【正文】 操作室和機(jī)房要求設(shè)空調(diào)，地面應(yīng)考慮防靜電措施等，儀表維修設(shè)施和維修人員由公司統(tǒng)一考慮。 800179。 10%， 50HZ177。 (7) 報警 本生產(chǎn)裝置的報警和各種設(shè)備的運行監(jiān)視，均在主控室控制系統(tǒng)中實現(xiàn)，并設(shè)有信號報警和緊急停車等措施，以保證裝 置正常運行。大口徑、大壓差、高溫等場合的特殊控制閥選用國外名牌產(chǎn)品。 (5) 壓力、壓差、物位等變送器選用電動智能型變送器。其它采用金屬轉(zhuǎn)子流量計或孔板配差壓變送器。 (2) 壓力儀表：就地選用一般采用不銹鋼壓力表。本設(shè)計考慮采用就地檢測、集中檢測和集中控制相結(jié)合的基本原則，除就地安裝的溫度計、壓力表、液位計以外，其它就地安裝的儀表均為電動儀表，控制閥為氣動型，主控室選用當(dāng) . 33 . 前較先進(jìn)的集散型控制系統(tǒng) (PLC)對生產(chǎn)裝置進(jìn)行集中操作，并配有信號報警和緊急停車等措施以保證裝置正常運行。精餾塔釜液進(jìn)入精餾塔釜液貯罐，經(jīng)計量后送至甲醇汽化系統(tǒng)和洗滌塔。產(chǎn)品 DME 通過用泵送槽車后外售。 從粗甲醚貯罐出來的粗甲醚用精餾塔進(jìn)料泵加壓并計量后進(jìn)入精餾塔。液相為粗甲醚，氣相為氫、一 氧化碳等不凝性氣體和 DME 蒸汽。粗甲 . 32 . 醚冷凝器用冷卻水間接冷卻。 汽化后的汽相甲醇經(jīng)氣體換熱器與反應(yīng)氣換熱后分兩段進(jìn)入反應(yīng)器；一股被過熱到 240℃，從頂部進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)；另一股被加熱到 145℃，作為冷激氣從催化劑層的上部進(jìn)入反應(yīng)器。 甲醇催化脫水反應(yīng)法合成 DME，主要包括原料甲 醇汽化、脫水反應(yīng)、冷凝洗滌、精餾提純。 (2) 工藝特點 采用該工藝，原材料消耗低，反應(yīng)條件溫和，生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行，易于實現(xiàn)自動化，并且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的競爭能力。K = 副反應(yīng)： CH3OH = CO + 2H2 2CH3OH = C2H4 + 2H2O 2CH3OH = CH4 + 2H2O + C CH3OCH3 = CH4 + H2 + CO CO + H2O = CO2 + H2 反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度 240~360℃，為防止反應(yīng)器催化劑床層溫度過高，有效地利用反應(yīng)熱，擬采用兩段 固定床冷激式 DME 反應(yīng)器，用汽相甲醇原料冷激降溫，使反應(yīng)在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。 根據(jù)以上分析以及本裝置最終產(chǎn)品為燃料級二甲醚等特點，本報告擬推薦選用四川天一科技股份有限公司和西南化工研究設(shè)計院共同擁有的甲醇?xì)庀啻呋撍酌阎乒に嚰夹g(shù)。 硫酸法雖然反應(yīng)條件溫和，甲醇單程轉(zhuǎn)化率高（ 85%），可間歇或連續(xù)生產(chǎn)，但設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，殘液及廢水對環(huán)境污染嚴(yán)重 ， 操作條件苛刻，產(chǎn)品難以脫除微量雜質(zhì)，有異味，產(chǎn)品質(zhì)量差，屬淘汰工藝； 而以合成氣（ 3H2+CO）直接法合成二甲醚的生產(chǎn)技術(shù)目前尚不成熟。國內(nèi)大連化物所、浙江大學(xué)、南京大學(xué)、清華大學(xué)、山西煤炭化學(xué)研究所、西南化工研究設(shè)計院、蘭州化物所以及湖北化學(xué)研究所也從事了合成氣合成含氧化合物（以 DME 為主）的研究，目前，合成氣法制 DME 的研究仍處于試驗階段，沒有成功開發(fā)出大規(guī)模的工業(yè)化裝置。目前德國 DEA 公司及廣東中山精細(xì)化工實業(yè)有限公 司的 DME 裝置（由 . 30 . 西南化工研究設(shè)計院提供技術(shù)及設(shè)計）能生產(chǎn) %的產(chǎn)品。目前我國只有武漢硫酸廠、山東臨沂久泰化工科技股份有限公司等少數(shù)廠家采用此工藝生產(chǎn) DME。該工藝的主要特點是反應(yīng)條件溫和（ 130~160℃），甲醇單程轉(zhuǎn)化率高（ 85%），可間歇或連續(xù)生產(chǎn)。 ④ 硫酸法（液相甲醇脫水法）制 DME 的技術(shù)開發(fā) 山東臨沂久泰化工科技股份有限公司長期從事液相法制 DME 的技術(shù)工業(yè)開發(fā)，該工藝可生產(chǎn)純度大于 %的 DME 產(chǎn)品，可用作一般要求不高的氣霧拋射劑及硫酸 DME 中間體。因此，漿態(tài)床合成氣法制 DME 具有誘人的前景，將是煤 . 29 . 炭潔凈利用的途徑之一。其結(jié)構(gòu)簡單，便于移出反應(yīng)熱，易實現(xiàn)恒溫操作。因此，甲醇合成催化劑和甲醇脫水催化劑的比例對 DME 生成速度和選擇性有很大的影響。 ③ 合成氣法制 DME 的技術(shù)開發(fā) 合成氣法制 DME 是在合成甲醇技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是由合成氣經(jīng)漿態(tài)床反應(yīng)器一步合成 DME。 1994 年由該院設(shè)計在廣東中山精細(xì)化工廠建成 2179。 ② 甲醇?xì)庀啻呋撍ㄖ?DME 的技術(shù)開發(fā) 氣相甲醇脫水法以精甲醇為原料，脫水反應(yīng)副產(chǎn)物少， DME 產(chǎn)物少， DME 純度達(dá) %，工藝比較成熟，可以依托老企業(yè)建設(shè)新裝置，也可單獨建廠生產(chǎn)。 ① 實驗 室研究開發(fā) 國內(nèi)對 DME 制取技術(shù)的研究始于 80 年代初。據(jù) Topsoe 稱， CO 轉(zhuǎn)化率達(dá) 60%~70%，可同時生產(chǎn)甲醇和 DME。 1995 年丹麥 Topsoe 公司開發(fā)出以天然氣為原料經(jīng)合成氣制 DME 技術(shù)并建成 50kg/d 中試裝置。目前該工藝已放大至 10t/d 的工業(yè)裝置，采用 Cu基 +Al2O3SiO2沸石催化劑，操作壓 力 ，反應(yīng)溫 . 28 . 度 250℃，裝置運行正常平穩(wěn)。該 工 藝操 作 壓力 ~、 溫度 200~290℃、 空速1000~10000L/(h178。該技術(shù)通過水煤氣變換、甲醇合成與甲醇脫水三個可逆、放熱反應(yīng)協(xié)同進(jìn)行，避免了多步合成法受平衡條件的影響，從而提高單程轉(zhuǎn)化率。 ③ 80 年代末至 90 年代初，用合成氣直接合成 DME 的技術(shù)逐漸開發(fā)出 來。歐洲生產(chǎn) DME 的廠家還有德國漢堡 DMA 公司和荷蘭阿克蘇公司，各為 10kt/a。氣相甲醇脫水法以其產(chǎn)品純度高，易操作等特點，很快成為生產(chǎn) DME 的主要方法。 ② 從 80 年代中期起，歐美等一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)作出了禁止在氣霧劑中使用氟里昂的決定后， DME 以其易霧化，易貯存等優(yōu)越性得到認(rèn)可， 成為氣霧劑的理想替代品。但因其 CO 轉(zhuǎn)化率低（ 50%）， DME 選擇性差，故尚不具備工業(yè)化的條件。 . 27 . 4 工藝技術(shù)方案 國內(nèi)外生產(chǎn)工藝開發(fā)概況 DME的生產(chǎn)工藝已經(jīng)從傳統(tǒng)的濃硫酸作用下的甲 醇脫水發(fā)展到氣相甲醇催化脫水及合成氣直接合成等工藝。該產(chǎn)品指標(biāo)見表 31。即年產(chǎn)二甲醚 萬噸 ， 每小時產(chǎn)量為 噸。 . 26 . 3 產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品方案 本裝置以甲醇為原料，生產(chǎn)最終產(chǎn)品為燃料級二甲醚，主要供應(yīng)當(dāng)?shù)孛裼萌剂鲜袌?，產(chǎn)品屬于國家發(fā)展和改革委員會 2020 年 12 月發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》鼓勵類中項目（第九類化工項目中27條醇醚燃料生產(chǎn)），該產(chǎn)品方案符合國家產(chǎn)業(yè)政策和能源環(huán)保政策。綜合考慮，兩者的有效熱值比應(yīng)在約 ： 1，液化石油氣的價格按 4500 元 /噸進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益測算，二甲醚的價格應(yīng)按有效熱值計算，其當(dāng)量價應(yīng)在 3780元 /噸左右，考慮二甲醚摻燒液化石油氣產(chǎn)生的環(huán)保效應(yīng)，又兼顧到企業(yè)自身的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益，燃料二甲醚售價初步定為 4300 元 /噸。結(jié)合目前液化 . 25 . 石油氣國內(nèi)外市場價格，考慮到我國加入 WTO 組織后及未來各種因素對液化石油氣價格影響，國內(nèi)液化石油氣市場必將趨于全球一體化，由于國際石油價格居高不下預(yù)計今后幾年內(nèi)，液化石油氣市場不會有太大波動，國內(nèi)市場價格將維持在人民幣 4500~5500 元 /噸左右。 產(chǎn)品價格分析 我國加入 WTO 后，國內(nèi)液化石油氣價格將與國際市場接軌。但是，今后二甲醚的主要市場是作為清潔燃料，從目前情況來看，雖然二甲醚作為汽車燃料替代柴油無疑是今后二甲醚最主要的消費領(lǐng)域，但是，二甲醚真正大規(guī)模地替代柴油還需要作很多工作，還需要等待一些時日。 綜上所述，二甲醚的市場前景是非常廣闊的。而我國的煤炭資源豐富，從長遠(yuǎn)發(fā)展看，煤炭將成為我國的主導(dǎo)能源。因此，使用二甲醚清潔燃料是改善環(huán)境污染、改變能源結(jié)構(gòu)的有效途徑之一。為改善汽車廢氣的污染，國家采取了許多應(yīng)對措施，積極支持使 用清潔燃料，并取得了明顯效果。 而且經(jīng)試驗證明，使用二甲醚后可使發(fā)動機(jī)功率提高 10~15%，熱效率提高 2~3%，燃燒噪音降低 5~10%，而且已在高速公路上進(jìn)行了行駛試驗。 預(yù)測 2020 年和 2020 年的柴油消費量分別將為8530 萬噸和 10830 萬噸。 二甲醚作為汽車燃料替代柴油，也是今后二甲醚最主要的消費領(lǐng) . 24 . 域，其市場前景是非常廣闊的。特別是北京申奧成功，環(huán)境保護(hù)更提到議事日程。 DME 發(fā)動機(jī)有高的比功率，高熱效率，低噪聲和超低排放，能 滿足國際上最嚴(yán)格的歐洲Ⅲ和美國加州超低排放標(biāo)準(zhǔn)。如果其中的 50%由二甲醚直接替代（二甲醚與液化石油氣的替代比按 ： 1 計算），液化石油氣中摻燒約25%的二甲醚專家預(yù)測，到 2020 年我國僅作為民用燃料一項，則將可能有 500 ～ 1000 萬噸的二甲醚需求量。由于上述因素，液化石油氣的生產(chǎn)商們都樂意往液化石油氣中摻加二甲醚，致使目前二甲醚生產(chǎn)商的二甲醚供不應(yīng)求。另一方面，這種混合氣的成本較石油液化氣低，經(jīng)估算，一罐混合氣的成本約比一罐液化石油氣低 10%左右，而且使用方便，不要求對原來使用的液化石油氣爐具作任何改動。我們知道，液化石油氣是由多種組份組成的， C C4 組份由于沸點低，因此，很容易氣化燃燒，而 C C6 以上組份由于沸點較高，不易氣化，因此，常常殘留在瓶底，造成了部分浪費，在液化石油氣中加入二甲醚后，由于二甲醚在有機(jī)物中有較好的溶解特性，而且汽化熱大，可以將 C C6以上組 份溶解于二甲醚中，并隨著二甲醚的氣化而氣化，這樣就可以提高液化氣的氣化效率。 二甲醚作為民用燃料或作為液化石油氣的添加劑，其需求量正在迅速增加，四川瀘州天然氣化工廠生產(chǎn)的二甲醚就是用作為液化石油 . 23 . 氣的添加劑。在我國沿海一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)而石油資源又比較貧乏的地區(qū)，二甲醚作為氣霧劑仍有一定的市場。另外，如山東、江蘇等地生產(chǎn)的二甲醚也多作氣霧劑。目前，二甲醚作為氣霧劑、制冷劑其市場需求量約為 3 萬噸左右， 多用在國內(nèi)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)，如廣東等省市地區(qū)。 我國政府已作出控制在氣溶膠中使用氟里昂的規(guī)定，今后二甲醚作為氟里昂替代品是市場需求量較大的產(chǎn)品之一。在氣溶膠制品中，凡是用 CFCS作推進(jìn)劑的均可用二甲醚替代。CFCS 的消費量為 9720 噸。我國氣溶膠工業(yè)發(fā)展很快， 1990 年產(chǎn)量為 4800 萬瓶， 1991 年增加到 8600 萬瓶，到 1992 年猛增至 億瓶。近年來由于對氟氯烴使用的禁止和控制，到 2020 年底全世界二甲醚的需求量已超過 40萬 t/a，預(yù)計到 2020 年全世界二甲醚的需求量將超過 100 萬 t/a。并且二甲醚生產(chǎn)具有原料來源 . 22 . 充足、 建設(shè)投資少、制造技術(shù)不復(fù)雜、成本低等優(yōu)點，因而是人們公認(rèn)的一種新型氣霧劑推進(jìn)劑。在以往的氣溶膠生產(chǎn)中，氣溶膠噴射劑主要采用氟氯烴（ CFCS），由于氟氯烴對大氣臭氧層有破壞作用，對人類的生存環(huán)境有影響，國際上已開始限制直到停止使用氟氯烴。如西歐 1986 年生產(chǎn) 2 萬噸二甲醚，其中 1~ 萬噸用于氣溶膠工業(yè)， 9000 噸用于生產(chǎn)硫酸二甲酯； 1990 年生產(chǎn) 萬噸二甲醚，其中 萬噸用于氣溶膠工業(yè)。到 2020 年底，由于國內(nèi)產(chǎn)量的增大，二甲醚用于氣霧劑工業(yè)的市場趨于飽和，四川天一科技股份有限公司、西安交大、上海交大等單位相繼在車用燃料以及民用燃料方面作了很多工作，使二甲醚在替代柴油和液化石油氣方面得到迅速的推廣，市場份額越來越大。目前國內(nèi)生產(chǎn)能力已超過 20 萬 t/a。山東久泰科技股份有限公司（前身山東臨沂魯明化工有限公司）于 2020 年建成 5000t/a 生產(chǎn)裝置，又于 2020 年 10 月份建成了 3 萬 t/a 二甲醚裝置并已投產(chǎn)（屬于硫酸法）。上海石油化工研究院建成 800t/a 裝置，并在江蘇昆山建成 1000t/a 二甲醚工業(yè)示范裝置。 廣東中山市精細(xì)化工實業(yè)有限公司采用西南化工研究設(shè)計院技術(shù) 建 成 高 純 度 二 甲醚 2500t/a 工 業(yè) 化 裝 置 ， 目 前 裝 置 規(guī) 模 已 達(dá)5000t/a。近年來，我國二甲醚 . 20 . 的生產(chǎn)有了新的發(fā)展，年總生產(chǎn)能力已超過 20 萬 t/a。 二甲醚國內(nèi)生產(chǎn)情況 國內(nèi)二甲醚生產(chǎn)起步較晚。 日本千代田和石川島播磨重工公 司聯(lián)合為日本 JEE 控股公司進(jìn)行二甲醚裝置工程設(shè)計。 日本 NKK 公司與幾家其它公司組成聯(lián)合體，擬將從不同烴類來源，包括煤氣和天然氣通過合成氣一步法直接生產(chǎn)二甲醚的工藝推向工業(yè)化，該工藝因使用低價的烴類和無需甲醇合成步驟，生產(chǎn)費用將低于其它方法。 日本東洋工程公司（ TEC）完成建設(shè)單系列 250 萬 t/a 二甲醚裝置的可行性驗證。產(chǎn)品銷往日本和東南亞市場。該財團(tuán)將在澳大利亞建設(shè)大規(guī)模二甲醚裝置。 表 22 國外二甲醚生產(chǎn)裝置 — 覽表 序號 名 稱 生產(chǎn)能力 (萬 t/a) 1 美國杜邦公司 2 德國 DEA 公司 3 德國聯(lián)合萊茵褐煤燃料公司 4 荷蘭阿克蘇公司 5 日本 Sumitomo 6 日本 Mitsui toatsu 7 日本 Kang Sheng 8 日本 NKK 9 澳大利亞 DEA 10 臺灣康盛公司 合計 根據(jù)醇醚協(xié)會的資料顯示，國外己有在建大型工業(yè)化二甲醚裝置計劃的有： . 19