【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 DME 替代液化石油氣（ LPG）作民用燃料，是 DME 最容易發(fā)展的途徑。隨著我國(guó)人口不斷增長(zhǎng)與城鎮(zhèn)人口的發(fā)展，液化石油氣消費(fèi)量將不斷增長(zhǎng)。從 1997 年消費(fèi)量是 萬(wàn)噸到 20xx 年消費(fèi)量增至 ，七年時(shí)間消費(fèi)量翻了一番還多，平均每年增長(zhǎng) %。預(yù)計(jì) 20xx 年與 2020 年需求量將達(dá)到 3500萬(wàn)噸與 4100 萬(wàn)噸左右，其缺口量是 1000 萬(wàn)噸與 1200 萬(wàn)噸。二甲醚以 2030%比例添加到液化氣中，其二甲醚與液化氣的替代比幾乎為 1:1，單獨(dú)燃燒二甲醚時(shí)，二甲醚與液化氣的替代 比約 :1。 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展很快，年均增長(zhǎng) %，據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅北京市就有 100 多萬(wàn)輛汽車(chē)，全國(guó)擁有量不少于 3000 萬(wàn)輛，按每輛每年燒油兩噸計(jì)，就得 6000 萬(wàn)噸汽（柴）油，而我國(guó) 20xx 年進(jìn)口石油達(dá) 7000 萬(wàn)噸，據(jù)預(yù)測(cè)，到 2020 年全國(guó)的汽車(chē)保有量將達(dá)到 億輛，因此二甲醚作為能源替代品有較大的空間。二甲醚作為汽柴油代用品國(guó)家發(fā)改委已開(kāi)始大力推廣，該產(chǎn)品以其優(yōu)良的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性已步入發(fā)展快車(chē)道。預(yù)計(jì)到 20xx 年二甲醚的的的需求量 700 萬(wàn)噸左右，而現(xiàn)在的產(chǎn)能不足 20 萬(wàn)噸，不久 的將來(lái)，二甲醚將成為一種重要的燃料，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力和較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 產(chǎn)品價(jià)格初步預(yù)測(cè) 14 根據(jù)現(xiàn)在煤炭?jī)r(jià)格情況和生產(chǎn)消耗計(jì)算，甲醇的工廠成本約每噸 1865元左右，二甲醚的工廠成本 :用自產(chǎn)甲醇每噸在 2873 元左右、用外購(gòu)甲醇每噸在 3358 元左右；根據(jù)柴油、石油液化氣現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)格，二甲醚的銷(xiāo)售價(jià)可在 4200元 /噸左右。 方 案 和 產(chǎn)品指標(biāo)計(jì)劃 項(xiàng)目建設(shè)方案介紹 新上年產(chǎn) 100 萬(wàn)噸二甲醚項(xiàng)目， 配套甲醇 30 萬(wàn)噸，滿(mǎn)足前期工程原料供應(yīng)， 同時(shí)建設(shè) 兩 臺(tái) 75噸 /時(shí)循環(huán) 流 化床鍋爐 、 1臺(tái) 55 噸三 廢混燃爐 ，所產(chǎn)蒸汽為壓力 ： （ G）溫度 ： 450℃ 的過(guò)熱蒸汽 ；生產(chǎn)系統(tǒng)余熱回收的高壓蒸汽并入發(fā)電蒸汽管網(wǎng)， 配套 1 臺(tái) 12MW 抽凝式汽輪機(jī)帶發(fā)電機(jī)組 和 1 臺(tái) 12MW 背壓 式汽輪機(jī)帶發(fā)電機(jī)組 ， 抽出低壓蒸汽 并入甲醇、 二甲醚生產(chǎn)系統(tǒng) 蒸汽管網(wǎng)。 項(xiàng)目占地面積 20 萬(wàn)平方米，需新增生產(chǎn)車(chē)間等建筑面積 4萬(wàn)平方米，新增氣化爐、空分裝置、球磨機(jī)、脫硫塔、脫碳塔、合成塔、精餾塔、轉(zhuǎn)化塔、流化床鍋爐、發(fā)電機(jī)組、循環(huán)水裝置等主要生產(chǎn)設(shè)備 500 臺(tái)（套）。 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) 煤 的本地化，采用國(guó)內(nèi)成熟的煤種適應(yīng)廣泛的德士古水煤漿氣化爐、 NHD 脫碳 、三級(jí)獨(dú)特脫硫、低壓絕熱等溫混合合成甲醇新工藝；粗甲醇?xì)庀啻呋撍贫酌研录夹g(shù)， 技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平 ；建設(shè)流化床鍋爐配套系統(tǒng)余熱回收綜合利用，實(shí)現(xiàn)熱電平衡 。 本項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)期為 五 年，分 三 期完成 .一期工程建設(shè) 10萬(wàn)噸二甲醚 、15萬(wàn)噸甲醇配套 12MW發(fā)電 裝置 ,建設(shè)期 2年；二期工程 達(dá) 到 30 萬(wàn)噸甲醇和 40 萬(wàn)噸二甲醚生產(chǎn) 能力， 配套 12MW 發(fā)電裝置 ,建設(shè)期 2 年 ；三期工程利用異地購(gòu)進(jìn)甲醇加工生產(chǎn)二甲醚 60 萬(wàn)噸，建設(shè)期一年。項(xiàng)目計(jì)劃總 投資 15 億元， 其中固定資產(chǎn)投資 13 億元 ,項(xiàng)目流動(dòng)資金 2 億元。 一期工程固定資產(chǎn) 投資 億元， 二期工程 投資 億元， 三期工程投資 億元。 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 中間產(chǎn)品甲醇質(zhì)量 外觀：無(wú)色透明 產(chǎn)品純度：≥ 99% 本工藝生產(chǎn)成品精甲醇，其規(guī)格符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB33895 質(zhì)量要求，15 優(yōu)質(zhì)品達(dá) 90%以上。 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng) 目 名 稱(chēng) 指 標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 二等品 色度（鉑、鈷）號(hào)≤ 5 5 5 密度（ 20℃） g/cm3 ～ ～ 溫度范圍（ 101325Pa）℃ 沸 程（包括 177。 ℃） 高錳酸鉀試驗(yàn) min≥ 50 30 20 水溶性試驗(yàn) 水份含量 %≤ 酸度 (以 CHOOH)%≤ 或堿度 (以 NH3計(jì) )≤ 羰基化合物 (以 CH2O計(jì) )≤ 蒸發(fā)殘?jiān)?%≤ 外觀：無(wú)色透明 產(chǎn)品純度：≥ 99% 二甲 醚生產(chǎn)工藝技術(shù) 我公司二甲醚生產(chǎn)裝置采用西南化工研究設(shè)計(jì)院研發(fā)成功的甲醇?xì)庀啻呋撍畠刹椒üに嚰夹g(shù)。“甲醇制二甲醚開(kāi)發(fā)研究”屬于國(guó)家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)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(guò)化工部組織的專(zhuān)家技術(shù)鑒定，該技術(shù)于 1996 年獲得國(guó)家專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)： ）。“粗甲醇制醇醚燃料（或粗醚）”是國(guó)家計(jì)委“合成氣制醇類(lèi)民用燃料成套工程技術(shù)開(kāi)發(fā)”攻關(guān)項(xiàng)目中主要組成部分，民用燃料于 1993 年 3 月在北京通過(guò)化工部組織的專(zhuān)家鑒定。經(jīng)多年研究開(kāi)發(fā)，現(xiàn)定型生產(chǎn)的甲醇制二甲醚 CN3 型催化劑，不僅有較高的活16 性和選擇性，而且具有較高的穩(wěn)定性。采用該單位技術(shù)的第一套以粗甲醇為原料的燃料二甲醚工業(yè)裝置（ 10kt/a），于 1994年 1月在河南沁陽(yáng)建成投產(chǎn)；第一套以精甲醇為原料的氣霧劑級(jí)二甲醚工業(yè)裝置（ 2 ），于 1994 年 11 月在廣東中山建成投產(chǎn)。兩套裝置均一次開(kāi)車(chē)成功，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)設(shè)計(jì)要求，投產(chǎn)當(dāng)月即通過(guò)考核驗(yàn)收。 二步法生產(chǎn)工藝成熟，裝置適應(yīng)性廣，后處理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。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制成的 ZSM5 分子篩作催化劑，性能優(yōu)良，選擇性好，故能制備出高純的二甲醚，還能避免污染。 目前國(guó)內(nèi)二甲醚技術(shù)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(xué)化工系、蘭化公司研究院、浙江大學(xué)、杭州大學(xué)催化研究所、中科院大連化物所、太原理工大學(xué)、華東理工大學(xué)化工學(xué)院、化工部西南化工研究院等。 國(guó)內(nèi)甲醇制二甲醚生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)多次改進(jìn)、優(yōu)化，工藝先進(jìn)、能耗低、投資低、產(chǎn)品質(zhì)量好、無(wú)污染，處世界領(lǐng)先地位。 本裝置以甲醇（或粗甲醇）為原料，生產(chǎn)純 度為≥ 99%的產(chǎn)品二甲醚?；瘜W(xué)反應(yīng)式為： 2CH3OH=== H3COCH3+ H2O 該反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度太高不利于主反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，且影響選擇性（副反應(yīng)增加），因此采用冷激式固定床反應(yīng)器，控制反應(yīng)溫升。本設(shè)計(jì)采用的催化劑為γ Al2O3，該催化劑的特點(diǎn)是活性高，選擇性好，壽命長(zhǎng)。 工藝流程簡(jiǎn)述 （ 1）在反應(yīng)器內(nèi)先裝入陽(yáng)離子型液化催化劑，然后按照理論配比將原料甲醇通過(guò)水加壓輸入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，將物料加熱到 120℃～ 130℃，反應(yīng)器壓力升到 ,完成酯化、脫水反應(yīng)。 （ 2）將原料甲醇繼 續(xù)以慢速流量加入反應(yīng)器內(nèi)，使反應(yīng)器溫度維持到 125℃左右，釜內(nèi)壓力升到 生的二甲醚氣體一起進(jìn)入冷凝器冷卻。 （ 3）在冷凝器內(nèi)，將二甲醚氣體從反應(yīng)器帶來(lái)的水蒸氣和部分未反17 應(yīng)的甲醇蒸汽冷凝后進(jìn)入回收釜內(nèi)。 （ 4）未反應(yīng)的甲醇和冷凝水，進(jìn)入回收釜內(nèi)加熱，使其溫度保持在70℃～ 95℃之間，維持一定的真空度，此時(shí)甲醇?xì)怏w攜帶回收釜內(nèi)的少量蒸氣到冷凝器，使甲醇蒸汽冷凝成粗甲醇送到反應(yīng)槽?；厥崭獌?nèi)留下的物質(zhì)就是廢水溶液，再將這部分廢水送入廢水處理池處理，達(dá)標(biāo)后排放。 （ 5）二甲醚 氣體進(jìn)入洗滌塔Ⅰ除去多余雜質(zhì)，再進(jìn)入洗滌塔Ⅱ，通過(guò)塔板上的填料層進(jìn)一步除去水分后進(jìn)入干燥塔，通過(guò)干燥塔進(jìn)一步除去水分，將此二甲醚氣體壓縮至 ～ （表壓），經(jīng)過(guò)油氣分凝器以除去雜質(zhì)，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(jīng)壓縮冷卻后得到精二甲醚產(chǎn)品。 當(dāng)產(chǎn)品為燃料級(jí)二甲醚時(shí)，或以燃料級(jí)二甲醚為主并生產(chǎn)少量精二甲醚時(shí)，可以以粗甲醇做原料。以粗甲醇做原料生產(chǎn)燃料級(jí)二甲醚，不增加裝置能耗和甲醇單耗，可有效地降低生產(chǎn)成本。 下圖為工藝流程框圖 （ 1）所用催化劑國(guó)內(nèi)研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)，性能好，活性高，選擇性好，使用壽命長(zhǎng)。 （ 2）以粗甲醇為原料，可大幅度降低二甲醚的生產(chǎn)成本。 （ 3）反應(yīng)器采用二段冷激式固定床，催化劑裝填容量大，投資低，18 反應(yīng)溫度適當(dāng)，副反應(yīng)少。 （ 4）獨(dú)特的汽化提餾塔結(jié)構(gòu)和分離工藝，既簡(jiǎn)化流程、減少投資，又有效地減少蒸汽消耗。 甲醇生產(chǎn)工藝技術(shù) 以煤為原料合成甲醇工藝方案，采用 ICI 低壓法生產(chǎn)工藝，催化劑為CuZnAl 的氧化劑，原料氣的總含硫量少于 。反應(yīng)壓力為 ，反應(yīng)溫度 260℃ 甲醇生產(chǎn)工藝流程框圖付下頁(yè)： 甲醇生產(chǎn)需設(shè)置如下主要工序?，F(xiàn)分述如下： 造氣工序 本工序的主要任務(wù)是生產(chǎn)水煤氣，并回收生產(chǎn)過(guò)程中氣體的余熱，水煤氣發(fā)生爐采用φ 3200mm 德士古煤氣化爐 共 2臺(tái)， 1開(kāi) 1備，生產(chǎn)能力為 Nm3/h 水煤氣。 脫硫工序 本裝置工藝實(shí)現(xiàn)三級(jí)脫硫：一級(jí)脫硫是水煤氣在造氣工段冷卻工序進(jìn)行部分脫硫，將水煤氣中的 H2S 和 SOC 脫至 50mg/Nm3；二級(jí)脫硫設(shè)在變換之后，通過(guò) NHD 脫硫 、脫碳將變換氣中的總硫脫至較低；三級(jí)精脫硫是 NHD之后，通過(guò)固體脫硫劑將產(chǎn)品氣中的總硫脫至 以下，確保合成原料氣的質(zhì)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(jié)合，工藝流程簡(jiǎn)化。 變換工序 對(duì)于合成甲醇而言，水煤氣中 CO 的含量較高、 H2含量較低，需將部分CO 變換為 H2和 CO2，以滿(mǎn)足氫碳比的要求。 在一定的溫度下 ,水煤氣中的 CO 與水蒸汽在催化劑作用下發(fā)生變換反應(yīng)，生成 H2和 CO2，同時(shí)水煤氣中的 COS 在變換過(guò)程中也可大部分轉(zhuǎn)化為19 H2S。本設(shè)計(jì)采用全氣量通過(guò)的耐硫低溫變換。 變換后仍有少量的 COS 需進(jìn)一步在中溫有機(jī)硫水解劑的作用下發(fā)生水解反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為 H2S以便脫除。 變換氣進(jìn)入 NHD 脫碳，經(jīng)脫硫、脫碳后 仍有少量的 H2S 和 COS，采用“夾心餅”精脫硫工藝將其脫除。 NHD 脫碳、脫硫工序 二氧化碳的脫除工藝總體上分為兩類(lèi)，即化學(xué)吸收法和物理吸收法（熱法和冷法）。 化學(xué)吸收法主要適用于氣體中二氧化碳分壓較低，且凈化度要求較高的情況，應(yīng)用較多的有改良熱鉀堿法、改良 MDEA 法、空間位阻胺法等。但這些方法溶劑的再生均需要加熱，因而熱量消耗多，操作運(yùn)行費(fèi)用較高。 而物理吸收法適用 于二氧化碳分壓較高的情況，如水洗法、碳酸丙烯酯法、 Selexol 法（國(guó)內(nèi)為 NHD 法）、低溫甲醇洗法、變壓吸收（ PSA）法等。這些方法的吸收溶劑或吸附劑不與硫氧化物、二氧化碳反應(yīng)，再生時(shí)不需加熱，只要降壓解吸即可，總能耗比化學(xué)吸收法為低。所以從節(jié)能的角度考慮，采用物理吸收法較好。 經(jīng)研究、改進(jìn)， NHD 脫碳過(guò)程中對(duì)有效氣體 CO 的回收率可達(dá)到 96%以上。 本工序的基本流程為：來(lái)自變變換工序的變換氣，經(jīng)吸收制冷、 氣液分離器分離出所含的游離水后，進(jìn)入 NHD 脫硫、脫碳塔底部，氣體先后經(jīng)過(guò)脫硫、脫碳