【正文】 四氧化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多種有機溶劑，加入少量助劑 (如酒精 )后就可與水以任意比例互溶。本項目旨在建設(shè)一個工業(yè)示范工廠，從中探索和研究合成氣一步法制二甲醚的關(guān)鍵技術(shù)，為將來大規(guī)模一步法生產(chǎn)二甲醚提供可靠的經(jīng)驗和技術(shù)。到 1999 年底，我國累計探明的煤貯量超過 10000 億噸，煤貯量占已探明的各種能源 (煤炭、石油、天然氣及水電 )總儲量的 90%。如此大規(guī)模的石油缺口， 9 增加了我國對國外資源的依賴程度，世界石油市場稍有“風(fēng)吹草動”，出現(xiàn)暫時和局部的供應(yīng)短缺以及油價的異常波動，都將對我國石油供給和國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響和嚴(yán)重地沖 擊，將直接威脅到我國的經(jīng)濟安全乃至政治安全和社會穩(wěn)定。 然而，我國的石油資源比較貧乏，石油資源比較貧乏，人均石油資源量只有世界人均水平的五分之一 。對石油資源的爭奪是美、日中東戰(zhàn)略的核心。這使我國的石油供應(yīng)、消費、進(jìn)口及國家能源戰(zhàn)略安全形勢非常嚴(yán)峻，成為西方國家關(guān)注的焦點之一。二甲醚含氫量高，且易液化，易貯存、燃燒效率高、污染低，可替代煤氣、液化石油氣（簡稱 LPG）作民用燃料。 本廠余熱基本可滿足工藝換熱需求的熱量，不需外加熱公用工程，剩余熱值較低的可用于生活供暖。 新建產(chǎn)品儲罐兩個，原料臨時儲罐一個，精餾塔兩個，吸收塔兩個。 本項目建設(shè)投資 15085 萬元，其中 固定資產(chǎn)費用 13147 萬元 ， 其他資產(chǎn)費用（無形資產(chǎn)投資） 300 萬元， 基本預(yù)備費 1578 萬元。 本項目為新建生產(chǎn)能力為 10萬噸 /年的燃料二甲醚廠，運用合成氣一步法工藝實現(xiàn)二甲醚的合成。 9) 產(chǎn)品儲存 二甲醚產(chǎn) 品可存儲 7 天，二氧化碳產(chǎn)品可存儲 7天。 5) 二甲醚工藝 6 采用合成氣一步法制二甲醚工藝。 廠區(qū)內(nèi)排水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)完善。 主要設(shè)計原則 設(shè)計總原則：遵循國家基本建設(shè)方針、政策，在設(shè)計中堅持技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟、安全、美觀、適用，縮短建設(shè)工期、保證工程質(zhì)量、降低工程造價、提高投資效益。本設(shè)計利用了目前最有工業(yè)應(yīng)用前景的合成氣一步法合成二甲醚，原料由位于無錫市的聯(lián)合化工總廠供應(yīng)。 此次二甲醚增值稅稅率下調(diào)， 使二甲醚與液化氣之間的價 差進(jìn)一步增大，從而有利于提升下游的購買熱情。由于 二甲醚具有優(yōu)良的燃料性能，標(biāo)準(zhǔn)方便、清潔、十六烷值高、動力性能好、污染少、稍加壓即液化易貯存，作為車用的替代燃料，具有其他燃料不可比擬的綜合 優(yōu)勢 ，因此二甲醚作為清潔燃料方面的發(fā)展?jié)摿薮?，已?jīng)得到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。 1 10 萬噸 /年二甲醚項目說明書 2 前 言 近年來原油價格不斷攀升，居高不下。因此，開發(fā)新能源，探索石油替代品具有重大的戰(zhàn)略意義。 2020 年 7月 1日， 財政部和國家稅務(wù)總局發(fā)布《關(guān)于二甲醚增值稅適用稅率問題的通知》，宣布自 2020 年 7 月 1 日起，我國將二甲醚增值稅稅率由 17%下調(diào)為 13%。 綜上，基于我國石油資源短缺、煤炭資源豐富以及人們環(huán)保意識逐漸增強，本設(shè)計為一個聯(lián)合化工總廠設(shè)計一個生產(chǎn)燃料二甲醚分廠。 項目建設(shè)范圍 根據(jù) 2020 三井化學(xué)杯大學(xué)生化工設(shè)計邀請賽指導(dǎo)書的要求，本項目的設(shè)計內(nèi)容為：項目可行性分析、工藝流程設(shè)計、 設(shè)備的選型、車間設(shè)備的布局、總廠的平面布局，經(jīng)濟性分析與評價。 總圖布置要合理利用空地及現(xiàn)有的輔助設(shè)施，特別注意廠區(qū)車間之間的協(xié)調(diào)。 4) 廠址 江蘇省無錫市，聯(lián)合化工總廠的東南側(cè)。 8) 控制 采用 DCS控制系統(tǒng)作為生產(chǎn)主要監(jiān)控手段。除少量固體催化劑外，無其它工業(yè)廢物的排放。 本項目建于江蘇省無錫市，占地面積總為 17000 平方米，其中廠區(qū)面積為5000 平方米，綠化帶面積為 1800 平方米。 生活污水經(jīng)化糞池、食堂污水經(jīng)隔油池后排入廠區(qū)排水管網(wǎng)，統(tǒng)一收集在污水集水池內(nèi)，由總廠所屬污水處理廠汽車定期拉運集中處理。 本廠 勞動定員為 96 人，設(shè)計建設(shè)工期 12個月。 8 2 項目可行性論證 建設(shè)意義 二甲醚 (Dimethyl Ether，縮寫為 DME)是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品，目前主要用于氣霧制品噴射劑、氟利昂替代制冷劑、溶劑等，高純度的二甲醚可用作麻醉劑；另外二甲醚也可用于 許多精細(xì)化學(xué)品的合成。 我國是一個石油產(chǎn)品的消費大國，但同時又是一個石油資源較貧乏的國家，隨著國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，石油產(chǎn)品需求正以兩位數(shù)的速度增長，同時我國石油消費和石油進(jìn)口維持相當(dāng)高的增長速度， 2020 年石油產(chǎn)品的進(jìn)口量已達(dá) 7000 萬噸以上，預(yù)計 2020 年將達(dá) 到總需求量的 40～ 50%。 2020 年我國從中東進(jìn)口的石油占進(jìn)口總量的 %，預(yù)計 2020 年我國石油進(jìn)口量將可能高達(dá)消費總量的 40%，全年進(jìn)口石油 億噸。我國《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃綱要》把抓緊解決好石油等戰(zhàn)略資源列為重要指導(dǎo)方針之一，并明確把開發(fā)石油替代產(chǎn)品、維護(hù)國家能源安全作為能源戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。預(yù)計 2020 年，我國石油需求量為 億噸，缺口達(dá) 億噸，自給率只有 50%左右。與石油相比，我國更擁有豐富的煤炭資源，我國是世界最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國。 用合成氣一步法合成甲醚是未來生產(chǎn)二甲醚的主導(dǎo)方法。 市場預(yù)測 二甲醚及副產(chǎn)品 二甲醚，又稱甲醚 (Methyl Ether)、氧二甲， 沸點為 24℃，凝固點為 140℃。同時，二甲醚具有較高的十六烷值，可 10 直接用作汽車燃料替代柴油。 二甲醚目前最大的市場是用于氣溶膠產(chǎn)品。其特點一是可燃性好 ，二甲醚本身就是含氧燃料添加劑，其燃燒充分、完全，無碳析出，幾乎無殘留物 。 下表為柴油和二甲醚的化學(xué)物理性質(zhì)比較 。作為一種制冷劑，主要利用固體二氧化碳在直接升華過程中，吸取被冷卻物質(zhì)的熱量，達(dá)到制冷效果。 本項目中副產(chǎn)品二氧化碳的濃度為 99%，雜質(zhì)主要是二甲醚。它不僅可以焊接低碳鋼，而且可以焊接低碳合金鋼，低合金高強度鋼，在某些情況下可以焊接耐熱鋼及不銹鋼。二甲醚開發(fā)公司（由道達(dá)爾菲納埃爾夫公司和日本 8家公司組成的財團）計劃建設(shè)生產(chǎn)能力為 2500 噸 /天的商業(yè)化二甲醚裝置。 目前二甲醚的主要消費領(lǐng)域是作溶劑和氣霧劑的推動劑，其它方面的消費不多。 2020 年全世界有 400 萬輛 LPG 汽車、 400 萬輛乙醇汽車、 100 萬輛 CNG 汽車，還有部分甲醇汽車。 亞洲地區(qū)是世界上柴油消費增長最快的地區(qū)，據(jù)國外研究機構(gòu)預(yù)測，二甲醚作為替代燃料， 2020 年亞洲地區(qū)的年需求量達(dá) 4500 萬噸。 目前，國內(nèi)二甲醚的主要用途是作為氣溶膠、氣霧劑和噴霧涂料的推動劑，每年消耗二甲醚 萬噸。 2020 年 我國 LPG 的表觀消費量為 1620 14 萬噸，同時我國自 1990 年開始大量進(jìn)口 LPG， 2020 年 LPG 進(jìn)口量為 626 萬噸。 2020 年我國柴油的消費量為 7662 萬噸，柴油消費的增長很快， 2020 年消費量將達(dá)到 8290 萬噸左右，預(yù)計 2020 年將達(dá)約 10100 萬噸。 二甲醚價格分析 根據(jù)中銀國際研究預(yù)測中心調(diào)查顯示，近期內(nèi)二甲醚的價格走勢如下圖所示： 圖 國內(nèi)二甲醚價格走勢（ 07 年 7 月 — 08 年 1 月 ） 由上圖可見，而從 07 年 8 月開始，二甲醚價格普遍開始上漲，約在 5300元 /噸。而我國又是一個石油貯量相對貧乏，煤炭資源十分豐富的國家，煤炭的開采年限比石油長得多，利用好豐富的煤炭資源，將其轉(zhuǎn)化為潔凈燃料，以替代石油產(chǎn)品，是本項目主要的市場定位。甲醇脫水法包括液相甲醇法和氣相甲醇法。與此同時，二步法合成二甲醚所需的原料甲醇的價格也因資源量增加、下游需求不振而大幅度下跌，然而面對如此好的發(fā)展形勢，由氣相二步法合成二甲醚企業(yè)的負(fù)責(zé)人卻愁容滿面。近年來關(guān)于一步法合成二甲醚技術(shù)的進(jìn)展很快，各公司普遍認(rèn)為建設(shè)大型二甲醚裝置在技術(shù) 上己經(jīng)成熟。因此本廠的建立對未來我國能源發(fā)展體系有著任重道遠(yuǎn)的意義。合成氣的價格為 元每立方米。 原料性質(zhì)及雜質(zhì)要求：自母廠輸送來的合成氣中 H2/CO=2，其中 ,雜質(zhì)包括： CO2含量： 1020ppm； S含量：小于等于 。其中，金屬氧化物價格低廉，來源廣泛，可長期穩(wěn)定使用。 （ 3） 惰性溶劑 本設(shè)計中的第一段反應(yīng)器采用漿態(tài)床反應(yīng)器，內(nèi)充的惰性溶劑為石蠟，一年更換三次。 使用時要低于其沸點溫度，遠(yuǎn)離火源。目前國內(nèi)技術(shù)的設(shè)計裝置規(guī)模，氣相法最大 20 萬噸，而且還沒經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)的檢驗，再大的裝置還須經(jīng)過一個工業(yè)化生產(chǎn)過程。 二甲醚又稱甲醚，分子式 CH3OCH3，分子量 ，自燃溫度 350 度，爆炸界限 ～ 18%(在空氣中 )沸點 ，氣態(tài)密度 (空氣 =1),氣化量 1:324(液態(tài)的 324 倍 )。2′ 東經(jīng) 119176。無錫市為江蘇省省轄市，全市總面積為 平方公里 (市區(qū) 1659平方公里，其中建成區(qū)面積 平方公里 )，其中山區(qū)和丘陵面積為 782 平方公里，占總面積的 %，水面面積為 1502 平方公里，占總面積的 %。氣溫， 1 月平均氣溫在 ℃ 左右；7月平均氣溫在 29℃ 左右。鐵路運輸有滬寧鐵路貫穿無錫。 5) 廠址周圍環(huán)境 無錫是北有南京，東有上海，南有杭州，這三大城市都是人口密集的大城市，且經(jīng)濟發(fā)展水平相高，民用燃料和汽車燃料使用二甲 醚的量相當(dāng)大。民營經(jīng)濟迅猛發(fā)展 ， 到 2020年 6 月底，民營經(jīng)濟完成投入首次超過全社會投資的一半，在經(jīng)濟總量中的比重超過一半。按照鐵路部門的規(guī)定，二甲醚尚不能通過鐵路裝罐運輸。成本高還在其次，公路運輸安全隱患多、易發(fā)生事故這一先天不足更為致命。煤價 100 元 /噸左右，二甲醚成本約 2020 元 /噸左右。 22 4 廠區(qū)和車間布置 設(shè)計依據(jù) 《化工建設(shè)項目施工組織設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 HG 20235 《化工建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)設(shè)計規(guī)定》 HGJ 686 《化工工廠初步設(shè)計文件內(nèi)容深度規(guī)定》 HG/T 206882020 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 GB5018793 設(shè)計范圍 廠區(qū)總平面布置，精餾車間布置。廠區(qū)南側(cè)開設(shè)南門，主要用于人流通行。 b) 停車廠 停車場位于南門進(jìn)口右側(cè)，占地面積為 168 平方米，共設(shè)置 14個車位。 f) 消防區(qū) 消防區(qū)位于機 修室東側(cè)，占地面積為 108 平方米，配有消防專車，負(fù)責(zé)廠區(qū)內(nèi)的消防安全。 c) 蒸汽罐區(qū) 蒸汽罐區(qū)位于反應(yīng)區(qū)的東側(cè)，設(shè)置兩個罐區(qū)，占地面積約為 200 平方米，主要負(fù)責(zé)對反應(yīng)器取熱后蒸汽的存儲和廠區(qū)其它換熱器熱能的供應(yīng)。 g) 產(chǎn)品儲罐區(qū) 產(chǎn)品儲罐區(qū)位于西 1 號門進(jìn)口左側(cè)，包括二氧化碳產(chǎn)品儲罐和二甲醚產(chǎn)品儲罐。 i) 分析化驗室 分析化驗室位于中心控制室的北側(cè)，占地面積 約為 96 平方米，直接與生產(chǎn)車間相連，可及時對生產(chǎn)物質(zhì)進(jìn)行分析化驗。 平臺設(shè)置 4層，每層平臺高度為 4 米。 建設(shè)投資估算范圍 本項目建設(shè)投資 15085 萬元，其中： 固定資產(chǎn)費用 :13147 萬元（設(shè)備購置費： 8160 萬元、安裝工程費： 1224 萬元、建筑工程費： 1148 萬元、固定資產(chǎn)其他費用： 2615 萬元）； 其他資產(chǎn)費用（無形資產(chǎn)投資） ： 300 萬元； 預(yù)備費： 1578 萬元； 預(yù)備費費率為 :12%。 31 表 流動資金估算表 項目 周轉(zhuǎn)天數(shù) 年周 轉(zhuǎn)次數(shù) 應(yīng)收賬款 30 12 原材料 8571 燃料 3 120 在產(chǎn)品 1 360 產(chǎn)成品 7 51 現(xiàn)金 15 24 應(yīng)付賬款 30 12 總投資估算 本項目總投資額為 17252萬元，其中建設(shè)投資 15085萬元、建設(shè)期利息 220萬元、流動資金 1947萬元。即聯(lián)合總廠出資 585 萬元，貸款 1362 萬元。 債務(wù)資金籌措 建設(shè)投資的 40%和流動資金的 70%向國內(nèi)銀行貸款，共計 8264 萬元 ,利息共計 320 萬元。 副產(chǎn)品二氧化碳年產(chǎn) 萬噸，按 660 元 /噸（含稅）計算，根據(jù)此價格計算滿負(fù)荷生產(chǎn)年銷售收入為 4851 萬元（含稅），擬建成項目期為一年，投入生產(chǎn)第一年生產(chǎn)能力即達(dá)到 80%，生產(chǎn)期為十年，其后九年生產(chǎn)能力達(dá)到 100%。擬從總廠取走合成氣 25 萬噸 /年，水、電、蒸汽價格由說明書中給出，共計 43221 萬元。 其他管理費用：取工資及員工福利的 100%，共計 萬元； 銷售及其他費用：按銷售收入的 1%，共計 萬元； 年運用費用共計 45260 萬元。 財務(wù)評價 1) 內(nèi)部收益率 IRR 項目計算期期的凈現(xiàn)金流量第—現(xiàn)金流出量—現(xiàn)金流入量—ntCO )( CICO0)1()(11CIF I R RCOCItPtt??? ??? FIRR=17% 2) 財務(wù)凈現(xiàn)值 FNPV 稅前：%123 5 0 0)1()(11收益率）取設(shè)定的折現(xiàn)率（統(tǒng)計準(zhǔn)萬元????? ???cnt ctiiCOCIF N P V 稅后：%13