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正文內(nèi)容

山西某股份有限公司年產(chǎn)20萬噸甲醇及年產(chǎn)10萬噸二甲醚工程可(編輯修改稿)

2024-07-21 12:28 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 10,只適合于點燃式發(fā)動機(jī)。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(fā)動機(jī)。結(jié)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(zhuǎn)化處理能夠滿足國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。另外,二甲醚發(fā)動機(jī)的噪音水平比石油燃料發(fā)動機(jī)的低。下表提供了二甲醚機(jī)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(xué)式CH3OCH3CXHY分子重量190~220沸點(℃)180~360液體密度(g/cm3)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/kg自燃溫度(℃)235250粘結(jié)性(cp)44~54碳(%)氫(%)氧(%)0二甲醚研究指出,二甲醚作為馬達(dá)機(jī)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(chǎn)生的碳質(zhì)煙霧排放物極少對金屬無腐蝕在用于石油燃燒系統(tǒng)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(jī)的環(huán)保要求。1997年以來,西安交通大學(xué)在“福特——中國研究發(fā)展基金”的支持下,開展了直噴式柴油機(jī)燃用二甲醚的性能和排放研究,結(jié)果指出二甲醚發(fā)動機(jī)具有:單位功率比柴油發(fā)動機(jī)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?xì)浠衔锉炔裼桶l(fā)動機(jī)用常規(guī)燃料的排放量都低,相應(yīng)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(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。下表提供了用二甲醚柴油發(fā)動機(jī)釋放量和ULEV釋放標(biāo)準(zhǔn)值的比較。二甲醚發(fā)動機(jī)和ULEV釋放值的比較ULEV二甲醚發(fā)動機(jī)試驗的釋放值NMHC (包括甲烷)CONOx +HCPMHC CO二甲醚發(fā)動機(jī)還能夠滿足歐洲Ⅱ的排放要求,我國在2003年9月已經(jīng)采用了該標(biāo)準(zhǔn)。下表是歐洲Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)和二甲醚柴油發(fā)動機(jī)排放量的比較。二甲醚發(fā)動機(jī)排放值和歐洲Ⅱ的排放要求的比較歐洲Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)二甲醚發(fā)動機(jī)試驗排放值全部HCCONOXPMECE R49 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,%的氧,燃燒后生成的碳煙少,對金屬無腐蝕性、對燃油系統(tǒng)的材料沒有特殊要求。而且,二甲醚發(fā)動機(jī)的功率高于柴油機(jī),可降低噪音,實現(xiàn)無煙燃燒,符合環(huán)保要求,是理想的柴油代用燃料。目前西安交通大學(xué)已在中型客車上成功地進(jìn)行了行車試驗,效果十分顯著。二甲醚作為柴油發(fā)動機(jī)潔凈燃料,除建立二甲醚規(guī)?;笮蜕a(chǎn)裝置,還需要建立與之配套的基礎(chǔ)設(shè)施,如儲運(yùn)站、加油站、二甲醚發(fā)動機(jī)生產(chǎn)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(lián)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(fā)展超低排放的二甲醚是利國利民、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一件大事,前景十分廣闊。為此,原機(jī)械工業(yè)部副部長,現(xiàn)中國內(nèi)燃機(jī)協(xié)會理事長季守仁等三十多位業(yè)內(nèi)專家聯(lián)合提出了《關(guān)于我國發(fā)展超低排放二甲醚汽車建議書》。據(jù)報道,日本三菱燃?xì)饣瘜W(xué)、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(lián)合公司,注冊資金一億日元,就發(fā)展新一代燃料二甲醚(DME)展開可行性調(diào)查。四家公司計劃于2006年在澳大利亞西部批量生產(chǎn)二甲醚,返回日本作為潔凈燃料。西安交通大學(xué)經(jīng)過多年的研究得出結(jié)論,二甲醚是一種比較適合柴油發(fā)動機(jī)使用的代用燃料,而且發(fā)動機(jī)的功率高于柴油機(jī),噪音小,可實現(xiàn)無煙燃燒,其尾氣排放能達(dá)到國際最嚴(yán)的歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn),是理想的柴油代用燃料。但是二甲醚要在柴油發(fā)動機(jī)上使用須對發(fā)動機(jī)進(jìn)行改裝。綜上所述,二甲醚產(chǎn)品在民用燃料和工業(yè)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(yuǎn),二甲醚產(chǎn)品市場方興未艾,可預(yù)測二甲醚作為21世紀(jì)清潔燃料其市場前景是十分可喜的。 氣霧膠推進(jìn)劑從二甲醚消費領(lǐng)域看,氣霧劑推進(jìn)劑是二甲醚的主要用途。20世紀(jì)60年代以來,氣霧劑產(chǎn)品以其特有的包裝特性,深受消費者歡迎,以前氣霧劑產(chǎn)品大量使用氟氯烷作拋射劑(推進(jìn)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(yán)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(yī)療用品除外)作拋射劑,氟氯烷的替代品現(xiàn)有LPG、DME、壓縮氣(CONN2O)、氫氯氟碳(HCFC)、氫氟碳(HFC)。DME在氣霧劑工業(yè)中的應(yīng)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(?。┩闅猓蔀榈谒拇鷴伾鋭┑闹黧w,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。 作為環(huán)保型制冷劑和發(fā)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(fā)以DME代替氫氟烴作制冷劑或發(fā)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(qiáng),能耗降低,國外已相繼開發(fā)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(fā)泡劑。二甲醚作為發(fā)泡劑、能使泡沫塑料等產(chǎn)品孔洞大小均勻,柔韌性、耐壓性增強(qiáng),并具有良好的抗裂性。 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(chǎn)品或參與許多種化工產(chǎn)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(nóng)藥與染料工業(yè);可作偶聯(lián)劑,用于合成有機(jī)硅化合物,DME可與氫氰酸反應(yīng)生成乙腈,與環(huán)氧乙烷反應(yīng)生成乙二醇二甲醚等,DME脫水可生產(chǎn)低碳烯烴,同時DME還是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑。 二甲醚和LPG的供求狀況2001年世界二甲醚的生產(chǎn)能力為每年170,000噸,產(chǎn)量每年150,000噸。亞太地區(qū)二甲醚的生產(chǎn)能力為55,000噸(%),產(chǎn)量為42,000噸(占全球產(chǎn)量的28%)。中國的生產(chǎn)能力為22,000噸/年。大部分二甲醚作為空氣推進(jìn)劑。近年中國二甲醚發(fā)展很快,山東久泰是目前中國生產(chǎn)DME最大企業(yè),產(chǎn)量6萬噸/年,其次是四川瀘天化生產(chǎn)1萬噸/年,正在建設(shè)的有寧煤集團(tuán)21萬噸/年,瀘天化10萬噸/年。目前世界上生產(chǎn)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(chǎn)廠及各國的生產(chǎn)能力。世界二甲醚生產(chǎn)能力(2001年)公司名稱生產(chǎn)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(chǎn)量152,000 另外,一些項目正在開發(fā)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(jìn)行預(yù)可行性研究。Mtsubishi氣體化學(xué)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(jìn)行預(yù)可行性研究。生產(chǎn)的二甲醚將用于發(fā)電和作為柴油發(fā)動機(jī)的燃料。日本還正在對卡塔爾、印度尼西亞和澳大利亞的規(guī)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(jìn)行研究。 托普索在伊朗建設(shè)80萬噸/年DME。預(yù)計2006年投產(chǎn)。目前世界上,50%的二甲醚用做氣霧劑,約35%用來生產(chǎn)硫酸二甲酯,15%的作為燃料和其他用途。 國內(nèi)二甲醚生產(chǎn)現(xiàn)狀及供求預(yù)測中國進(jìn)入二甲醚市場較晚,很長一段時間只有少數(shù)幾家工廠生產(chǎn)二甲醚,生產(chǎn)規(guī)模小,技術(shù)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(dá)到4億瓶。二甲醚最早是從高壓法合成甲醇副產(chǎn)物中經(jīng)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(nèi)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(qiáng),中間產(chǎn)物硫酸氫甲酯有毒,排放廢液污染環(huán)境,目前僅武漢一家采用此法,其他大多數(shù)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(xué)與五環(huán)化學(xué)工程公司共同開發(fā)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(xiàn)名久泰科技公司)對原液相甲醇脫水法進(jìn)行改進(jìn),并申請了專利技術(shù),他們已按此法建成目前國內(nèi)最大的30kt/a二甲醚生產(chǎn)裝置。我國現(xiàn)有二甲醚生產(chǎn)裝置規(guī)模及采用技術(shù)見下表。國內(nèi)二甲醚主要生產(chǎn)廠家公司能力(噸/年)用途工藝方法技術(shù)來源投產(chǎn)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(guī)劃設(shè)計院擴(kuò)建完成江蘇吳縣合成化學(xué)廠1000甲醇?xì)庀嗝撍憬ぱ芯吭?996湖北武漢青江公司(武漢硫酸廠)1500甲醇液相脫水傳統(tǒng)工藝1995江蘇昆山化工廠1000甲醇?xì)庀嗝撍虾J突ぱ芯吭?991上海申威氣霧劑公司800氣霧劑蒸餾新技術(shù)上海石油化工研究院1995廣東中山凱達(dá)精細(xì)化工公司(原2500)10000氣霧劑甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1998二次擴(kuò)建成都華陽威遠(yuǎn)天然氣化工廠2000氣霧劑甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院安徽蒙城縣化肥廠2500氣霧劑甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1997廣州廣氮集團(tuán)公司5000氣霧劑甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1998浙江義烏光陽化工公司2500氣霧劑甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1996成都華菱公司2000甲醇?xì)庀嗝撍憬T暨新亞化工公司1000甲醇?xì)庀嗝撍碧锪崢I(yè)公司(隨州化肥總廠)1500合成氣一步法浙江大學(xué)、五環(huán)化學(xué)工程公司陜西新型燃料然具公司500民用燃料甲醇?xì)庀嗝撍锌圃荷轿髅夯轿鳒喸椿蕪S民用燃料合成氣漿態(tài)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?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1993江蘇無錫氮肥廠10000醇醚燃料甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1993山西榆次佳新能源化工公司10000醇醚燃料甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1993山東榮城氮肥廠5000醇醚燃料甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1994貴州宏華新能源工業(yè)公司10000醇醚燃料甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1995湖北利川化肥廠3000氣霧劑甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1997安徽淮陽化肥總廠2500甲醇?xì)庀喾ㄎ髂匣ぱ芯吭O(shè)計院1998瀘州天然氣化工公司10000日本東洋工程公司.陜西渭河煤化集團(tuán)10000氣霧劑甲醇?xì)庀嗝撍髂匣ぱ芯吭涸颇辖饣?000民用甲醇?xì)庀喾ɑ瘜W(xué)工業(yè)第二設(shè)計院我國能源資源特點是富煤少氣少油,目前石油及成品油進(jìn)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(nèi)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(fā)天然氣或煤制二甲醚項目市場前景頗為廣闊。 世界LPG的供求現(xiàn)狀。其中約1/3的產(chǎn)量是由北美生產(chǎn),17%來自于中東地區(qū),14%來源于西歐和拉丁美洲,10%來源于亞洲和其他國家。,北美仍然是主要的供應(yīng)者,其數(shù)量占世界總量的33%。然而,亞洲目前是主要的生產(chǎn)者,提供的數(shù)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(yè)用途。其他用途包括:工業(yè)、發(fā)動機(jī)燃料、化工、城鎮(zhèn)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(yè)工業(yè)發(fā)動機(jī)燃料化工城鎮(zhèn)用氣煉油其他總計從1985~2000的15年內(nèi),%, 比每年石油的需求增長率的兩倍還多,%。 LPG在居民/商業(yè)及石油市場方面的應(yīng)用推進(jìn)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(jīng)濟(jì)滑坡,在這些地區(qū)的LPG的需求量在1990年到2002年間只增加了27%。據(jù)估計到2010年。其中北美的生產(chǎn)量將占約28%, 亞洲和中東地區(qū)的產(chǎn)量將占19%,拉丁美洲的產(chǎn)量約占15%,西歐產(chǎn)量約占9%。在此期間,%, 略
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