企业概况某集团有限公司是一家综合性化工企业。公司地处，该地区工业经济发达，公司所处位置交通、运输极为便利，以铁路、高速公路、国道和海运码头为主体的交通、运输设施为公司发展提供了极其高效、合理的运输条件。公司占地面积900亩，拥有员工2380人，其中各类专业技术人员380人。企业总资产56亿元，银行信用等级“AAA”。公司前身是70年代建厂的国有企业，99年10月进行了企业改制组建为某集团公司。公司主要产品年生产能力10万吨合成氨，1万吨甲醇，30万吨硫酸钾复合肥，10万吨系列专用复合肥，20万吨硫酸及配套3000KW余热发电、3万吨液体CO2、9万吨盐酸、3000万平方米纸面石膏板，1000吨钒系列催化剂，以及磷肥、工业氨水、塑编、印刷、建材等涵盖化工、能源、建材三大领域十几个产品。企业通过了ISO9001质量体系认证和ISO10012计量体系认证，拥有自营进出口权。2005年公司实现销售收入46亿元，利税4200万元，其中利润2800万元。集团在全国设立了280多个总经销网络，产品销往全国24个省、市、自治区。目前，某集团公司是全国重点磷复肥生产企业、省复合肥料明星企业、市百强民营企业和市重点骨干财源企业；市AAA级信誉企业和潍坊市百家农资经营诚信单位；。主导产品集团公司今后的发展思路培强做大传统化肥产业，建设国家重点新能源生产基地。在今后五年内,投资重点放在新能源化工,培植企业新的经济增长点。在五年内，各主导产品生产、销售能力有较大的飞跃，二甲醚100万吨，甲醇30万吨，复合肥50万吨、硫酸60万吨、合成氨20万吨、盐酸30万吨、新型建材5000万平方米、发电5亿度，涵盖化工、建材、能源三大领域二十多个产品，实现年产值65亿元，利税过10亿元的目标。412项目建设的必要性和依据121发展新能源的重要意义能源是国民经济发展的基础，从能源消费总量来看，我国已是仅次于美国的世界第二能源生产与消费国，世界第一煤炭生产与消费国，世界第三石油消费国。我国石油资源贫乏，从1993年起，我国已从石油出口国变为进口国，且这种石油短缺状况逐年加剧，2003年我国石油消耗29亿吨,其中进口石油高达11963万吨，超过1/3的石油消量从国外进口。预计到2010年，我国石油进口量将达到15000万吨，根据国研中心的研究报告，到2020年，中国的石油需求量的下限为45亿吨，上限为61亿吨。而预计届时国内的产量只有18亿到2亿吨，这就意味着中国石油对海外资源的依存度至少将达到55以上，与目前美国58的对外依存度大体相当。我国石油的需求将严重不足。中国能源安全问题已成为国家十分棘手和亟待解决的问题。作为世界上人口最多的发展中国家，我国能源的开发利用面临着经济发展和环境保护的巨大压力，能源需求的日益增大已经成为我国保持可持续发展的关键。据国际原子能机构预测，到2030年间，全球新增资源需求的21来自中国。2005年我国石油进口依存已接近44，到2020年我国石油供应的一大半将依赖进口。鉴于我国煤炭资源丰富，油气资源有限，天然气资源分布较为分散、距用能中心较远，管网系统很不发达，可再生资源在总体能源平衡中不可能占较大份额等国情，如何合理利用我国的能源资源尤其是煤炭资源，充分发挥地区、企业的优势，加快新型的清洁能源载体的发展已成为关键。作为发展中国家，中国的经济要在30年内保持高速发展,中国的人口将在30年后达到顶峰,中国的石油将越来越依靠进口,中国的环境随着经济的发展仍然在不断恶化,由上述情况引起的中国的资源环境与人口增长、经济发展之间的矛盾,在21世纪的前30年内,将是对整个中华民族的最为严峻的挑战。一旦可持续发展的问题在此之前没有解决,整个国家的资源和环境系统将要造成很难逆转的严重后果而中国的环境问题,5在很大程度上取决于能源的利用。发展可靠的清洁能源,是一个十分紧迫的战略任务。当前,中国的能源以煤炭和石油为主,天然气的产量近年来有很大的增长。煤炭直接燃烧,所排放的大量硫化物、氮氧化物、烟尘和二氧化碳,是中国目前的主要污染源石油炼制的油品虽然比煤清洁,但是中国石油资源已经不可能满足需求,品质也逐渐降低,含硫量不断升高,给炼制高质量汽油、柴油也带来很大困难。2000年中国净进口原油7000万吨,成品油2000万吨,接近需求总量的30,除了耗费大量外汇外,也为中国的能源安全问题敲响了警钟。鉴于中国的国情是煤炭资源丰富油气资源相当有限天然气和煤层气的资源分布较分散,距用能中心较远,且目前的管网系统很不发达几十年内可再生能源在总体能源中不可能占很大份额。因此,如何合理利用中国的能源资源尤其是煤炭资源、寻找新型的清洁能源载体已经迫在眉睫。122项目提出的依据中国能源结构和迅速发展的国民经济之间的矛盾日显尖锐，在中国最重要的近30年时间里,迫切需要的是一种技术成熟、经济性好,既可大规模运用,排污又较小介于石油天然气和氢能之间,环境可以承受的燃料,这就是二甲醚。煤制二甲醚燃料适合我国能源现状，对于中国未来能源战略具有重要意义,不仅仅在于它的资源优势和环保特性,可以在保证我国能源安全的同时,将环境危害降到极低还应是中国未来能源技术赶超世界先进水平、跨越式发展的最有前途的领域。替代燃料的开发、发展，多少科学家一直在为之奋斗，甲醇制二甲醚的开发研究属国家“八五”科技攻关项目，并取得了成功的研究。发展“二甲醚经济”受到我国党和国家领导人的高度重视，近几年，我国在此方面也有了较快的发展，甲醇、乙醇掺烧或单独作燃料已经较成功的应用，而甲醇衍生产品二甲醚依其优越的物化性能倍受生产商和消费者的关注，作为燃料乙醇汽油的问题是粮食有限成本过高，甲醇则因毒6性让人敬而远之，二甲醚作为替代能源渐显优势，得到了世界各国的广泛重视。我国有丰富的煤炭和天然气资源，以煤或天然气为原料采用自主开发与引进相结合生产二甲醚，建立清洁能源基地，减少环境污染，是综合解决能源问题的新途径。从煤炭、天然气、煤层气和生物质制得洁净的二次能源二甲醚能广泛用于汽车、小型热电冷联供、发动机热泵、大型燃气轮机、燃料电池及家庭灶具、热水器等。据悉，这种传统能源的补充产品已经在我国生产，用二甲醚驱动的汽车等也已经在上海研制成功，并已投运近一年，使用效果较好。二甲醚在我国的发展，将以替代民用液化石油气（LPG）和替代柴油作为汽车燃料为切入点，刺激国内的二甲醚生产与应用，预计在510年内有望成为我国能源经济的主要支柱之一。甲醇、二甲醚的生产工艺与合成氨生产基本相似，对我公司是一个较好的选择，可以发挥从事煤化工合成氨生产管理经验丰富、技术力量充足的优势，同时达到三废综合利用热电联产的更优组合。在今后几年内，国内甲醇生产能力将迅速增加，主要集中在煤炭产区，我省煤炭产能有限，但可预期对二甲醚需求将非常旺盛，二甲醚由于难于运输，在煤炭基地加工为二甲醚将由于其运输条件限制是不现实的，但可通过异地购进煤炭产区过剩的甲醇在二甲醚市场所在地直接加工生产二甲醚，另外，陕西、山西和内蒙等地正在酝酿将煤炭转化为甲醇利用管道输送到东部地区，也将为我们利用甲醇加工生产二甲醚提供有利条件。如果条件不具备，我公司拟在离我公司仅有10公里的火车站建设储存罐区，铺设10公里甲醇输送管道直达我公司二甲醚产区。所以在今后一个相当长的时期内，通过异地购进甲醇加工生产二甲醚是我省的首选之举，可减少煤炭加工为甲醇对我省煤资源的依赖和环境压力。2产品市场预测分析21二甲醚的性质及用途二甲醚（简称DME）是一种无色、无毒基本无味的产品，腐蚀性小，常温下蒸汽压为05MPA，具有与液化石油气（LPG）相似的物理性质，7对大气臭氧层无损害，在大气对流层中具有可降解性。它具有广泛用途，可用于化妆品、制药、染料、气雾推进剂、制冷剂等行业，也可用做燃料。随着石油连年涨价和车用、民用燃料环保问题的提出，以煤为原料生产的二甲醚作为洁净环保燃料，日益引起各界关注。二甲醚的挥发性好，有效的克服了甲醇燃料不易点燃、需空气充压、外加预热器及安全运输等方面的缺点。作为燃料燃烧性能好，热效率高，燃烧过程中无残渣、无黑烟，CO、NO排量低，无有害苯排出等优点。大力发展推广醇醚性燃料替代柴油、汽油已被国内有识之士多次呼吁，全国人大也向国务院提报了建议书，国家主要领导人在短时间内多次批示，国家发改委正在研究制定促进二甲醚用以缓解汽柴油供应紧张的政策措施。近年来许多国家和跨国公司均认为二甲醚是极好的柴油和液化石油气的替代燃料。二甲醚以2030比例添加到液化石油气当中，其二甲醚与液化气的替代比几乎为11，当单独使用二甲醚作为燃料时二甲醚与液化气的替代比大约为131。几种燃料性能比较二甲醚DMECH3OCH3柴油CNH18N液化石油气C3H8天然气CH4甲醇CH3OH低热值MJ/KG288425463500195液体粘度KG/MS01524015液体密度KG/M3668840501720162790十六烷值55385310105沸点2518036043162658理论空燃比KG/KG9014615617265自燃温度235250470650450价格参考值元/T4000560041002360通过上述性能比较表可以看出二甲醚具有较强竟争力和应用领域。洁净的二次能源二甲醚能广泛用于汽车、小型热电冷联供、发动机热泵、大型燃气轮机、燃料电池及家庭灶具、热水器等。将二甲醚加进汽（柴）油中，可提高油品的辛烷值（十六烷值），具有明显的燃烧经济性，不仅改善车辆的冷启动性和加速性能，而且降低尾气排放，尾气排放达到欧III标准。以二甲醚为基础原料配制的环保制冷剂，具有无毒无害、安全可靠、化学性能稳定，单位容积制冷量大，流动阻力小，在常温和低温范围内压力适中，热效率高等优点，是一种很有前景的氟利昂长期性替代物。几乎与此同时，环保型“绿色制冷剂”的市场需求量越来越大，尤其是汽车空调制冷剂（俗称“雪种”），是汽车空调的重要冷源。随着我国加入WTO，“安全、可靠、舒适”是汽车工业发展的方向，而汽车空调是提高汽车档次和市场竞争力的不可缺少的一部分。目前汽车空调制冷剂市场还没有规范的管理体系，处于逐步完善阶段，正朝着环保节能型方向发展。我国政府在加入修改后的“蒙特利尔议定书”后，2005年起已停止生产CFC类氟利昂。因此必须加快“绿色制冷剂的研究和生产”。据制冷协会的不完全统计，我国每年制冷剂（还不包括各种气雾剂、发泡剂、灭火剂等在内）的消耗量约50万吨，总值约280亿元，仅汽车空调制冷剂的消耗量占整个市场的40，而且今后还在不断增加，巨大的市场潜力和新技术的交叉渗透为二甲醚开辟了广阔的发展空间。二甲醚应用领域的简要介绍1用于生活炊事、采暖，经大量测试,用DME替代LPG液化石油气9在排放和燃烧效率方面都优于后者,只要价格有竞争力,大量的替代是比较容易的,因为LPG的原有基础设施少加改造可以用于DME。DME与LPG掺烧不但降低了LPG的成本，而且燃烧效果更好，火苗不冒黑烟、罐内不留残液。掺烧比例可达25左右。2用作燃气轮机的燃料经过BPBRITISHPETROLEUM和GEGENERALELECTRIC公司合作的严格测试证明,DME用于燃气轮机是一种极好的燃料,燃烧性能和排放性能近似于天然气,优于柴油,此项目应用现已在世界上逐步推广。3作为分布式电热冷联供系统的燃料，例如可用于微型燃气轮机MICROTURBINE的发电,其余气可排入余热锅炉,用于供热或供冷。分布式电热冷联供是当前世界上迅速发展的领域,可提高能源利用率和可靠性。这一技术正与迅速发展的INTERNET网络技术紧密结合,把大量的分布式装置组成一个虚拟电厂。4替代柴油这是一个最重要的领域,因为柴油是中国油品中用量最大,也是目前缺口最大的燃料。目前的柴油机已难以满足环保要求,尤其是城市环境的要求。其出路除了柴油机缸内过程的改进外,用超清洁替代燃料是一个重要方向,也是不可逆转的趋势。可从不同原料如石油、煤、生物质原料、渣油或石油焦生产出的DME或甲醇,将使中国液体燃料经济在以石油为基础的燃料和由其它超清洁燃料代用之间有一个稳定、安全和经济可靠的平衡。这种做法不仅可以适合近期、中期、远期的市场需求,同时对环境的不利影响最小。5应用到机械制造的割炬气上，比用乙炔气切割缝窄且光滑。6作为高附加值化工产品的中间原料,如可用于生产醋酸。7作为制冷剂氟利昂的理想替代产品，有较好的发展空间。上面7点用途中,对中国来说,以1和4两点最为重要。DME相对甲醇来说,其突出优点是无毒性和无腐蚀性,对发动机和燃油系统的密封、垫片材料以及金属的不利影响要小得多。柴油机用DME作替代燃料后,通过西安交大详细测试有以下优点同样的发动机功率可提高16,热效率提高23个百分点所有工况10下基本做到无烟运行,即无可见微颗粒排放NOX排放是燃用柴油的60以下气缸中燃烧温度低HC/CO的排放亦下降40左右气缸中工作压力下降,从而使工作时噪音下降1015分贝,对气缸的强度要求也相应降低替代后,尾气能满足欧标准,并有进一步降低排放满足欧IV标准的潜力。22中间产品甲醇的用途及供需情况甲醇是基本有机化工原料之一，可直接作为汽车燃料使用，是一种良好的液体燃料，又可以直接合成含氧化工产品，生产甲醛、醋酸、醋酐、甲酸甲酯、甲基叔丁基醚、甲醚等系列产品近百种。利用甲醇生产二甲醚的生产技术国内已实现产业化。在19921996年的五年间，世界甲醇出现了有史以来发展较快的一年，总生产能力年均增长率达49，产量年均增长率71，总消费量年均增长率67。甲醇获得高速发展的主要原因，在于全球性汽油无铅化对甲醇羰基化MTBE需求的快速增长，以甲醇羰基化法制醋酸新工艺建厂也在迅速发展。在19972000年的四年间，全球甲醇的产消量情况和增长趋势虽比前一年有所下降，并出现过供过于求的现象，但其总生产能力、产量和消费量的平均增长率仍保持较高水平，分别为45、29和29。美国化学市场联合会认为，20022006年的五年间甲醇价格将以年均45的速度上升，甲醇需求将以年均23的速度上升，下表列出19972010年世界甲醇供需态势。19972000年世界甲醇供需情况及20012010年的市场预测如下项目1997年1998年1999年2000年2001年2005年2010年总生产能力，万吨31981339513497637781384114294050990原料结构，天然气907908911914918液态烃676765636011煤其它2625242322总产量，万吨25913269562800128892298353481042260开工率，810794801765777810829总消费量，万吨25871269562800128892298353481042260消费构成，甲醛362359353353353DMT1313131313醋酸7275828188MTBETAME269271271273270MMA3030302928汽油燃油2827272624溶剂4040403938其它181185184186186由上表可以看出，虽然世界甲醇供需成平衡或供过于求的势态，但出于其重要用途，被大多数生产企业看好，市场竞争十分激烈。一方面是关闭一些经济不好、技术落后或原料结构不佳的工厂，一方面又在新建一些具有原料技术优势的甲醇装置增强市场竞争力。CMAI的预测是，2000年及以后的甲醇生产会出现供不应求的局面，从长远的观点来看，除现有的甲醇下游产品发展之外，甲醇还可能有一些新需求，如燃料电池汽车的开发、甲醇直接用作机动车辆的燃料，以及用甲醇直接生产烯烃等，将甲醇的生产需求推向一个新的境界。随着发展中国家环保意识的增强，MTBE的需求量将快速增长，羰基合成醋酸等先进生产工艺的推广，也将大力推进发展中国家的甲醇消费，预计将来世界甲醇产量将会出现持续增长的发展趋势。九十年代以来，我国甲醇工业发展迅速，1991年甲醇生产能力尚不足100万吨，到1999年全国甲醇生产能力已接近230万吨，这期间相继投产了几家10万吨年以上规模的甲醇厂。目前国内正在建设的甲醇12项目总生产能力约60万吨，主要集中在西南和西北富含天然气的地区，今后以上两地域将成为我国商品甲醇的主要供应地，据统计，2000年甲醇消费领域及消费量主要有以下方面甲醛328万吨、农药23吨、醋酸15万吨、MTBE328万吨，DMT328万吨。甲醇最大市场仍是用于生产其衍生物，今后仍将具有强劲的增长势头。近期我国的甲醇供需较好，从长远来看，甲醇市场仍然看好，需求将继续增长，预计到2010年国内甲醇的生产能力将超过2700万吨，国内甲醇需求量在2400万吨左右。我国主要生产厂生产能力见下表序号厂家名称能力（万吨年）备注1四川维尼纶厂202上海焦化集团有限公司183河南义马气化厂164陕西榆林天然气化工公司205安徽淮化集团公司66吉林化学工业公司67大庆油田甲醇厂168哈尔滨气化厂209大连化学工业公司610陕西长庆油田甲醇厂611青海格尔木炼油厂1012南京化学工业公司1513福建三明化工集团公司514河南蓝天集团公司7015河南濮阳甲醇厂1016湖北中天集团417浙江巨化集团公司1018河南淇县华源化工有限公司519河南安阳化肥厂520云南天然气化工厂1013序号厂家名称能力（万吨年）备注21四川江岫甲醇厂1022山东鲁南化肥厂102003年5月7日和12日中国化工报刊登化工专家聚会消息和能源专家的文章说“煤替油”志在必得，敢问汽车喝点甲醇如何。都阐述了燃料甲醇的开发和应用前景。中国石油资源有限，剩余探明可供开采的资源仅为20多亿吨，目前的年产16亿吨已基本达到顶峰。从国家能源安全角度出发，必须寻找石油替代能源。中国是一个富煤、缺油、少气的国家已探明煤炭资源占一次性地下能源96的现实，使煤炭处于基础能源的重要地位。大力进行能源结构的战略性调整。发展以煤为主的绿色新能源甲醇、燃料甲醇、二甲醚和煤化工下游产品以及醇醚汽车产业，并由此形成完整的产业链，不仅可以保护环境，还可以确保国家100年以上的能源安全，不仅十分必要而且迫在眉睫。23二甲醚的市场发展需求甲醇作为基础原料产品近年来全球消费稳定增长，据统计2004年全球甲醇消费量超过了3350万吨。从2001年到2004年的年平均增长速度在36。在近两年强势的能源价格支撑下，全球石化产业处于景气周期，甲醇行业也处在健康良性的发展轨道上。据统计，2005年我国的甲醇消费量已超过600万吨。二甲醚目前世界总生产能力（未含中国）约为26万吨/年，产量约18万吨。我国目前DME的消费主要集中在气雾剂、化学品中间体以及燃料方面。DME替代液化石油气（LPG）作民用燃料，是DME最容易发展的途径。随着我国人口不断增长与城镇人口的发展，液化石油气消费量将不断增长。从1997年消费量是10097万吨到2004年消费量增至209703万吨，七年时间消费量翻了一番还多，平均每年增长2154。预计2015年与2020年需求量将达到3500万吨与4100万吨左右，其缺口量是1000万吨与1200万吨。二甲醚以2030比例添加到液化气中，其二甲醚与液化气的替代比几乎为11，单独燃烧二甲醚时，二甲醚与液化气的替代比约131。20世纪90年代以来，中国汽车工业发展很快，年均增长127，据统计，仅北京市就14有100多万辆汽车，全国拥有量不少于3000万辆，按每辆每年烧油两吨计，就得6000万吨汽（柴）油，而我国2002年进口石油达7000万吨，据预测，到2020年全国的汽车保有量将达到115亿辆，因此二甲醚作为能源替代品有较大的空间。二甲醚作为汽柴油代用品国家发改委已开始大力推广，该产品以其优良的环保性和经济性已步入发展快车道。预计到2010年二甲醚的的的需求量700万吨左右，而现在的产能不足20万吨，不久的将来，二甲醚将成为一种重要的燃料，具有较强的竞争能力和较大的社会效益和经济效益。24产品价格初步预测根据现在煤炭价格情况和生产消耗计算，甲醇的工厂成本约每吨1865元左右，二甲醚的工厂成本用自产甲醇每吨在2873元左右、用外购甲醇每吨在3358元左右；根据柴油、石油液化气现行市场价格，二甲醚的销售价可在4200元/吨左右。3项目方案和产品指标计划31项目建设方案介绍新上年产100万吨二甲醚项目，配套甲醇30万吨，满足前期工程原料供应，同时建设两台75吨/时循环流化床锅炉、1台55吨三废混燃炉，所产蒸汽为压力38MPA（G）温度450的过热蒸汽；生产系统余热回收的高压蒸汽并入发电蒸汽管网，配套1台12MW抽凝式汽轮机带发电机组和1台12MW背压式汽轮机带发电机组，抽出低压蒸汽并入甲醇、二甲醚生产系统蒸汽管网。项目占地面积20万平方米，需新增生产车间等建筑面积4万平方米，新增气化炉、空分装置、球磨机、脱硫塔、脱碳塔、合成塔、精馏塔、转化塔、流化床锅炉、发电机组、循环水装置等主要生产设备500台（套）。项目实现煤的本地化，采用国内成熟的煤种适应广泛的德士古水煤浆气化炉、NHD脱碳、三级独特脱硫、低压绝热等温混合合成甲醇新工艺；粗甲醇气相催化脱水制二甲醚新技术，技术已达到世界领先水平；建设流化床锅炉配套系统余热回收综合利用，实现热电平衡。15本项目计划建设期为五年，分三期完成一期工程建设10万吨二甲醚、15万吨甲醇配套12MW发电装置,建设期2年；二期工程达到30万吨甲醇和40万吨二甲醚生产能力，配套12MW发电装置,建设期2年；三期工程利用异地购进甲醇加工生产二甲醚60万吨，建设期一年。项目计划总投资15亿元，其中固定资产投资13亿元,项目流动资金2亿元。一期工程固定资产投资52亿元，二期工程投资54亿元，三期工程投资24亿元。32产品质量标准321中间产品甲醇质量外观无色透明产品纯度99本工艺生产成品精甲醇，其规格符合国家标准GB33895质量要求，优质品达90以上。产品质量标准指标项目名称优等品一等品二等品色度（铂、钴）号555密度（20）G/CM30791079207910792温度范围（PA）03沸程（包括74601）031015高锰酸钾试验MIN503020水溶性试验水份含量010015酸度以CHOOH0001500030005或碱度以NH3计000020000800015羰基化合物以CH2O计000200050010蒸发残渣含量000100030005322二甲醚产品质量外观无色透明产品纯度99164工艺技术方案41二甲醚生产工艺技术411技术概况我公司二甲醚生产装置采用西南化工研究设计院研发成功的甲醇气相催化脱水两步法工艺技术。“甲醇制二甲醚开发研究”属于国家“八五”科技攻关项目。该院40T/A二甲醚中试研究于1994年初完成，1994年8月在北京通过化工部组织的专家技术鉴定，该技术于1996年获得国家专利（专利号ZL951130285）。“粗甲醇制醇醚燃料（或粗醚）”是国家计委“合成气制醇类民用燃料成套工程技术开发”攻关项目中主要组成部分，民用燃料于1993年3月在北京通过化工部组织的专家鉴定。经多年研究开发，现定型生产的甲醇制二甲醚CN3型催化剂，不仅有较高的活性和选择性，而且具有较高的稳定性。采用该单位技术的第一套以粗甲醇为原料的燃料二甲醚工业装置（10KT/A），于1994年1月在河南沁阳建成投产；第一套以精甲醇为原料的气雾剂级二甲醚工业装置（225KT/A），于1994年11月在广东中山建成投产。两套装置均一次开车成功，各项技术指标均达设计要求，投产当月即通过考核验收。二步法生产工艺成熟，装置适应性广，后处理简单等特点。先由合成气制取甲醇，然后将甲醇在催化剂下脱水制取二甲醚。以前主要采用硫酸作催化剂，现在大多采用由AL2O3/SIO2制成的ZSM5分子筛作催化剂，性能优良，选择性好，故能制备出高纯的二甲醚，还能避免污染。目前国内二甲醚技术研发单位主要有山东久泰化工科技股份有限公司、清华大学化工系、兰化公司研究院、浙江大学、杭州大学催化研究所、中科院大连化物所、太原理工大学、华东理工大学化工学院、化工部西南化工研究院等。国内甲醇制二甲醚生产技术，经多次改进、优化，工艺先进、能耗低、投资低、产品质量好、无污染，处世界领先地位。412生产工艺本装置以甲醇（或粗甲醇）为原料，生产纯度为99的产品二甲醚。化学反应式为2CH3OHH3COCH3H2O17该反应为强放热反应，反应温度太高不利于主反应的转化率，且影响选择性（副反应增加），因此采用冷激式固定床反应器，控制反应温升。本设计采用的催化剂为AL2O3，该催化剂的特点是活性高，选择性好，寿命长。工艺流程简述（1）在反应器内先装入阳离子型液化催化剂，然后按照理论配比将原料甲醇通过水加压输入反应器进行反应，将物料加热到120130，反应器压力升到01MPA,完成酯化、脱水反应。（2）将原料甲醇继续以慢速流量加入反应器内，使反应器温度维持到125左右，釜内压力升到02MPA时一部分水蒸汽和未反应的甲醇随产生的二甲醚气体一起进入冷凝器冷却。（3）在冷凝器内，将二甲醚气体从反应器带来的水蒸气和部分未反应的甲醇蒸汽冷凝后进入回收釜内。（4）未反应的甲醇和冷凝水，进入回收釜内加热，使其温度保持在7095之间，维持一定的真空度，此时甲醇气体携带回收釜内的少量蒸气到冷凝器，使甲醇蒸汽冷凝成粗甲醇送到反应槽。回收釜内留下的物质就是废水溶液，再将这部分废水送入废水处理池处理，达标后排放。（5）二甲醚气体进入洗涤塔除去多余杂质，再进入洗涤塔，通过塔板上的填料层进一步除去水分后进入干燥塔，通过干燥塔进一步除去水分，将此二甲醚气体压缩至04MPA06MPA（表压），经过油气分凝器以除去杂质，冷却到常温即得二甲醚液体。将此二甲醚液体送入提纯塔提纯，经压缩冷却后得到精二甲醚产品。当产品为燃料级二甲醚时，或以燃料级二甲醚为主并生产少量精二甲醚时，可以以粗甲醇做原料。以粗甲醇做原料生产燃料级二甲醚，不增加装置能耗和甲醇单耗，可有效地降低生产成本。下图为工艺流程框图18413技术特点（1）所用催化剂国内研究开发、生产，性能好，活性高，选择性好，使用寿命长。（2）以粗甲醇为原料，可大幅度降低二甲醚的生产成本。（3）反应器采用二段冷激式固定床，催化剂装填容量大，投资低，反应温度适当，副反应少。（4）独特的汽化提馏塔结构和分离工艺，既简化流程、减少投资，又有效地减少蒸汽消耗。42甲醇生产工艺技术421技术简介以煤为原料合成甲醇工艺方案，采用ICI低压法生产工艺，催化剂为CUZNAL的氧化剂，原料气的总含硫量少于01PPM。反应压力为50MPA，反应温度260422生产工艺流程图甲醇生产工艺流程框图付下页423生产工艺流程介绍甲醇生产需设置如下主要工序。现分述如下造气工序本工序的主要任务是生产水煤气，并回收生产过程中气体的余热，水煤气发生炉采用3200MM德士古煤气化炉共2台，1开1备，生产能19力为135万NM3/H水煤气。脱硫工序本装置工艺实现三级脱硫一级脱硫是水煤气在造气工段冷却工序进行部分脱硫，将水煤气中的H2S和SOC脱至50MG/NM3；二级脱硫设在变换之后，通过NHD脱硫、脱碳将变换气中的总硫脱至较低；三级精脱硫是NHD之后，通过固体脱硫剂将产品气中的总硫脱至01PPM以下，确保合成原料气的质量。采用水煤气湿法脱硫、变换气NHD脱硫及固体脱硫剂脱硫相结合，工艺流程简化。变换工序对于合成甲醇而言，水煤气中CO的含量较高、H2含量较低，需将部分CO变换为H2和CO2，以满足氢碳比的要求。在一定的温度下,水煤气中的CO与水蒸汽在催化剂作用下发生变换反应，生成H2和CO2，同时水煤气中的COS在变换过程中也可大部分转化为H2S。本设计采用全气量通过的耐硫低温变换。变换后仍有少量的COS需进一步在中温有机硫水解剂的作用下发生水解反应，使其转化为H2S以便脱除。变换气进入NHD脱碳，经脱硫、脱碳后仍有少量的H2S和COS，采用“夹心饼”精脱硫工艺将其脱除。NHD脱碳、脱硫工序二氧化碳的脱除工艺总体上分为两类，即化学吸收法和物理吸收法（热法和冷法）。化学吸收法主要适用于气体中二氧化碳分压较低，且净化度要求较高的情况，应用较多的有改良热钾碱法、改良MDEA法、空间位阻胺法等。但这些方法溶剂的再生均需要加热，因而热量消耗多，操作运行费用较高。而物理吸收法适用于二氧化碳分压较高的情况，如水洗法、碳酸丙烯酯法、SELEXOL法（国内为NHD法）、低温甲醇洗法、变压吸收（PSA）法等。这些方法的吸收溶剂或吸附剂不与硫氧化物、二氧化碳反应，再生时不需加热，只要降压解吸即可，总能耗比化学吸收法为低。20所以从节能的角度考虑，采用物理吸收法较好。经研究、改进，NHD脱碳过程中对有效气体CO的回收率可达到96以上。本工序的基本流程为来自变变换工序的变换气，经吸收制冷、气液分离器分离出所含的游离水后，进入NHD脱硫、脱碳塔底部，气体先后经过脱硫、脱碳后，原料气中绝大部分H2S、CO2等杂质被脱出，弱脱组分CO、H2、少量CO2等则通过床层从吸附器顶部输出。净化气经后工续精脱硫把关后，进入合成工段。合成工序本工序是以合成气（其主要成份为H2、CO、CO2）为原料，在铜基甲醇合成催化剂的作用下反应生成甲醇的过程。其主要反应式如下CO2H2CH3OH9064KJ/MOLCO23H2CH3OHH2O4802KJ/MOL以上反应均为放热反应，所以在反应器中必须不断移走反应生成热，严格控制催化剂床层温度，防止催化剂过热而发生烧结，失去活性。铜基甲醇合成催化剂适于在200290、40100MPA条件下进行反应合成甲醇。由于CO、CO2与H2合成甲醇的反应转化率相对不高，反应后的气体经冷凝分离出液相产物后，大部分未反应气体需继续循环使用，而将少量气体排放，以控制系统中惰性气体的含量。冷凝分离出来的液相产物（即粗甲醇）除含有甲醇、水和少量的乙醇、甲酸甲酯、二甲醚等有机杂质外，还溶有少量的未反应气体（其中以CO2含量最多）。这些溶解的气体大部分经减压闪蒸脱除，粗甲醇送去精馏工序。低压合成甲醇的反应器主要有多段冷激式如ICI型和等温管壳式如LURGI型，本项目选用了西南化工研究设计院等几家单位合作开发的等温绝热型管壳式反应器，该反应器通过反应管间的沸腾水带走反应放出的热量，通过调整汽包的压力很容易控制反应管内催化剂床层的温度，而且处于这种沸腾水中的催化剂床层温度分布比较均匀，有利于催化剂活性的稳定和延长使用寿命，并能提高生成甲醇反应的选择性；此外，这种反应器还可副产2542MPA中压蒸汽。21甲醇合成塔的大小主要取决于甲醇合成催化剂的装量和系统空间速度要求。精馏工序从合成工序来的粗甲醇中，含有95左右的甲醇，其余为比甲醇沸点低的低沸物及溶解的气体组份如二甲醚、甲酸甲酯、一氧化碳、二氧化碳和比甲醇沸点高的高沸物（如乙醇、丙醇、水）。要获得高纯度的甲醇，就必须对粗甲醇进行精馏，本工序拟采用节能的三塔精馏流程来制取精甲醇产品。在预蒸馏塔中，从塔顶将低沸物除去。在加压塔和常压塔中，从塔顶部获得产品精甲醇。从常压塔釜出来的高沸物中，主要成分是水，还含有极少量的甲醇、乙醇、丙醇等物质，送往三废混燃炉。该工段可根据市场情况决定投运事宜。变压吸附提氢工序为了控制甲醇合成系统中惰性气体的含量，合成工序需连续排放一定量的弛放气。本工序的目的是从甲醇弛放气中提取氢气，返回甲醇合成系统作原料以提高甲醇的产量、降低消耗。目前较常用的方法有变压吸附和膜分离法，但相同条件下膜分离法只能生产约070MPA的氢气，而变压吸附的氢为非吸附相，可生产约220MPA以上的氢气。由于回收的氢气均需加压至530MPA去合成，经计算膜分离法的运行成本比变压吸附工艺的运行成本高4420万元/年（按操作时间7200小时/年，电价04元/KWH计算），如用变压吸附工艺与国外膜工艺比较，只用不到一年的时间即可收回多余的投资；与国内膜工艺比较，也只用一年多的时间即可收回多余的投资。所以在此工艺条件下变压吸附工艺更有优势。变压吸附提氢工艺具有流程简单、投资少、能耗低、自动化程度高、吸附剂寿命长等优点，且操作灵活、经济合理。循环过程由DCS自动控制，装置弹性大，能适应甲醇弛放气气量和组成的较大幅度波动。本设计选用变压吸附提氢工艺。225原材料、燃料和动力的供应51主要原材料、辅助材料消耗量序号名称品种规格年需要量开车需要量来源一原料煤C7860万吨12000吨兖州、淄博二燃料煤4500KCAL/KG15万吨10000吨新泰三化学品1NHD60吨40吨外购四触媒1变换触媒等B303Q等84M384M3外购2甲醇合成触媒C30672M372M3外购3活性炭T101、T1021000M31000M3外购4水解剂T504等100M3100M3外购5保护剂ET3、ET745M345M3外购52水、电、汽等消耗量序号名称单位规格小时用量来源1一次水T/H20600供水系统2造气循环水T/H352700循环水系统3脱硫循环水T/H32900循环水系统4合成循环水T/H3215000循环水系统5电KWH10KV、380V40000变电所6脱盐脱氧水T/H300脱盐水站7蒸汽T/H02MPA06MPA10MPA186合成余热回收、煤气余热回收器、变换余热回收器、汽轮机抽汽236建厂条件和厂址初步方案61建设地点的自然条件和社会经济条件62厂址方案选择的初步意见根据公司的建设计划，本项目的厂址布置在厂区西新征土地上，与原公司连为一体的新征土地约300亩。拟建厂址周围无生活居住区、文教区、水源保护区、名胜古迹游览区、自然保护区等，符合环保卫生防护距离要求。7公用工程和辅助设施初步方案71公用工程初步方案和原则确定新建项目按规划要求，使总平面布置与其适应，并考虑予留发展及施工方便。在满足生产工艺流程，安全消防，管理及维修方便的要求下，同类型的工艺生产装置及辅助设施，尽量结合在一起。布置有利于生产和原材料及产品运输，力求流程短捷流畅，避免交叉。在符合有关规范要求下，布置紧凑，节约用地，力求整体协调，美观。新项目布置在公司北区西新征土地上，充分利用公司公用工程。72辅助设施初步方案和供应情况721项目用水情况装置投产后，平均用水量600M3/H，最高峰用水750M3/H，系统大部分水实现循环利用。公司现用生产水由距本公司2000米的供水点采用1200的管道供给，水压力02025MPA，现有供水余量可完全满足该项目的要求。722项目用电情况24一期工程总装机容量约为32200KW，其中04KV用电设备装机容量约为84047KW。项目完成后装置总的需要容量约为74320KW（折算至6KV或10KV侧），其中04KV侧的需要容量约为15200KW。装置全部建成达产后年耗电量约27500万度，其中动力设备年耗电量约27480万度，照明设备年耗电量约20万度。由于本装置采用了10KV高压同步电动机，因此仅考虑在总变04KV侧设有一定容量的无功补偿装置，而10KV侧不设无功补偿装置，补偿后本装置10KV侧总的功率因数为095。本装置10KV侧单台最大的用电设备为1200KW的球磨电机，04KV侧单台最大的用电设备为600KW的电加热器。73项目土建（建筑与结构）工程根据国家的基建方针，结合各生产装置的使用要求和当地的实际情况，遵循设计合理、实用可靠、经济节约的原则确定工程方案。该工程土建设计系根据工艺生产的特点及要求而进行设计。本工程所有建、构筑物均为新建。土建设计在满足工艺生产特点和使用要求的前提下，尽可能做到技术先进，经济合理。新建区占地面积20公顷新建构筑物占地面积18000M2新建室外设备区及露天堆场占地面积10000M2道路及广场占地面积6102M2绿化面积3810M2建筑系数1980利用系数3940绿化率18908环境保护81在本装界区范围内各主要生产区和辅助生产区的环境特性如下251属一般正常环境的区域有主控楼。2属潮湿环境的区域有循环水泵房、水处理站、造气循环水站、脱盐水站、泡沫消防站。3属粉尘或高温环境的区域有煤堆场、粉浆、造气工序、燃煤锅炉房。4属爆炸危险环境的区域有造气工序、变换工序、净化工序、合成、精馏工序、中间罐区、二甲醚生产系统、制氢工序、成品灌区、锅炉。82拟建项目应执行国家规定的环境质量标准和污染物排放标准（1）工业“三废”排放试行标准GBJ473。（2）工业粉尘排放标准执行GB162971996（3）工业锅炉大气污染执行GB132712001（4）工业企业厂界噪声标准执行GB1234890（5）工业污水综合排放标准执行GB89788883拟建生产装置污染源的位置、所排污染物的种类数量、浓度、排放方式本装置外排“三废”有含甲醇废水、反应尾气、废催化剂。1含甲醇废水来源于脱水反应生成水。经精馏分离后外排，废水中甲醇含量005，可直接排放或送废水处理系统统一处理。每生产一吨二甲醚外排的废水量为400KG，可送三废混燃炉作尾气水膜洗水。2反应尾气来源于副反应生成的不凝气。经吸收分离后，送三废炉燃烧。每生产一吨二甲醚外排的反应尾气量为27NM3。3废催化剂每3年排放1次，约100T/次，可返回生产厂家回收利用。84拟建项目初步环境影响分析本项目主要污染为少量气态污染。主要污染物是二氧化硫、二氧化碳、粉尘、烟尘等。烟尘、粉尘也主要来锅炉和原料工段，经过有效的治理，可以达到国家规定的排放标准。废水排放量较少，少量外排废水经处理后直排污水处理厂。噪音声源采取建筑隔声、消音等措施，厂界26噪声可达到标准，固体废弃物基本不含有毒有害物质，可以回收利用。预计本项目建成投产后对周围环境不会带来明显的危害。9工厂组织和劳动定员估算91工厂体制及管理机构设置原则的简要说明该项目需要完整的生产管理组织机构，根据公司规划和模式，该项目建成后，成立专门公司，下设厂部、办公室、营销、生产等部门。92工厂管理与生产劳动定员的估算本装置各主要工序为连续操作，其基本工作制度为四班三运转。序号岗位名称管理人员技术人员操作人员辅助人员小计备注1厂长44白班2办公室含安全、环保、质管101020白班3营销科7070白班4财务科445生产科1技术人员51015白班2主控、调度101626四班3热电站含锅炉房8080四班4造气工序（含水煤浆制备）2424四班5空分装置10106脱硫工序1616四班（7）变换工序、脱碳工序2424四班8合成工序、精馏工序、变压吸附提氢工序3030四班9二甲醚生产装置100100四班10变配电1616四班2711罐区、泡沫消防站1616四班（12）公用工程3030四班6检修含机、仪电、维修4040白班合计291036212452510项目建设计划本项目计划建设期为五年，分三期完成一期工程建设10万吨二甲醚、15万吨甲醇配套1台75吨循环流化床锅炉、1台55吨三废混燃炉和12MW发电机组,建设期2年；二期工程建设达到30万吨甲醇和40万吨二甲醚生产能力，建设1台75吨循环流化床锅炉和12MW发电机组，建设期共2年；三期工程建设60万吨二甲醚装置，项目建设期为1年。11投资估算和资金筹措方案111投资估算该项目计划总投资5亿元，其中固定资产投资13亿元，项目流动资金2亿元。该工程计划分三期完成,一期工程投资52亿元，二期工程投资54亿元，三期工程投资24亿元。112资金筹措方案项目总投资15亿元，银行贷款12亿元项目资本金3亿元，由企业自筹。12经济效益和社会效益的初步评价121经济效益分析1211甲醇单位成本费用计算表单位元/吨序号项目单位消耗单价费用一原、辅材料1121841原料煤吨25501100282变换保护剂NM30150000383变换抗毒剂NM3020000054变换催化剂NM30200000565高温有机硫转化剂NM3020000056高温有机硫水解剂NM30120000967氧化铁精脱硫剂NM300003548001688常温COS水解剂NM300001180001809特种活性炭NM30000092000018010合成催化剂NM307000096611磷酸三钠KG001444500612NHD液KG02204二燃料及公用工程44551补充水T360518002电度1000044003仪表空气NM3144010144循环冷却水T144011445脱盐水T43231296三工资及附加费375四折旧15年折旧1955五维修20六摊消费5七财务费管理费等40八单位成本186534备注上表中原材料价格为现实际进厂价格。1212二甲醚单位成本费用计算表二甲醚生产成本构成中，原料甲醇占的比重最大，因此其成本主要取决于甲醇的单价。二甲醚装置消耗、成本表（以每吨DME产品计）序号名称规格单位消耗单价元成本（元）291甲醇粗醇T142186534270472蒸汽12MPAT15050753循环冷却水035MPA，30T1000001104仪表空气0406MPA，32NM358001585电用蒸汽情况KWH2000486催化剂专用KG007120847折旧按14年折旧2868维修59人员工资及管理费310销售费用25合计28735外购粗甲醇生产二甲醚成本约为2200145168833588元,外购粗甲醇按市场价2200元/吨122项目主要经济技术指标分析序号名称单位规格数量备注一公称规模1二甲醚T/A2甲醇T/AGB33895二生产天数D/A330三材料及辅助材料1原料煤T/AC782燃料煤T/A5000KCAL/KG3甲醇（部分外购）T/A964变换触媒T/AB303Q1805水解脱硫剂T/AT504,T1016006脱碳液T/ANHD607合成触媒T/AC3062430序号名称单位规格数量备注8转化催化剂T/ACN349四公用工程1造气循环水M3/H3518002净化循环水M3/H3210003合成循环水M3/H32150004蒸汽T/H06MPA2005除氧水T/H3006电KWH/H24000五新增定员人433六建设总投资万元1固定资产投资万元2全额流动资金万元20000七年均销售收入万元八年均总成本万元九年实现利税万元94000九年均销售税金万元29400十年均净利润万元43300十一年均所得税万元21300十二投资回收期年85含建设期123余热综合利用工程简介1231概述本工程建设的2台75吨流化床锅炉和利用原10万吨合成氨造气炉渣、白煤末作燃料，建设三废混燃炉余热回收装置，同时，烧掉本装置的所有可燃放空气甲醇闪蒸气、预精馏塔脱醚气、生产中各种事故放空气、二甲醚系统尾气，生产中压（382MPA）过热（450）蒸汽带动汽轮机。汽轮机抽出低压过热蒸汽回用于甲醇、二甲醚生产系统，实现过热蒸汽制气，提高蒸汽分解率，降低蒸汽消耗。31建设的3台锅炉，2开1备，所产过热蒸汽拖动1台12MW抽凝式汽轮发