【文章內容簡介】 需求量將達到 3500萬噸與 4100 萬噸左右 ,其缺口量是 1000萬噸與 1200萬噸 .二甲醚以 2030%比例添加到液化氣中 ,其二甲醚與液化氣 地 替代比幾乎為 1:1,單獨燃燒二甲醚時 ,二甲醚與液化氣 地替代比約 : 世紀 90年代以來 ,中國汽車工業(yè)發(fā)展很快 ,年均增長%,據(jù)統(tǒng)計 ,僅北京市就有 100 多萬輛汽車 ,全國擁有量不少于 3000萬輛 ,按每輛每年燒油兩噸計 ,就得 6000萬噸汽（柴）油 ,而我國 2020 年進口石油達 7000 萬噸 ,據(jù)預測 ,到 2020 年全國 地 汽車保有量將達到 億輛 ,因此二甲醚作為能源替代品有較大 地 空間 .二甲醚作為汽柴油代用品國家發(fā)改委已開始大力推廣 ,該產品以其優(yōu)良 地 環(huán)保性 和經濟性已步入發(fā)展快車道 .預計到 2020年二甲醚 地地地 需求量 700萬噸左右 ,而現(xiàn)在 地 產能不足 20 萬噸 ,不久 地 將來 ,二甲醚將成為一種重要 地 燃料,具有較強 地 競爭能力和較大 地 社會效益和經濟效益 . 12 根據(jù)現(xiàn)在煤炭價格情況和生產消耗計算 ,甲醇 地 工廠成本約每噸1865 元左右 ,二甲醚 地 工廠成本 :用自產甲醇每噸在 2873元左右、用外購甲醇每噸在 3358 元左右；根據(jù)柴油、石油液化氣現(xiàn)行市場價格 ,二甲醚地 銷售價可在 4200元 /噸左右 . 方 案 和 產品指標計劃 項目建設方案介紹 新上年產 100 萬噸二甲醚項目 ,配套甲醇 30 萬噸 ,滿足前期工程原料供應 ,同時建設 兩 臺 75 噸 /時循環(huán) 流 化床鍋爐 、 1臺 55噸三廢混燃爐 ,所產蒸汽為壓力 ： （ G）溫度 ： 450℃ 地 過熱蒸汽 ；生產系統(tǒng)余熱回收 地 高壓蒸汽并入發(fā)電蒸汽管網(wǎng) ,配套 1 臺 12MW 抽凝式汽輪機帶發(fā)電機組 和 1 臺 12MW 背壓 式汽輪機帶發(fā)電機組 ,抽出低壓蒸汽 并入甲醇、 二甲醚生產系統(tǒng) 蒸汽管網(wǎng) . 項目占地面積 20 萬平方米 ,需新增生產車間等建筑面積 4 萬平方米 ,新增氣化爐、空分裝置、球磨機、脫硫塔、脫碳塔、合成塔、精餾塔、轉化塔、流化床 鍋爐、發(fā)電機組、循環(huán)水裝置等主要生產設備 500 臺（套） . 項目實現(xiàn) 煤 地 本地化 ,采用國內成熟 地 煤種適應廣泛 地 德士古水煤漿氣化爐、 NHD 脫碳、三級獨特脫硫、低壓絕熱等溫混合合成甲醇新工藝；粗甲醇氣相催化脫水制二甲醚新技術 ,技術已達到世界領先水平 ；建設流化床鍋爐配套系統(tǒng)余熱回收綜合利用 ,實現(xiàn)熱電平衡 . 本項目計劃建設期為 五 年 ,分 三 期完成 .一期工程建設 10 萬噸二甲醚 、 15 萬噸甲醇配套 12MW 發(fā)電 裝置 ,建設期 2 年；二期工程 達 到 30 萬噸甲醇 和 40 萬噸二甲醚生產 能力 ,配套 12MW 發(fā)電裝置 ,建設期 2 年 ；三期工程利 用異地購進甲醇加工生產二甲醚 60 萬噸 ,建設期一年 .項目計劃總投資 15億元 ,其中固定資產投資 13 億元 ,項目流動資金 2億元 .一期工程固定資產 投資 ,二期工程 投資 ,三期工程投資 . 外觀：無色透明 產品純度：≥ 99% 13 本工藝生產成品精甲醇 ,其規(guī)格符合國家標準 GB33895 質量要求 ,優(yōu)質品達 90%以上 . 產品質量標準 項 目 名 稱 指 標 優(yōu)等品 一等品 二等品 色度（鉑、鈷）號≤ 5 5 5 密度（ 20℃） g/cm3 ～ ～ 溫度范圍（ 101325Pa）℃ 沸程（包括 177。 ℃） 高錳酸鉀試驗 min≥ 50 30 20 水溶性試驗 水份含量 %≤ 酸度 (以 CHOOH)%≤ 或堿度 (以 NH3計 )≤ 羰基化合物 (以 CH2O計 )≤ 蒸發(fā)殘渣含量 %≤ 二甲醚產品質量 外觀：無色透明 產品純度：≥ 99% 二甲醚生產工藝技術 技術概況 我公司二甲醚生產裝置采用西南化工研究設計院研發(fā)成功 地 甲醇氣相催化脫水兩步法工藝技術 .“甲醇制二甲醚開發(fā)研究”屬于國家“八五”科技攻關項目 .該院 40t/a二甲醚中試研究于 1994年初完成 ,1994年 8月在北京通過化工部組織 地 專家技術鑒定 ,該技術于 1996 年獲得國家專利（專利號： ） .“粗 甲醇制醇醚燃料（或粗醚）”是國家計委“合成氣制醇類民用燃料成套工程技術開發(fā)”攻關項目中主要組成部分 ,民用燃料于 1993 年 3月在北京通過化工部組織 地 專家鑒定 .經多年研14 究開發(fā) ,現(xiàn)定型生產 地 甲醇制二甲醚 CN3 型催化劑 ,不僅有較高 地 活性和選擇性 ,而且具有較高 地 穩(wěn)定性 .采用該單位技術 地 第一套以粗甲醇為原料 地 燃料二甲醚工業(yè)裝置（ 10kt/a） ,于 1994 年 1 月在河南沁陽建成投產；第一套以精甲醇為原料 地 氣霧劑級二甲醚工業(yè)裝置（ 2 ）,于 1994 年 11 月在廣東中山建成投產 .兩套裝置均一次開車成功 ,各項技術指標均達設計要求 ,投產當月即通過考核驗收 . 二步法生產工藝成熟 ,裝置適應性廣 ,后處理簡單等特點 .先由合成氣制取甲醇 ,然后將甲醇在催化劑下脫水制取二甲醚 .以前主要采用硫酸作催化劑 ,現(xiàn)在大多采用由γ Al2O3/SiO2制成 地 ZSM5 分子篩作催化劑 ,性能優(yōu)良 ,選擇性好 ,故能制備出高純 地 二甲醚 ,還能避免污染 . 目前國內二甲醚技術研發(fā)單位主要有山東久泰化工科技股份有限公司、清華大學化工系、蘭化公司研究院、浙江大學、杭州大學催化研究所、中科院大連化物所、太原理工大學、華東理工大學化工學 院、化工部西南化工研究院等 .國內甲醇制二甲醚生產技術 ,經多次改進、優(yōu)化 ,工藝先進、能耗低、投資低、產品質量好、無污染 ,處世界領先地位 . 生產工藝 本裝置以甲醇（或粗甲醇）為原料 ,生產純度為≥ 99%地 產品二甲醚 .化學反應式為： 2CH3OH=== H3COCH3+ H2O 該反應為強放熱反應 ,反應溫度太高不利于主反應 地 轉化率 ,且影響選擇性（副反應增加） ,因此采用冷激式固定床反應器 ,控制反應溫升 .本設計采用 地 催化劑為γ Al2O3,該催化劑 地 特點是活性高 ,選擇性好 ,壽命長 . 工藝流程簡述 （ 1）在反應器內先裝入陽離子型液化催化劑 ,然后按照理論配比將原料甲醇通過水加壓輸入反應器進行反應 ,將物料加熱到 120℃～ 130℃ ,反應器壓力升到 ,完成酯化、脫水反應 . （ 2）將原料甲醇繼續(xù)以慢速流量加入反應器內 ,使反應器溫度維持到 125℃左右 ,釜內壓力升到 地 甲醇隨產生 地 二甲醚氣體一起進入冷凝器冷卻 . 15 （ 3）在冷凝器內 ,將二甲醚氣體從反應器帶來 地 水蒸氣和部分未反應 地 甲醇蒸汽冷凝后進入回收釜內 . （ 4）未反應 地 甲醇和冷凝水 ,進入回收釜 內加熱 ,使其溫度保持在70℃～ 95℃之間 ,維持一定 地 真空度 ,此時甲醇氣體攜帶回收釜內 地 少量蒸氣到冷凝器 ,使甲醇蒸汽冷凝成粗甲醇送到反應槽 .回收釜內留下 地物質就是廢水溶液 ,再將這部分廢水送入廢水處理池處理 ,達標后排放 . （ 5）二甲醚氣體進入洗滌塔Ⅰ除去多余雜質 ,再進入洗滌塔Ⅱ ,通過塔板上 地 填料層進一步除去水分后進入干燥塔 ,通過干燥塔進一步除去水分 ,將此二甲醚氣體壓縮至 ～ （表壓） ,經過油氣分凝器以除去雜質 ,冷卻到常溫即得二甲醚液體 .將此二甲醚液體送入提純塔提純 ,經壓縮冷卻后得到精二甲醚產品 .當產品為燃料級二甲醚時 ,或以燃料級二甲醚為主并生產少量精二甲醚時 ,可以以粗甲醇做原料 .以粗甲醇做原料生產燃料級二甲醚 ,不增加裝置能耗和甲醇單耗 ,可有效地降低生產成本 . 下圖為工藝流程框圖 （ 1）所用催化劑國內研究開發(fā)、生產 ,性能好 ,活性高 ,選擇性好,使用壽命長 . （ 2）以粗甲醇為原料 ,可大幅度降低二甲醚 地 生產成本 . 16 （ 3）反應器采用二段冷激式固定床 ,催化劑裝填容量大 ,投資低 ,反應溫度適當 ,副反應少 . （ 4）獨特 地 汽化提餾塔結構和分離工藝 ,既簡化流程、減少投資 ,又有效地減少蒸汽消耗 . 技術簡介 以煤為原料合成甲醇工藝方案 ,采用 ICI 低壓法生產工藝 ,催化劑為CuZnAl地 氧化劑 ,原料氣 地 總含硫量少于 ,反應溫度 260℃ 生產工藝流程圖 甲醇生產工藝流程框圖付下頁： 生產工藝流程介紹 甲醇生產需設置如下主要工序 .現(xiàn)分述如下： 造氣工序 本工序 地 主要任務是生產水煤氣 ,并回收生產過程中氣體 地 余熱 ,水煤氣發(fā)生爐采用φ 3200mm 德士古煤氣化爐 共 2 臺 ,1開 1備 ,生產能力為 萬 Nm3/h 水煤氣 . 脫硫工序 本裝置工藝實現(xiàn)三級脫硫：一級脫硫是水煤氣在造氣工段冷卻工序進行部分脫硫 ,將水煤氣中 地 H2S 和 SOC 脫至 50mg/Nm3；二級脫硫設在變換之后 ,通過 NHD 脫硫、脫碳將變換氣中 地 總硫脫至較低；三級精脫硫是 NHD之后 ,通過固體脫硫劑將產品氣中 地 總硫脫至 以下 ,確保合成原料氣 地 質量 .采用水煤氣濕法脫硫、變換氣 NHD 脫硫及固體脫硫劑脫硫相結合 ,工藝流程簡 化 . 變換工序 對于合成甲醇而言 ,水煤氣中 CO 地 含量較高、 H2含量較低 ,需將部分CO 變換為 H2和 CO2,以滿足氫碳比 地 要求 . 在一定 地 溫度下 ,水煤氣中 地 CO 與水蒸汽在催化劑作用下發(fā)生變換反17 應 ,生成 H2和 CO2,同時水煤氣中 地 COS 在變換過程中也可大部分轉化為 地 耐硫低溫變換 . 變換后仍有少量 地 COS需進一步在中溫有機硫水解劑 地 作用下發(fā)生水解反應 ,使其轉化為 H2S 以便脫除 . 變換氣進入 NHD 脫碳 ,經脫硫、脫碳后 仍有少量 地 H2S 和 COS,采用“夾心餅”精 脫硫工藝將其脫除 . NHD脫碳、脫硫工序 二氧化碳 地 脫除工藝總體上分為兩類 ,即化學吸收法和物理吸收法（熱法和冷法） . 化學吸收法主要適用于氣體中二氧化碳分壓較低 ,且凈化度要求較高 地 情況 ,應用較多 地 有改良熱鉀堿法、改良 MDEA法、空間位阻胺法等 .但這些方法溶劑 地 再生均需要加熱 ,因而熱量消耗多 ,操作運行費用較高 . 而物理吸收法適用于二氧化碳分壓較高 地 情況 ,如水洗法、碳酸丙烯酯法、 Selexol 法（國內為 NHD 法）、低溫甲醇洗法、變壓吸收（ PSA）法等 .這些方法 地 吸收溶劑或吸附劑不與硫氧化物、二氧化碳 反應 ,再生時不需加熱 ,只要降壓解吸即可 ,總能耗比化學吸收法為低 .所以從節(jié)能 地角度考慮 ,采用物理吸收法較好 . 經研究、改進 ,NHD脫碳過程中對有效氣體 CO地 回收率可達到 96%以上 . 本工序 地 基本流程為：來自變變換工序 地 變換氣 ,經吸收制冷、 氣液分離器分離出所含 地 游離水后 ,進入 NHD脫硫、脫碳塔底部 ,氣體先后經過脫硫、脫碳后 ,原料氣中絕大部分 H2S、 CO2等雜質被脫出 ,弱脫組分 CO、H少量 CO2等則通過床層從吸附器頂部輸出 . 凈化氣經后工續(xù)精脫硫把關后 ,進入合成工段 . 合成工序 本工序是以合成氣（其