祿豐縣年產(chǎn)5萬噸甲醇工程項目可行性研究報告

1、祿豐縣年產(chǎn)5萬噸甲醇工程項目可行性研究報告目 錄姑土弟一早概論較立第-早市場分析及預(yù)測第二早原燃料煤資源情況第四章廠址選擇及建廠條件第五章設(shè)計方案第穴章環(huán)境保護及安全生產(chǎn)第七章機構(gòu)設(shè)置及勞動定炅第八章實施進度計劃第九章投資估算及資金籌措第十章經(jīng)濟效益分析第十一章項目總評價第一章概論一、項目提出的背景、理由及必要性能源間題是21世紀(jì)人類面臨的主題。根據(jù)國際能源機構(gòu) (iea )及美國能源情報署預(yù)計，2003年全球石油需求量為7770 萬桶/日，比2002年增加近100萬桶/日2003年全球石油供應(yīng)量 為7860萬桶/日，比預(yù)測需求量多160萬桶/日。隨著全球經(jīng)濟的 增長，石油的供需矛盾曰趨突出已

2、成為國際政治、經(jīng)濟、軍事的 活動焦點。隨著我國經(jīng)濟的高速增長，石油消費迅速上升，供需矛盾曰 趨突出。雖然近幾年原油產(chǎn)量一直保持在1.6億噸左右，居世界第5 位，但從總體上講，我國石油資源(尤其是人均資源占有量)十分有眼， 難以滿足經(jīng)濟、社會持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的需要。截止2000年底， 我國石油累計探明可采儲量61億噸，累計已開采36.1億噸，剩 余可采儲量儀為24.9億噸，按2001年我國原油產(chǎn)量1.649億噸 計，僅夠開采15年。在剩余石油開采儲量中，低滲或特低滲油、 重油、稠油和埋深大于3500米的占50%以上，原油產(chǎn)不足需的 狀況越來越嚴(yán)重。2000年我國原油對國際市場的依賴度已達到 27%

3、，未來15年可能繼續(xù)上升到4050%。原油依賴度的不斷 上升給我國石油安全帶來了很大的難題。七十年代兩次全球性石 油危機，曾引起多方經(jīng)濟和社會的大動蕩，方此成立的國際能源 總署(iea)規(guī)定，各成員國有義務(wù)存有相當(dāng)于90天凈進口量的 石油儲備。在實際執(zhí)行過程中，各成員國所建立的石油儲備已遠(yuǎn) 遠(yuǎn)超過ffia規(guī)定的最低限，美、日、德三國的實際儲備規(guī)模分別 為168天、161天和127天，而我國的石油儲備儀為21.6天。1996年以來，中國原油產(chǎn)量平均増幅為1.2%，基本在1.56 1.64億噸/年之間徘徊。2000年我國原油產(chǎn)量為1.626億噸，2001年 增加到1.649億噸，增長1.32%。預(yù)

4、計2005年、2010年、2015年我國 原油產(chǎn)量只能分別達到1.65億噸、1.76億噸、1.85億噸。在排 除我國原油出口的前提下，2005年、2010年、2015我國原油缺 口數(shù)分別為0.95億噸、1.37億噸，1.94億噸。據(jù)國際能源機構(gòu)(iea) 分析，2010年中國石油需求量有一半依賴進口，2020年中國石 油需求量有8004依賴進口。力解決我國石油緊缺的間題，國家 一方面采取加大勘探力度，擴大勘探范圍增加地質(zhì)儲量；另一方 面采取與海外合作，石油企業(yè)走出國門，實施跨國經(jīng)營，開拓海 外石油進口渠道；再一方面就是開發(fā)新的能源替代產(chǎn)品，減輕經(jīng) 濟、社會發(fā)展對石油供求不足的壓力，這已成力我國

5、石油安全措 施的重要內(nèi)容。這就是項目可研報告研究的主題。甲醇是最理想的石油替代產(chǎn)品，它又是生產(chǎn)高辛烷值汽油添 加劑的主要原料。世界各國在經(jīng)歷了七十年代兩次全球性石油危機 后，甲醇生產(chǎn)逐年擴大，其生產(chǎn)裝置日趨大型化。世界甲醇生產(chǎn)能力 1991 年為2268萬噸，1994年為2557萬噸，1996年為2932萬噸，1997 年為3150萬噸，1999年為3562萬噸，2000年達3620萬噸，預(yù) 計2005年達4039萬噸，2010年達4724萬噸。另有資料預(yù)測2005 年世界甲醇生產(chǎn)能力將達到4294萬噸，2010年將達到5099萬 噸。我國甲醇生產(chǎn)始于穴十年代初，i960年未僅有10萬噸生產(chǎn)能

6、 力。九十年代以來，我國甲醇工業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)能力增長很快， 1990年我國甲醇生產(chǎn)能力為86萬噸，1999年為368.4萬噸。據(jù) 不完全統(tǒng)計，全國有生產(chǎn)廠家200多家，規(guī)模20萬噸/年以上的 儀有兩家，10萬噸/年以上的10套，5萬噸/年以上的17套，其 余均為小裝置。我國甲醇產(chǎn)21993年為88.6萬噸，1994年達 106.96萬噸，1997年達174.33萬噸，1998年下降到148.87萬噸， 1999年又下降到124.1萬噸，2000年上升到198.69萬噸，2001年 達206.5萬噸，2002年達210.95萬噸。我國甲醇消費全為：1980 年26.91萬噸，1990年為60萬

7、噸，1999年達261.5萬噸。我國 甲醇的傳統(tǒng)消費領(lǐng)域主要是甲醛、甲胺、mma、 dmt、聚乙 烯醇、硫酸二甲酯等。近年來，隨著甲醇下屬產(chǎn)品的開發(fā)，mtbe、 農(nóng)藥、醋酸、聚甲醛等新裝置的建設(shè)，特別是甲醇燃料的推廣應(yīng) 用，甲醇的需求最將大幅度上升，2000年我國甲醉的表觀消費 量達329.3萬噸，2001年為357.7萬噸，2002年為393萬噸。本項目研究旨在以楚雄州祿豐縣中村鄉(xiāng)、仁興鎮(zhèn)的褐煤方原 料，采用我國自行開發(fā)的粉煤氣化工藝技術(shù)，生產(chǎn)甲醇，與汽油 摻燒，作用石油的新型替代產(chǎn)品，減輕和緩解我省經(jīng)濟社會發(fā)展 中石油供需矛盾的壓力，使其逐步成力我縣煤及煤化工發(fā)展的一 個重點產(chǎn)業(yè)。第二章市

8、場分析及預(yù)測一、市場分析甲醇的市場主要有兩大方面，一是作為傳統(tǒng)化工原料的市 場，主要用于甲醛、甲膠、mma、dmt，聚乙烯醇、硫酸二甲酯、農(nóng) 藥、醋酸、甲醛等產(chǎn)品的生產(chǎn)。2000年至2002年我國甲醇消費 量的構(gòu)成如果下表：我國甲醇消費量及構(gòu)成表單位：萬噸產(chǎn)品2000年2001 年2002年消費量占消費量占消費量占甲醛19275.5199.676.4207.572.7pva2.861.122.921.122.981.04醏酸8.23.2215.25.82289.82甲胺9.93.8910.94.18124.21mtbe93.549.453.629.93.47甲醇摻燒汽油2.440.962.48

9、0.952.520.88甲烷氯化物2.61.023.21.2341.4其它27.310.717.26.5918.36.42合計254.2100260.95100285.2100由上表中數(shù)據(jù)可見，近幾年我國甲醇產(chǎn)品主要用于甲醛生 產(chǎn)，其使用量占總消費量的70-75%之間，用于摻燒汽油的童儀占總消 費量1%不到。在我國甲醇生產(chǎn)中，化肥廠聯(lián)產(chǎn)甲醇占有較大比重，由于碳銨化肥的滯銷，因而影響了甲醇生產(chǎn)；另外，1997年國家再次調(diào)整 部分化工產(chǎn)品的進口關(guān)稅稅率，甲醇進口關(guān)稅由12%降至3%，剌激了 甲醇的進口，其進口量1991年為7.21萬噸，1995年達20.89萬 噸，1999年高達137.39萬噸，

10、進口量已超過國內(nèi)甲醇產(chǎn)量。2001 年甲醇進口關(guān)稅稅率調(diào)為10%，其進口時有所減少。近年來我國甲醇進出口及供需情況見下表：我國甲醇產(chǎn)量、進出口量、表觀消費量表（單位：萬噸）年份能力產(chǎn)量進口量出口量表觀消費量1996294141.1941.09340.0422182.4121997334.6174.3324.17440.7197.80441998359.9148.8769.12.88215.091999368.4124.1137.390.13261.362000370198.69130.650.045329.2952001403.3206.5152.10.9589357.72002210.951

11、800.0845393上表數(shù)據(jù)可見，我國甲醇供需矛盾多年來一直很突出，有的 年份進口量大于國內(nèi)產(chǎn)量，很多年份進口量接近國內(nèi)產(chǎn)量。從表 觀消費量可以看出，我國甲醇消費量一直逐年上升，呈平穩(wěn)上升 之勢，而這些儀是甲醇用于傳統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)的市場需求，還沒有包 括我國今后開發(fā)汽車新型燃料市場的更大需求。銀而曰星的求二是作為汽車燃料的市場，這一市場一旦廣泛開發(fā)，其甲醇就不是甲醇傳統(tǒng)產(chǎn)品市場消費量可比的。2002年我國全年成品油消費量達12000萬噸，一年大致要500600萬噸的成品油增 量。根據(jù)2003年我國gdp增長7.5%計，預(yù)計今年全國成品油 消費總量為1225012500萬噸，同比増長4%左右。如果

12、有1/4 的汽車摻燒甲醇10%，即所需甲醇300多萬噸。由于甲醇遲早必 定成方汽油的部分替代燃料，因此甲醇生產(chǎn)具有廣闊的市場前 景。目前在我國山西，陜西等多煤和天燃?xì)獾氖》荩_發(fā)甲醇已 成力他們的重點產(chǎn)業(yè)。最近報導(dǎo)的標(biāo)題方“我國開始建設(shè)大型石 油替代品項目”中，四川滬州市瀘天化集團年產(chǎn)40萬噸甲醇、 10萬噸二甲醚項目已破土動工，標(biāo)志著我國已開始大規(guī)模運用 天燃?xì)饧懊夯ぎa(chǎn)品代替石油產(chǎn)品。該項目設(shè)計生產(chǎn)能力力曰產(chǎn) 甲醇1350噸、二甲醚340噸，工程總投資超過10億元，建設(shè)期 2年，預(yù)計年銷售收入7.2億元。瀘天化集團總裁任曉善稱：“甲 醇是一種應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)化工原料和優(yōu)良的清潔燃料，近三年中

13、 國的供需缺口均在130萬噸以上。甲醇還是一種重要的有機溶 劑，可以摻入汽油或直接作為燃料，在合成燃料和汽油添加劑方 面的消費里很大。甲醇燃料作力潔凈能源產(chǎn)品的利用，已有較長 時間，并形成了初步的市場，其推廣應(yīng)用符合國家的能源政策”。 我們把他這段話作力甲醇市場分析的總結(jié)是非常確切的。二、市場預(yù)測（一）國內(nèi)市場預(yù)測根據(jù)有關(guān)資料介紹，到2010年我國甲醇市場需求量作如下預(yù)測：1. 有機化工原料方面：需求量將在200萬噸以上；右;量，2. 精細(xì)化工和多分子化工原料方面：需求量將在82萬噸左3. 燃料方面：需求量將在265萬噸左右；4. 甲醇蛋白：潛在需求量約100萬噸左右。以上需求量約647萬噸，

14、減去潛在需求量及一些可能變動之 該資料預(yù)計到2010年我國甲醇的需求量為417萬噸左右。2010年我國甲醇的消費構(gòu)成預(yù)測如下表:2010年我國甲醇消費構(gòu)成預(yù)測表甲醇應(yīng)用領(lǐng)域甲醇需求量（萬噸）有機化工原料184農(nóng)藥34醫(yī)藥18染料10合成樹脂7合成纖維、橡膠13燃料200mtbe65合計531（二）云南省市場預(yù)測本項目的建設(shè)立足于云南省汽車汽油摻燒的市場。據(jù)云南省 化工協(xié)會負(fù)責(zé)人介紹，目前甲醇作為汽車燃料分三種使用方案， 一是在汽油中摻入甲醇515%，汽車不需作任何改動；二是86 一 100%燒甲醇，汽車需徹底改為甲醇汽車；三是在汽油中摻入 2570%甲醇，需加入添加劑及對汽車作一定改進，南京已

15、有專 利技術(shù)o根據(jù)上述三種甲醇使用方案，我們宜在我省采取上述的第一 種方案，即在汽油中摻入甲醇515%，這樣推廣起來比另外兩 個方案容易，而且甲醇作力汽油的替代品也將逐步推廣進行。力 此，我們對云南省甲醇摻燒汽油的市場作如下預(yù)測：我省年使用汽油最為200萬噸左右，若按5%、10%、15% 的摻燒比例計，則年需甲醇量為10萬噸、20萬噸、30萬噸。這 是我省汽車推廣摻燒甲醇最低的市場需求量，它不包括今后汽車 進入家庭后用油量的增加以及其它化工產(chǎn)品對甲醇的需求量。因 此，在我州東盛化工公司建一條年產(chǎn)甲醇5萬噸的生產(chǎn)線，是具有可靠的市場需求的。第三章原燃料煤資源情況一、煤資源和儲量及現(xiàn)有開采條件本建

16、設(shè)項目立足于利用楚雄州祿豐縣中村鄉(xiāng)、仁興鎮(zhèn)的豐富 的褐煤資源，采用國內(nèi)近兩年開發(fā)出來的粉煤氣化先進技術(shù)，生 產(chǎn)合成氣，建設(shè)年產(chǎn)5萬噸甲醇裝置。因此，褐煤是本項目的主 要原燃料。1、仁興鎮(zhèn)大豬街煤礦（原羅次煤礦）：分布在仁興鎮(zhèn)中所、 白馬廟一帶，面積約束力50平公里。含煤層方第三上新層，煤 層產(chǎn)狀平緩，地質(zhì)構(gòu)造簡單。含煤炭6層，其中m2、m6具有 工業(yè)價值。m2為主要煤層，厚望30-60米，呈褐或黒褐色，光 譯暗淡，木質(zhì)纖維狀結(jié)構(gòu)，殘存樹莖。露天開采儲量2.1億噸， 礦井開采1.9億噸，力一中型褐煤礦床。2、中村煤礦（暫名）：中村煤礦現(xiàn)已控制煤礦體長城500米， 寬容320米，呈似層狀產(chǎn)出，頂板

17、埋深層次4.4510.70米，底 板埋深有感觸16.8032.50米，總體向南傾伏，北部仰起，傾角 35度，局部隊10度，南部較深；礦體厚度8.3022.60米， 平均15.96米，東近厚度較大，利于開采；產(chǎn)出形態(tài)受第三系含 煤地層控制，煤層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，埋深和分布受地質(zhì)構(gòu)造 制約，北部zk7號鉆孔一帶由于地質(zhì)構(gòu)造的抬升，主要煤層已 被剝飴盡，鉆孔中儀見0.70米的抬升；礦床在zk5、zk3、zk8 一線富厚，厚度可達16.5022.60米，距西河100210米，作 力先期開采地段較為適宜。褐煤礦呈黒色、褐黒色灰色、煤塊呈 致密塊狀，中等硬度，局部見未完全炭化的木質(zhì)碎塊，斷口呈貝 殼狀，

18、失水后層面裂解成片狀，碎塊狀；煤質(zhì)不均，頂、底部夾 有23厚度20-30厘米的泥炭層，據(jù)煤樣分析，含水量 9.68-22.82%,平均 13.73%,揮發(fā)份 25.92-39.27%，平均 34.64%， 灰份 24.84-32.79%,平均 31.70%,固定炭 13.73-23.96%，平均19.92%,，發(fā)熱量 2581.30-4071.27 干卡/kg，平均 3430.29 千卡/kg， 含硫1.19-3.42%，平均3.14%，煤礦體重工業(yè)1.201.36噸/米， 平均1.28噸/米，從上述結(jié)果看，屬于煤質(zhì)中等，能滿足工業(yè)和 民用燃料的使者要求。1997年增長率11月在中部龍泉村附近

19、進 行了初步地質(zhì)勘探工作，基本查明了褐煤礦體的埋藏、分布、質(zhì) 量、開采技術(shù)條件等，探明了褐煤礦體深僅4.4510.70米，厚 度達8.3022.60米，平均15.96米，控制面積0.18平方公里， 計算煤儲量255萬噸，煤層向南延伸有增厚的趨勢，預(yù)測尚有2 千萬噸的儲量，北部地區(qū)已有多處褐煤露頭顯示，有較大的回旋 余地，預(yù)計全區(qū)煤儲量將達1 一 1.5億噸，前景十分誘人。表一、祿豐縣中村褐煤礦煤樣分析成果表塊段口可 c 1hi0.1斷7tt 7tt積(m2)4012.5斷r191間距（m面均積斷平面2(m1004055.45計員八厶豸v=l段積 塊體(m405545體重(t/m3 )1.285

20、19092.6工程號樣號位置（m）樣長分相結(jié)果備注白至含水量揮發(fā)份灰份發(fā)熱量固定炭含硫zk22-19.159.650.5028.5030.8942.742656.0513.233.42zk22-210.7019.008.3035.5039.2326.964030.4323.452.98zk33-19.5026.0016.5027.2531.1624.843268.1721.181.17zk44-14.4523.0018.5531.0037.4332.793620.9919.733.00zk55-15.5023.0016.0032.0039.2726.314071.3715.405.33zk66

21、-15.0016.8011.8032.5038.5730.963783.7520.794.8zk88-19.9032.5022.6028.2525.9237.332581.3117.131.3組合27.529.3324.23289.3123.272.92表二、祿豐縣中村褐煤礦煤礦礦體儲量計算表n8.0944c-24o8 2-7 h 5640200245.423509046843006小計c級5957481l89461aid-丄115.05301i200567003005114085911d-2o0.2)33 55 81910066-55 3211366521168.84460d-34參o.25

22、3 5528 -.89 2200.204.59508803887448d-48451.28275520028.58 522o5675295785小計d級11171638.6)94 9 6 4211合計c+d 級7511991i 0050.49424425二、褐煤質(zhì)量及煤種評價2003年9月，昆明鋼鐵集團有眼責(zé)任公司技術(shù)中心實驗室 對中村鄉(xiāng)、仁興鎮(zhèn)的豐富的褐煤兩個煤樣，進行煤質(zhì)全分析。分析數(shù)據(jù)如下:樣品名稱全水份揮發(fā)份灰份固定炭sp反應(yīng)性反應(yīng)度轉(zhuǎn)鼓后備注11仁興煤114743.66.5315090.3o<0.182.54-1- 347122中34.535.624.628.71.45<

23、0.0752.074村498416煤7tt7部煤氣化工程技術(shù)中心及西北化工研究院對楚呂合褐煤三、呂合煤質(zhì)量及煤種評價2002年9月，楚雄東盛化工有眼責(zé)任公司委托陜西聯(lián)合中和n，k5兩個煤樣，進行煤質(zhì)全分析和實驗室煤種氣化反應(yīng)性動力學(xué)試驗，并對楚雄呂合褐煤作出了綜合性評價。煤分析慰 據(jù)如下：呂合褐煤煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)表煤種分析內(nèi)容煤樣煤樣n!k5工22.9323.48業(yè)aad9.715.93分vad34.8135.21析fcad32.5535.38焦渣特性11熱值mj/kg18.575(4443.8kcae/kg)19.245( 4604kcae/kg)灰dt10801250熔st12201380占j

24、usft12701430元cad47.4649.33素had3.423.42分oad14.2716.24析nad0.680.69wt%stad1.530.911.通過煤質(zhì)分析對呂合揭煤的質(zhì)最評價是. ni ki和n：k5兩個煤都是含水份高（madr在結(jié)晶水分）含氧高的變質(zhì)程度較 淺的褐煤，灰低、固定炭低、發(fā)熱量低、焦渣特性指數(shù)低（基本 不結(jié)渣）、中低硫，可作方灰熔聚流化床粉煤氣化爐的原料煤種。2. 通過實驗室煤種氣化反應(yīng)性動力學(xué)試驗，煤種評價是： n,k(煤在溫度1050°c條件下，反應(yīng)活性(co2還原率)為92. 2%， 反應(yīng)活性好；n，k5煤在溫度1050弋條件下，反應(yīng)活性為89

25、.3%， 反應(yīng)活性較好。兩個煤樣的氣化效率較高，1050°c以上時兩個煤種反應(yīng)性相近0通過煤氣化活性試驗，呂合褐煤和n：k5煤種反應(yīng)活性 好，均可作為灰熔聚流化床粉煤氣化制合成原料氣的原料煤種。3.在煤質(zhì)分析和氣化活性試驗的基礎(chǔ)上，提出了呂合褐煤在灰熔聚流化床粉煤氣化工業(yè)試燒的操作參數(shù)：操作參數(shù)表項目內(nèi)容單位n,k,n,k5氣化溫度°c98010509801050氣壓壓力(表)mpa0.050.05產(chǎn)氣率nm3/kg coal1.351.41co+h2m0l%65.0765.61碳轉(zhuǎn)化率we%90.391.3氧煤比nm3/t coal294286蒸汽煤比kg /t coal

26、5795904.工業(yè)試燒氣化條件(1) 氧氣純度：99. 6mo 1%;(2) 蒸汽溫度(過熱)：310°c(3) 氣化溫度：9801050°c(4) 氣化壓力:0. 05mpa通過上述分析、測試和試驗，說明呂合褐煤合乎生產(chǎn)合成氣 的質(zhì)量要求，而且提供了利用呂合褐煤進行粉煤氣化的一些重要祿豐縣中村鄉(xiāng)、仁興鎮(zhèn)的褐煤于呂合褐煤相比，煤質(zhì)比呂合煤礦的褐煤差一些，但也能滿足生產(chǎn)合成氣的質(zhì)量要求，從第五 章設(shè)計方案開始，均于楚雄東盛化工有限公司的設(shè)計相同。第四章廠址選擇及建廠條件一、廠址選擇廠址選擇在祿豐縣金山企業(yè)工業(yè)園區(qū)內(nèi)，具有使用土地面積 大、交通運輸方便，供電、供水條件具備，已

27、有的公用設(shè)施可以 利用，可大大減少項目建設(shè)投資。也可選擇在中村鄉(xiāng)或仁興鎮(zhèn)， 其土地使用、交通運輸、供電、供水條件均于具備。第五章設(shè)計方案一、建設(shè)規(guī)模：甲醇5萬噸/年；二、產(chǎn)品方案：1. 年產(chǎn)甲醇5萬噸；2. 年產(chǎn)合成氨1萬噸。三、甲醇產(chǎn)品理化性質(zhì)甲醇分子式ch3oh，俗稱木醇或木精，是最簡單地一元醇， 最基本的有機原料之一，無色透明易燃易揮發(fā)液體，有毒！飲后 能致目盲。比重0.7915 （2ooc），熔點-97. 8gc，沸點64. 65 °c。 能與水和多數(shù)有機溶劑混溶，蒸汽與空氣形成爆炸性混合物，爆 炸極限6.036. 5% （體積）。燃燒時生成蘭色火焰，易受氧化或 脫氫而成甲醛

28、，用于制造甲醛、醋酸、農(nóng)藥等多種化工產(chǎn)品，可 用于汽車燃料等。四、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)本產(chǎn)品（精甲醇）執(zhí)行國家gb338-92標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見 下表：項1指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品色度（珀一鈷），號510密度（200c ）, g/cm30.7910.7920.7910.793沮度范圍（00c，101325pn），0c 沸程（包括 64.6±0.10c ），0c64.0-65.50.81.01.5高錳酸鉀試驗，min503020水溶性試驗澄清水分含量，%0.100.15酸度（以hcooh計），或堿度（以nh3計），0.00150.0030.0050.00020.00080.0015羰基化合物含量（

29、以ch2o計），0.0020.0050.01蒸發(fā)殘渣含量，%0.0010.0030.005五、工藝技術(shù)方案本頂目采用以煤力原料，獨立系統(tǒng)（單醇）、詆壓法合成甲 醇生產(chǎn)工藝。主要工藝流程簡蒸煤氧褐純汽造氣粗脫硫壓縮變換-脫碳<壓縮二次脫硫壓縮合分離循環(huán)機放收粗甲醇v產(chǎn)醇甲精穴、工藝技術(shù)方案的主要內(nèi)容1. 造氣采用灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)；2. 造氣配套空分裝置（氧含量99.8% ）。采用空氣深冷分離 制氧，技術(shù)成熟可靠，氧純度高；3. 煤氣粗脫硫及變換氣二次脫硫采用dds脫硫技術(shù)；4. 變換采用co-mo系耐硫低溫變換工藝（全低變）；5. 脫碳采用nhd脫碳工藝；6. 精脫硫采用湖北化研所

30、常溫干法精脫硫技術(shù)；7. 甲酵合成采用5. ompa低壓法及三塔精餾精甲醇工藝；8. 甲醇合成尾氣采用變壓吸附回收氫；9. 主要工藝生產(chǎn)過程分工段采用dcs集散型微機控制系統(tǒng)，10. 甲醇產(chǎn)品貯灌按十天生產(chǎn)貯存量考慮。本項目甲醇生產(chǎn)工藝主要包括：褐煤氣化制取水煤氣，水煤 氣脫硫、氣體壓縮、變換、脫碳、氣體精脫硫，甲醇合成及甲醇 精溜等。各生產(chǎn)裝置工藝分別敘述如下：1.造氣工藝及設(shè)備：目前我國以煤力原料的中小氮肥廠及甲醇廠都是采用固定 床、空氣常壓氣化工藝制氣，這種制氣工藝投資十分省，十分成 熟、可靠。但煤的熱效率低，只能燒焦炭或無煙塊煤，受煤炭資 源條件的限制，一般成本都比較高。本頂目的工藝技

31、術(shù)方案的核心是褐煤粉煤氣化技術(shù)。同合成 氨生產(chǎn)一樣，甲醇生產(chǎn)的主要成本之一是原料。楚雄地區(qū)由于不 產(chǎn)焦炭，主要從曲靖富源、貴州盤縣等地調(diào)運，入爐焦炭每噸高 達500元左右，質(zhì)次價高，原料供應(yīng)十分緊張。甲醇項目不可能 架用焦炭或無煙塊煤作原料。但楚雄本地有豐富褐煤資淵，價格 低、運距短，到廠價僅100元左右。目前世界先進的煤氣化技術(shù) 是德士古水煤漿氣化技術(shù)和殼牌粉煤氣化技術(shù)，我國有少數(shù)幾家 大型合成氮裝置，引進采用了這種技術(shù)。煤制氣效率達95%以 上，純氧制氣且是加壓氣化，其壓力可達3.08.0mpa，大大節(jié) 省了壓縮氣體功耗，但引進裝置投資太大，一般小規(guī)模的合成氨 及甲醇企業(yè)難于承受。對原料煤

32、也有一定要選擇性，技術(shù)要求較我國遼寧撫順恩德機械有眼公司開發(fā)的恩德粉煤氣化技術(shù)以 及中科院山西煤炭化學(xué)所與陜西秦晉公司共同開發(fā)的灰熔聚流 化床粉煤氣化技術(shù)，均有自主知識產(chǎn)權(quán)，可燒高灰份、高揮發(fā)份 的煙煤、褐煤、長焰煤等，煤種適應(yīng)性強，產(chǎn)氣量大，熱效率高。 用蒸汽、富氧或純氧作氣化劉。目前已投入工業(yè)化生產(chǎn)，其中灰 熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于合成氮生產(chǎn)。灰熔聚 流化床粉煤氣化技術(shù)是由中科院山西煤炭化學(xué)所自行開發(fā)的專 利技術(shù)。由陜西聯(lián)合中西部煤氣化工程技術(shù)中心進行總體規(guī)劃和 協(xié)調(diào)，化穴院承擔(dān)工程設(shè)訓(xùn)，陜西秦晉煤氣化工程設(shè)備有限公司 承擔(dān)設(shè)備制造、安裝，在陜西城固化肥廠建設(shè)了一套工業(yè)示范裝

33、 置。該裝置設(shè)計單爐生產(chǎn)規(guī)模力2萬噸合成氨/年，用陜西彬縣 煙煤為原料生產(chǎn)合成氮。2001年6月建成投料試車，2003年3 月通過省級鑒定測試考核，各項工藝技術(shù)參數(shù)達到設(shè)計要求。工 藝設(shè)備經(jīng)多次調(diào)整和改進、裝置運行較為穩(wěn)定。楚雄東盛化工有限責(zé)任公司曾兩次組織人員到陜西城化考 察，直到目前該裝置仍在穩(wěn)定運行，已連續(xù)穩(wěn)定運行了近6個月。無廢氣排放、無泄漏、無污染。操作環(huán)境整潔。灰熔聚流化床粉煤氣化的工作原理是，粉煤在氣化爐內(nèi)借助氣化劑（氧氣、蒸汽） 的吹入，使床層中的粉煤沸騰流化，在高溫條件下，氣固兩相充 分混合接觸，發(fā)生煤的熱解和炭的氧化還原反應(yīng)，最終達到煤的 完全氣化。煤灰在氣化爐中心高溫區(qū)相

34、互粘結(jié)團聚成球，由于灰 球和炭粒的重量差別，使灰球與炭粒分離，灰球則靠自重落到爐 底，定時排出爐外。隨煤氣從爐體上部被帶出的煤粉塵經(jīng)旋風(fēng)分離器回收再返回氣化爐內(nèi)，與新加入爐內(nèi)的粉煤混合進行氣化反應(yīng)，形成煤粉及粉煤混合物料的不斷循環(huán)過程，從而提高了煤中 炭的轉(zhuǎn)化率，可達90%以上?；胰劬哿骰卜勖簹饣瘻Y(jié)構(gòu)筒單，爐內(nèi)無任何傳動機構(gòu)， 運行可靠，操作容易、維修方便。操作溫度適中（10001100°c ）， 煤種適應(yīng)性廣，連續(xù)氣化無廢氣排放，煤氣中幾乎不含煤焦油， 煤氣洗滌水中含有機物少，容易處理。原料煤經(jīng)破碎、篩分、干燥、粒度（8mm，水份5%，經(jīng)螺 旋輸送機正壓加入氣化護內(nèi)，用變頻調(diào)速

35、電機調(diào)節(jié)進煤最。增濕 螺旋排渣機將熱值冷卻后排出。第二旋風(fēng)分離器排出的細(xì)煤灰， 經(jīng)雙螺旋増濕器冷卻増濕后排出，消除了熱干灰排放飛揚污染環(huán) 境。二旋分離下來的極細(xì)煤粉（達300目）可回收作力炭黒加工 原料出售。氣化和空分操作控制全部用dcs集中在一個控制室 內(nèi)操作。煤氧熱汽 粉純過蒸i>洗滌塔工藝流程簡圖示意：排極2002年9月，雄州東盛公司委托陜西聯(lián)合中西部煤氣化工 程技術(shù)中心，對楚雄呂合褐煤煤樣進行煤質(zhì)全分析和實驗室煤種 汽化反應(yīng)性動力學(xué)試驗。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，對呂合褐煤進行了煤種 綜合評價。（1）楚雄呂合褐煤是含水局（mad內(nèi)在結(jié)晶水），含氧局、含揮發(fā)份高的變質(zhì)程度較淺的褐煤，灰份低，固

36、定碳低，發(fā)熱量偏 低，焦渣特性低(基本不結(jié)值)，中低硫。(2) 煤種在1050°c條件下，反應(yīng)活性(c02還原率)9z 2%， 反應(yīng)活性好，煤氣化過程中碳的轉(zhuǎn)化率高(90.3% )，氣體中 有效氣體成份較好，氧煤比和蒸汽煤比較低。(3) 由于呂合褐煤固定碳和發(fā)熱量較低，原料消耗較高。(4) 呂合褐煤可作力灰熔聚流化粉煤氣化爐的原料煤種，楚雄 呂合褐煤工業(yè)分析數(shù)據(jù)(由西北化工研究院提供)?；曳?aad5. 21 % ;水份:mad23. 48% ;固定炭:fcad35. 31 % ;揮發(fā)份：vad35. 21%；全硫：stado. 91 % ;熱值19. 245mj / kg (460

37、4kcae / kg)灰熔點：(t2 ) 1220-13800c煤氣成份：co 32.06%;h2 36.55%c02 23.11%;ch4 2.0%;n2 5.84%_本項目造氣工藝擬采用灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)，以本地 呂合褐煤為原料，制取水煤氣生產(chǎn)甲醇。主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)：(1) 粉煤氣化爐2臺下部氣化段中內(nèi)2400/中外3200,上部分離段中內(nèi)3600/中 外 4200煤氣產(chǎn)量：142bonm3 / 時.臺 x2 = 28500nm3 / 時操作壓力：0.05mpa操作溫度:980-1100 °c入爐粉煤：粒度8毫米、水份5%空分裝置1套氧氣產(chǎn)量：6000nm3/n 含氧純度

38、：99.8%電動空壓機，空氣深冷分離制氧。(3)廢熱鍋爐2臺產(chǎn)生1.6mpa的飽和蒸汽，產(chǎn)汽量11.6噸/小時，自產(chǎn)蒸汽 自用有余，可并網(wǎng)外供一部分。(4)蒸汽過熱器f300m2兩臺產(chǎn)生0.4mpa，310°c過熱蒸汽，供造氣爐自用。(5) 級旋風(fēng)分離器、二級旋風(fēng)分離器各2臺 一級旋風(fēng)分離器下來的物料送至造氣爐循環(huán)使用，出口煤氣中含塵量<30g/nm3;二級旋風(fēng)分離器出口煤氣中含塵量35mg /nm3。兩級高效旋風(fēng)分離器除塵效率達9899%，內(nèi)襯耐熱及 耐磨材料。(6) 軟水預(yù)熱器2臺(7) 煤氣冷卻塔(共用)1臺(8) 備煤氣系統(tǒng)按每小時處理煤量20噸設(shè)計1套備煤系統(tǒng)裝 置包

39、括：原料煤庫、破碎、輸送、篩分、干燥等設(shè)備及廠房，干 粉煤貯倉、進料系統(tǒng)等。(9) 電除塵器(共用)1臺2 .水煤氣粗脫硫工藝及設(shè)備煤氣的粗脫硫大多采用濕法脫 硫，方法也很多，而選擇脫硫的方法原則是：工藝技術(shù)先進；有 較高的脫硫效率；阻力小、脫硫劑成本低，運行費用低，容易再 生，對設(shè)備腐蝕小、對環(huán)境污染較小等。本設(shè)計擬選用dds法 脫硫新工藝，作為粗煤氣和變換氣的二次脫硫。由北京大學(xué)化學(xué) 與分子工程學(xué)院魏雄輝博士開發(fā)的dds催化劑脫硫新技術(shù)這項 技術(shù)是由dds催化劑的含鐵化合物的堿性溶液(簡稱dds溶 液)，吸收氣體中的無機硫、有機硫和二氧化碳。經(jīng)數(shù)十家化肥 企業(yè)的應(yīng)用及生產(chǎn)實踐證明，半水煤氣

40、用dds脫硫后h2s含量 可達2068mg /m3,變換氣脫硫后h2s含量可達1 2mg/m3。 dds脫硫溶液循環(huán)量小，設(shè)備腐蝕小，脫硫效率高，脫硫塔內(nèi) 不積硫、不堵塔、系統(tǒng)阻力小。脫硫再生后產(chǎn)生的硫泡沫通過分 離裝置分離后，作為硫膏出售。脫硫前煤氣中含h2s1-1. 5g/nm3;脫硫后煤氣中含h2s<0. 07g/nm3o脫硫工段主要設(shè)備選型.(1) 羅茨鼓風(fēng)機q=247m3/min，出口壓力49kpa3臺配用電機 js137-6-280kw380v ( 2 開 1 備)。(2) 脫硫塔3600h=300001臺(3) 電除塵器3451 /3265 h= 126001臺輸出電壓40

41、45kv，輸入電壓220v（4）溶液再生槽 5700 / 0 4800h=68801 臺（5）脫硫液泵 q=360m3/nh=50m2 臺（一開一備） 富液再生泵q二360m3/nh=71m2臺（一開一備）3. 變換工藝及設(shè)備一氧化碳的變換過程，既是原料氣的凈化過程，又是原料制 氫過程的繼續(xù)。目前，國內(nèi)中、小型氮肥廠及甲醇廠所采用的變 換工藝有中溫變換工藝、中申低、中低低及全低變工藝等。對于 合成氨生產(chǎn)來說，原料氣中co是有害氣體，必須通過各種凈化 工藝手段將它清除，要求有較高的變換率，使變換氣中co含量 在1.0 1.5%，對甲醇（單醇）生產(chǎn)廠來說，co是合成甲醉必 須有的有效氣體成份，在變

42、換工藝中只能是將原料氣中一部分 co變換成（：02和112，要求較低的變換率（40%左右），以滿足甲 醇合成凈化氣中h2-c02/c0+c02 = 2. 12. 3氫碳比要求。由于甲 醇生產(chǎn)要求變換氣中co含量較高，變換過程中汽/氣比較小， 不宜采用中溫變換工藝，因中變催化劑屬fe-cr系，會因過低的 汽/氣比而產(chǎn)生f t副反應(yīng)，使cc|h2發(fā)生烴化反應(yīng)，一 方面消耗了氫，還會影響甲醇催化劑的安全運行，影響甲醇產(chǎn)品 質(zhì)量。本項目采用com。系全低變低溫變換工藝。操作壓力0. 8mpa,與中變相比，全低變有以下優(yōu)越性：同樣的生產(chǎn)能力裝置，催化劑量減少一半，降低了床層阻力， 提高了變換爐的設(shè)備能力

43、；變換爐入口溫在200°c以下，床層溫 度下降了 100-200°c，氣體體積縮小大約25%，降低了系統(tǒng)阻力， 減少壓縮機功率消耗節(jié)能。由于反應(yīng)溫度下降，減少熱損失，從 而提高了熱回收效率，進一步降低蒸汽消耗；可減少換熱面積一 半左右，由于甲醉生產(chǎn)要求較低的變換率，c0-m。系催化劑能 適應(yīng)較低的汽/氣比，蒸汽用量大大減少，工藝裝置大大簡化， 可省掉第一、第二熱水飽和塔及第一、二熱水泵等設(shè)備，進一步 降低系統(tǒng)阻力，降低能耗，節(jié)能效果顯著。comq系催化劑冷熱強度較高，從根本上解決了中變催化劑粉化間題；催化劑使用壽命長，一般可用5年左右，最長的已 使用7年。全低變工藝流程：壓

44、縮來水煤氣一焦炭過濾器一第一熱交換器管內(nèi)一第二熱 交換器管內(nèi)電加熱器低變爐第二熱交換器管間第一熱 交換管間一増濕器一軟水加熱器一水冷卻器一變換氣至二次脫 硫主要設(shè)備：變換爐：中3200h=11000二段式1臺;第一熱交換器：中1000f=150m22臺;第二熱交換器. 01000f=200m21臺；電加熱器. w=280kw1臺；軟水加熱器. 01000f=180m21臺；變換氣水冷卻器（不銹鋼板式換熱器）f=260m21臺4. 脫碳工藝及設(shè)備脫碳裝置是脫除變換氣中的c02,以提高原料氣中的co和 氏的濃度，有利于甲醉合成，同時減少對c02壓縮所帶來的動力 消耗。甲醇生產(chǎn)對原料氣中c02含最要

45、求不象合成氮生產(chǎn)中的那 樣高，相反，co2的存在一方面有利于提高甲醇催化劑的活性， 同時co2也還可以參加甲醇反應(yīng)（但轉(zhuǎn)化率比co低得多），所 以甲醇生產(chǎn)原料氣中必須保留一定量的c02。變換氣脫碳的方法很多，中、小氮肥廠常用的有pc法（碳 酸丙烯酯法），mdea法（n 甲基二乙醉胺法）；nhd法、psa 法（分子篩變壓吸附法）等。本設(shè)計選用nhd法脫碳工藝。裝 置處理氣量約27000nm3/n。nhd是南京化學(xué)工業(yè)公司（集團）研究所近幾年來開發(fā)的 一種優(yōu)良的物理吸收溶劑，它的主要組分力聚乙二醇二甲醚。 nhd主要特點有：（1）溶劑循環(huán)量小、能耗低、氣體凈化度高、 吸收效率高、溶劑蒸汽壓極低，揮

46、發(fā)損耗少；溶劑無腐蝕性， 設(shè)備大多采用碳鋼制造，投資較??；（3）溶劑不氧化、不降解，有 良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；（4）溶劑本身不起泡，操作中不需添加消泡劑，溶劑無毒、無奧、無味、對人、畜及環(huán)境無毒害；（5）工藝流程簡單，操作穩(wěn)定方便，（6）由于nhd脫碳的吸收和再 生過程基本不耗蒸汽，不耗冷卻水，故能降低運行費用。nhd凈化技術(shù)已獲中國專利，被列為“九五”國家級科技 成果重點推廣計劃。nhd技術(shù)特別適用于以煤為原料，硫化物 和二氧化碳含t較高的合成氮.甲醉等裝里的氣體凈化以及城市 煤氣中酸性氣體的脫除，適合我國國情。nhd技術(shù)目前已有幾 十家化工企業(yè)采用，取得了良好的經(jīng)濟效益。受到越來越多

47、，特 別是新建企業(yè)的普遍歡迎。本甲醇生產(chǎn)項目，由于采用灰熔聚流化床粉煤氣化工藝，原 料氣中c02比較高，更適宜選用nhd脫碳技術(shù)。nhd脫碳采用 低溫吸收、二級閃蒸、空氣氣提再生工藝。nhd不儀可以脫碳， 還可以脫除變換氣中的cos, cs2等有機硫。主要設(shè)備：脫碳塔1臺貧液泵2臺（_開_備）氣提塔1臺富液泵2臺（一開一備）換熱器1臺空氣鼓風(fēng)機2臺（一開一備）氮冷器1臺冰機2臺（_開_備）空氣冷卻器1臺溶劑冷卻器1臺高壓閃蒸槽1臺低壓閃蒸楷1臺5. 精脫硫工藝及設(shè)備在甲醇工業(yè)生產(chǎn)中，甲醇催化劑對原料氣中硫化物（主要是 h2s、cos-cs2等）特別敏感，微量的硫化物就會引起甲醇催化 劑中毒，使

48、其使用壽命大大縮短。90年代以前，由于我國脫硫技術(shù)相對落后，原料氣中硫化 物含量不能滿足甲醇生產(chǎn)要求，使得昂貴的銅系甲醇催化劑一般只能使用三個月左右，好的才半年時間，少則一個月甚至更短時 間，就失去活性而被迫頻繁更換。增加了甲醇生產(chǎn)成本，限制了 甲醇生產(chǎn)的發(fā)展。在合成氨生產(chǎn)中。一般中小型廠對原料氣中硫 化物含最低于loppm （ 1 ppm為百萬分之一），而在甲醇生產(chǎn)中， 則要求精制原料氣中總硫含量須小于0.1 ppm。一般的濕法脫硫 肯定無法滿足這一要求。90年代初，湖北化學(xué)研究所開發(fā)成功的常溫精脫硫工藝技 術(shù)，首先在甲醇行業(yè)中運用。在國內(nèi)、國際上均具有先進水平， 已獲國家專利。完全可以滿足

49、甲醇催化劑對精脫硫的要求。生產(chǎn) 實踐表明：許多廠采用了湖北化工研究所的常溫精脫硫新工藝技 術(shù)后，甲醇催化劑使用壽命大大延長，一般使用壽命在3年以上， 甚至5年時間。本設(shè)計選用湖北化工研究所的jte4常溫精脫硫工藝。第一脫硫塔填裝兩段t102 （eac-2）特種活性炭脫除h2s;第 二脫硫塔填裝ezx多功能脫硫劑脫除cos，cs2。該工藝技術(shù)的最大特點是，在常溫下對有機硫的轉(zhuǎn)化和脫除 效果很好，省去了加熱降溫設(shè)備的投資和運行中的熱能消耗及降 溫費用。工藝流程相當(dāng)簡單，占地面積小、投資省。原料氣全氣 量通過，不需人工調(diào)控，不受工藝條件影響。6. 甲醇合成工藝及設(shè)備本項目采用獨立系統(tǒng)（單醇），5.0

50、mpa壓合成甲醇工藝，合 成塔內(nèi)件采用杭州林達化工技術(shù)工程有限公司開發(fā)的均溫型 低壓合成塔。采用銅墓甲醇合成催化劑。由于甲醉合成反應(yīng)熱大，幾乎是合成氮反應(yīng)熱的二倍，甲醇 催化劑耐熱性比氨催化劑耐熱性差，使用溫度范圍較小，故甲醇 合成塔內(nèi)件設(shè)計要求十分關(guān)鍵。杭州林達公司開發(fā)的jw均溫型 甲醇合成塔內(nèi)件具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，床層軸向、徑向溫差小、易 還原徹底，塔阻力小、生產(chǎn)強度高等特點，已在國內(nèi)200多家廠 使用，取得很好的效果。林達公司低壓甲醇合成技術(shù)已于2000 年獲得中國專利，與國內(nèi)國外同類型的低壓甲醇塔相比，空時產(chǎn) 率高（kg甲醇/m3觸媒），觸媒裝填系數(shù)高達70%，比國內(nèi)外 使用的管殼式甲醇

51、合成塔高一倍，與之相比，還有結(jié)構(gòu)簡單、體 積小、投資省o國內(nèi)采用林達低壓甲醇醉合成技術(shù)的有哈爾濱煤 氣化廠（8萬噸/年），河南中原氣化廠（8萬噸/年），江蘇武 進（2萬噸/年），山東墾利等都是以水煤氣為原料的低壓甲醇 裝置。云南曲靖以焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化氣為原料，采用林達公司2000低 壓甲醇合成技術(shù)生產(chǎn)7萬噸/年甲醉裝置正在擬建。甲醉合成工藝流程5. 5mpa精制原料氣油分氣氣換熱器開工電爐合成 塔廢熱鍋爐氣氣換熱器水冷器甲醇分離器循環(huán)機+ 油分-合成塔甲醉分離器分離出粗甲醇-中間貯糟-甲醇貯糟。甲醇合成 放空氣經(jīng)回收氮后放空。合成壓力：5. ompa,反應(yīng)溫度：2202300主要設(shè)備.甲醇反應(yīng)器：中

52、內(nèi)1800h = 146001臺催化劑裝填量16m3廢熱鍋爐:0900/0 1800f=138m21臺開工電爐：0 1200功率w=700kw1臺氣氣換熱器：f=900m21臺油分：015001臺醇分：015001臺水冷器：f=550m21臺循環(huán)機：dw-40/47-54（開一備）2臺q=40m /min配用電動機：800kw/6000v7. 甲醇精餾工藝及設(shè)備合成得到的粗甲醇中含有水、高級醇、醛、酮、烷、烴等雜 質(zhì)，必須通過精餾將粗醇變力符合標(biāo)準(zhǔn)的精甲醇。本項目采用三塔精餾工藝。三塔工藝比二塔工藝投資較大， 但其蒸汽能耗低，對較大規(guī)模的甲醇廠，三塔工藝操作費用低， 經(jīng)濟效益好。預(yù)塔主要作用清

53、除雜質(zhì)，主塔用于甲醇提濃。主要設(shè)備：預(yù)精餾塔：0 1400 h大約21000波紋板規(guī)整填料1臺； 主精餾塔：02000 h大約27000波紋板規(guī)整填料1臺； 加壓精餾塔：01400 h大約27000波紋板規(guī)整填料1臺。8. 氣體壓縮工藝及設(shè)備壓縮機是合成氨、甲醇生產(chǎn)的心膽設(shè)備。原料氣的輸送及原 料氣凈化工藝過程中，不同壓力等級要求等均靠原料氣壓縮機來 完成。最終加壓至5.0mpa，達到甲醇合成生產(chǎn)要求。采用活塞往 復(fù)式氣體壓縮機。根據(jù)低壓法甲醇合成生產(chǎn)要求，氣體壓縮機參數(shù)為：氣量：190nm3/min壓力 一段入口 0. 14mpa （絕壓）二段出口 0. 8mpa 三段出口 2. 1 mpa 四段出口 5. 2mpa原料氣壓縮機選用4m32170/522臺電機 2000kw / 6000v2 臺9. 甲醇產(chǎn)品貯罐區(qū)甲醇