【正文】 ，天然氣價格高于 元/Nm3，則甲醇成本大于 1100 元 /噸，已無競爭能力。比如沙特阿拉伯 1998 年的天然氣價格為 元 /Nm3， 目前價格為 元 /Nm3。甲醇生產(chǎn)裝置各工序的投資比例見下表： 甲醇生產(chǎn)裝置各工序投資比例表 序號 項 目 占總投資的比例 1 合成氣制備（包括氣化、凈化、冷凍） 60% 2 甲醇合成 10% 3 甲醇精餾 10% 4 公用工程等 20% 選用生產(chǎn)甲醇合成氣的原料，可以從原料儲量、現(xiàn)有生產(chǎn)能力、原料價格、成本、投資費用與技術(shù)水平等進行綜合考慮。 ℃） , ≤ 高錳酸鉀試驗， min ≥ 50 30 20 水溶液試驗 澄清 水 份 含 量 ， % ≤ 酸度（以 HCOOH 計）， % ≤ 堿度（以 NH3 計）， % ≤ XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 5 羰基化合物（以 CH2O 計）， ≤ 蒸 發(fā) 殘 渣 含 量 ， % ≤ 2）副產(chǎn)品硫磺 硫磺產(chǎn)品符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB244992）優(yōu)等品指標(biāo)。 同時，本項目年副產(chǎn)硫磺 27072噸。 產(chǎn)品、副產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 1）甲醇 XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 4 本項目產(chǎn)品甲醇除了滿足 MTO裝置對甲醇的質(zhì)量要求外，同時要滿足商品甲醇的需要。 項 目 指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 合格品 硫， % ≥ 酸度（以 H2SO4 計） , % ≤ 水份， % ≤ 灰份， % ≤ 砷， % ≤ 粒度 片狀 片狀 片狀 XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 6 XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 7 工藝技術(shù)選擇 原料路線確定 甲醇是由一氧化碳與氫在催化劑存在的情況下進行化學(xué)反應(yīng)而制得。 XXX 集團萬利煤礦地處鄂爾多斯市，礦區(qū)有豐富的煤炭資源，從儲量和目前的生產(chǎn)能力上看，完全可滿足合成XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 8 甲醇所需合成氣原料的需要。俄羅斯的天然氣價格在 元 /Nm3 左右。與國外相比，我國以天然氣為原料的甲醇廠由于規(guī)模小（目前最大能力為 20萬噸 /年）、能耗高（一般為 1100～ 1260Nm3/t，最高達 1770Nm3/t 甲醇），其成本一般為 1300～ 1400 元 /噸。 XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 9 工藝技術(shù)方案比較與選擇 1） 氣化工藝技術(shù) a) 國外氣化工藝技術(shù)概況 以煤為原料的氣化方法主要有固定床和流化床、氣流床等。但因氣化溫度變化不大，生成氣中甲烷及氮氣含量大，不宜做合成氣；但其熱值較高，用于做城市煤氣較好。 b) 國內(nèi)氣化工藝技術(shù)概況 XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 10 固定床氣化 固定層間歇氣化技術(shù)，該技術(shù)投資低，技術(shù)成熟，目前我國小氮肥、小甲醇廠 90%以上采用該工藝生產(chǎn)。 流化床氣化 國內(nèi)流化床氣化主要有中科院山西煤化學(xué)研究所開發(fā)的灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù) ， 該技術(shù)可用多種煤質(zhì)作原料，如煙煤、焦炭、焦粉等，使用粉煤在 1100℃下氣化，固體排渣，無廢氣排放。帶出細粉經(jīng)除塵系統(tǒng)捕集后返回氣化爐，再次參加反應(yīng)，有利于碳利用率的進一步提高。 恩德粉煤氣化 恩德粉煤氣化技術(shù)，在朝鮮有 30 多年的運行經(jīng)驗，適用于灰分不大于 40%的褐煤、長焰煤、不粘或弱粘結(jié)的煤粉（ 0~10mm）。合成氣（ CO+H2）為 62~65%， CO2 為 27~28%，其它為惰性組分。采用該技術(shù)建立的日處理煤量 20噸的工業(yè)性試驗裝置已運轉(zhuǎn) 400 小時以上，并經(jīng)過 72 小時XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 12 考核，取得了國家專利，經(jīng)過科技部組織的評審與驗收。以日處理 750 噸煤的氣化爐進行比較，初步估算投資費用差別如下： 德士古與四噴嘴爐投資比較 氣化技術(shù) 德士古水煤漿氣化 水煤漿四噴嘴撞擊流氣化 德士古爐 四噴嘴爐 氣化爐設(shè)備費（萬元） 1 臺 1 臺 200 煤漿泵設(shè)備費 1 臺 2 臺 200 自控儀表材料費（萬元） 1 套 4 套 500 其他工程費（萬元） 410 XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 13 軟件費（萬元） 1660 200 1460 合計（萬元） 150 從上表可看出，水煤漿四噴嘴撞擊流氣化爐和典型的德士古水煤 漿氣化爐相比，硬件投資增加，但軟件投資可節(jié)省，兩者相抵，總投資相差不多，采用國內(nèi)有自主知識產(chǎn)權(quán)的四噴嘴撞擊流氣化爐稍微低一點。本世紀(jì)初該院又開發(fā)了焦煤水加添加劑 的混合煤漿氣化技術(shù)，已成功地應(yīng)用于油氣化裝置的改造，建有工業(yè)化裝置，該技術(shù)已申請國家專利并獲得批準(zhǔn)，專利號 。 國外大型氣化技術(shù)比較表 項 目 Texaco Shell Lurgi(傳統(tǒng) ) 氣化壓力 ～ ～ 氣化溫度 ℃ 1300～ 1400 1400～ 1600 850 單爐最大能力 噸煤 /天 500～ 2021 2021 600 氣化爐型式 熱壁式、單噴嘴 冷壁爐、四噴嘴 熱壁爐 進煤方式 水煤漿濃度 60%泵送 煤粉用氮氣輸送 粒度 90%90μm 碎煤干法加料 熱回收方式 激冷、廢鍋 廢鍋 廢 鍋 排 渣 液態(tài)排渣 液態(tài)排渣 固態(tài)排渣 碳轉(zhuǎn)化率 % 96— 98 99 90 有效成份（ CO+H2） 較高 80% 高 90% 68% 凈化氣中惰性氣含量 % 5% 10%(N2+CH4+Ar) 噸甲醇耗煤量（干 , 弛放氣氫回收時） XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 15 項 目 Texaco Shell Lurgi(傳統(tǒng) ) 氧氣用量 高 (比 Shell爐高 10%) 較低 低 工業(yè)化裝置數(shù) 7 1 多 在中國已投產(chǎn) /在建的工業(yè)裝置 4/7 0/7 4/0 環(huán)境影響 友好 友好 有污染治理問題 投資 (含空分 ) 較低 高 (比 Texaco約高 15%) 較低 國產(chǎn)化率 高 低 高 建設(shè)周期 較短 長 (比 Texaco爐長半年以上 ) 較短 Shell 氣化技術(shù) Shell 氣化技術(shù)是荷蘭殼牌公司開發(fā)的一種先進的氣化技術(shù)，該技術(shù)采用純氧、蒸汽氣化，干粉進料，氣化溫度達 1400～ 1700℃，碳轉(zhuǎn)化率 99%，有效氣體（ CO+H2）90%以上，液態(tài)排渣，采用特殊的水冷壁氣化爐，使用壽命長。與德士古綜合比較，兩種氣化工藝的噸甲醇煤耗相差不大。 該技術(shù)目前只有國外兩套以煤為原料大 型裝置在運行，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，工業(yè)化的經(jīng)驗不多，技術(shù)須依賴進口，國內(nèi)技術(shù)支撐率低。它是在煤中加入添加劑、助熔劑和水，磨成水煤漿，加壓后噴入氣化爐，與純氧進行燃燒和部份氧化反應(yīng)。 德士古氣化還有以下優(yōu)點： 單臺爐處理煤量大，最大日處理煤量 2021 噸； 氣化壓力高，新鮮氣可不需增壓、且合成氣壓縮功耗省，尤其是生產(chǎn)甲醇時，可實現(xiàn)等壓合成； 有效氣（ CO+H2）含量高，生成的新鮮 合成氣惰性組分含量低，特別適合做生產(chǎn)甲醇的合成氣，甲醇合成弛放氣排放量低。 本裝置的原料煤屬低變質(zhì)長焰煤，化學(xué)活性良好，灰熔點 1130℃，符合 Texaco 氣化用煤。該技術(shù)雖然能連續(xù)加壓氣化，但由于氣化溫度較低 (~1000℃ )，生成氣中甲烷含量大，同時生成氣中含苯、酚、焦油等一系列難處理的物質(zhì)， 凈化流程長；尤其是該技術(shù)只能用碎煤不能用粉煤，因而原料利用率低，盡管篩分下來的粉煤可以配燃煤鍋爐加以利用。 d) 氣化流程 煤漿氣化工藝流程有兩種：激冷流程和廢鍋流程。三種氣化壓力均已有大型裝置的運行經(jīng)驗。每臺氣化爐日XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項目 可行性研究報告 04039181 20 處理煤量為 1651 噸，最大可達 2021 噸，有 20%的增產(chǎn)能力。 2) 凈化工藝技術(shù) a) 凈化工藝技術(shù)概況 采用煤漿氣化工藝生產(chǎn)的粗煤氣除含 CO、 H CO2外，還有少量 H2S、 COS、 CH N2，微量的氯，氨等成分。這部分氣量約占總氣量的55%左右，以調(diào)整甲醇合成氣的組成。 脫硫脫碳 從國內(nèi)外煤氣化裝置中所采用的脫除酸性氣體的工藝來看，低溫甲醇洗 (Rectisol)和 NHD(或 Selexol)較常見。 NHD 凈化可將 CO2 脫至 %以下， H2S 小于1ppm。本項目采用的低溫甲醇洗技術(shù)需要 35℃級的冷量移出反應(yīng)熱，采用氨壓縮制冷工藝流程。全部變換流程中粗煤氣需先經(jīng)廢熱鍋爐換熱產(chǎn)生低壓蒸汽，將粗煤氣中的水 /汽比降下來，粗煤氣冷凝出來的工藝?yán)淠汉幸欢ǖ幕覊m，用這部分高溫冷凝液去氣化碳洗塔洗滌粗煤氣，洗滌效果差；變換前的低壓廢熱鍋爐也容易被灰塵堵塞。而且溶劑吸收能力大，循環(huán)量小，能耗省，溶劑價格便宜，操作費用低亦是此法的優(yōu)越性所在。而且低溫甲醇洗在國內(nèi)具有豐富的生產(chǎn)操作經(jīng)驗，除部分低溫材料需引進外，設(shè)備設(shè)計和制造等均可在國內(nèi)解決。國內(nèi)大連理工大學(xué)經(jīng)過近 20 年的研究，也開發(fā)成功了低溫甲醇洗工藝軟件包，并獲得了國內(nèi)兩項專利。 魯奇低溫甲醇洗工藝 未采用繞管式換熱器，換熱器均為管殼式，所有設(shè)備在 國內(nèi)可以設(shè)計和制造，投資可節(jié)省約 2200 萬元。經(jīng)改進后該技術(shù)采用六塔流程，與林德工藝相似，據(jù)介紹冷負(fù)荷和設(shè)備投資比林 德工藝低 ~10%。而大連理工大學(xué)低溫甲醇洗工藝雖然技術(shù)指標(biāo)不比國外技術(shù)差，但鑒于至今尚無一套利用該技術(shù)的裝置正式投入使用，和林德與魯奇技術(shù)相比缺少實際運行經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，存在著一定的風(fēng)險。 離心式制冷機與其它幾種類型的制冷機相比，具有轉(zhuǎn)速高，制冷量大，蒸發(fā)溫度低，機械磨損小，易損件少，維護簡單，連續(xù)工作時間長，振動小，運行平穩(wěn)，機組重量輕、占地面積小，能經(jīng)濟方便地調(diào)節(jié)制冷量等優(yōu)點，同時采用蒸汽透平驅(qū)動離心式制冷壓縮機，節(jié)能效果明顯。滿負(fù)荷時比單級壓縮節(jié)省軸功率 13%左右，部分負(fù)荷時節(jié)省軸功率約 20%；其次是可以擴大穩(wěn)定工作范圍，改善調(diào)節(jié)特性，部分負(fù)荷時不易喘振。 b) 硫回收工藝技術(shù)比較及選擇 第一類主要代表是克勞斯（ Claus）法，它是目前煉廠氣、天然氣加工副產(chǎn)酸性氣體及其它含 H2S 氣體回收硫的主要方法。該工藝與傳統(tǒng)的克勞斯工藝接近，對原料氣中 H2S 濃度有要求（ 25%）。 栲膠法在國內(nèi)合成氨廠已普遍使用，操作經(jīng)驗豐富，但設(shè)備數(shù)量多、投資大，且尚無用于高 CO2 含量酸氣先例。 由于項目用煤為低硫煤，低溫甲醇洗濃縮的 H2S 氣體濃度較低，故本項目采用 Linde 的 Clinsulf 硫回收工藝技術(shù)。 1966 年，英國 ICI 公司成功地實現(xiàn)了銅基催化劑的低壓合成甲醇工藝，隨后又實現(xiàn)了當(dāng)時更為經(jīng)濟的中壓法合成甲醇工藝。二十世紀(jì)七十年代中期以后不但新建廠全部采用低壓法，而且老廠擴建或改造也幾乎都采用低壓工藝。 其主要缺點是：反應(yīng)器因有部分氣體與未反應(yīng)氣體之間的返混，催化劑空時產(chǎn)率不高，用量較大；僅能回收低品位熱能。 Lurgi 工藝可以利用反應(yīng)熱副產(chǎn)壓力較高的中壓蒸汽。 TEC 的新型反應(yīng)器合成甲醇工藝 該工藝及反應(yīng)器由日本 TEC（東洋工程公司）開發(fā)成功，由外筒、催化劑筐和許多垂直的沸水管組成，沸水管埋于催化床中。我國瀘州天然氣化工廠年產(chǎn) 40 萬噸的甲醇裝置引進了此項技術(shù)。 國外已有數(shù)套裝置采用此種塔型?，F(xiàn)已在美國田