年產(chǎn)5萬噸甲醇工程項目可行性分析報告

1、目 錄 第一章 概論第二章 市場分析及預(yù)測第三章 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)計方案第六章 環(huán)境保護及安全生產(chǎn)第七章 機構(gòu)設(shè)置及勞動定員第八章 實施進(jìn)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

2、盾日趨突出已成為國際政治、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，供需矛盾日趨突出。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）十分有限，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，剩余可采儲量僅為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(dá)到27%，未來1

3、5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，為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(jìn)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IEA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，而我國的石油儲備僅為21.6天。1996年以來，中國原油產(chǎn)量平均增幅為1.2%，基本在1.561.64億噸/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)計2005年、2010年、

4、2015年我國原油產(chǎn)量只能分別達(dá)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(jìn)口，2020年中國石油需求量有8004依賴進(jìn)口。為解決我國石油緊缺的問題，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(jìn)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，這已成為我國石油安全措施的重要內(nèi)容。這就是項目可研報告研

5、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(dá)3620萬噸，預(yù)計2005年達(dá)4039萬噸，2010年達(dá)4724萬噸。另有資料預(yù)測2005年世界甲醇生產(chǎn)能力將達(dá)到4294萬噸，2010年將達(dá)到5099萬噸。我國甲醇生產(chǎn)始于六十年代初,1960年未僅有10萬噸生產(chǎn)能力。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，19

6、90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/年以上的僅有兩家，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(dá)106.96萬噸，1997年達(dá)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(dá)206.5萬噸,2002年達(dá)210.95萬噸。我國甲醇消費全為：1980年26.91萬噸，1990年為60萬噸，1999年達(dá)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、

7、 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(dá)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)的褐煤為原料，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，使其逐步成為我縣煤及煤化工發(fā)展的一個重點產(chǎn)業(yè)。 第二章市場分析及預(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

8、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醋酸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2.440.962.480.952.520.88甲烷氯化物2.

9、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7075%之間，用于摻燒汽油的童僅占總消費量l%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(jìn)口關(guān)稅稅率，甲醇進(jìn)口關(guān)稅由12%降至3%，刺激了甲醇的進(jìn)口，其進(jìn)口量1991年為7.21萬噸，1995年達(dá)20.89萬噸，1999年高達(dá)137.39萬噸，進(jìn)口量已超過國內(nèi)甲醇產(chǎn)量。2001年甲醇進(jìn)口關(guān)稅

10、稅率調(diào)為10%，其進(jìn)口時有所減少。近年來我國甲醇進(jìn)出口及供需情況見下表：我國甲醇產(chǎn)量、進(jìn)出口量、表觀消費量表（單位：萬噸）年份能力產(chǎn)量進(jìn)口量出口量表觀消費量1996294141.1941.09340.0422182.4121997334.6174.3324.17440.7197.80441998359.9148.8769.12.88215.091999368.4124.1137.390.13261.362000370198.69130.650.045329.2952001403.3206.5152.10.9589357.72002 210.951800.0845393上表數(shù)據(jù)可見，我

11、國甲醇供需矛盾多年來一直很突出，有的年份進(jìn)口量大于國內(nèi)產(chǎn)量，很多年份進(jìn)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，而這些僅是甲醇用于傳統(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。 二是作為汽車燃料的市場，這一市場一旦廣泛開發(fā)，其甲醇的需求量，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(dá)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，同比增長4%左右。如果有1/4的汽車摻燒甲醇10%，即所需甲醇300多萬

12、噸。由于甲醇遲早必定成為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》?，開發(fā)甲醇已成為他們的重點產(chǎn)業(yè)。最近報導(dǎo)的標(biāo)題為“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)能力為日產(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

13、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。甲醇燃料作為潔凈能源產(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”。我們把他這段話作為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；2.精細(xì)化工和多分子化工原料方面：需求量將在82萬噸左右；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，減去潛在需求量及一些可能變動之量，該資料預(yù)計到2010年我國甲醇的需求量為417萬噸

14、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86100%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(jìn)，南京已有專利技術(shù)。 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

15、515%，這樣推廣起來比另外兩個方案容易，而且甲醇作為汽油的替代品也將逐步推廣進(jìn)行。為此，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(jìn)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

16、資源，采用國內(nèi)近兩年開發(fā)出來的粉煤氣化先進(jìn)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。含煤層為第三上新層，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3060米，呈褐或黑褐色，光澤暗淡，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，為一中型褐煤礦床。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，頂板埋深層次4.4510.70米，底板埋深有感觸16.8032.50米，總體向

17、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，鉆孔中僅見0.70米的抬升；礦床在ZK5、ZK3、ZK8一線富厚，厚度可達(dá)16.5022.60米，距西河100210米，作為先期開采地段較為適宜。褐煤礦呈黑色、褐黑色灰色、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，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2030厘米的泥炭層，據(jù)煤樣分析，

18、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2581.30-4071.27千卡/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進(jìn)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(dá)8.

19、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(dá)11.5億噸，前景十分誘人。表一、祿豐縣中村褐煤礦煤樣分析成果表工程號樣號位置（M）樣長分析結(jié)果備注自至含水量揮發(fā)份灰份發(fā)熱量固定炭含硫ZK22-19.159.650.5028.5030.8942.742656.0513.233.42 ZK22-210.7019.008.3035.5039.2326.964030.4323.452.98 ZK33-19.5026.0016.50

20、27.2531.1624.843268.1721.181.17 ZK44-14.4523.0018.5531.0037.4332.793620.9919.733.00 ZK55-15.5023.0016.0032.0039.2726.314071.3715.405.33 ZK66-15.0016.8011.8032.5038.5730.963783.7520.794.8 ZK88-19.9032.5022.6028.2525.9237.332581.3117.131.3  組合   27.529.3324

21、.23289.3123.272.92  表二、祿豐縣中村褐煤礦煤礦礦體儲量計算表塊段號剖面號斷 面面 積(m2)斷面間距(m)斷面平均面積(m2)計 算公 式塊 段體 積(m3)體重（t/m3）儲 量（噸）C-10.14012.54098.41004055.45V=SL4055451.28519092.6C-20.46784012.52002345.24469050600384小計C級   8745951119481.6D-15.101530200765153000195840D-21.01530983.251001256.6312566316

22、0848.64D-30.4983.2528252001904.25380850487488D-44.828251751.52002288.25457650585792小計D級   1429968.64合計C+D級   2549450.24 二、褐煤質(zhì)量及煤種評價2003年9月，昆明鋼鐵集團有限責(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(jìn)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1仁興煤41.143.716.6631.550.093<0.0182.51.437

23、1.42 2中村煤34.5435.6924.6828.741.45<0.01752.0674 三、呂合煤質(zhì)量及煤種評價2002年9月，楚雄東盛化工有限責(zé)任公司委托陜西聯(lián)合中西部煤氣化工程技術(shù)中心及西北化工研究院，對楚呂合褐煤N1K1和N1K5兩個煤樣，進(jìn)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。煤分析數(shù)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N1K1煤樣N1K5工業(yè)分析Mad22.9323.48Aad9.715.93Vad34.8135.21FCad32.5535.38焦渣特性11熱值MJ/kg18.575(4443.8K

24、cae/kg)19.245( 4604Kcae/kg)灰熔點DT10801250ST12201380FT12701430元素分析Wt%Cad47.4649.33Had3.423.42Oad14.2716.24Nad0.680.69Stad1.530.91 1.通過煤質(zhì)分析對呂合揭煤的質(zhì)最評價是：N1 K1 和 NlK5兩個煤都是含水份高（Mad內(nèi)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，可作為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：NlK1煤在溫度1050條件下，反應(yīng)活性（CO2還原率

25、）為92. 2%，反應(yīng)活性好；N1 K5煤在溫度1050條件下，反應(yīng)活性為89.3%，反應(yīng)活性較好。兩個煤樣的氣化效率較高，1050以上時兩個煤種反應(yīng)性相近。通過煤氣化活性試驗，呂合褐煤N1K1和NlK5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Nlk1N1k5氣化溫度0C98010509801050氣壓壓力（表）MPa0.050.05產(chǎn)氣率Nm3/kg Coal1.351.41CO+H2MOL%65.0765.61碳轉(zhuǎn)化率We%90.391.3氧煤比N

26、m3/t Coal294286蒸汽煤比Kg /t Coal5795904.工業(yè)試燒氣化條件(1)氧氣純度：99. 6mo 1%；(2)蒸汽溫度（過熱）：3100C(3)氣化溫度：98010500C(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(jìn)行粉煤氣化的一些重要參數(shù)。 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

27、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CH30H，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 (200C)，熔點-97. 8 0C，沸點64. 65 0C。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

28、，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，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GB33892標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見下表：項 目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品色度（鉑鈷），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）,0C 64.0-65.50.81.01.5高錳酸鉀試驗，min 503020水溶性試驗澄清 水分含量，% 0.100.15 酸度（以HCOOH計），% 或堿度

29、（以NH3計），% 0.00150.0030.0050.00020.00080.0015羰基化合物含量（以CH2O計），% 0.0020.0050.01蒸發(fā)殘渣含量，% 0.0010.0030.005五、工藝技術(shù)方案本項目采用以煤為原料，獨立系統(tǒng)（單醇）、低壓法合成甲醇生產(chǎn)工藝。主要工藝流程簡圖褐蒸純煤汽氧造氣粗脫硫壓 縮變換  精脫硫脫 碳壓 縮二次脫硫 壓 縮 合 成分 離循環(huán)機放空氣回收       粗甲醇      &

30、#160;     精餾            精甲醇產(chǎn)品     六、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常溫干

31、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，甲醇合成及甲醇精餾等。 各生產(chǎn)裝置工藝分別敘述如下： 1造氣工藝及設(shè)備： 目前我國以煤為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。 本項目的工藝技術(shù)方案的

32、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(dá)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源，價格低、運距短，到廠價僅100元左右。目前世界先進(jìn)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(jìn)采用了這種技術(shù)。煤制氣效率達(dá)95以上，純氧制氣且是加壓氣化，其壓力可達(dá)3.08.0MPa，大大節(jié)省了壓縮氣體功耗，但引進(jìn)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。對原料煤也有一定要選擇性，技術(shù)要求較高

33、。 我國遼寧撫順恩德機械有限公司開發(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)?；胰劬哿骰卜勖簹饣夹g(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(jìn)行總體規(guī)劃和協(xié)調(diào)，化六院承擔(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)示范裝置。該裝置設(shè)計單爐生產(chǎn)規(guī)模為2萬噸合成氨/

34、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(dá)到設(shè)計要求。工藝設(shè)備經(jīng)多次調(diào)整和改進(jìn)、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?；胰劬哿骰卜勖簹饣墓ぷ髟硎?，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(dá)到煤的完全氣化。煤灰在氣化爐中心高溫區(qū)相互粘結(jié)團聚成球，由于灰球和炭粒的重量差別，使灰球與炭粒分

35、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(jìn)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(dá)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），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)速電機調(diào)節(jié)進(jìn)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

36、的細(xì)煤灰，經(jīng)雙螺旋增濕器冷卻增濕后排出，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(dá)300目）可回收作為炭黑加工原料出售。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。工藝流程簡圖示意：粉煤純氧過熱蒸汽氣化爐 第一旋風(fēng)分離器第二旋風(fēng)分離器廢熱鍋爐蒸汽過熱器軟水加熱器循環(huán)物料   渣斗   排灰裝置   煤氣氣柜煤氣洗滌塔 排渣 排灰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(jìn)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。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，

37、對呂合褐煤進(jìn)行了煤種綜合評價。(1)楚雄呂合褐煤是含水高（Mad內(nèi)在結(jié)晶水），含氧高、含揮發(fā)份高的變質(zhì)程度較淺的褐煤，灰份低，固定碳低，發(fā)熱量偏低，焦渣特性低（基本不結(jié)值），中低硫。(2)煤種在10500C條件下，反應(yīng)活性（CO2還原率）92. 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)呂合褐煤可作為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）?；曳荩篈ad5. 21；水份：Mad23. 48；固定炭：FCad35. 31；揮發(fā)份：Vad35

38、. 21；全硫：StadO. 91；熱值：19. 245MJkg (4604Kcaekg)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 下部氣化段內(nèi)2400/外3200，上部分離段內(nèi)3600外4200 煤氣產(chǎn)量：142bONm3時.臺x228500Nm3時 操作壓力：0. 05MPa操作溫度：980-1100 入爐粉煤：粒度<8毫米、水份<

39、5% 空分裝置1套氧氣產(chǎn)量：6000Nm3/n 含氧純度：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過熱蒸汽，供造氣爐自用。 （5）一級旋風(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(dá)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

40、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(jìn)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(jìn)；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

41、及生產(chǎn)實踐證明，半水煤氣用DDS脫硫后H2S含量可達(dá)2068mg /m3，變換氣脫硫后H2S含量可達(dá)12mg/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H2S11. 5g/Nm3；脫硫后煤氣中含H2S<0. 07g/Nm3。 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3600 H=30000 1臺 (3)電除塵器34513265 H=12600 1臺 輸出電

42、壓4045KV，輸入電壓220V (4)溶液再生槽57004800 H=6880 1臺 (5)脫硫液泵Q=360m3/n H=50m 2臺（一開一備） 富液再生泵Q=360m3/n H=71m 2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1.0一1.5，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，在變換工藝中只

43、能是將原料氣中一部分CO變換成C02和H2，要求較低的變換率(40%左右)，以滿足甲醇合成凈化氣中H2-C02/CO+C022. 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一T副反應(yīng)，使CO和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；變換爐入口溫在200以下，床層溫度

44、下降了100-200，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(jìn)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，Co-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(jìn)一步降低系統(tǒng)阻力，降低能耗，節(jié)能效果顯著。 C0M0系催化劑冷熱強度較高，從根本上解決了中變催化劑粉化問題；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： 壓縮來水煤氣焦炭過濾器第一熱交換器管內(nèi)第二熱交換器管內(nèi)電加熱器低變爐第二熱交換器管

45、間第一熱交換管間增濕器軟水加熱器水冷卻器變換氣至二次脫硫 主要設(shè)備： 變換爐：3200 H=11000二段式 1臺； 第一熱交換器：1000 F=150m2 2臺； 第二熱交換器：1000 F=200m2 1臺； 電加熱器：W=280Kw 1臺； 軟水加熱器：1000 F=180m2 1臺； 變換氣水冷卻器（不銹鋼板式換熱器）F=260m2 1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 H2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

46、，同時CO 2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一甲基二乙醉胺法）；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，它的主要組分為聚乙二醇二甲醚。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，投資較省；(3)溶劑不氧化、不降解，有良好的

47、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，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

48、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不僅可以脫碳，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（一開一備）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（一開一備）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

49、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10PPm（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(jìn)水平，已獲國家專利。完全可以滿足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

50、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JTL4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. 0MPa壓合成甲醇工藝，合成塔內(nèi)件采用杭州林達(dá)化工技術(shù)工程有限公司開發(fā)的JW均溫型低壓合成塔。采用銅墓甲醇

51、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(dá)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(dá)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(dá)70，比國內(nèi)外使用的管殼式甲醇合成塔高一倍，與之相比，還有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、投資省。國內(nèi)采用林達(dá)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

52、原氣化廠（8萬噸年），江蘇武進(jìn)（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(dá)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. 0Mpa，反應(yīng)溫度：220230。主要設(shè)備：甲醇反應(yīng)器：內(nèi)1800 H14600 1臺催化劑裝填量16m3廢熱鍋爐：9001800 F=138m2 1臺開工電爐：1200 功率W=700KW 1臺氣氣換熱器： F=900m2 1臺油分：1500 1臺醇分：1500 1臺水冷器：F=550m2 1臺循環(huán)機：DW-40/47-54 （一開一備） 2臺Q=40m3/min 配用電動機：800KW/6000V 7.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?yōu)榉蠘?biāo)準(zhǔn)的精甲醇。 本項