年產2×50萬噸甲醇氣相催化脫水制二甲醚裝置項目可行性投資建議

./年產2×50萬噸甲醇氣相催化脫水制二甲醚裝置項目可行性研究報告

目錄1總論 11.1概述 11.2研究結論 101.3綜合技術經濟指標表 122市場預測 142.1產品的性質和用途 142.2國內外市場需求預測分析 212.3產品目標市場 232.4產品價格分析 273產品方案和生產規(guī)模 313.1產品方案 313.2生產規(guī)模 313.3二甲醚產品質量指標 314工藝技術方案 324.1國內外生產工藝開發(fā)概況 324.2工藝技術的比較與選擇 344.3工藝流程簡述 414.4消耗定額 434.5自控技術方案 434.6主要工藝設備 444.7標準化 475原輔材料、燃料和動力供應 505.1原料供應 505.2輔助材料 505.3動力供應 506建廠條件及廠址方案 536.1地理位置 536.2廠址方案 557公用工程和輔助設施 567.1總圖運輸 567.2給排水 587.3電氣 597.4供熱 627.5儀表空氣站 637.6工廠外管 637.7維修 637.8分析化驗 637.9貯運設施 647.10土建 648節(jié)能 658.1能耗指標 658.2節(jié)能措施 658.3能源管理 689環(huán)境保護 699.1廠址地理位置 699.2設計采用的環(huán)境保護標準 699.3主要污染源及主要污染物 699.4環(huán)保治理措施及預期效果 719.5環(huán)境管理及監(jiān)測 719.6清潔生產與總量控制 759.7綠化設計 789.8環(huán)保投資 799.9結論與建議 7910勞動保護、安全衛(wèi)生與消防 8110.1勞動保護與安全衛(wèi)生 8110.2消防 8911工廠組織和勞動定員 9511.1工廠體制和管理機構 9511.2生產班制和定員 9511.3人員的來源和培訓 9612項目實施規(guī)劃 9712.1建設周期的規(guī)劃 9712.2項目實施進度規(guī)劃 9713投資估算和資金籌措 9913.1投資估算 9913.2資金籌措 10014經濟效益和社會效益的評價 10214.1經濟評價的基本參數 10214.2產品成本和費用估算 10314.3財務分析 10414.4社會效益分析 10515結論與建議 10615.1工藝技術 10615.2經濟評價 10615.3社會效益 107附表：1.投資使用計劃和資金籌措表2.固定資產折舊費估算表3.年總生產成本費用估算表4.流動資金估算表5.銷售收入和銷售稅金估算表6.損益表7.固定資產投資借款還本付息計算表8.資金來源與運用表9.資產負債表10.財務現金流量表〔全部投資11.敏感性分析表12.財務評價主要指標表附圖：1.裝置總平面布置圖2.二甲醚合成與精餾工序工藝流程圖3.二甲醚罐區(qū)工藝流程圖附件：1.項目建議書批復2.項目承辦單位營業(yè)執(zhí)照3.組織機構代碼證4.政府相關批文5生產許可證6.環(huán)評報告7.土地使用證8資金來源證明

1總論1.1概述項目名稱、主辦單位、建設地址、企業(yè)性質及法人項目名稱：2×50萬噸/年二甲醚裝置項目可行性研究報告主辦單位：某能源發(fā)展有限責任公司項目負責人：xx建設地址：某市殷都區(qū)王邵村企業(yè)性質：有限責任公司法人代表：程新莊可行性研究報告編制單位：某規(guī)劃建筑設計有限公司地址：某市西工區(qū)郵政編碼：電話：工程咨詢等級：甲級發(fā)證機關：證件編號：建設單位概況：可行性研究報告編制的依據和原則.1編制依據1建設單位有限公司簽訂的2×50萬噸/年甲醇氣相催化脫水制二甲醚裝置可行性研究報告技術咨詢合同書。2建設單位提供的可行性研究基礎資料。3化計發(fā)〔1997426號文《化工建設項目可行性研究報告內容和深度的規(guī)定》〔修訂本。4國務院令第253號,1998年11月29日《建設項目環(huán)境保護管理條例》。5國家計委、建設部計投資發(fā)布《建設項目經濟評價方法與參數》〔第三版。6石油計字[2001]68號文件《中國石油天然氣股份有限公司建設項目經濟評價方法與參數》〔煉油化工銷售。7國石化規(guī)發(fā)〔1999195號《化工建設項目可行性研究投資估算編制辦法》〔修訂本。8國家計委計辦投資[2002]15號文《投資項目可行性研究指南》〔試用版。9國家發(fā)展改革委、建設部[2006]1325號文《建設項目經濟評價方法與參數〔第三版》。10某能源發(fā)展有限責任公司的發(fā)展思路及規(guī)劃。.2編制原則1嚴格執(zhí)行國家、地方、行業(yè)現行法令、法規(guī)及各專業(yè)的標準規(guī)范。2充分依托建設單位在某市殷都區(qū)王邵村現有的基礎工程、公用工程、輔助設施和生活福利設施,盡可能節(jié)省投資。3本項目以甲醇為原料,采用先進、成熟、可靠的甲醇氣相催化脫水法制二甲醚生產工藝,建設一套2×50萬噸/年新型清潔燃料二甲醚裝置,保證項目投產后能安全、穩(wěn)定、長周期連續(xù)運行。4合理布置,節(jié)約用地。5嚴格執(zhí)行國家有關環(huán)境保護、職業(yè)安全及工業(yè)衛(wèi)生、消防有關規(guī)定,貫徹"安全第一、預防為主"的方針,做到環(huán)境保護、勞動安全衛(wèi)生、消防與工程同步規(guī)劃、同步實施、同步發(fā)展；避免環(huán)境污染,確保安全生產。6設計中堅持"一體化、露天化、輕型化、國產化、社會化"的五化方針。7注意節(jié)能、節(jié)水、降耗、減污、增效,努力降低成本,爭取獲取最佳經濟效益。8合理安排工期,以最快的速度完成工程建設,早投產,早見效益。9對項目的費用和效益,本著實事求是,穩(wěn)妥可靠的原則進行估算和評價。項目提出的背景、目的和意義.1建設單位基本概況某能源發(fā)展有限責任公司〔以下簡稱某某公司屬于某市貞元〔集團有限責任公司下屬獨立子公司。某能源發(fā)展有限責任公司成立于20XX7月,位于安某市殷都區(qū)王邵村,注冊資金2500萬元,資產總值5737萬元,現有員工73人,大專學歷以上人員占公司總人數的80%。是專業(yè)從事新能源二甲醚的生產和銷售及相關技術的開發(fā)應用的廠家,是中國二甲醚標準制定發(fā)起五家理事單位之一。公司的發(fā)展宗旨是：致力新型清潔車用替代燃料的研發(fā)和生產,"奉獻綠色能源,創(chuàng)造碧水藍天"。二甲醚項目采用XX敦先科技有限公司節(jié)能型――"甲醇氣相催化脫水反應法"工藝技術進行生產。該項目被列為市重點建設項目,是某市工業(yè)結構調整重點項目,項目的實施將為某市的經濟社會發(fā)展提供能源保障,可為某市新能源谷的發(fā)展和建設形成較大推力。.2項目提出的背景、目的和意義1項目提出的背景能源是國民經濟可持續(xù)發(fā)展的物質基礎,據BP-Amoco公司研究報道,全世界已探明的化石燃料資源中煤可使用221年,天然氣為60年,而石油僅能使用39年,而當前全球一次能源結構中石油占40.6%,煤占25.0%,天然氣占24.2%,核能占7.6%,水電占2.7%。我國能源總的特征是"富煤、缺油、貧氣"。1993年起我國已成為石油凈進口國,2004-20XX,我國原油,進口量年均增長率為1.7%；而原油凈進,年均增長率達8.3%；對外依賴度由40.2%上升至48%。據預測,2020年我國消費量將達到4.5-5億噸,對外依賴度將超過60%,嚴重威脅我國的能源安全。我國天然氣總儲量為38萬億立方米、煤炭總儲量為7200億噸。我國有80%的煤是通過直接燃燒。因燃燒煤產生的二氧化硫的年排放量已達1900萬噸,化學反應產生的大量臭氧、煙霧、酸雨和溫室氣體,造成我國的經濟損失每年高達百億元以上,成為世界上因大氣污染排放造成損失最大的國家之一。我國自1990年開始大量進口液化石油氣,伴隨著南方沿海地區(qū)需求迅速膨脹,年進口量從1990年的11.7萬噸增加到20XX的617萬噸?，F我國城市為667個,其中特大型和大型城市75個、中型城市192個、小型城市400個,城市人口2.8億,城市石油液化氣占有率約50%。商用汽油、煤油和天然氣由于含硫等眾多復雜成分,對環(huán)境污染較為嚴重；民用液化石油氣的雜質更多,且還存在壓力過高及爆炸的隱患。另外,我國汽車工業(yè)發(fā)展較快,同時也帶來了車用燃料價格的大幅上漲,汽車燃料的短缺勢必制約汽車工業(yè)的發(fā)展。我國能源短缺和環(huán)境保護是國民經濟保持持續(xù)發(fā)展的兩大瓶頸。與石油、天然氣不同,我國煤炭資源儲量豐富,煤炭供應可以完全立足于國內。20XX,國內已查證的煤炭儲量7200億噸,原煤產量達25.23億噸,我國煤炭資源最少還能夠使用200年以上。經過多年的發(fā)展,我國煤化工技術日趨成熟,裝備國產化程度不斷提高。發(fā)展甲醇、二甲醚等煤基替代能源符合我國"富煤、缺油"的資源現狀,有利于緩解國內石油供需矛盾,也有利于能源產業(yè)的持續(xù)發(fā)展,是維護國家能源安全的重要戰(zhàn)略舉措。因此,建立多元化的能源戰(zhàn)略體系,發(fā)展新的煤基清潔型替代能源,解決能源安全和日益嚴重的環(huán)境污染瓶頸問題,使國民經濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,是我國政府面臨的十分嚴峻任務和重要課題。開發(fā)研究新型清潔環(huán)保燃料,已成為一項重要戰(zhàn)略任務。以甲醇生產潔凈的二甲醚燃料,作為石油資源的補充,對于解決國內能源短缺和環(huán)境保護問題,具有重要的經濟意義和戰(zhàn)略意義。能源是國民經濟可持續(xù)發(fā)展的物質基礎,按市場需求,上世紀90年代初,國內出現一些新型民用燃料,如甲醇燃料、醇―醚燃料、二甲醚液化氣等,其中以二甲醚最具優(yōu)勢。二甲醚作為潔凈環(huán)保的替代能源得到了世界各國的廣泛重視,國家發(fā)改委、科技部、環(huán)?？偩忠?0XX第65號聯合公告,將醇醚燃料列為了《國家鼓勵發(fā)展的資源綜合利用和環(huán)境保護技術》中的260項技術之一,二甲醚作為新型民用燃料具有以下優(yōu)點：〔1在同等溫度條件下,二甲醚的飽和蒸汽壓低于液化氣,其儲存、運輸過程相對安全；〔2二甲醚在空氣中的爆炸下限比液化氣高一倍,使用過程中相對安全；〔3二甲醚自身含氧,組分單一,碳鏈短,燃燒性能良好,熱效率高,燃燒過程中無殘液,無黑煙,是一種優(yōu)質、清潔的燃料；〔4二甲醚代替液化氣作民用清潔燃料與現有液化氣的灌裝設備、液化氣罐及液化氣灶基本通用,易于推廣使用。據有關部門檢測結果表明,在著火性能、燃燒工況、熱負荷、熱效率、煙氣成分等方面符合煤氣灶CJ4-83的技術指標；二甲醚燃料及其配套燃具在正常使用條件下,對人體不會造成傷害,空氣污染極低；在使用配套的燃具后,室內空氣中甲醇、甲醛及一氧化碳殘留量,均符合國家居住區(qū)大氣衛(wèi)生標準及居室空氣質量標準。因此二甲醚單獨作為民用燃料,可以替代液化石油氣,其性能與液化石油氣相似,具有使用方便,燃燒完全,排放的廢氣無毒,使用安全、衛(wèi)生等優(yōu)點,被譽為21世紀最為理想的潔凈優(yōu)質燃料和新能源。2項目建設目的和意義開發(fā)二甲醚對國家能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。我國近幾年來原油、成品油、液化石油氣凈進口量超過消費量的30%,高于國際公認的能源安全警戒線,根據專家預計到20XX我國石油對外依存度將超過50%。石油煉制的油品雖然比較清潔,但我國石油資源已不能滿足需求,并且隨著石油資源逐漸轉向深層,品質也不斷降低,含硫量不斷上升,給煉制高質量油品帶來很大困難。城市汽車尾氣的大量排放對城市空氣也造成了嚴重的污染。二甲醚作為燃料,可以在保證我國能源安全的同時,將環(huán)境危害降到最低。位于XX北部的某市,交通條件十分便利,具有土地資源優(yōu)勢。工業(yè)園區(qū)中規(guī)劃建設的道路網、給排水工程、污水處理工程、郵電通訊工程及供熱供氣工程為項目實施提供了有利的建設條件。某市也為工業(yè)園區(qū)的建設提供了靈活的投資環(huán)境,在土地批租、融資、貸款貼息等方面對園區(qū)內項目建設加大扶持力度,為企業(yè)營造寬松、穩(wěn)定的政策環(huán)境。因此,某貞元集團公司充分利用當地經濟條件優(yōu)勢建設年產2×50萬噸二甲醚項目,對企業(yè)的發(fā)展和當地經濟水平的提高都具有良好的經濟效益和社會效益。本項目的建設和投產可替代部分進口石油,減少我國石油進口量及石油供應風險,符合國家石油安全戰(zhàn)略,是貞元集團發(fā)展的一個戰(zhàn)略方向。研究范圍本可研報告研究范圍包括甲醇制二甲醚生產裝置及其配套設施。本報告著重對產品市場需求情況；二甲醚生產工藝技術、裝置規(guī)模及所需配套的公用、輔助設施；裝置三廢排放及治理；裝置消防及安全生產；項目經濟效益等方面進行研究分析,作出市場預測分析,提出工藝技術推薦方案,投資估算,對項目經濟效益進行財務分析,最后作出研究結論性意見,供建設單位決策。1.2研究結論本項目符合國家產業(yè)政策和能源、環(huán)保政策能源短缺和環(huán)境保護為環(huán)保能源產品的開發(fā)帶來難得的機遇。建設單位積極建設清潔型燃料二甲醚生產裝置完全符合國家產業(yè)政策和能源、環(huán)保政策。二甲醚是21世紀的超清潔燃料,具有優(yōu)越的環(huán)保性能,除一般的化工用途外,其最大的潛在用途是作為城市煤氣和液化氣民用清潔燃料的替代用品,并能替代柴油作為發(fā)動機燃料,是石油資源的替代能源,發(fā)展二甲醚燃料對提高企業(yè)經濟效益,增強市場競爭力和抗風險能力及可持續(xù)發(fā)展,將產生重大的現實意義和深遠的歷史意義。產品市場前景良好二甲醚不僅是重要的化工原料,而且具有優(yōu)越的環(huán)保性能,其最大的用途是作為城市煤氣和液化氣民用清潔燃料及環(huán)保型能源車用燃料的代用品,建設部20XX8月21日公布的《城鎮(zhèn)燃氣用二甲醚》〔CJ/T259-2007行業(yè)標準已于20XX1月1日實施,XX市已出臺了《液化石油氣二甲醚混合燃料》地方標準,已于20XX12月1日執(zhí)行,XX省等其他沿海城市的地方標準也將相繼出臺,XX省二甲醚混合燃料地方標準也正在蘊量之中,三個月后將正式出臺。這預示著廣泛應用二甲醚新能源的開始,隨著燃料級二甲醚作為民用和車用燃料的需求量大幅增加,專家預測,未來3年內隨著燃料級二甲醚作為民用和車用燃料的需求量大幅增加,20XX二甲醚需求將超過1000萬噸,二甲醚生產一定會有飛躍式的發(fā)展,其市場前景廣闊。采用的工藝技術先進、可靠本項目采用先進的甲醇氣相催化脫水制二甲醚技術,經脫水、精餾制得二甲醚產品,該工藝具有工藝流程短、能耗低、三廢少、質量高等特點,裝置技術先進、成熟、可靠,投產后可以長期穩(wěn)定、安全、滿負荷地運行。環(huán)保、安全衛(wèi)生及消防措施落實本項目對"三廢"采取綜合治理措施,確保所有排放物可達標排放,投產后不會對環(huán)境造成污染。同時在設計中注意安全生產和工業(yè)衛(wèi)生,認真貫徹國家和地方的各項法規(guī),采取了完善的安全消防措施,建成投產后可保證安全生產。項目在經濟上可行當原料甲醇價格按2000元/噸、產品二甲醚價格按3300元/噸計算時〔均為含稅價,本項目的項目投入總資金為51272萬元,其中建設投資36140萬元,建設期利息436萬元,流動資金14696萬元。項目建成投產后,項目的年均總成本為242912萬元,實現年均銷售收入260228萬元,年均銷售稅金-4620萬元,年均利潤總額為21936萬元。經計算,項目的投資利潤率為42.79%,投資利稅率為33.77%,財務內部收益率稅前為52.52%,動態(tài)投資回收期稅前為3.2年〔含建設期一年。項目具有較強的抗風險能力本裝置的盈虧平衡點分別為27.6%〔生產能力利用率,達產第三年,具有較強的抗風險能力。存在的主要問題和建議本項目產品為甲醇的下游產品,產品市場前景廣闊。但是國內準備建設的企業(yè)很多,這就要看誰建設快、投產快,短期內占領市場。某能源發(fā)展有限責任公司具有多年的能源生產、管理、銷售經驗,具有資金、技術、人才、管理優(yōu)勢,因此建議該公司立即成立二甲醚產品建設領導小組,做好該產品的市場調研,盡快決策、啟動、實施2×50萬噸/年燃料級二甲醚項目,早日實現其較好的經濟效益和社會效益。1.3綜合技術經濟指標表表1-2綜合技術經濟指標序號指標名稱單位數量備注一建設規(guī)模二甲醚萬噸/年100燃料級二商品量二甲醚萬噸/年100燃料級三年操作時間小時8000四主要原材料消耗1甲醇折100%萬噸/年1402催化劑噸/次1603年1換3燃料煤萬噸/年16五公用工程消耗1電度/時9000含公用工程2一次水噸/時2403循環(huán)冷卻水噸/時12000已折電耗4儀表空氣Nm3/h2405蒸汽噸/時85已折煤耗六三廢排放量1廢氣Nm3/h1717.5做燃料2廢水t/h62.93廢催化劑噸/年53.3七運輸量噸/年21388481運入量噸/年12785442運出量噸/年860304八勞動定員人149九裝置占地面積畝286十建構筑物占地面積m220897十一主要設備臺數臺套82十二產品綜合能耗GJ/t271.64十三項目投入總資金萬元512721建設投資萬元361402建設期利息萬元4363流動資金萬元14696十四年均銷售收入萬元330000十五年平均總成本萬元303000十六年均銷售稅金萬元-4620增值稅13%十七年均利潤總額萬元27000十八年均所得稅萬元5484十九財務評價指標1財務內部收益率%52.52稅前財務內部收益率%41.07稅后2動態(tài)投資回收期年3.2稅前動態(tài)投資回收期年3.71稅后3財務凈現值萬元106380稅前財務凈現值萬元74740稅后4投資利稅率%32.775投資利潤率%42.796資本金凈利潤率%63.067盈虧平衡點%27.62市場預測2.1產品的性質和用途產品性質二甲醚,dimethylether,又稱木醚、甲醚,簡稱"二甲醚"或"DME",分子量46.069,分子式CH3OCH3,在室溫和常壓下是一種無色、有輕微醚香味的氣體壓縮狀態(tài)下為液體。二甲醚具有優(yōu)良的混溶性,能同大多數極性和非極性有機溶劑混溶。二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多種有機溶劑,加入少量助劑后就可與水以任意比互溶。毒性試驗表明,二甲醚毒性很弱,無致癌性。其物化性質如下：沸點：-26.9℃102.3kPa閃點：-42.4℃開杯自燃點：350℃臨界溫度：128.8℃臨界壓力：6.32MPa臨界密度：0.2174g/ml蒸汽壓：0.53MPa〔20℃密度：0.661g/ml〔20℃粘度〔氣體：〔20℃燃燒熱〔氣態(tài)：1455kJ/mol生成熱〔氣態(tài)：-186.5kJ/mol熔融熱：108.3kJ/kg蒸發(fā)熱：468.4kJ/kg〔-26.8℃爆炸極限：3.45～28.7%〔Vol%,在空氣中。產品用途二甲醚是一種重要的甲醇下游產品,因其特有的分子結構和理化性質,用途十分廣泛。它主要作為甲基化劑,也可用作冷凍劑、溶劑、浸出劑、麻醉劑、燃料等。同時還在制藥、染料、農藥等工業(yè)中有著廣泛的用途。其具體用途如下：〔1作為液化石油氣的替代物液化石油氣〔LPG目前在城鎮(zhèn)已廣為使用,以彌補城市管道煤氣之不足,但由于國內產量有限,每年需大量進口LPG以滿足消費需求,目前進口量已占到消費量的32~40%,表2-1為我國近年石油液化氣的進口量。表2-1近年我國石油液化氣進口量〔單位：104t年份1990199819992000200120052010進口量11.74775544824899291460*消費量1363145915522101/*預測值如果二甲醚價格合適,取代LPG進口,則估計20XX需燃料級二甲醚1920萬噸,可見二甲醚在未來5～10年代替LPG有廣闊市場,其市場容量相當可觀。表2-2給出了液化石油氣〔LPG與二甲醚〔DME性質對比。表2-2液化石油氣與二甲醚性質對比燃料相對分子質量60℃時蒸汽壓平均熱值kJ/kg爆炸下限%理論空氣量m3/kg理論煙氣量m3/kg預混氣熱值kJ/m3理論燃燒溫度℃37.8℃時蒸汽壓kPaLPG56.61.92457601.711.3212.02390920551200DME46.01.35314503.56.967.4642192250832對比情況表明：①在同等溫度下二甲醚的飽和蒸汽壓要比石油液化氣低,37.8℃時為832kPa,符合GBlll74-89要求中1380kPa指標,故貯存及運輸時更安全。②二甲醚在空氣中的爆炸下限比石油液化氣高一倍,在使用時二甲醚比石油液化氣更安全。③雖然二甲醚熱值僅為石油液化氣的0.687,但二甲醚自身含氧,在燃燒過程中所需空氣量僅為石油液化氣的0.615,因此二甲醚預混氣熱值要比石油液化氣高〔1.079:1,其理論燃燒溫度也比石油液化氣高195℃〔9.5%。二甲醚單獨作民用燃料使用還具有下述優(yōu)點：①由于自身含氧,碳鏈短,燃燒充分安全,燃燒過程不析碳不會產生黑煙,無殘液,燃燒尾氣符合國家標準。②二甲醚易于壓縮,常溫貯存壓力≤1.05MPa,低于石油液化氣的1.92MPa,故更為安全,且可利用現有的石油液化氣罐,槽等容器及管道,灶具亦可通用,故易于推廣。二甲醚在不同季節(jié)門窗全開狀態(tài)下用二甲醚液化氣灶燃燒后對有害物殘留量的衛(wèi)生防疫檢測結果如表2-3所示,開門窗或抽油煙機影響則見表2-4。表2-3二甲醚灶燃燒后有害物殘留量有害組分夏季冬季衛(wèi)生標準mg/Nm3早餐點火30秒早餐后30秒早餐點火30秒早餐后30秒午餐點火30秒午餐后30秒日均甲醇0.290.060.650.330.350.161.0甲醛0.0260.0200.0290.0210.0260.0200.050CO1.050.562.211.273.212.4910表2-4二甲醚灶燃燒后環(huán)境衛(wèi)生檢測有害物濃度增值開門窗雙灶點火關門窗開抽油煙機雙杜關門窗不開抽油煙機雙灶開門窗本底值mg/Nm3點火期燃燒期點火期燃燒期點火期燃燒期日均二甲醚9.41.48.20.812.32.2-甲醇0.0220.0100.0200.0160.420.34-CO3.52.62.71.35.84.71.4NOX0.1630.1560.1530.1420.3910.3820.032檢測結果表明二甲醚燃料及灶具在正常情況下對人體不會造成傷害,對室內空氣也不會造成污染,室內空氣中有害物濃度符合國家居住區(qū)大氣衛(wèi)生標準和居室空氣質量標準。二甲醚灶具亦符合GJ4-83的燃氣灶具標準要求,可參見表2-5。表2-5二甲醚灶具燃料檢測結果項目GJ4-83標準要求實測結果著火率啟動10次著火不少于8次100%點火性能下能正常點燃正常傳火性點燃一孔后4秒鐘內傳遍所有孔1秒火焰狀態(tài)均勻、清晰、穩(wěn)定均勻熱負荷不低于2.9kW〔2500kcal/h熱效率額定負荷下熱效率55%59.5%及60.1%煙氣組成CO額定負荷下煙氣CO0.05%0.017%及0.021%O2O2不高于14%11%說明：每噸二甲醚可供五戶四口之家作炊事燃料使用一年?！?作為其它民用燃料的摻配組分液化石油氣主要組分是低碳烴,它富含C3和C4的烷烴與烯烴,還含有少量C5烴類,由于C5組分沸點較高,蒸汽壓較低,又不能與C3或C4組分互溶,故不能隨C3或C4組分一起完全燃燒,呈殘液留在液化氣鋼瓶中。如在石油液化氣中添加少量二甲醚,它不但能提高C5的氣化效率,還增加C3、C4與C5間的互溶性,從而消除液化氣鋼瓶中殘液,避免燃燒時析炭,具有可觀的經濟效益。二甲醚熱值為64686kJ/Nm3,如將一定比例的二甲醚加入到熱值為15907kJ/Nm3的城市煤氣或熱值為37674kJ/Nm3的天然氣中,可解決城市煤氣供氣高峰時氣量不足問題,降低城市煤氣中CO含量,增加使用安全性,并改善煤氣的質量,提高燃氣熱值。〔3車用燃料我國汽車工業(yè)發(fā)展迅速,民用汽車需求量將從20XX的186~207萬輛/年增長到20XX的289~327萬輛/年,其中貨車106~120萬輛,客車55~68萬輛,轎車128~139萬輛,重型貨車和大型客車全部使用柴油機,中型貨車和客車也大部分采用柴油機,近年輕型貨車和客車也開始柴油化,農用車快速發(fā)展加快了車用燃料柴油化進程。預計到20XX民用汽車保有量3000萬輛將耗柴油4000萬噸,加上軍用車輛耗柴油110~140萬噸,對柴油總需求達4200萬噸左右,國內石油產量無法滿足需要,每年都要花費大量外匯進口原油和成品柴油,影響國家能源安全。二甲醚是良好的柴油替代燃料,它具有下述獨特的優(yōu)點：〔1二甲醚結構中僅含C-H鍵和C-O鍵,含氧達34.8%,因而燃燒后生成的炭微粒少,允許采用較大量的廢氣循環(huán),從而降低尾氣中NOx排放量,僅為柴油排放時的30%。〔2二甲醚十六烷值55~60,比柴油高27%,起燃溫度低,滯燃期比柴油短,尾氣NOx排放少,燃燒噪音比柴油低10~15dB,接近汽油機噪音水平?！?二甲醚低熱值雖然比柴油低,僅為柴油的64.7%,但二甲醚與空氣理論混合氣熱值比柴油高5%〔二甲醚為3066kJ/kg,柴油為2911kJ/kg,故用二甲醚的發(fā)動機功率比柴油高10~15%?！?二甲醚的氣化潛熱為柴油的1.6倍,可大幅降低柴油機的最高燃燒溫度。表2-6二甲醚與柴油的燃料性能對比燃料相對分子質量沸點℃抗爆性十六烷值低熱值kJ/kg理論空燃比自燃溫度℃含氧量%液態(tài)密度kg/l20℃蒸汽壓MPa氣化潛熱kJ/kg粘度CP二甲醚46-26.9℃55~60288409.023534.80.6670.514600.15柴油190~220180~36040~504250014.625000.84029044~54s表2-7柴油機使用二甲醚與柴油時性能比較燃料功率〔扭距Nm燃料經濟性尾氣NOXg/HP??H總烴g/HP??H總微粒g/HP??H最高加速煙度%最大燃燒噪音dB二甲醚230相等1.60.30.02078柴油2003.80.30.08588*重型卡車柴油機渦輪增壓,中冷無廢氣后處理或廢氣再循環(huán)據XX交大開發(fā)的二甲醚汽車在高速公路、城市交通繁忙地段、坡地及洼地長期試車表明二甲醚汽車易起動；換檔自如,加速爬坡性能好,最高車速高于原柴油車。丹麥HaldorTopsфe公司曾用Navistar8缸7.3升中型車柴油機和AVLLEADER4缸2升轎車柴油機進行測定,表明二甲醚排放尾氣完全可達到全球最嚴格的加州超低排放〔ULEV標準,結果見表2-8。表2-8二甲醚用柴油機尾氣有害物排放量排放物中型車轎車COg/HP??hNOX+非甲烷烴g/HP??h非甲烷烴g/HP??h顆粒物g/HP??h甲醛g/HP??hCOg/HP??h總烴g/HP??hNOXg/HP??h顆粒物g/HP??hULEV標準7.22.51.30.050.0251.70.040.20.04用二甲醚結果3.22.40.210.0330.0220.6*0.04*0.20*經尾氣催化轉化器后測定結果表明：用二甲醚替代柴油可改善柴油機排放尾氣的狀態(tài),NOx排放僅為柴油的30%,烴類為柴油的40%,CO為柴油的50%,達到歐Ⅲ和美國加州中型載重車及客車尾氣超低排放ULEV標準,并存潛力達到歐Ⅳ標準。20XX上海市推出10輛二甲醚城市大客車投入147路公交線上運營。為配合二甲醚業(yè)公交車商業(yè)化運營,國內首個二甲醚加氣站已矗立在上海147路公交線終點站,目前可解決30輛二甲醚公交車的加注問題。二甲醚汽車在上海147路公交線上的試驗結果表明,二甲醚公交車比柴油、汽油公交車的動力性更好,可節(jié)能5%左右,尾氣排放可達歐Ⅲ標準。另外,使用柴油機的大型客車發(fā)動機都可以改裝為使用二甲醚的發(fā)動,費用只要1萬元左右,而大規(guī)模生產二甲醚的成本與柴油也相差無幾。上海交大和上柴股份公司正在研發(fā)第二代滿足國IV標準二甲醚汽車。在上海首條二甲醚公交示范運行線路開通后,北京、XX、XX、XX、張家港、XX等城市,也都有意引進上海研制生產的二甲醚汽車,用于城市公交。預計我國20XX和2015年柴油消費量將分別增長到4500萬噸和9000萬噸,若20XX能取代5%的柴油,2015年可取代10%的柴油,則2010和2015年車用二甲醚的需求量將分別為225萬噸和900萬噸。〔4制藥、染料、溶劑、油漆的中間體二甲醚可與發(fā)煙硫酸或三氧化硫進行氣相反應,可生成硫酸二甲酯；與苯胺蒸汽反應生成高純度N,N-二甲基苯胺；羰基化后制得二甲醚甲酯,同系化生成二甲醚乙酯；可制得高產率醋酐和二甲醚乙烯母體―亞乙基二甲酯?！?氣霧推進劑從80年代開始,世界各國競相開發(fā)二甲醚用途,將它作為氣霧推進劑,目前涉及的范圍包括油漆、殺蟲劑、發(fā)麗香、空氣清新劑、發(fā)膠、膠水、脫模劑、除銹劑、潤滑油等,被稱為繼壓縮氣體、氟里昂、丙-丁烷之后的第四代氣霧推進劑,在世界上推進劑的用量位于第二。由于氟里昂對大氣臭氧層有嚴重破壞作用而被限制和禁止使用后,二甲醚成為公認的氣霧推進劑的理想替代品,這是目前二甲醚的主要用途之一?！?制冷劑二甲醚可作為氟里昂的代用品用制冷劑,在冷凍食品時可去除異味和臭味。據輕工總會透露,我國家用電冰箱行業(yè)已確定了淘汰氟里昂的時間表,將于20XX在冰箱生產中停止使用氟里昂物質,作為氟里昂的代用品二甲醚,它的需求量將會隨著氟里昂的禁止使用而越來越大?！?合成低碳烯烴乙烯是最基本的石油化工原料之一,為解決乙烯來源,國內外正積極進行從甲醇或二甲醚制備乙烯等低碳烯烴混合物。美國UOP、德國Lurgi及中國科學院XX化物所等單位已取得了一些進展。對我國缺油地區(qū)更具吸引力?！?其它高濃度的二甲醚可用作麻醉劑,但麻醉效果比乙醚差；二甲醚可用作聚合物的催化劑和穩(wěn)定劑；可作為優(yōu)良的萃取劑和烷基化劑,在合成有機硅化合物和制取高純度氮化鋁-氧化鋁-氧化硅陶瓷中作偶合劑,在美國、日本、加拿大等國它作為農作物高效增產劑,是一種極好的速效肥。2.2二甲醚的國內外生產情況二甲醚的國外生產情況目前國外總生產能力超過24萬噸/年以上,產量在15萬噸左右〔這些統計數據主要指用作氣霧劑和制冷劑的二甲醚量,由于二甲醚用作燃料正在興起,國外一些百萬噸級的燃料級二甲醚裝置正在建設或籌建之中,尚無建成投產的報道,因此,以上統計數據暫以氣霧劑級二甲醚為準。國外二甲醚的生產主要集中在美國、德國和英國,主要生產廠家有杜邦公司、阿克蘇公司、德國聯合萊茵褐煤公司、日本住友精化公司等,其中德國聯合菜茵褐煤公司和漢堡DMA公司的生產能力較大,均在6萬噸/年左右,美國的杜邦公司和荷蘭阿克蘇-諾貝爾公司的生產能力各為3萬噸/年,其它裝置的能力大部分在0.5～1.0萬噸/年之間。國外,大約有70%的二甲醚用于氣溶膠生產,其他用于中間體生產。近年來由于對氟氯烴使用的禁止和控制,預計20XX國外二甲醚的需求量將超過30萬噸/年。表2-9世界主要二甲醚〔氣霧劑級生產廠家序號廠家名稱生產能力〔萬噸/年1杜邦公司3.02德國聯合萊茵河煤燃料公司6.03漢堡DMA公司6.54荷蘭阿克蘇-諾貝爾公司3.05中國XX康盛公司1.86日本住友精化公司1.57英國Hamborsidc公司1.08澳大利亞CSR有限公司1.09日本三井東壓化學公司0.5合計24.3二甲醚國內生產情況我國二甲醚生產起步于20世紀90年代初,早期是從高壓法合成甲醇副產物精餾而得,粗甲醇中約含二甲醚3%以上,僅有XX吳縣合成化工廠、XX硫酸廠等幾個廠家生產,規(guī)模小,年總產量僅3000噸左右,遠遠不能滿足市場需要。隨著二甲醚技術的發(fā)展,1994年XXXX化工廠采用氣相甲醇脫水法技術建成2500噸/年二甲醚生產裝置,生產高純度的氣溶膠級二甲醚,目前裝置規(guī)模已達5000噸/年。1997XX廣氮建成5000噸/年高純度的氣溶膠級二甲醚生產裝置。21世紀初,國內陸續(xù)又有廠家投產二甲醚,其中生產規(guī)模較大的有XX久泰化工科技股份有限公司2500噸/年二甲醚生產裝置,XX天然氣化工廠10000噸/年二甲醚生產裝置,另外,XX昆山化工原料廠、XX魯化集團公司、XX義烏和XX蒙城化肥廠等企業(yè)均建有1000～2500噸/年二甲醚生產裝置。這些企業(yè)生產的二甲醚部分為氣溶膠級的二甲醚,部分為燃料二甲醚。20XX來,隨著二甲醚的用途日益擴展,市場潛在容量增大,我國二甲醚工業(yè)發(fā)展迅速。據統計20XX我國二甲醚生產能力為48萬噸,產量32萬噸。20XX二甲醚生產能力增加至197萬噸,產量98萬噸。20XX二甲醚生產能力大幅增加至600萬噸,產量200萬噸。是世界上最大的二甲醚生產和消費大國,目前國內萬噸以上規(guī)模在40家左右,主要分布在XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX等地,其中規(guī)模較大的生產廠家有XX久泰、新奧集團、天茂集團、瀘天化、羅山金鼎化工、XX玉皇等。表2-10我國主要二甲醚生產廠家及產能〔單位：萬噸/年公司名稱能力公司名稱能力XX久泰集團50.0XX天茂集團股份有限公司50瀘天化集團有限責任公司31.0神華寧煤集團21XX玉皇化工有限公司45.0XX蘭花清潔能源有限公司10XX新奧集團30.0海豐華城能源有限公司10.0XX羅山金鼎化工有限公司15.0XX天源化工有限公司20XX凱躍化工有限公司100XXXX龍宇化工有限公司10XX省煤氣集團有限公司20.0XX旭陽化工化工有限公司20.0XXXX裕泰實業(yè)有限公司10.0XX渭河化工科技有限公司11.0XXXX九豐化工有限公司20.0XX龍宇煤化工有限公司20.0XX寶馬化肥廠30.0XX平煤藍天〔遂平20.02.3二甲醚國內外消費情況和市場預測二甲醚國外消費情況和市場預測20世紀60年代以后,國際上氣溶膠工業(yè)得到迅速發(fā)展。在以往的氣溶膠生產中,氣溶膠噴射劑主要采用氯氟烴。近年來,人們已逐漸認識到氯氟烴對大氣臭氧層有明顯的破壞作用,逐步采用其它代用品。二甲醚在氣霧劑工業(yè)中的應用正以其良好的性能及相對較好的安全性能逐步替代壓縮氣體、氟里昂及丙丁烷氣體,而成為第四代拋射劑的主體,因此,二甲醚市場需求量日益增長。1989年國外氣霧劑產量為86億瓶,1998年國外產量已達105億瓶,以年均2.24%的速度增長。在歐美國家氣霧劑中二甲醚的用量較大,20XX國外二甲醚的消費量為15.7萬噸/年。近年來由于對氟氯烴使用的禁止和控制,預計20XX國外二甲醚的需求量將超過30萬噸/年。二甲醚國內消費情況和市場預測20世紀60年代以后,氣霧劑產品以其特有的包裝特性,深受消費者歡迎。以前氣霧劑產品大量使用氟氯烷作為拋射劑,由于使用時氟氯烷全部釋放到大氣,對大氣臭氧層造成嚴重破壞,從而影響人類健康、動植物生長和地球生態(tài)環(huán)境。因此,世界各國都在尋找氟氯烷的替代品。我國已從1998年起禁止氣霧劑中使用氟氯烷〔醫(yī)療用品除外作拋射劑。二甲醚在氣霧劑工業(yè)中的應用正以其良好的性能及相對較好的安全性能逐步替代壓縮氣體、氟里昂及丙〔丁烷氣,成為第四代拋射劑主體。隨著我國氣霧劑工業(yè)的不斷發(fā)展和二甲醚產品的開發(fā)應用,二甲醚正逐步應用于噴霧油漆、發(fā)膠、空氣清新劑及車用氣霧劑。我國二甲醚在氣霧劑領域20XX消費量為3萬噸,20XX消費量為4萬噸,20XX消費量為4萬噸,隨著人們生活水平提高,預計20XX我國二甲醚在氣霧劑領域其消費量將達到6萬噸,2015年將達到10萬噸。二甲醚作為化工原料可用于合成硫酸二甲酯、N,N――二甲基苯胺、氫氰酸、二甲基硫醚等多種化工產品。我國二甲醚在化工原料領域20XX消費量為1.5萬噸,20XX消費量為2萬噸,20XX消費量為2萬噸,預計20XX二甲醚在化工原料領域其消費量將達到4萬噸,2015年將達到8萬噸。二甲醚可按一定比例〔19～21%摻入液化氣〔LPG中和液化氣一起燃燒,可使液化氣燃燒更加完全,降低析碳量,并降低尾氣中的一氧化碳和碳氫化合物含量。二甲醚還可按一定比例摻入到城市煤氣或天然氣中,作為調峰之用。二甲醚性質與液化氣相近,易貯存、易壓縮,因而可替代天然氣、煤氣、LPG作民用燃料。目前二甲醚摻燒液化氣領域的應用,已占到了國內消費量的90%左右。20XX我國LPG的產量為1376.5萬噸,表觀消費量為2011.8萬噸。中國自1990年開始大量進口LPG,20XX全年國內LPG商品量為1376.5萬噸,進口量為635.3萬噸,表觀消費量2011.8萬噸。20XX國內LPG總產量1473.4萬噸,進口液化氣總量在616.65萬噸,國內表觀消費量2029.187萬噸。20XX國內LPG總產量169.3萬噸,進口液化氣總量在801.7萬噸,國內表觀消費量2500萬噸。預計20XX國內LPG表觀消費量將達2500萬噸左右,2015年國內LPG表觀消費量將達2050萬噸左右。表2-11我國LPG供需缺口〔單位：萬噸年份20XX20XX20XX20XX2015年產量1376.51473.41698.317002600進口量635.3616.2801.710001290表觀消費量2011.82089.2250030503890目前國內LPG燃燒后的殘余量為5%,每年約有60多萬噸LPG殘液無法使用。全國多家LPG公司采用20%DME和80%LPG摻燒后,LPG中殘液部分將被一同燒掉,該摻燒技術已成熟,目前該摻燒技術在全國大面積得到推廣。保守估計,到20XX,若按20%DME摻燒80%LPG計算,則二甲醚的需求量約為800萬噸左右。到2015年,若按20%DME摻燒80%LPG計算,則二甲醚的需求量約為1000萬噸左右。我國二甲醚在民用燃料領域的消費量20XX消費量為17萬噸,20XX消費量為28萬噸,20XX我國消費量為112萬噸。預計20XX二甲醚在民用燃料領域的消費量將達到800萬噸左右,2015年將達到1000萬噸左右。經過幾十年的發(fā)展,我國已成為一個汽車大國,截止20XX底。全國機動車保有量達159777589輛。其中汽車56967765輛,摩托車87096613輛,掛車869124輛,上道路行使的拖拉機14823703輛,其他機動車20384輛。這必然將刺激國內車用燃料油需求的快速增長。近年我國成品油消費中,柴油約占63.4%,20XX,國內柴油產量為10162.1萬噸,20XX的消費量為10373.3萬噸,而且近年來柴油消費的增長加快,柴油供需矛盾突出。同時,國內原油供需矛盾更加突出,1993年起我國已成為石油凈進口國,2000-20XX我國石油進口量年均增長率為17.3%,進口額年均增長率為39.7%。20XX我國成為繼美國、日本之后的第三大石油進口國,石油對外依賴度達到43%。20XX我國石油進口量達1.81億噸,進口額819.52億美元,石油對外依賴度達由于二甲醚具有優(yōu)良的燃料性能,方便、清潔、十六烷值高、動力性能好、污染少、稍加壓即為液體到47.3%。嚴重威脅我國的能源安全。預計20XX國內柴油消費量將達到13050萬噸左右,2015年將達到15500萬噸。,易貯存,作為車用的替代燃料,有液化汽、天然氣、甲醇、乙醇等不可比擬的綜合優(yōu)勢。國內相關單位非常重視二甲燃料研究,XX交通大學與一汽經過近五年的合作開發(fā)了我國第一輛改用二甲醚的柴油發(fā)動機汽車,并進行了試驗,實驗表明使用二甲醚后可使發(fā)動機功率提高10～15%,熱效率提高2～3%,噪音降低10～15%,可達到歐洲III級排放標準。20XX上海市正式起用了自主知識產權的第一臺二甲醚城市客車。XXXX有30臺公交車試用二甲醚和液化氣的混和燃料。二甲醚作為柴油的替代燃料,20XX消費量為0.3萬噸,20XX消費量為1萬噸,20XX消費量為0.2萬噸。按其對柴油的替代率為3%計算,預計20XX按其對柴油的替代率為3%計算,預計約需二甲醚約523萬噸左右；2015年,按其對柴油的替代率為3%計算,預計約需二甲醚1330萬噸左右相對柴油的二甲醚消耗替代比為1.336。綜上所述,二甲醚作為氣霧劑、民用燃料、化工原料、車用燃料等方面20XX全國合計消費量約為21.8萬噸,20XX消費量約為120萬噸。二甲醚作為代用燃料方面的消費主要取決于二甲醚的價格,如果二甲醚的價格降到能與柴油或LPG相競爭的水平,二甲醚作為燃料的消費增長速度會很快,潛在市場規(guī)模也是相當驚人的,預計到20XX全國合計消費量約為983萬噸,2015年全國合計消費量將達1928萬噸左右,其市場前景廣闊,祥見下表。表2-12我國二甲醚的消費與需求預測〔單位：萬噸消費構成20XX消費量20XX消費量20XX消費量20XX需求量2015年需求量氣霧劑等344610民用燃料17281128001000化工原料1.52248于拋射劑的二甲醚價格最高,但由于二甲醚作為拋射劑的市場容量相對于二甲醚作為民用燃料的市場太小,可忽略不計,二甲醚價格的分析以二甲醚用作摻燒、替代液化石油氣柴油替代燃料0.312100500合計21.83412091015182.4產品價格分析國內二甲醚價格,用和替代柴油的車用燃料二甲醚價格為主,其重點在于分析目前市場最大的二甲醚用作摻燒液化石油氣的價格。作為燃料的二甲醚價格主要受柴油、LPG〔液化石油氣,以下同和國際原油價格影響,由于我國是國際原油和LPG的進口大國,LPG、柴油價格走勢受原油價格變化的影響較大,而燃料的二甲醚燃價格受LPG、柴油價格原油價格變化的影響,因此,國際原油波動價格波動是引起我國燃料的二甲醚燃價格的主要原因。祥見下表。表2-13不同原油價格時二甲醚的出廠價〔元/噸國際石油價格柴油出廠價LPG出廠價二甲醚出廠價美元/桶元/噸元/噸代柴油代LPG38296730082104229640309131322192239145340134412412262750371037512632286455402040602852310060432943693072333770494849883512381080556756073952428390618661204392475910068056765483152351107486744253145760二甲醚可以100%替代柴油和LPG,在這種情況下,與柴油和LPG的重量替代比分別為1.4l：1和1.31：1。柴油和LPG的出廠價格與國際市場原油價格相關聯,國內成品油價格已經與國際市場并軌。在煉油廠中,原油占成品油總成本的80～90%,各類成品油出廠價通常與國際市場原油價格有一個相對穩(wěn)定的差價關系。下表給出了國際市場不同原油價格時,國內柴油、LPG的出廠價格估算,以及100%替代的情況下二甲醚出廠價的上限要求。由上表可知：當國際市場原油價格在60～80美元/桶區(qū)間時,對應的二甲醚出廠價上限為：100%替代柴油：3072～3952元/噸；10%替代柴油：4329～5567元/噸；100%替代LPG：3337～4283元/噸；20%替代LPG：4369～5607元/噸。由于目前90%的二甲醚作為與LPG氣進行摻燒銷售,LPG價格的漲跌,直接影響二甲醚價格的漲跌。20XX上半年,由于國內能源需求迅速上升,而供應趨于緊張,國內液化石油氣的市場價格隨之上漲,20XX上半年二甲醚市場均價3700～3800元/噸左右,二甲醚生產企業(yè)獲利豐厚。20XX三季度,隨著國內液化石油氣季節(jié)性的需求增長,二甲醚市場價格隨之上浮。三季度伊始,由于液化石油氣需求上升,二甲醚市場價格隨之上浮,市場均價自3800元/噸左右上漲至4300-4400元/噸,廠家的二甲醚銷售也較為順暢。由于國際市場原油價格不斷上漲,導致上游甲醇價格不斷上漲,而二甲醚市場價格上漲速度趕不上甲醇價格不斷上漲速度,二甲醚生產成本上升速度大于銷價上漲速度,廠家利潤空間不斷壓縮。20XX四季度,由于國際市場原油價格不斷上漲速度加快,原料二甲醚價格迅猛上漲,二甲醚生產在成本猛增,于是二甲醚價格水漲船高。11月,二甲醚市場均價一度突破了5800元/噸,之后,由于市場需求逐步萎縮,且三季度投料的二甲醚生產裝置逐漸正常運行,二甲醚市場供大于求,價格逐步下跌,到年低,市場均價回落至4200元/噸左右。20XX初,由于春節(jié)前后是我國液化氣需求旺盛期,因此,不少二甲醚下游企業(yè)在20XX一季度采購備貨,使得國內二甲醚階段性需求迅速上升,帶動市場價格迅速反彈,短短一周,市場均價從4200元/噸迅速拉升到5600元/噸左右,漲幅達1400元/噸左右。隨后,隨著集中備貨期的過去,市場價格小幅回落,市場均價在4500-4900元/噸間波動。節(jié)后,雖然市場需求復蘇,但是由于一季度國內不少二甲醚裝置投產,隨著這些裝置的負荷逐漸上升,使得市場需求逐漸趨于飽和。而甲醇價格不斷上行使得二甲醚生產成本一路上升。到季度末,高價甲醇造成的成本因素占據主導,市場價格震蕩上行,最后均價收于5000-5100元/噸。二季度,國內二甲醚市場延續(xù)了一季度的市場情況。由于國際市場原油價格不斷上漲,由年初99.61美元/桶,上漲至6月底的140美元/桶左右,使得甲醇價格迅猛節(jié)節(jié)高漲,二甲醚生產企業(yè)迫于成本的迅速上升,不得不提高市場。但是,由于國內部分企業(yè)二甲醚新裝置投如運行,二甲醚下游企業(yè)對二甲醚漲價也不十分接受,二甲醚銷售壓力加大,各二甲醚生產廠家因此陷入困境。部分企業(yè)因無利可圖或連續(xù)虧損而停工。到二季度末,二甲醚市場均價最高在6400元/噸左右,最低在5000元/噸左右。三季度,盡管國家同時也下調了二甲醚增值稅稅率,但是由于國際市場原油價格在7月11日創(chuàng)新高142.25美元/桶,掉頭下降,一路下跌,三季度末降至93.88美元/桶,導致甲醇價格逐步下跌,帶動二甲醚市場下行。同時,國家限制液化氣售價,液化氣價格在受限后小幅下滑,二甲醚市場均價從三季度初的5450元/噸左右,降至三季度末4900元/噸左右。20XX四季度,由于美國金融危機的全面爆發(fā)引起世界性的金融危機,國際市場原油價格大幅爆跌,原油價格從四季度初的93美元/桶左右,爆跌至四季度末44.60美元/桶,導致液化氣價格、甲醇價格、二甲醚市場價格大幅爆跌,12月中下旬,進口液化石油氣到華南地區(qū)到岸價已經是2880元/噸左右,XX、XX、XX等地的液化石油氣市場價格在3000元/噸左右,12月31日XX有的地方的液化石油氣報價已至2800元/噸,盡管甲醇價格已經降到2000元/噸以下,二甲醚的生產成本仍然接近3000元/噸,二甲醚價格優(yōu)勢不復存在。到年低二甲醚市場價格爆跌至3000元/噸以下,國內大量二甲醚生產裝置處于限產、半停產、停產狀態(tài)。目前,國際市場原油價已探低回升,原油價格從年初最低33.2美元/桶升至70美元/桶,國內二甲醚價格在3000~4000元/噸之間波動。上半年二甲醚價格在3000元/噸左右,是因為受世界金融危機等多種因素的影響,是不正常的。預計今后數年,隨著全球經濟的復蘇,國際上石油價格將維持在60～80美元/桶左右,國內二甲醚價格將維持在3000―4000元/噸低位波動,本項目考慮未來各種不確定因素對產品價格的影響,為了降低風險,原料甲醇的價格按2000元/噸〔含稅價,燃料二甲醚價格按3300元/噸進行經濟效益測算,同時在本報告書的財務評價中對二甲醚價格下降和上漲10%時,還分別作了不確定性分析,以供建設單位參考。3產品方案和生產規(guī)模3.1產品方案本裝置以甲醇為原料,生產最終產品為燃料級二甲醚,主要供應當地民用燃料市場,產品屬于國家發(fā)展和改革委員會20XX12月發(fā)布的《產業(yè)結構調整指導目錄》鼓勵類中項目〔第九類化工項目中27條醇醚燃料生產,該產品方案符合國家產業(yè)政策和能源環(huán)保政策。3.2生產規(guī)模根據國內外二甲醚市場預測情況、裝置的合理經濟規(guī)模、工藝技術來源、項目融資,同時結合國家產業(yè)政策等因素綜合考慮,本可研建議二甲醚裝置的建設規(guī)模為2×50萬噸/年燃料級二甲醚一套,單系列。年操作時間按8000小時計。日產二甲醚3000噸,每小時產量為125噸。操作彈性：40―110%。3.3二甲醚產品質量指標裝置設計加工原料為粗甲醇GB338-2004；最終產品為燃料級二甲醚。按建設部20XX8月21日公布的《城鎮(zhèn)燃氣用二甲醚》建設行業(yè)標準〔GJ/T259-2007,城鎮(zhèn)燃氣用二甲醚質量標準,見表3-1。表3-1城鎮(zhèn)燃氣用二甲醚質量要求項目質量指標二甲醚質量分數/%≥99.0甲醇質量分數/%≤1.0水質量分數/%≤0.5銅片腐蝕等級不大于14工藝技術方案4.1國內外生產工藝開發(fā)概況二甲醚的生產工藝已經從傳統的濃硫酸作用下的甲醇脫水發(fā)展到氣相甲醇催化脫水及合成氣直接合成等工藝。國外狀況國外二甲醚的發(fā)展可分為三個階段：〔170年代的石油危機使歐美等發(fā)達國家積極研究由合成氣經二甲醚合成汽油,以及粗醚作民用燃料等,并取得許多合成氣制取二甲醚的催化劑專利。但因其CO轉化率低〔50%,二甲醚選擇性差,故尚不具備工業(yè)化的條件。該階段研究進入中試的有丹麥Topsoe公司和日本三菱重工公司等?！?從80年代中期起,歐美等一些發(fā)達國家和地區(qū)作出了禁止在氣霧劑中使用氟里昂的決定后,二甲醚以其易霧化,易貯存等優(yōu)越性得到認可,成為氣霧劑的理想替代品。在化妝品工業(yè)較發(fā)達的國家和地區(qū),用二甲醚作氣霧劑,年用量近40kt。氣相甲醇脫水法以其產品純度高,易操作等特點,很快成為生產二甲醚的主要方法。目前,世界上采用甲醇法的二甲醚工業(yè)裝置主要有：美國杜邦公司15kt/a與德國聯合萊因褐煤燃料公司60kt/a的兩套裝置。歐洲生產二甲醚的廠家還有德國漢堡DMA公司和荷蘭阿克蘇公司,各為10kt/a。澳大利亞也具有5kt/a生產能力,日本和中國XX的生產能力均在10kt/a以上?！?80年代末至90年代初,用合成氣直接合成二甲醚的技術逐漸開發(fā)出來。1991年美國APC公司開發(fā)了合成氣漿態(tài)床一步合成二1甲醚技術,并建成10t/a中試裝置。該技術通過水煤氣變換、甲醇合成與甲醇脫水三個可逆、放熱反應協同進行,避免了多步合成法受平衡條件的影響,從而提高單程轉化率。另外,用惰性漿液的返混流動,吸收化學反應產生的熱量,保護對熱敏感的催化劑,使反應更快、更有效地進行。該工藝操作壓力3.5~6.3MPa、溫度200~290℃、空速000~10000L/h??kg催化劑。目前該工藝已放大至10t/d的工業(yè)裝置,采用Cu基+Al2O3-SiO2-沸石催化劑,操作壓力5.276MPa,反應溫度250℃,裝置運行正常平穩(wěn)。與氣相一步法或多步法相比,該法尤其適用于CO含量較高的煤基合成氣。1995年丹麥Topsoe公司開發(fā)出以天然氣為原料經合成氣制二甲醚技術并建成50kg/d中試裝置。該法采用一種專利〔銅催化劑,操作條件為200~300℃和3.0~8.0MPa。據Topsoe稱,CO轉化率達60~70%,可同時生產甲醇和二甲醚。國內狀況隨著二甲醚的用途不斷擴大,我國廣大科技人員根據國情力求趕超世界先進水平,概括起來也可分為四個方面進行敘述?！?實驗室研究開發(fā)國內對DME制取技術的研究始于80年代初,西南化工研究設計院、中科院XX煤化所等均開展了實驗室研究開發(fā),并有大量文獻報道?！?甲醇氣相催化脫水法制DME的技術開發(fā)氣相甲醇脫水法以精甲醇為原料,脫水反應副產物少,DME產物多,DME純度達99.9%,工藝比較成熟,可以依托老企業(yè)建設新裝置,也可單獨建廠生產。西南化工研究設計院率先在國內開展氣相甲醇脫水法制DME的技術的研究,成功地開發(fā)了CNM-3甲醇脫水催化劑,同時開發(fā)出高效節(jié)能的工藝流程及設備。1994年由該院設計在XXXX精細化工廠建成2×2.5〔kt/a二甲醚生產裝置,并順利投產,產品純度為99.99%,達到設計指標。合成氣法制二甲醚是在合成甲醇技術的基礎上發(fā)展起來的,它是由合成氣經漿態(tài)床反應器一步合成二甲醚。其研究的重點是催化劑及催化反應工藝,催化劑采用具有甲醇合成和甲醇脫水組分的雙功能催化劑。因此,甲醇合成催化劑和甲醇脫水催化劑的比例對二甲醚生成速度和選擇性有很大的影響。合成氣法現多采用漿態(tài)床反應器。其結構簡單,便于移出反應熱,易實現恒溫操作。它可直接利用CO含量高的煤基合成氣,還可在線裝卸催化劑。因此,漿態(tài)床合成氣法制二甲醚具有誘人的前景,將是煤炭潔凈利用的途徑之一。目前,合成氣法制二甲醚的研究仍處于試驗階段?！?硫酸法〔液相甲醇脫水法制二甲醚的技術開發(fā)XXXX久泰化工科技股份有限公司長期從二甲醚事液相法制二甲醚的技術工業(yè)開發(fā),該工藝可生產純度小于99.6%的二甲醚產品,可用作一般要求不高的氣霧拋射劑及硫酸二甲醚中間體。4.2工藝技術的比較與選擇主要生產工藝技術簡介二甲醚的主要生產方法有合成氣一步法、甲醇法兩種。而甲醇法又分為甲醇氣相催化脫水法和液相催化脫水法。合成氣一步法處于工業(yè)化探索階段,尚無工業(yè)化的報道。甲醇氣相催化脫水法和甲醇液相催化脫水法國內外均有工業(yè)化生產裝置；而甲醇氣相催化脫水法由于其投資低、產品調整靈活、工藝簡單、技術成熟可靠,是目前國內外使用最多的二甲醚工業(yè)生產方法。國外擬建的大型二甲醚生產裝置均采用甲醇氣相脫水法。工藝技術的比較與選擇.1合成氣一步法以合成氣〔CO+H2為原料,合成甲醇反應和甲醇脫水反應在一個反應器中完成,同時伴隨CO的變換反應。其反應式為?2CO+4H22CH3OH?CO+H2OCO2+H2?2CH3OHCH3OCH3+H2O總反應：3CO+3H2H3COCH3+CO2典型的合成氣一步法生產流程如下：圖4-1合成氣一步法工藝流程框圖新鮮合成氣中的CO和H2的比例配成約1：1左右,與循環(huán)氣混合后進入二甲醚合成反應器進行反應。反應壓力2.0～10.0MPa,溫度230～290℃。合成合成氣一步法的主要特點在于反應的優(yōu)勢,合成甲醇反應和甲醇脫水反應在一個反應器中完成,反應平衡常數大,反應生成的甲醇立即進行脫水反應生成二甲醚,克服了合成甲醇反應轉化率低的弱點。合成氣中CO單程轉化率高,達40.0～75.0%。合成氣一步法制二甲醚主要缺陷為：〔1原料利用率低在反應產物中二甲醚與CO2的比例約為1：1〔分子比,即每生成1分子的二甲醚就要同時生成1分子的CO2。而二氧化碳利用價值是很低的。因此,以目標產品二甲醚計,合成氣一步法的原料利用率很低,其原料利用率僅有51%,故其生產成本也相應較高?！?催化劑使用壽命短迄今為止未找到同時對兩個反應均有較好催化作用,且穩(wěn)定性好的催化劑。這是技術突破的關鍵?，F使用的復合型催化劑兩種活性中心相互干擾,合成甲醇催化活性中心易被氧化而失活,因此催化劑使用壽命短?！?反應產物分離困難反應產物的主要成分有CO、H2、CO2、二甲醚、甲醇、水等。首先要將未反應的CO、H2分離開來循環(huán)使用,由于CO2、二甲醚的沸點低,無法直接冷凝分離。按現有的技術只能采用吸收的方法,吸收劑為甲醇或甲醇水溶液,需要大量的吸收液循環(huán),動力消耗大。而分離的更大難題是CO2與二甲醚的分離。為了避免外排的CO2帶走大量的二甲醚,需采用精餾的方法進行分離。而由于在32℃以上無法冷凝,故無法使用循環(huán)冷卻水,而只能用冷媒作為冷卻介質,這樣就需要消耗大量電力。由此可見,合成氣一步法的反應產物分離流程復雜,能耗高?！?大型化難度大合成氣一步法的化學反應為強放熱反應,且轉化率高,而由于催化劑耐熱限度和副反應增加等原因,反應溫度又不能過高。因此反應器必然是換熱式的,以便移走大量熱量。這就決定了該反應器體積大,容積效率低。其大型化難度大于甲醇合成塔。因此合成氣一步法工業(yè)化技術尚未成熟,按現有技術生產二甲醚,流程復雜,能耗高,投資高,生產成本高。合成氣一步法的工業(yè)化還需要一些時間,待相關技術有所突破后才能實現。.2甲醇液相催化脫水法甲醇液相催化脫水法〔液相法由硫酸法發(fā)展而來,而硫酸法生產二甲醚工藝是硫酸法生產硫酸二甲酯生產流程中的前半段生產工藝。原生產硫酸二甲酯的企業(yè)都擁有液相法技術。目前先進的液相法在硫酸法的基礎上有了技術上的突破。如在反應器中加入其他添加物〔如磷酸等,改變了反應器蒸發(fā)物料的相對組成,從而達到連續(xù)反應、反應產物連續(xù)蒸發(fā)的目的,實現了裝置的連續(xù)生產、并基本解決了反應器無機酸催化劑的排放問題。甲醇脫水反應在液相、常壓或微正壓、130～180℃下進行。其化學反應式如下：2CH3OHH3COCH3+H2O圖4-2甲醇液相法工藝流程框圖液相法的優(yōu)點在于反應溫度低,而甲醇脫水反應為放熱反應,故其甲醇在反應器中的單程轉化率高,達90%以上。但反應在常壓下進行,需要將產品從常壓壓縮至0.9MPa以上才能用循環(huán)冷卻水冷凝液化,壓縮電耗太高,其電耗比甲醇氣相法高100kwh左右。由于液相法反應器無法大型化、反應系統需采用耐腐蝕材料、反應器攪拌和二甲醚氣體壓縮投資高電力消耗高,還有廢酸處理等問題,造成液相法投資高、生產成本高,其技術推廣有很大難度。.3甲醇氣相催化脫水法甲醇氣相催化脫水法是目前國內外使用最多的二甲醚工業(yè)生產方法。經過幾年的努力我國二甲醚技術在國際上處于領先地位,國內技術與國外的丹麥Topsφe、日本TEC、德國聯合萊茵褐煤公司的生產方法XX小異。國外主要生產廠家有杜邦公司、阿克蘇公司、德國聯合萊茵褐煤公司等。典型的甲醇氣相法的生產過程如圖4-3所示。催化劑為ZSM分子篩、磷酸鋁或γ-Al2O3。甲醇脫水反應的化學反應式為：2CH3OHH3COCH3+H2O主要副反應：CH3OHCO+2H2H3COCH3CH4+H2+COCO+H2OCO2+H2圖4-3甲醇氣相法工藝流程框圖反應壓力0.5~1.5MPa,反應溫度230~400℃,由于反應為放熱過程,故甲醇單程轉化率在78～88%之間,DME選擇性大于99%,該工藝可采用多種形式的反應器,由該工藝制得的DME產品純度可達到99.9%,最高可達99.999%。其主要特點是工藝技術先進,成熟可靠,流程簡單,自動化程度高,能耗低,產品質量高,易大型化,無設備腐蝕,"三廢"排放近零,投資省,生產成本低。綜上分析,甲醇氣相催化脫水法和液相催化脫水法、合成氣一步法相比,具有成熟可靠、流程簡單、能耗低,易大型化,產品質量等優(yōu)點,因此本項選用甲醇氣相催化脫水二甲醚制工藝技術。目前我國擁有甲醇氣相催化脫水制二甲醚生產技術,并準備在國內推廣其技術的國外公司主要有丹麥Topsφe公司、日本東洋工程公司〔TEC。在傳統甲醇氣相催化脫水法的基礎上,我國二甲醚技術經過生產實踐和延伸開發(fā),取得了多項技術創(chuàng)新成果。生產過程如圖4-4所示。與國外現有甲醇氣相催化脫水法比較,有較大的技術改進,處國際領先地位。4--1甲醇氣相催化脫水制二甲醚工藝技術比較序號比較項目XX敦先〔A天科股份〔B丹麥Topsφe〔C日本TEC〔D備注1生產方法甲醇氣相脫水甲醇氣相脫水甲醇氣相脫水甲醇氣相脫水2催化劑γ-Al2O3γ-Al2O3γ-Al2O3γ-Al2O33反應器結構DX型內冷式反應器,最高溫度為熱點溫度,甲醇單程轉化率高,脫水反應選擇性好多段冷激式,溫升適中,甲醇單程轉化率高,脫水反應選擇性好絕熱式,溫升最高,甲醇轉化率受影響,脫水反應選擇性較低換熱式,與〔A接近,但投資高〔A專利保護4原料粗甲醇,不提濃精甲醇粗甲醇,不提濃精甲醇粗甲醇,不提濃精甲醇粗甲醇,需提濃精甲醇〔C能耗高5原料汽化部分汽化,節(jié)能部分汽化,節(jié)能全汽化全汽化〔A節(jié)能6未反應甲醇回收采用二級反應,甲醇單程轉化率到達95%以上直接部分汽化,蒸汽消耗最低設甲醇提濃塔,精餾提濃后回收。有甲醇提濃塔及其配套設備的投資和蒸汽能耗設甲醇提濃塔,精餾提濃后回收。有甲醇提濃塔及其配套設備的投資和蒸汽能耗〔A蒸汽消耗最低,專利保護7反應尾氣吸收吸收劑為甲醇水溶液,尾氣帶走甲醇量很小,節(jié)能吸收劑為甲醇水溶液,尾氣帶走甲醇量偏小吸收劑為甲醇,尾氣帶走甲醇量偏大吸收劑為甲醇,尾氣帶走甲醇量偏大〔A最合理8工業(yè)化時間20XX1994年1988年,最早20XX,瀘天化為第一套工業(yè)化裝置〔C工業(yè)化最晚9大型化業(yè)績2套4套無1套10萬噸以上工業(yè)化業(yè)績1套30套*1套2套10工藝技術先進性最先進先進尚可相當于〔A1994年水平〔C最落后11專有技術使用費最低偏高偏高偏高〔A最低從上表比較結果看,XX敦先化工科技有限公司的國內新工藝技術多方面都有一定優(yōu)勢。尤其是第3、第6項,采用內冷式反應器和二級液相轉化催化劑,有效提高了甲醇的單級轉化效率,這樣既簡化流程、減少投資,又有效地減少蒸汽消耗。每噸產品二甲醚的蒸汽消耗比國內外蒸汽消耗最低的同類技術還低0.5噸以上,節(jié)能效果明顯?！?說明：包括在國內已建成的二甲醚裝置根據以上分析,本報告擬推薦選用本項具有國際先進水平由國內XX敦先化工科技有限公司開發(fā)的甲醇氣相催化脫水法新工藝技術。推薦的工藝技術方案.1生產原理甲醇在催化劑作用下,生成DME,其反應式如下：主反應：2CH3OHCH3OCH3+H2O△H573°K-22.17KJ/mol副反應：CH3OHCO+2H2CH3OCH3CH4+H2+COCO+H2OCO2+H2反應為放熱反應,反應溫度230~360℃,為防止反應器催化劑床層溫度過高,有效地利用反應熱,擬采用兩段固定床冷激式DME反應器,用汽相甲醇原料冷激降溫,使反應在一定的溫度范圍內進行。原料甲醇單程轉化率為78~88%,DME選擇性大于99%,生成物及未反應的甲醇經冷凝和洗滌得到粗產品,再通過精餾的方法得到產品DME,同時,未反應的甲醇經精餾后循環(huán)使用。.2表4-1甲醇氣相催化脫水制二甲醚工藝技術比較序號比較項目XX敦先〔A天科股份〔B丹麥Topsφe〔C日本TEC〔D備注1生產方法甲醇氣相脫水甲醇氣相脫水甲醇氣相脫水甲醇氣相脫水2催化劑γ-Al2O3γ-Al2O3γ-Al2O3γ-Al2O33反應器結構DX型內冷式反應器,最高溫度為熱點溫度,甲醇單程轉化率高,脫水反應選擇性好多段冷激式,溫升適中,甲醇單程轉化率高,脫水反應選擇性好絕熱式,溫升最高,甲醇轉化率受影響,脫水反應選擇性較低換熱式,與〔A接近,但投資高〔A專利保護4原料粗甲醇,不提濃精甲醇粗甲醇,不提濃精甲醇粗甲醇,不提濃精甲醇粗甲醇,需提濃精甲醇〔C能耗高5原料汽化部分汽化,節(jié)能部分汽化,節(jié)能全汽化全汽化〔A節(jié)能6未反應甲醇回收采用二級反應,甲醇單程轉化率到達95%以上直接部分汽化,蒸汽消耗最低設甲醇提濃塔,精餾提濃后回收。有甲醇提濃塔及其配套設備的投資和蒸汽能耗設甲醇提濃塔,精餾提濃后回收。有甲醇提濃塔及其配套設備的投資和蒸汽能耗〔A蒸汽消耗最低,專利保護7反應尾氣吸收吸收劑為甲醇水溶液,尾氣帶走甲醇量很小,節(jié)能吸收劑為甲醇水溶液,尾氣帶走甲醇量偏小吸收劑為甲醇,尾氣帶走甲醇量偏大吸收劑為甲醇,尾氣帶走甲醇量偏大〔A最合理8工業(yè)化時間20XX1994年1988年,最早20XX,瀘天化為第一套工業(yè)化裝置〔C工業(yè)化最晚9大型化業(yè)績2套4套無1套10萬噸以上工業(yè)化業(yè)績1套30套*1套2套10工藝技術先進性最先進先進尚可相當于〔A1994年水平〔C最落后11專有技術使用費最低偏高偏高偏高〔A最低從上表比較結果看,XX敦先化工科技有限公司的國內新工藝技術多方面都有一定優(yōu)勢。尤其是第3、第6項,采用內冷式反應器和二級液相轉化催化劑,有效提高了甲醇的單級轉化效率,這樣既簡化流程、減少投資,又有效地減少蒸汽消耗。每噸產品二甲醚的蒸汽消耗比國內外蒸汽消耗最低的同類技術還低低0.5噸以上,節(jié)能效果明顯?！?說明：包括在國內已建成的醇醚燃料裝置根據以上分析,本報告擬推薦選用本項目具有國際先進水平由國內XX敦先化工科技有限公司開發(fā)的甲醇氣相催化脫水法新工藝技術。4.3工藝特點1其他技術單位的二甲醚裝置采用一級轉化,甲醇單程轉化率為84～86%,而本技術采用兩級轉化,甲醇單程轉化率可以提高到95%以上；2該工藝原材料消耗低,反應條件溫和,生產連續(xù)進行,易于實現自動化,并且產品質量穩(wěn)定,具有較強的競爭能力。3若與甲醇裝置聯產時,采用"間接一步法",以粗甲醇為原料,可大幅度降低蒸汽消耗及生產成本。4反應器采用內冷式DME反應器,催化劑裝填容量大,投資低,反應溫度適當,副反應少,易于大型化。5反應后氣體的顯熱采用四級熱量回收方式,實現階梯式熱能回收,有效利用各階段的顯熱；6外供熱源的蒸汽也是采取三級階梯式熱量回收方式,使得熱能按照由高到低逐級利用,成為低品位的飽和水后又送到鍋爐使用。給熱介質基本沒有熱量損失；7粗二甲醚不冷卻成為液體,而是120℃的氣液混合物分兩路直接進入精餾塔,不僅節(jié)省了粗二甲醚冷卻水耗,同時節(jié)省了精餾塔的蒸汽消耗、循環(huán)水電耗及粗二甲醚泵的電耗；8合理分配系統中流體的顯熱,使系統顯熱被充分利用。9對精餾塔、汽化塔等傳質設備采用Aspen計算軟件模擬計算,并結合實際運行的參數進行調優(yōu),使其最合理化。10對傳熱設備采用擾流子技術,有效提高傳熱設備的傳熱效率,很好降低了工程投資。11合理處理"三廢"后,裝置無污染物外排。XX敦先專利技術與XX天一專利技術主要指標對比表單位名稱經濟指標名稱單位XX敦先XX天一減少的量原料甲醇消耗Kg/tDME1408.621424.0036-15.3836副反應生成的不凝氣Nm3/tDME13.774732.000-18.2253蒸汽消耗kg/tDME500～7501200～1400-600鍋爐燃料煤耗kg/tDME100200-100冷卻水m3/tDME46.8100-53.2工藝電耗kwh/tDME5.57.2-1.70內冷式一級反應器特點：內冷式反應器是XX敦先化工科技有限公司針