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文檔簡介
年產20萬噸甲醇及10萬噸二甲醚工程可行性研究報告
目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章總論 1第一節項目背景 1第二節項目概況 4第三節可研報告編制依據及研究范圍 5第四節項目的主要經濟指標 7第二章園區建設的項目建設的意義必要性 9第一節項目建設的意義 9第二節項目建設的必要性 15第三章市場預測 20第一節國內物流發展現狀及有利條件 20第二節目標市場 27第三節物流市場預測 29第四章園區發展的SWOT分析 33第五章園區的建設條件 40第六章園區發展戰略和總體規劃 50第一節園區規劃指導思想 50第二節園區發展目標 50第七章基礎設施建設內容 55第一節基礎設施建設現狀 55第二節基礎設施建設內容 55第八章環境保護 60第九章消防 64第十章勞動安全衛生與消防 69第十一章節能 72第十二章組織機構與人力資源配置 74第一節組織機構 74第二節人力資源配置 76第十三章項目實施進度 77第十四章投資估算及資金籌措 80第一節投資估算 80第二節投資使用計劃與資金籌措 83第十五章財務評價 85第一節財務評價基礎數據與參數選取 85第二節經營收入估算 85第三節利潤及稅金估算 86第三節成本費用估算 87第四節財務評價 87第五節財務評價結論 89第十六章結論與建議 90第一節結論 90第二節建議 91
1總論概述項目名稱、主辦單位、法人代表(1)項目名稱:########股份20萬噸甲醇/年10萬噸二甲醚工程(2)主辦單位:########股份(3)企業性質:股份(4)法人代表:####可研報告編制依據.1山西省發展和改革委員會文件晉發改工業發[2005]919號關于“關于山西####。實業集團20萬噸甲醇/年10萬噸二甲醚項目建議書”的批復。.2########股份與化學工業########、全國煤化工####。。中心簽定的技術咨詢合同書。.3《可行性研究報告編制程序及內容深度規定》(HT10203—2003)。.4########股份提供的資料。可研編制原則.1嚴格執行國家產業政策,嚴格執行有關環保、消防、勞動安全和工業衛生法規。嚴格遵守有關的強制性標準規范。.2選擇先進、可靠、適用的技術,盡量選用國產化設備和材料,降低工程投資。.3盡一切努力節能降耗,節約用水,節約土地、提高項目經濟效益。.4提高自動化水平,節約勞動力。.5實事求是地搞好市場調查,選擇市場潛力好的產品,合理確定規模,規避投資風險。可研編制范圍本可行性研究范圍包括產品市場分析、建設規模和產品方案確定、貯煤場、備煤、全部工藝生產裝置、輔助生產裝置、公用工程、土建工程、廠址選擇、原料煤來源及供應、總圖運輸、環境保護、消防、勞動安全及項目技術經濟分析等。項目提出的背景、投資必要性及意義.1能源是國民經濟發展的重要物質基礎。煤炭是我國分布較廣、儲量最多的能源資源。我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國。而石油和天然氣由于資源等方面的原因,我國石油產量難以大量增加和滿足要求,因此,我國將很快成為石油進口大國,這無疑將對我國外匯平衡和世界油價帶來不可忽視的沖擊,同時威脅到國家經濟安全。根據這一能源形勢和中國經濟發展的巨大需求量決定了我國能源仍將主要依靠煤炭作為主要能源的格局在相當長的時期內不會改變。煤炭既是重要的一次能源,也是重要的化工原料。利用先進的煤氣化技術,將煤轉化為合成氣,并利用富含氧化物的特點,生產加工成含氧的碳氫化工產品和液體燃料,不僅可以提高煤的利用率,同時還可以大量降低二氧化碳排放量,改善環境,維護生態平衡,增強人民身體健康。另一方面,可以減少產煤地區大量煤炭外運,改善運輸系統作業條件。補充和滿足國家對含氧有機化工產品和液體燃料的需求,發展循環經濟,對國家經濟的可持續發展,保護環境與生態平衡具有重要的現實意義和深遠的戰略意義。為此,加快煤炭行業改革,實現煤的就地轉化,變煤的不利因素(如直接燃燒,消費過程中污染大)為有利因素(附加值高,無運輸污染),發展以煤氣化為龍頭的煤化工,生產甲醇、二甲醚、合成油等化工產品,逐漸改山西產煤大省、原煤輸出大省為煤化工產品生產大省,是山西經濟發展的戰略需要。山西省屬既無石油資源,又無煉油企業的地區,所有油品包括液化石油氣均需從省外通過長距離運輸來供應,不僅加重了運輸壓力,也造成了液化石油氣的投資成本相對較高。然而山西省煤炭資源豐富,利用煤炭資源開發生產二甲醚產品,將煤炭資源就地轉化為潔凈燃料產品,不僅可以促進山西省煤炭資源的合理開發利用,推動山西經濟的快速發展,也可減輕長途運輸油品帶來的壓力。清潔燃料的使用也可提高人們的生活質量,加快現代化城市建設的步伐。另外,隨著二甲醚在內燃機技術研究的進展,我國柴油汽車推廣使用二甲醚清潔燃料已為期不遠,二甲醚在山西省汽車運輸方面也將發揮不可估量的作用。因此,加快二甲醚在民用及工業燃料市場的推廣對于山西省來說更具有現實意義。二甲醚不僅是一種重要的能源和基本化工原料,可以代替柴油作動力燃料。同時,隨著1990年美國通過空氣清潔法及全球環境標準的日趨嚴格,世界二甲醚消耗量更是急速增加。因此,盡管不排除某一時期由于種種原因可能造成二甲醚市場供求關系及價格波動,但從長遠觀點看,二甲醚產品具有廣闊的市場發展前景。該項目不僅解決晉城地區“三高”劣質煤的出路,還可為山西省乃至全國類似礦區的劣質煤資源潔凈化開發利用提供技術示范。總之,依托上述有利條件,建設二甲醚項目,投資小,見效快,運行成本低,風險性小,并可為企業進一步發展打下堅實的基礎。本項目工藝還為聯產精甲醇、精二甲醚及其后加工產品創造了技術條件,使企業的產品選擇更加靈活,產品結構更加合理,增加了項目的抗擊市場風險能力。1.2項目概況1.晉城市古稱澤州,位于山西省東南部,東經1120~0,北緯350~360之間。1985年經國務院批準為省轄市,現轄一市四縣一區(高平市、陽城縣、陵川縣、澤州縣、城區)。它的東部和南部與河南接壤,西鄰山西省臨汾、運城地區,北與長治市相連。全市總面積9491平方公里,總人口205萬人。########股份位于晉城市開發區。晉城市居華夏腹地,地貌以山地、丘陵為主,整個地區的地勢呈東西高,中部低的簸箕狀。擬建廠的位置位于晉城市澤州縣高都鎮車嶺村北側地界,為丘陵,可耕地。工程地質、水文地址、地震烈度.1工程地質擬建廠區為第四紀沉積地層,土層分布基本均勻,表面為非自重濕陷性黃土覆蓋層(局部為一級濕陷性黃土層),厚度為2~16米,成分以砂質粘土為主,呈可塑狀;其下為粘土類土壤,以砂質粘土為主并含有鈣質,呈可塑狀,該層分布較厚,鉆探深度15米仍未見變層(據調查資料,基巖埋深約在地面下30~4.2水文地質根據含水層的特征和含水層的埋藏條件,可取的地下水可分為淺層孔隙水、中層巖溶裂隙水和深層巖溶裂隙水三類。淺層孔隙水賦存于第四系松散巖層中,含水層厚為5~40米,水位埋藏淺,屬潛水類型,補給以大氣降水為主,富水性尚好,可供農業灌溉,沒有工業開采價值。中層巖溶裂隙水賦存于石炭系薄層狀灰巖中,含水層一般為30~60米,水位埋藏3~40米,屬承壓水類型,補給類型為大氣降水和臨近水域的滲透,富水性不均一,該層水經20多年的開采,水位不斷下降,已出現泊村泉斷流,部分地段被疏干的現象,說明已無增大開采的可能性。深層巖溶裂隙水賦存于奧陶系及寒武系地層中,本區奧陶系中統灰巖地層巖溶裂隙較發育,單井出水量達120~150米3/時,且補給條件較好,是該區地下水的主要開采層。該區巖溶水為無色、無味、透明度較好的水,水溫在14~15℃左右,礦化度多數在~0.5克/升之間,均小于1克/升的飲用水標準,屬低礦化度水,總硬度一般在13~20德國度,.3地震烈度擬建廠區地質構造處于比較穩定的冀晉隆起的東南部,對廠址影響最大的地震力主要來自汾渭地震帶的臨汾、長治潛在震源區和河南地震帶的新鄉潛在震源區。本工程屬大型煤化工項目,有易燃易爆工藝物料,高層建構筑物屬重要建筑工程,各類建構筑物在地震安全性評價后,在設計時確定地震設防等級以確保工程安全。晉城地區地震基本烈度為6度。.4氣象條件(1)氣壓(hPa)年平均931.0(2)氣溫(℃)(3)相對濕度(%)最熱月平均77最冷月平均51最熱月14時平均61(4)采暖(≤8℃初日11月16日終日3月12日初終間日數142天(5)風①風速(m/s)②風向年風向CS夏季風向CS冬季風向CNW(6)降水mm最大積雪深度210雪壓g/cm2(7)凍土cm最大凍土深度43凍結日期(10mm)12月11日解凍日期(10mm)2月22日(8)各類天氣日數########股份概況山西蘭花煤炭實業集團創建于1997年,是一個集煤炭、化肥、精細化工、生物制藥、機械制造、房地產、旅游開發等多元產業為一體的國家大一型企業。1998年以主要經營性資產獨家發起以募集方式設立上市公司——“########股份”(股票簡稱:蘭花科創,股票代號:600123)。公司地處全國最大的無煙煤煤田——沁水煤田的腹地,資源優勢突出(公司礦井批準工業儲量為16.5億噸,其中保有可采儲量8.1億噸),并列為全國化肥原料基地大型企業之一,已通過IS09002、IS014000、IS018000“三標一體”認證。公司主導產品包括“蘭花”牌煤炭、化肥系列產品,全部為省級名牌產品。其中久負盛名的“蘭花”牌無煙煤為山西名牌產品,儲量大、煤質好,煤層厚、易開采、成本低,具有“三高兩低一適中”(發熱量高、機械強度高、含碳量高、低灰、低硫、可磨指數適中)的顯著特點,備受國內外化工、電力、冶金、建材等行業用戶的青睞。目前,########股份下屬四個煤礦分公司,一個化肥分公司,一個化工分公司,八個參控股公司。年產煤炭450萬噸,尿素30萬噸,現有職工9884人。股票上市以來,公司通過資本市場兩次募集資金5.8億元,資產規模急劇擴大。經過五年的制度創新、管理創新、技術創新,公司現已發展成為集煤炭、化肥、精細化工、生物制藥等多元化產業為一體的大型現代化企業,經濟效益大幅攀升。截止2004年末,公司總資產22.75億元,凈資產12.85億元,年實現利潤總額4.37億元,凈利潤2.82億元,每股收益0.76元,凈資產收益率達到21.93%。公司始終堅持“煤、電、化”產業發展規劃,按照“提升主業,挺進高科,優化結構,異軍突起”的方針調整產業、產品結構,力爭在三至五年內實現“1116”產業目標,即年產1000萬噸煤炭、100萬噸尿素、1200MW電力、6萬噸精細化工,屆時資產達到100億元,年銷售收入達到50億元,年實現利稅18億元,實現利潤10億元。歷經幾年的迅猛發展,公司始終秉承“創新贏得明天”的經營理念,弘揚“合力向上,奮進不止”的企業精神,依托科技,開拓進取,企業于2004年躋身于山西省工業企業30強、全國煤炭企業100強。成功的運作贏得了業界和社會各界的廣泛認同,曾獲得“全國五一勞動獎狀”“全國煤炭開采和洗選業效益十佳企業”“山西省優秀企業”“山西省結構調整先進企業”“晉城市優秀企業”等多項榮譽。1.3項目存在的問題及可能存在的風險由于本項目屬于示范工程,國內尚無大型工業化生產裝置的先例和經驗,可能存在一定風險,在工程設計和建設等方面應當高度重視。1.4研究結論1.4.1本項目產品是國家長期迫切需要的能源,無論近期、遠期,市場都將十分廣闊。項目經濟效益較好,環境效益、社會效益好。1.4.2表1—1綜合技術經濟指標序號項目名稱單位數量備注1生產規模噸/年20.00×104其中:二甲醚噸/年×104甲醇噸/年×104硫磺噸/年×104氬氣Nm3/年×1042年操作日小時72003原料煤噸/年×1044燃料煤噸/年×1045新鮮水噸/年×1066電kWh/年×1067催化劑(化學品)變換催化劑噸/年15甲醇合成催化劑噸/年35二甲醚合成催化劑噸/年10純堿噸/年800V2O5噸/年25硫回收催化劑噸/年8全廠定員人4009占地面積公頃11技術經濟指標建設投資萬元總投資萬元平均銷售收入萬元年利潤總額萬元年銷售稅金總額萬元投資利潤率%投資利稅率%內部收益率%所得稅前所得稅后凈現值萬元所得稅前所得稅后投資回收期(含基建期二年)年稅前稅后貸款償還期年含基建期二年
2市場分析和預測甲醇國內外市場分析甲醇的用途甲醇是一種應用廣泛的基礎化工原料和優良的清潔燃料,在世界基礎有機化工原料中,甲醇消費僅次于乙烯、丙烯和苯,是一種大宗有機化學品,由它可以加工成的有機化學品有100余種。目前,我國很多甲醇下游產品的需求速度發展很快,特別是甲醇制丙烯(MTP),制乙烯(MTO)的技術開發成功,為甲醇市場提供了一個巨大的發展空間。甲醇還可以摻入汽油或者直接作為燃料。近年來隨著甲醇汽車、二甲醚民用燃料的推廣,甲醇已從單一的化工原料拓展為液體燃料,需求量成倍增長。由此可見,我國甲醇市場的前景將呈樂觀態勢,潛在的市場空間是很大的。甲醇在化工生產中具有非常重要的地位和極其廣泛的用途。主要用于生產甲醛、醋酸、甲基叔丁基醚(MTBE)、二甲醚、乙烯、丙烯等多種有機產品;也是農藥(西維因、呋喃丹、殺蟲劑、殺螨劑、醫藥硫酸二甲酯、甲醇鈉、合霉素)的原料;另外,也廣泛用于甲醇的酯化物(對苯二甲酸二甲酯(DMT)、甲基丙烯酸甲酯(MMA))、鹵代物(氯甲烷)及甲胺類產品的生產。因此,甲醇在化學工業、醫藥工業、輕工業、紡織工業以及運輸業等領域都有廣泛的用途。甲醇還是一種重要的有機溶劑。甲醇最大的潛在用途是直接或加工成燃料。國內外甲醇近幾年生產能力、產量及變化趨勢預測.1國外情況2000年世界甲醇生產能力已達3653萬噸/年,全球甲醇生產能力主要集中在天然氣豐富的地區中東和中南美洲。Methane####公司是世界最大的甲醇生產及銷售公司,約占世界總生產能力的21%。近年世界甲醇生產能力分布情況見表2-1。表2-1近年世界甲醇生產能力分布情況(萬t/a,%)地區1998年1999年2000年生產能力比例生產能力比例生產能力比例加拿大215618961895美國736226431963117中南美575176481967218西歐410124101241011東歐370113701137010中東376114671459116亞洲(不含中東)337103371035710大洋洲247724772477非洲8228221655其他211211211合計336910034141003653100近幾年,一些具有豐富天然氣資源的國家盡管其國內需求量有限,但仍在建或擬建世界級大型或超大型甲醇裝置,向其它國家出口大量甲醇。如2005年以前,拉丁美洲的特立尼達計劃新建80萬噸/年、170萬噸/年、97.5萬噸/年三套裝置;中東的卡塔爾將分別在其UmmSaid和RasLaftan建設83萬噸/年及100萬噸/年幾套裝置;沙特石油公司與日本-阿拉伯甲醇公司在朱拜勒建100萬噸/年甲醇裝置,2005年投產。阿曼蘇哈爾興建100萬噸/年的甲醇廠預計2006年竣工。一些工業發達國家卻由于經濟性及其它一些方面的原因,紛紛關閉一些能力在80萬噸/年以下效率不高的甲醇裝置,轉向向其它國家進口甲醇。如日本曾經是一個甲醇生產大國,但目前已沒有甲醇生產裝置。而北美到2005年,有三分之二以上的甲醇生產裝置要停產,剩下的甲醇生產能力只有300萬噸/年,開工率很有可能也會降低至60~70%。根據目前現狀和今后預測,加拿大、拉丁美洲、東歐、非洲這些國家和地區將是甲醇的主要生產地。預計2004年世界甲醇生產能力將達到4060萬噸。2005年世界甲醇生產能力和產量預測如表2-2所示。表2-2世界甲醇生產能力及產量預測(萬t)年份總生產能力總產量開工率2001年79%2002年78%2003年79%2004年4060368080%2005年5099470080%.2國內情況目前我國甲醇裝置與國外相比差距還很大。國外近幾年新建的甲醇生產裝置規模一般為50萬~80萬噸/年級,并且多建在富產天然氣的國家和地區;而國內甲醇裝置由于大多采用聯醇工藝,規模小,物耗和能耗較高,造成生產成本高,開工率低,根本無法在價格上與進口甲醇競爭,近幾年因此而停產或半停產的生產企業就有30多家。目前我國共有甲醇生產企業200多家,2004年我國甲醇產量達到441萬噸,表2-3列出了國內主要甲醇生產企業情況。表2-3國內主要甲醇生產企業產量kt企業名稱2002200320042004增長率%全國上海焦化中國石化集團四川維尼綸廠榆林天然氣化工有限責任公司大慶油田化工內蒙古蘇里格天然氣化工股份哈爾濱氣化廠中國天然氣股份公司青海分公司長慶油田公司巨化集團公司湖北宣化集團河南省中原化工集團股份湖南智成化工河南藍天集團遂平化工廠河南省煤氣(集團)有限責任公司義馬氣化廠山西豐喜肥業(集團)股份西南油氣田分公司中國石油吐哈油田分公司安徽省渦陽縣化肥廠河北新化股份安陽化學工業集團有限責任公司臨泉縣化工股份中國石油化工股份齊魯分公司淇縣華源化工河南省孟津縣化肥廠開封市尉氏縣化工總廠23181872361281841118893502445370102125333213720326621824212421301221109482707777074571024540565646565837334406325296227214172119106101989390868382807569646363625755535134.949.083.32004年我國甲醇需求強勁,甲醇產量達441萬噸/a比2003年增長34.9%。進口135.9萬噸/a,表觀消費573.2萬噸/a,增長24.1%。2005年一季度共生產甲醇120萬噸,同比增長16.9%,進口29.5萬噸,表觀消費149.3萬噸/a,同比增長8.2%,由于油價猛漲,甲醇價格穩定在2200~2500元/t之間,受甲醇需求、利潤、潛在市場的驅動,近兩年掀起了一股興建甲醇熱,據不完全統計,全國各地在未來幾年將新建或擴建甲醇生產能力10Mt/a,其中80%以上集中在中西部地區。規劃和計劃建設的甲醇項目見下表2-4。表2-4規劃和計劃建設的甲醇項目公司地點規模kt/a鄂爾多斯市化建能源化工新奧集團伊利集團蘇里格天然氣化工股份陜西榆林天然氣化工有限責任公司陜西省渭河集團神木化工公司(陜西省投資集團公司)天脊集團潞城化工潞安環能煤焦化山西焦化集團晉城煤化工基地晉中市煤化工基地山西大洋公司重慶化醫控股(集團)公司建峰化工廠香港建滔化工集團瀘天化綠源醇業有限責任公司宜賓天科煤化工永城煤電(集團)有限責任公司河南省衛輝市豫北化工河南開祥化工河南正陽縣駿馬化工集團河南省安陽化工集團公司河南藍天集團中國石油吐哈油田分公司玉門石油管理局云南省曲靖市中海石油化學中國天然氣股份公司青海分公司大化集團遼河油田上海浦東火炬投資公司兗礦集團煤化工基地山東聯盟化工公司寶鋼集團煤山鋼鐵公司寧煤集團公司寧夏寶塔石化集團大同煤業集團皖北煤礦集團陜西咸陽甘肅華亭山西柳林香港能源環保集團包頭市煤化工聯合企業貴州織納煤化工工廠湖南資匯氮肥廠河南焦作甲醇工程新江南疆甲醇工程江蘇鎮江甲醇工程內蒙古鄂爾多斯市東勝區內蒙古達拉特旗內蒙古鄂爾多斯高原上巫審旗陜西榆林陜西省渭河陜西省神木山西長治山西長治山西洪洞山西晉城山西晉中山西重慶重慶長壽化工園四川瀘州四川宜賓河南永城河南衛輝河南義馬河南正陽河南省安陽河南駐馬店新疆吐哈油田甘肅玉門云南曲靖海南省青海遼寧大連經濟開發區遼寧安徽省淮北煤礦山東兗州山東上海寧夏靈武寧夏靈武大同淮南市咸陽華亭柳林鄂爾多斯包頭織納湖南焦作南疆鎮江40060018020020020060020012050060060085075040050500504003020030024010080600300300305006001001008506006001200(一期600)60060060050003003003003002020合計22530近十年我國甲醇進出口情況見下表2-5:表2-5近幾年甲醇產品進出口情況(萬t)年份進口量出口量凈進口量1995199619971998199920002001200218020031412004135從2000年我國甲醇進口的來源分布見表2-6,中東地區的數量最大,占總進口量的56.42%,其次為新西蘭,占32.18%,其它國家的份額較小。中東、新西蘭等地甲醇,由于其天然氣資源豐富,價格低廉,成本低,競爭力強,是我國甲醇工業最大、最強的競爭對手。美國和西歐的甲醇,由于天然氣價格高,成本較高,再加上運輸等費用,其競爭力較弱。表2-62000年我國甲醇進口分布情況進口產品來源國家所占比例,%巴林印度尼西亞伊朗馬來西亞卡塔爾沙特阿拉伯新西蘭其它國家合計100甲醇產品國內外近遠期需求量預測.1國外情況預計在近幾年之內,世界甲醇的最大需求國仍是美國、西歐和日本。亞洲將是甲醇需求量增長較快的地區,世界甲醇生產及消費狀況預測見表2-7。表2-7世界甲醇生產能力地區200320082003~2008能力/kt比例/%能力/kt比例/%平均增長率/%非洲亞洲東歐中東北美大洋州中南美西歐世界合計1763633348666149493824958136377538455516131613621101001763102554366111441568100012256289545247423102532276100010-213-21-179-53世界甲醇消費預測見表2-8表2-8世界甲醇消費預測地區200320082003~2008能力/kt比例/%能力/kt比例/%平均增長率/%非洲亞洲東歐中東北美大洋州中南美西歐世界合計2379984192818628940158130670973151213266281423100271121872204196375921771469760133464136762314231003431-322112.2二甲醚供需現狀和需求預測二甲醚產品用途.1二甲醚特性二甲醚(DME)是一種新型的清潔能源,具有替代石油和天然氣產品的潛力。在室溫下是無色氣體,在0.6MPa下為液體,無腐蝕性和致癌性。國際上稱之為21世紀潔凈燃料,化學式為CH3OCH3,分子結構中只有C-H、C-O鍵,沒有C-C鍵,其特性與液化石油氣十分相似。十六烷值高達55以上。燃燒時無黑煙。釋放的一氧化碳和氮氧化物極少,符合綠色能源的要求。二甲醚主要特性見下表。二甲醚主要特性分子式CH3OCH3分子重量物理性質氣體易于液化,火焰無色沸點℃熔點℃燃點℃液體密度lg/ml臨界壓力臨界溫度℃自燃溫度350爆炸極限Vol:3.45-26.7%燃燒熱1455kJ/mol蒸發熱kJ/kg十六烷值55~60可溶于:水、汽油、CCl4、苯、氯苯、丙酮、乙酸甲脂今天世界上消耗的二甲醚主要是作為氣霧推進劑中氟氯碳的一種替代品(用于帶噴嘴的化妝品,涂料和農業化學藥品的罐裝容器中)。也作為化工原料,用來生產硫酸二甲酯、聚甲基苯和高純度氮、N-wt%。本工程生產的二甲醚為“燃料級二甲醚”,將主要作為“民用燃料”、“工業燃料”和“車用燃料”,產品純度≥95wt%;但是,將來有可能作發展其他用途,在本章節將簡要的討論所有的用途。.3民用燃料2003年末,全國設市級城市660個,城市人口33805萬人。城市用氣人口25929萬人,燃氣普及率76.7%,液化氣供應總量1125萬噸。由于二甲醚有與液化石油氣相似的物理性質,同時又具有完全燃燒及污染物少等因素。二甲醚作為新型民用潔凈燃料,具有巨大潛力在市場上銷售。它可以在國內市場及還沒有使用LPG的中小城市中作為LPG的替代品,以彌補國內LPG的不足。二甲醚與LPG的比較名稱二甲醚LPG摩爾質量60℃液體密度(g/cm3)低熱值(kJ/kg)2884045760爆炸下限(%)理論空氣量完全燃燒時最大理論煙霧量(N0####,以NO2計,g/m3)理論火焰溫度(℃)20612055自燃溫度(℃)235250燃料級二甲醚的純度一般要求大于95%,其余為甲醇、C3-C4烴、水。這可保證瓶裝二甲醚(液化氣)在通常室溫下燒盡。二甲醚40℃時的蒸汽壓僅為0.880MPa,比LPG要求在℃時蒸氣壓低于1.380M中國科學院山西煤化所在國內外首先提出二甲醚作為民用燃料,于1995年在陜西西安新型燃料及燃具公司建立500噸/年二甲醚試驗廠。采用DME配套灶具和LPG鋼瓶,在用戶中使用正常。二甲醚的低熱值為LPG的63%,但LPG為C3-C4(C5)的混合物,開瓶氣與瓶底氣組成不同,平均熱效率偏低(55%),而二甲醚為化合物,自始至終組成恒定,可均衡保證較高的熱效率(60%),另外國產LPG多數帶殘液(每瓶1-2kg),再考慮到DME燃燒無黑煙,不黑鍋底,在DME燃料不能做到優質優價時,將上述因素結合起來考慮,二甲醚和LPG的當量比取0.8:1較為合理。在室內開或關門窗,及用或不用抽油煙機等不同條件下進行二甲醚燃燒試驗,經陜西省燃氣用具質量監督站,陜西省環境監測中心站等檢測。檢測結果表明:“在著火性能、燃燒工況、熱負荷、熱效率、煙氣成份等方面符合煤氣灶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,對空氣不構成污染”;“該燃料在使用配套的燃具燃燒后,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大氣衛生標準及居室空氣質量標準”。因此,二甲醚作為民用燃料具有以下優點:·二甲醚在室溫下可以液化,氣瓶壓力符合現有液化石油氣要求,可以用現有液化石油氣罐盛裝,確保儲運安全。·DME與LPG一樣,同屬氣體類燃料,使用方便,不用預熱,隨用隨開。·二甲醚組成穩定,無殘液,可確保用戶有效使用。·二甲醚比LPG具有更好的燃燒特性,在燃燒時不會產生不安全的氣體。·燃料級二甲醚(DME≥99.3%)可用于民用,在運輸、儲存和使用期間不會影響其性能,不會危害環境,安全可靠。·同品級的DME灶與LPG灶價格相同,若需用LPG舊灶改裝,估計每個爐子只需花費1元人民幣。二甲醚作為民用燃料,每噸二甲醚可滿足5戶4口之家(相當于20人)一年的用量(低標準)。那么100,000噸的二甲醚可以滿足約200萬人的用氣需求。這項具有前景的實驗結果增加了美國、日本和丹麥公司對二甲醚的興趣。DME也可在飯店替代LPG。在居民煤氣灶上進行的二甲醚燃燒試驗同樣可以應用在飯店的煤氣灶上。在該用途中,用二甲醚替代LPG使用時,結果不應該出現技術或環境、健康和安全方面的問題。.4工業燃料利用二甲醚替代乙炔氣切割鋼板試驗,并取得意想不到的效果。通過二甲醚與乙炔氣、液化石油氣切割鋼板對比試驗,得出用二甲醚氣割鋼板,其綜合經濟成本約為乙炔氣成本的三分之一,約為液化石油氣成本的二分之一,而且切割產生的氧化鐵較少,割口平整,有利提高焊接質量并節省鋼材。實踐中證明二甲醚氣體用于工業氣割時,其穿透能力強,切割速度快,耗氧少。工件切割表面平整,無掛渣,無需人工清渣,可提高工作效率,有效降低生產成本。另外,乙炔氣生產是高耗能、且污染較大的行業,也是國家限制發展的行業,如二甲醚替代乙炔氣在機械加工和建設行業推廣使用。.5車用燃料90年代以來,我國的汽車業發展很快,年均增長率為12.7%。隨著石油工業的發展機動車數量的增加,我國石油出口國變為一個石油進口國。但機動車用石油基燃料會造成環境污染。中國面臨著嚴重的污染問題,尤其是在大城市。為了解決這些問題,世界范圍內都在研究開發未來汽車代用燃料。相比來說,常規發動機代用燃料的LPG、LNG和甲醇等正在進行發動機點火的示范測試,因為他們的十六烷值低于10,只適合于點燃式發動機。二甲醚具有較高的十六烷值及很好的壓縮性,非常適合壓燃式發動機。結果顯示出二甲醚是一種理想的新型燃料,可以替代柴油。試驗指出,汽車使用二甲醚和使用石油燃料相比,使用二甲醚的汽車將大大降低污染物的排放,尾氣不需催化轉化處理能夠滿足國家的排放標準。另外,二甲醚發動機的噪音水平比石油燃料發動機的低。下表提供了二甲醚機動車燃料和柴油燃料的特性比較。二甲醚和柴油的主要物理特性比較名稱二甲醚柴油化學式CH3-O-CH3C####HY分子重量190~220沸點(℃)180~360液體密度(g/cm3)1理論空氣燃料比率十六烷值55~6040~55蒸氣化潛熱(kJ/kg)460290低熱值MJ/kg28.84自燃溫度(℃)235250粘結性(cp)44~54碳(%)氫(%)氧(%)0二甲醚研究指出,二甲醚作為馬達機動車燃料使它成為一種代替柴油的理想的新型燃料,因為:二甲醚的十六烷值比柴油高(55~60)自燃溫度低在燃燒期間產生的碳質煙霧排放物極少對金屬無腐蝕在用于石油燃燒系統時,無需特殊的材料。具有高能量,低噪音,而且在燃燒時無顆粒釋放物,因此二甲醚可以滿足柴油機的環保要求。1997年以來,西安交通大學在“福特——中國研究發展基金”的支持下,開展了直噴式柴油機燃用二甲醚的性能和排放研究,結果指出二甲醚發動機具有:單位功率比柴油發動機高10~15%較高的熱效率(高2~3%)低噪音(低10~15dB)超低的廢氣排放量,如:氮氧化物、一氧化碳和碳氫化合物比柴油發動機用常規燃料的排放量都低,相應為30%、40%、50%。這說明使用二甲醚可以滿足歐洲和加利福尼亞的超低排放值(ULEV),這是在世界上最嚴格的標準。下表提供了用二甲醚柴油發動機釋放量和ULEV釋放標準值的比較。二甲醚發動機和ULEV釋放值的比較ULEV二甲醚發動機試驗的釋放值NMHC(包括甲烷)CONO####+HCPMHCCO二甲醚發動機還能夠滿足歐洲Ⅱ的排放要求,我國在2003年9月已經采用了該標準。下表是歐洲Ⅱ標準和二甲醚柴油發動機排放量的比較。二甲醚發動機排放值和歐洲Ⅱ的排放要求的比較歐洲Ⅱ標準二甲醚發動機試驗排放值全部HCCONO####PMECER49排放(g/kWh)研究表明,二甲醚的十六烷值55~60,自燃溫度低,而且二甲醚為含氧化合物,含有34.8%的氧,燃燒后生成的碳煙少,對金屬無腐蝕性、對燃油系統的材料沒有特殊要求。而且,二甲醚發動機的功率高于柴油機,可降低噪音,實現無煙燃燒,符合環保要求,是理想的柴油代用燃料。目前西安交通大學已在中型客車上成功地進行了行車試驗,效果十分顯著。二甲醚作為柴油發動機潔凈燃料,除建立二甲醚規模化大型生產裝置,還需要建立與之配套的基礎設施,如儲運站、加油站、二甲醚發動機生產基地等,需要得到國家的重視和支持,同時還需要一個市場化的過程。二甲醚氧化偶聯后可合成十六烷值60~100的燃料添加劑,該添加劑常溫下可以與柴油以任何比例相溶,可以配成十六烷值41~57的燃料。在我國發展超低排放的二甲醚是利國利民、實現可持續發展戰略的一件大事,前景十分廣闊。為此,原機械工業部副部長,現中國內燃機協會理事長季守仁等三十多位業內專家聯合提出了《關于我國發展超低排放二甲醚汽車建議書》。據報道,日本三菱燃氣化學、三菱重工、日揮、伊滕忠商事四家公司成立一家名為“日本DME公司”聯合公司,注冊資金一億日元,就發展新一代燃料二甲醚(DME)展開可行性調查。四家公司計劃于2006年在澳大利亞西部批量生產二甲醚,返回日本作為潔凈燃料。西安交通大學經過多年的研究得出結論,二甲醚是一種比較適合柴油發動機使用的代用燃料,而且發動機的功率高于柴油機,噪音小,可實現無煙燃燒,其尾氣排放能達到國際最嚴的歐Ⅲ標準,是理想的柴油代用燃料。但是二甲醚要在柴油發動機上使用須對發動機進行改裝。綜上所述,二甲醚產品在民用燃料和工業燃料市場上已逐步被人們接受,二甲醚作為柴油汽車替代燃料也為期不遠,二甲醚產品市場方興未艾,可預測二甲醚作為21世紀清潔燃料其市場前景是十分可喜的。.6氣霧膠推進劑從二甲醚消費領域看,氣霧劑推進劑是二甲醚的主要用途。20世紀60年代以來,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拋射劑(推進劑),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環境,因此,世界各國都在致力于尋找氟氯烷的替代品,我國從1998年起禁止氣霧劑中使用氟氯烷(醫療用品除外)作拋射劑,氟氯烷的替代品現有LPG、DME、壓縮氣(CO2、N2、N2O)、氫氯氟碳(HCFC)、氫氟碳(HFC)。DME在氣霧劑工業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,成為第四代拋射劑的主體,DME使用量無論是在國外還是在中國都居LPG之后,居世界第二位,約有25%~30%的氣霧劑以DME做拋射劑,因此,二甲醚市場需求日益增長。2000年全世界DME氣霧劑需求量約為15萬噸。.7作為環保型制冷劑和發泡劑二甲醚易液化的特性也引起人們的重視,利用DME的低污染制冷效果好等特點,許多國家正開發以DME代替氫氟烴作制冷劑或發泡劑。例如用DME與氟里昂制備特種制冷劑,隨著DME含量增加,其制冷能力增強,能耗降低,國外已相繼開發出利用DME作聚苯乙烯,聚氨基甲酸乙酯,熱塑性聚酯泡沫的發泡劑。二甲醚作為發泡劑、能使泡沫塑料等產品孔洞大小均勻,柔韌性、耐壓性增強,并具有良好的抗裂性。.8用作化工原料二甲醚是一種重要的化工原料,可用來合成許多種化工產品或參與許多種化工產品的合成。它可以羰基化制乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酐、醋酸乙烯;可作甲基化劑制硫酸二甲酯、烷基鹵以及二甲基硫醚等用于制藥、農藥與染料工業;可作偶聯劑,用于合成有機硅化合物,DME可與氫氰酸反應生成乙腈,與環氧乙烷反應生成乙二醇二甲醚等,DME脫水可生產低碳烯烴,同時DME還是一種優良的有機溶劑。二甲醚和LPG的供求狀況.1世界二甲醚和LPG的供求狀況2001年世界二甲醚的生產能力為每年170,000噸,產量每年150,000噸。亞太地區二甲醚的生產能力為55,000噸(占全球產能的32.3%),產量為42,000噸(占全球產量的28%)。中國的生產能力為22,000噸/年。大部分二甲醚作為空氣推進劑。近年中國二甲醚發展很快,山東久泰是目前中國生產DME最大企業,產量6萬噸/年,其次是四川瀘天化生產1萬噸/年,正在建設的有寧煤集團21萬噸/年,瀘天化10萬噸/年。目前世界上生產的二甲醚幾乎都是用天然氣合成的。下表概括了二甲醚生產廠及各國的生產能力。世界二甲醚生產能力(2001年)公司名稱生產能力(公噸/年)殼牌/RWE公司(德國)60,000Hamburg二甲醚公司(德國)10,000Arkosue公司(荷蘭)10,000Dupont(美國)15,000澳大利亞10,000臺灣15,000日本10,000中國22,000總產量152,000另外,一些項目正在開發過程中,日本公司和政府正在對世界上的幾個二甲醚項目進行預可行性研究。Mtsubishi氣體化學公司正在對澳大利亞西部的150萬噸/年的二甲醚廠和200萬噸/年的甲醇廠進行預可行性研究。生產的二甲醚將用于發電和作為柴油發動機的燃料。日本還正在對卡塔爾、印度尼西亞和澳大利亞的規模為2500~4000噸/天的工廠(JFE公司研究)、伊朗和印度尼西亞的7000噸/天的工廠進行研究。托普索在伊朗建設80萬噸/年DME。預計2006年投產。目前世界上,50%的二甲醚用做氣霧劑,約35%用來生產硫酸二甲酯,15%的作為燃料和其他用途。.2國內二甲醚生產現狀及供求預測中國進入二甲醚市場較晚,很長一段時間只有少數幾家工廠生產二甲醚,生產規模小,技術比較落后。然而,二甲醚的需求隨著氣霧劑需求的增加日益增加,我國對氣霧劑的需求,從1990年到1991年,需求量由4800萬瓶增加到8600萬瓶。到1992年增加到15800萬瓶,到1995年超過2億瓶,至今達到4億瓶。二甲醚最早是從高壓法合成甲醇副產物中經精餾而得,因為粗醇中二甲醚占3%以上。但目前高壓法制甲醇早已被淘汰,國內基本上采用的都是甲醇脫水的兩步法。液相法以硫酸為催化劑,腐蝕性強,中間產物硫酸氫甲酯有毒,排放廢液污染環境,目前僅武漢一家采用此法,其他大多數廠采用的是氣相甲醇脫水法,只有湖北田力公司采用浙江大學與五環化學工程公司共同開發的合成氣一步法制二甲醚工藝。但今年山東魯明化工公司(現名久泰科技公司)對原液相甲醇脫水法進行改進,并申請了專利技術,他們已按此法建成目前國內最大的30kt/a二甲醚生產裝置。我國現有二甲醚生產裝置規模及采用技術見下表。國內二甲醚主要生產廠家公司能力(噸/年)用途工藝方法技術來源投產年月山東臨沂久泰科技公司(魯明化工)(原5000)30000民用燃料甲醇液相脫水本公司、山東化工規劃設計院擴建完成江蘇吳縣合成化學廠1000甲醇氣相脫水浙江化工研究院1996湖北武漢青江公司(武漢硫酸廠)1500甲醇液相脫水傳統工藝1995江蘇昆山化工廠1000甲醇氣相脫水上海石油化工研究院1991上海申威氣霧劑公司800氣霧劑蒸餾新技術上海石油化工研究院1995廣東中山凱達精細化工公司(原2500)10000氣霧劑甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1998二次擴建成都華陽威遠天然氣化工廠2000氣霧劑甲醇氣相脫水西南化工研究設計院安徽蒙城縣化肥廠2500氣霧劑甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1997廣州廣氮集團公司5000氣霧劑甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1998浙江義烏光陽化工公司2500氣霧劑甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1996成都華菱公司2000甲醇氣相脫水浙江諸暨新亞化工公司1000甲醇氣相脫水湖北田力實業公司(隨州化肥總廠)1500合成氣一步法浙江大學、五環化學工程公司陜西新型燃料然具公司500民用燃料甲醇氣相脫水中科院山西煤化所山西渾源化肥廠民用燃料合成氣漿態床法中科院山西煤化所2001河南沁陽氮肥廠10000醇醚燃料甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1993江蘇無錫氮肥廠10000醇醚燃料甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1993山西榆次佳新能源化工公司10000醇醚燃料甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1993山東榮城氮肥廠5000醇醚燃料甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1994貴州宏華新能源工業公司10000醇醚燃料甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1995湖北利川化肥廠3000氣霧劑甲醇氣相脫水西南化工研究設計院1997安徽淮陽化肥總廠2500甲醇氣相法西南化工研究設計院1998瀘州天然氣化工公司10000日本東洋工程公司2003.8.陜西渭河煤化集團10000氣霧劑甲醇氣相脫水西南化工研究院云南解化5000民用我國能源資源特點是富煤少氣少油,目前石油及成品油進口量已超過消費量的30%左右,每年不但要花費大量外匯,還危及國家能源安全。為此,國內有識之士正在呼吁石油替代燃料,二甲醚就是柴油和石油液化氣的良好代替物,而甲醇則可替代部分汽油作車用燃料,因此開發天然氣或煤制二甲醚項目市場前景頗為廣闊。.3世界LPG的供求現狀1990年全世界共生產1.45億噸LPG。其中約1/3的產量是由北美生產,17%來自于中東地區,14%來源于西歐和拉丁美洲,10%來源于亞洲和其他國家。現在世界共生產2.15億噸LPG,北美仍然是主要的供應者,其數量占世界總量的33%。然而,亞洲目前是主要的生產者,提供的數量占世界的20%,大約與中東國家相同。2002年,全世界約消耗約2億噸的LPG,其中52%作為燃料用于民用和商業用途。其他用途包括:工業、發動機燃料、化工、城鎮用氣、煉油以及其他重要用途。下表是2002年LPG市場需求。2002年世界LPG需求情況用途需求(百萬噸)%居民/商業工業發動機燃料化工城鎮用氣煉油其他總計從1985~2000的15年內,LPG的需求增長率為3.5%,比每年石油的需求增長率的兩倍還多,石油每年增長率1.6%。LPG在居民/商業及石油市場方面的應用推進了需求的劇烈增長。從1990年到2002年期間,LPG的需求增長率是變化的,過去12年中,需求增長率在世界各國有很大的不同:中東:--223%大洋州—102%亞洲94%非洲—93%拉丁美洲—82%西歐—29%北美洲—30%然而,由于俄羅斯和東歐的經濟滑坡,在這些地區的LPG的需求量在1990年到2002年間只增加了27%。據估計到2010年,將生產2.7億噸的LPG。其中北美的生產量將占約28%,亞洲和中東地區的產量將占19%,拉丁美洲的產量約占15%,西歐產量約占9%。在此期間,從2000到2005年間預計全球LPG供應量每年將增加3.8%,略高于1990~1999年間的3.7%的年增長率。對LPG需求的快速增長預計將會持續,至少持續到2010年,達到接近石油的2倍。尤其在2000到2010年間,LPG的需求增長率將接近35%,而石油的需求增長率預計約為1.8%。對LPG需求量的增加預計在亞洲地區最為突出,到2005年,亞洲的需求預計從1985年的2000萬噸增加到7000萬噸。東南亞地區,LPG年需求增長率,1990~2000年為10%,到2000~2005年將增加到6%。印度LPG年需求增長率將仍然處于1999年~2000年的水平,約為10%。韓國,增長率在過去的10年中為8%,但在今后5年可望降到3%。在日本,年增長率約1%,在未來5年預計仍然維持同一水平;中國在1990~2000間,年增長率為20%,到2005年預計增長6%。LPG在印度和中國擁有最大的市場,這兩個國家目前只占世界市場份額的5%。到2005年,這兩個國家消耗的LPG預計將會占世界的25%。1999~2000年,中東地區的LPG年需求增長率約為8%,而其他幾個國家的增長率都超過了中東地區,如:在阿聯酋,年增長率超過16%,卡塔爾年增長率低于35%,2000~2005年,中東地區的年需求增長率將略低于7%。全世界LPG的人均消耗量迅速增長。2000年人均使用LPG是15公斤,超過了1985年人均使用10公斤的量。預計到2005年,單位消耗量將是18公斤。.4二甲醚替代LPG近期,二甲醚的主要用途是替代LPG用于民用和飯店使用。這是因為二甲醚和LPG在這些用途中有相似的燃燒特性,現有LPG的運輸和儲存設備也可以用于二甲醚。實驗已經證明二甲醚在這方面的用途是很廣泛的。下圖描述了二甲醚從二甲醚生產廠到消費者的過程。整個計劃是將二甲醚按批發價賣給分銷商,由分銷商通過鐵路或公路運輸到儲氣站或轉換站。在這些儲氣站,二甲醚將用瓶子裝進LPG的儲氣筒中,用汽車發送到最終用戶。盡管二甲醚的能量比LPG低,但它具有密度優勢,所以,對這兩種燃料來說,所需的發貨和儲存設備的數量是相同的。在二甲醚替代LPG使用時,盡管煤氣灶需要進行一些改進(替換燃燒口的口徑),這些改進的費用很低,估計每個爐子的費用是1元人民幣。我國LPG的供求現狀從70年代以來,中國LPG的需求和進口量急速增長,下表概括了1979年中國LPG的需求和進口情況,并提供了2010年LPG的預測量。中國LPG的需求和進口量年LPG需求量(噸)LPG進口量(噸)1979210,00001985547,000019901,428,000117,000200013,427,0004,818,000200522,200,00011,400,000201029,700,000不詳我國城鎮的發展導致了LPG需求的增長。城市是一個國家,一個地區從自然經濟走向商品經濟發展的必然過程,也是人類社會進步的重要標志,城市化對社會生產的發展產生著巨大的推動作用。目前我國經濟高速增長,在廣東珠江三角洲、上海長江三角洲地區,城市的發展已率先進入了工業化時代,也率先進入了城市天然氣時代。清潔燃料的普及應用,減少了由于工業廢氣對不堪負重的大氣污染,清潔燃料需求強勁。從1990年至今,我國小城市建設得到了快速發展。小城市的數量從1990年的800個增加到2000年的8000個,年均增長10%。小城鎮吸收農村人口從1990年的100萬增長到2001年的1.2億人,平均年增長率為11%,城市化率由1990年的26%增長到2001年底的36%,尤其是西部地區,建設小城鎮有利于保護西部的生態環境,國家提出25%以上坡地,有計劃由步驟退耕還林(草),這是改善西部地區生存環境的根本措施。中國大城市人口的聚集和小城市的增加以及經濟的增長日益敦促人們重視環境保護。在這些城市及周邊地區,煤炭的使用和機動車的迅速增加產生了污染問題,這個問題日趨明顯而且正在影響著中國大部分的人口。由于這是政府優先要解決的問題,所以制定了很多降低污染的政策,包括增加利用清潔燃料的政策。到2000年底,已經有666個城市使用清潔燃料。最重要的燃料包括:煤氣125萬立方米天然氣82億立方米LPG1千萬噸目前在中國的主要城市,有1.76億的人口使用氣體燃料,占城市人口的84%。這些城市中,使用各種氣體燃料的分配比例是:煤氣占22.4%,天然氣占14.6%,LPG占63%。現在存在的問題是,中國進口的LPG超過了國產的量,而且價格高。中國已加入WTO,逐漸由計劃經濟向市場經濟轉變。一些出臺的政策會更加合理的制定能源的價格,這些政策將會解決能源進口量增長的一些相關問題,繼續關注環境污染問題,這就為增加清潔燃料的利用創造了機遇,如二甲醚在價格上具有競爭性,就更有機遇。二甲醚價格分析從工廠生產的二甲醚將替代液化石油氣用于山西及周邊地區的居民和飯店使用。在這些用途中二甲醚直接替代LPG。現有的LPG的設備(如:油箱,鐵路運輸車及儲氣筒等)可以運輸和儲存二甲醚。另外,僅對煤氣灶的燃氣口做微小的改進,二甲醚就可以很容易地替代LPG,從而滿足所有的操作要求和環境要求。在過去10年里,液化石油氣的批發價從1400元/噸增加到2700元/噸。到2003年第4季度LPG的批發價增加到2800元/噸。隨著國際原油價格的不斷上漲,液化石油氣價格也在隨著上升,到今年液化石油氣零售價隨地區不同已上漲到70-90元/瓶,國家為規范LPG市場,已定為汽油價格的0.8-0.9倍,LPG的批發價接近4000-4500元/噸。在確定二甲醚出廠價格的時候,必須考慮其他幾個因素。首先,二甲醚的熱值只有LPG的70%。這就是意味著要在等同能量的基礎上進行價格制定,所以二甲醚的價格就要折扣到30%。另一方面,正如早些時候討論過的,二甲醚燃燒試驗表明二甲醚具有燃燒效率高和其它的優點,所以應該按照LPG價格的75-80%來定二甲醚的價格。因此,在山西省和其周邊地區,為了能與現在的LPG競爭,本可研以出廠價2800元/噸進行技術經濟評價。甲醇價格分析盡管為國內甲醇市場提供了更加廣闊的空間,但同時面臨低成本進口貨沖擊,市場價格仍然受進口價格的影響。因此,影響我國甲醇價格最主要的因素是進口價格,這樣,可以把進口價格作為自變量采用一元回歸分析法對我國甲醇的未來價格進行預測。一元回歸分析法是根據一個自變量對一個因變量進行預測的方法。這里就是根據自變量甲醇進口價格對因變量國內甲醇進行預測。一元相關相線回歸方程的一般式為:yt=a+b####t式中,yt第t期因變量值甲醇價格,即預測對象;####t是第t期自變量值甲醇進口價格,a,b是回歸方程參數,是根據####、Y的實際觀察值求得。根據最小平方法建立的求參數的標準方程為:∑Y=na+b∑####∑####y=n∑####+b∑####2解得方程為:b=(∑####y-1/n∑####∑y)/[∑####2-1/n(∑####2)]a=y-—b####-綜合本報告的國內市場分析及市場價格分析,結合其它因素對甲醇價格的影響,確定本項目甲醇價格為1800元/噸是合適的。
3建設規模與目標產品方案3.1建設規模與產品方案選擇蘭花股份公司是大型化工、煤礦企業。我國化肥工業經過多年發展,從生產能力上看,除鉀肥因資源嚴重缺乏有較大缺口外,氮磷肥已基本上能滿足目前農業生產對化肥的要求,化肥短缺的問題已基本得到解決。我國已加入WTO,化肥行業有多少企業能在國際化肥市場的激烈競爭中生存下來?企業如何發展是擺在全體化肥行業同仁面前的一個嚴肅課題。若繼續發展化肥工業,把規模做大,雖然也是一條企業發展之路,但化肥市場基本飽和已成定局,難以將產品變為商品,必須對產品結構加以調整,適應市場,以提高經濟效益,增強企業在市場的競爭力。蘭花股份公司是以煤為原料生產合成氨的化肥企業煤炭生產企業,也可以說是一個煤化工企業。在以煤炭氣化為起點的化工企業,尤以生產含碳、氫、氧元素構成的產品優勢明顯,能源綜合利用更為合理,更為安全。由碳、氫、氧元素合成的產品種類繁多,其中最基本的一個領域就是合成甲醇及其后加工。二甲醚是最重要的能源燃料,生產二甲醚一方面可以使蘭花股份公司產品結構得到一定的調整,另一方面,也是一種潛在的車用燃料。故產品方案初步確定生產二甲醚。3.2產品規模煤化工企業要想獲得較好的經濟效益,必須達到一定的規模。目前甲醇合成裝置向大型化或超大型化發展,有的裝置能力已超過1000kt/a級,以降低投資比和提高經濟效益。但是,以煤為原料生產甲醇的裝置主要集中在中國,其最大規模為200kt/a。針對當地市場容量的因素考慮,最終確定生產規模如下:甲醇裝置:200kt/a二甲醚裝置:100kt/a年操作日300天。3.3產品規格與質量指標主產品本項目總規模100kt/a為煤基二甲醚,是為200kt/a甲醇配套實施項目。生產能力按年操作日300天(7200小時)計。產品二甲醚規格按二甲醚液化氣標準(企業標準)考慮,能作為民用和車用的新型清潔燃料。甲醇在正常情況下僅作為二甲醚生產的中間產品,必要時也將作為副產品生產,其規格按甲醇國家標準(GB338-2004)一等品考慮,可作為有機溶劑、燃料以及基本化工原料。副產品硫磺規格按工業硫磺考慮,可應用在染料、農藥、醫藥、炸藥等方面。產品、中間產品、副產品的規格和性質詳見下表燃料級二甲醚序號項目指標1二甲醚(CH3OCH3)含量,wt%2甲醇(CH3OH)含量,wt%12PPm3水份(H2O)含量,wt%10PPm4其它化合物含量,wt%5密度(20℃),kg/m6蒸汽壓(40℃工業硫磺組分(單位)規格性質1S,mol%≥99.50硫有α-硫(黃色斜方晶體)、β-硫(淺黃色單斜晶體)、γ-硫(淺黃色非晶體)三種同素異形體;硫不溶于水;α-硫磺溶于二硫化碳,微溶于苯、甲苯、乙醇和乙醚,熔點℃;β-硫磺溶于二硫化碳、乙醇和苯,熔點119℃;γ-硫磺不溶于二硫化碳,熔點120℃;硫沸點℃;水生生物毒性限值TLm96:2水份,mol%≤0.503灰份,mol%≤0.104酸度(以H2SO4計),%≤0.0055有機物,mol%≤0.306As,mol%≤0.107Fe,mol%≤0.005副產品:甲醇優等品,指標見下表中華人民共和國工業甲醇標準(GB338-2004)表3-1項目指標優等品一等品合格品510密度(ρ20)/(g/cm3)沸程(0℃,101.3kPa在64.0~65.5℃±℃)/℃高錳酸鉀試/min≥503020水混溶性試驗通過試驗(1+3)通過試驗(1+9)——水的質量分數/%——50乙醇的質量分數/%-雜醇油:374t/a硫磺:374kg/h氬:720NM3/h99.999%。
4工藝技術方案選擇及工藝說明4.1備煤原料煤、燃料煤用汽車運到干煤棚或堆場。然后煤經下料斗用高角皮帶送到破碎機,將煤破碎至0~6mm,并經振動篩過篩。篩上物再返回破碎機入口。一部分0~6mm篩下物用高角皮帶送至鍋爐房作燃料煤。另一部分0~6mm篩下物作為原料煤進入煤干燥器,用煤或工廠廢氣燃燒成的煙氣將其水分從6~8%(wt)干燥至3%。干燥好的煤用高角皮帶送至氣化爐頂部的可逆式皮帶,向各氣化爐的煤倉自動加料。4.2煤氣化工藝選擇及說明煤氣化工藝技術的選擇.1國內外煤氣化技術概況目前,世界上以煤為原料生產化工產品的工廠中,采用了各種煤氣化工藝,如常壓固定床間歇氣化(UGI),魯奇加壓固定床氣化(Lurgi),加壓流化床氣化(高溫溫克勒氣化工藝),常壓流化床氣化(U-gas、灰熔聚),加壓氣流床氣化(德士古氣化工藝,謝爾氣化工藝,GSP氣化工藝)等等。各種煤氣化工藝對原料煤的品質均有一定要求,其工藝的先進性、技術成熟程度則各有差別。A常壓固定床間歇氣化(UGI)技術常壓固定床間歇氣化工藝技術特點:a采用25-70mm的塊煤間歇氣化,吹風階段利用空氣中氧與煤燃燒產生熱量,提高炭層溫度,達到蓄熱的目的,吹風氣主要是N2、CO2、CO、SO2排放到大氣,制氣階段是用蒸汽為氣化劑進行煤氣化反應,主要產出H2、CO,(H2+CO)達85-86%,煤氣質量高。b由于粗煤氣中CO2低,7%左右,一部分硫隨吹風氣放入大氣,CO變換量很少,因此,煤氣凈化采用物理方法便可同時脫出硫、CO2,無需選擇性脫硫、脫CO2就可達到工藝要求,凈化也可以選用化學方法脫除,工藝流程簡單,投資省。c由于用的是塊煤,煤氣后處理簡單,廢熱鍋爐磨損小,壽命長,但塊煤價高。d不用制氧氣,投資省,消耗低,成本相對低。e雖然有吹風氣熱回收系統,但解決不了SO2、CO2、塵、廢氣的污染,環保問題嚴重。f灰渣中含碳量可達25%左右,原料煤消耗高,電消耗高,大大抵消不了不用氧帶來的成本降低。B魯奇(Lurgi)碎煤加壓氣化技術Lurgi碎煤加壓氣化,在世界上是工業化最早的煤加壓氣化技術,在國內外都得到廣泛應用。其主要特點如下:a可使用高水份,高灰份劣質煤氣化b由于逆流氣化,氧耗、煤耗低,氣化效率、煤轉化率(包括副產品在內)比其他方法都高。c副產焦油、酚等副產品,可綜合利用。含油高的煤約占煤量5~6%,可轉化成焦油產品。d操作彈性較大,操作穩定,技術成熟。e煤氣成分較復雜,含有較高甲烷,蒸汽消耗高,粗煤氣中CO+H2僅60%左右,甲烷含量7~10%之間。Lurgi加壓氣化技術生產的粗煤氣成份中甲烷含量較高,故適用于用作城市煤氣,如果作為合成原料氣則需增加甲烷轉化裝置,流程較長;由于固定床逆流氣化,故粗煤氣中焦油、酚等含量較高,增加了焦油、酚等凈化系統、廢水處理系統。魯奇氣化技術對原料的粒度、粘結性、灰熔點等指標都有要求,對當今采用機械化采煤而言,大塊煤較少,就必須考慮與電站結合,煤的利用才能合理。總之對于生產甲醇合成氣,魯奇加壓氣化沒有像生產城市煤氣或城市煤氣聯產甲醇那樣的優越性。C灰熔聚流化床氣化技術灰熔聚流化床氣化具有下述特點:a核心設備氣化爐結構較簡單,為單段流化床,在床內一次實現煤的破粘、脫揮發份、氣化、灰團聚及分離、焦油及酚類的裂解。b部分氣化劑氧、蒸汽從底部中央進入氣化區,使爐內形成一局部高溫區,促使灰團聚成球,從而降低了灰渣中含碳量,提高了碳的轉化率。c帶出細粉經除塵系統捕集后,返回氣化爐,進一步燃燒、氣化,有利于碳轉化率的進一步提高,減少飛灰量。d操作溫度1000℃左右,壓力MPe煤種適應性廣(已試驗過褐煤、冶金焦、無煙煤、貧煤、瘦煤、煙煤、氣煤及高灰高灰熔點煤等),對硫分不敏感,特別適宜高硫高灰熔點煤、氣化強度相對高(是常壓間歇氣化固定床發生爐的2~4倍),氣化入爐煤0~6mm,只需簡單破碎,備煤系統簡單投資省、能耗低。f產品氣中不含焦油,含酚量低,廢水處理簡單。全封閉式氧氣連續氣化,不向大氣排放有害氣體。g中科院山西煤化所擁有該技術的全部自主知識產權,所有設備完全可以國產化,在同等規模下,與德士古、謝爾氣化技術相比,投資大幅度降低。h氣化壓力較低,飛灰較多,碳轉化率相對與德士古、殼牌爐、GSP比較低,能耗較高。D流化床溫克勒(恩德爐)煤氣化技術常壓溫克勒(恩德爐)氣化技術特點:a對煤的適應性差,僅適應年輕煤種,特別適應高揮發份年輕褐煤。b供煤粒度<8mm,原料煤的利用率高。c氣化溫度950℃d飛灰較多,飛灰中的碳高達60%以上,碳轉化率低。f維修簡單,運轉率可達95%以上。g常壓操作,氣化爐氣化強度低,能耗高。h操作彈性小。i國外加壓高溫溫克勒最大壓力為1.0MPa,溫度提高到1050℃E德士古氣化技術德士古氣化技術的特點a德士古煤氣化技術,是將原料煤制成水煤漿,以噴流霧化的形式進入氣化爐進行高溫氣化,對原料煤的特性(如粒度、成漿性能、灰熔點等)均有較嚴格要求,要求入爐煤粒徑200目左右,煤漿濃度63~65%(wt),灰熔點小于1300℃b采用濕法磨煤,水煤漿供料安全可靠。c氣化爐為鋼制外殼,內襯耐火磚,爐體結構簡單,無傳動設備,運行穩定。但耐火磚壽命較短,最多為一年,噴嘴僅60天左右,設備運行周期較短。需設備用爐。d氣化過程可在高壓(最高可達8MPa)下完成,降低了合成氣壓縮功耗,同時使氣化強度提高,單臺爐產氣量更大。e氣化爐操作溫度高,煤在氣化爐中數秒內幾乎全部氣化,碳轉化高可達96%~98%以上。對灰熔點高的煤若降低溫度操作,灰渣中碳含量達25~30%,降低了碳的轉化率。煤氣中甲烷含量低,僅在0.1%左右,有效氣體(H2+CO)含量比較高,在80%左右,有利于作為合成氣使用。f生產的粗煤氣不含焦油、萘、酚等雜質,對粗煤氣的凈化及污水的處理流程簡單,不污染環境。g灰渣成玻璃狀,不污染,易堆放,可做水泥的配料。h操作彈性大,可以快速轉變。由于采用噴流式氣化,負荷從50%到100%的大范圍變動,可在極短的時間內完成。i與其它煤氣化工藝相比,德士古氣化工藝氧耗高,煤耗高,煤氣化效率相對較低,對耐火材料的要求較高,操作周期短,管理水平、維護水平要求高。山東魯南化肥廠已建成二臺德士古氣化爐裝置,用于生產合成氨原料氣,采用激冷流程,操作壓力3MPa。陜西渭河化肥廠德士古氣化年產合成氨30萬噸、尿素52萬噸,氣化壓力,氣化爐三臺,激冷流程。上海焦化廠“三聯供”工程也采用了德士古水煤漿氣化技術,氣化壓力,氣化爐四臺,激冷流程,用于生產甲醇。淮南也采用德士古氣化工藝生產18萬t/a合成氨。上述采用德士古煤氣化工藝生產化工原料氣裝置的建設為同行業提供了可借鑒的經驗及操作、管理培訓場所。F謝爾(
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