【正文】 化脫水2003年80液相催化脫水2005年云南解化集團有限公司5氣相催化脫水2004年四川瀘州天然氣化工集團公司10氣相催化脫水2004年上海焦化有限公司5氣相催化脫水2006年陜西渭化集團公司10氣相催化脫水2006年安徽蚌埠新奧燃?xì)夤?0氣相催化脫水2006年河南羅山金鼎化工有限公司10氣相催化脫水2006年內(nèi)蒙古伊高化學(xué)有限公司20氣相催化脫水2006年陜西豐喜集團公司10氣相催化脫水2006年湖北宜昌田田化工有限公司10氣相催化脫水2007年云南滇中化工廠20氣相催化脫水2007年湖北潛江華潤化肥有限公司25氣相催化脫水2007年陜西渭河化工科技有限公司50氣相催化脫水2007年(2) DME替代車用燃料目前我國每年耗用的柴油已達(dá)1億t左右，其中40%～50%是用于交通車船上，供需矛盾較大。可見，在未來5～10 a，DME用作汽車燃料有難以估量的潛在市場，市場前景樂觀。其中上海市2007年首批10輛二甲醚公交車上路，并建設(shè)了首個二甲醚加氣站。國外大規(guī)模生產(chǎn)二甲醚始于1966年，當(dāng)時德國聯(lián)合發(fā)動機燃料公司(Union Kraftstaff GmbH)應(yīng)荷蘭Acrofakobr噴霧劑制造公司要求生產(chǎn)高純二甲醚以用于發(fā)膠行業(yè)。美國、德國、日本、法國等二甲醚的年產(chǎn)量超過10萬t，其中約有70％用于氣溶膠生產(chǎn)，其它用于中間體生產(chǎn)。目前的能力不少于210kt/a，產(chǎn)量約170kt。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%)。大部分二甲醚作為空氣推進(jìn)劑。二甲醚生產(chǎn)廠及各國的生產(chǎn)能力如表13所示。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，該廠將于2005年正式投產(chǎn)。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。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)能力為2500噸/天的商業(yè)化二甲醚裝置。BP公司、印度天然氣管理局、印度石油公司將投資6億美元建設(shè)180萬噸/年商業(yè)化二甲醚生產(chǎn)廠，用以替代石腦油、柴油和LPG，建設(shè)工作已于2002年開始，定于2004年投產(chǎn)。國外二甲醚的主要生產(chǎn)廠家有美國Dopnt公司、荷蘭AKZO公司、德國DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等，其中德國DEA公司的生產(chǎn)能力最大，／年。表14 世界二甲醚的主要生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力 (萬噸/年)Dopnt (美國)DEA （德國）United Rhine Lignite Fuel (德國)AKZO （荷蘭）CSR（澳大利亞）Mitsui toatsu (日本)續(xù)表24 世界二甲醚的主要生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力 (萬噸/年)Kang Sheng (日本)NKK （日本）合計 產(chǎn)品市場預(yù)測及發(fā)展前景分析我國正處于工業(yè)化，城市化進(jìn)程之中，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，對能源特別是石油的需求越來越大，石油供需矛盾已成為制約國民經(jīng)濟發(fā)展的一大瓶頸。我國已成為了世界第二大石油進(jìn)口國。表15 中國LPG的需求和進(jìn)口量年LPG需求量（噸）LPG進(jìn)口量（噸）1979210,00001985547,000019901,428,000117,000200013,427,0004,818,000200522,200,00011,400,000201029,700,000不詳尋找可替代石油的能源—二甲醚，改變我國貧油少氣多煤的能源現(xiàn)狀，是中國的能源國情。DME的發(fā)展今后主要是在集中民用燃料、車用燃料等方面。2007年，民用燃料二甲醚消費量約100 萬噸，占二甲醚總消費量的94%，估計到2010年需要替代LPG的燃料級DME達(dá)1500萬噸，因此二甲醚液化氣市場前景十分廣闊。不僅改善車輛的冷啟動性和加速性能,而且還降低尾氣排放。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，預(yù)計到2010年,氣霧劑行業(yè)的需求量約3104 t/a；化工應(yīng)用、制冷劑、發(fā)泡劑等領(lǐng)域約需DME 2104 t/a。但近來國際石油價格屢屢突破100美元大關(guān)，專家預(yù)測高油價意味著后石油時代的到來。目前，二甲醚每噸價格平均比柴油低二三百元，比液化氣平均低七八百元。根據(jù)興業(yè)證券研發(fā)中心調(diào)查顯示，近期內(nèi)二甲醚的價格走勢如下圖所示： 國內(nèi)二甲醚價格走勢（07年7月—08年3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。二甲醚作為初級化工原料及化工中間體，雖然利潤高，經(jīng)濟效益好，但受市場需求的制約，目前還不可能成為二甲醚的大市場。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。2廠址選擇本設(shè)計擬建的工廠選址在湖南省長沙瀏陽市。 選擇原則1) 原料和市場廠址應(yīng)靠近各種原料產(chǎn)地和市場。 3）氣候 氣候條件應(yīng)較為溫和，少發(fā)災(zāi)害天氣。5) 供水 化工廠使用大量的水，用于產(chǎn)生蒸汽、冷卻、洗滌，有時還用做原料。6) 對環(huán)境的影響 應(yīng)得到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的認(rèn)可，和便于妥善處理廢物。8) 用地節(jié)約用地，盡量少占耕地，并考慮工廠發(fā)展的土地空間。10) 預(yù)防災(zāi)害及其他避免低于洪水水位或在采取措施后仍不能確保不受水淹的地段，以及地震、泥石流、滑坡、有開采價值的礦藏、文物保護等地區(qū)。本廠具體選址：湖南省瀏陽市。南接江西省萍鄉(xiāng)及湖南省醴陵、株洲。北界湖南省平江。總面積5007平方公里。本廠選址原因：1） 主觀原因查了相關(guān)資料之后，我們了解到二甲醚的生產(chǎn)市場前景廣闊，有較大利潤空間，且二甲醚屬于能代替石油的清潔能源，若能推廣，絕對利國利民，利于城市發(fā)展。而通過查找長沙相關(guān)資料，我們發(fā)現(xiàn)長沙市物產(chǎn)資源豐富，符合我們建廠的相關(guān)要求。資料顯示，長沙瀏陽市有一定的煤礦儲量，且附近有專門生產(chǎn)甲醇的廠家。瀏陽距鐵路干線京廣線長沙站62公里。長沙除火車客站以外，還有一等貨運站長沙北站，二等貨運站樹木嶺站，三等貨運站長沙南站。該市境內(nèi)瀏陽河段在古港馬王灘、關(guān)口占家?guī)X、棖沖宏源電站、鎮(zhèn)頭百步灘均有小型船閘，水運也極其便利。截止2007年底，全市已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)61種，探明有儲量的礦種41種,在國家確定的45種主要礦產(chǎn)中有23種，列入15種支柱性重要礦產(chǎn)中有10種。銅礦、硫鐵礦資源儲量居全省之首，磷礦、銀礦、耐火粘土、重晶石、水泥用灰?guī)r、高嶺土六種礦產(chǎn)資源儲量居全省前25位，另有9種礦產(chǎn)資源儲量居全省610位。新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地37處，新增主要礦產(chǎn)資源儲量分別為：原煤7000萬噸，鐵礦200萬噸，錳礦100萬噸，鉛鋅（金屬量）40萬噸，銅（金屬量）20萬噸，金（金屬量）30噸，磷800萬噸。目前采取的政策有利于重要礦產(chǎn)（煤、鐵、錳、銅、鉛、鋅、金、磷）的保障程度得到明顯提高，可供性進(jìn)一步增強。長沙優(yōu)化礦產(chǎn)資源開發(fā)利用布局，以寧鄉(xiāng)煤炭壩和瀏陽文家市煤礦區(qū)為重點，形成煤炭集中生產(chǎn)基地，建立相應(yīng)的洗選煤基地，形成高附加值產(chǎn)品。因縣邑河位其北，“山之南，水之北，謂之陽”，故稱瀏陽。瀏陽河位于湖南省東部，是湘江的一級支流，發(fā)源于羅霄山脈的大圍山北麓，有大溪河和小溪河兩個源流。瀏陽河源頭至大溪河小溪河交匯處，楊潭鄉(xiāng)（現(xiàn)高坪鄉(xiāng)）雙江口河段為上游；雙江口至鎮(zhèn)頭市河段為中游；瀏陽河下游從鎮(zhèn)頭市起始，最后在長沙市的陳家屋場注入湘江。對于利用前景較好、預(yù)期效益明顯、帶動作用強的礦山進(jìn)行發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的示范試點工作，給予資源配置和稅費等優(yōu)惠政策，引導(dǎo)和帶動全市礦產(chǎn)資源領(lǐng)域循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。廠址位于郊區(qū)，工廠的建立對于居民的生活不會造成大的影響，而且建造廠房的成本比在市中心要降低很多，利于生產(chǎn)和經(jīng)營。3生產(chǎn)工藝 工藝方案的選擇與論證目前合成DME有以下幾種方法：（1）液相甲醇脫水法（2）氣相甲醇脫水法（3）合成氣一步法（4）CO2 加氫直接合成。其中前二種方法比較成熟，后三種方法正處于研究和工業(yè)放大階段。下面對這幾種方法作以簡單介紹。%的DME 產(chǎn)品, 用于一些對DME純度要求不高的場合。中國仍有個別廠家使用該工藝生產(chǎn)DME，但在使用過程中對工藝有所改進(jìn)。該工藝特點是操作簡單，自動化程度較高，少量廢水廢氣排放，排放物低于國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。 合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚 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，由合成氣經(jīng)漿態(tài)床反應(yīng)器一步合成DME，采用具有甲醇合成和甲醇脫水組分的雙功能催化劑。其過程的主要反應(yīng)為： 甲醇合成反應(yīng) （1）水煤氣變換反應(yīng) （2）甲醇脫水反應(yīng) （3）在該反應(yīng)體系中，由于甲醇合成反應(yīng)和脫水反應(yīng)同時進(jìn)行，使得甲醇一經(jīng)生成即被轉(zhuǎn)化為DME，從而打破了甲醇合成反應(yīng)的熱力學(xué)平衡限制，使CO轉(zhuǎn)化率比兩步反應(yīng)過程中單獨甲醇合成反應(yīng)有顯著提高。合成氣法現(xiàn)多采用漿態(tài)床反應(yīng)器，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, 漿態(tài)床合成氣法制DME具有誘人的前景，將是煤炭潔凈利用的重要途徑之一。 二氧化碳加氫直接合成二甲醚 近年來，CO2加氫制含氧化合物的研究越來越受到人們的重視，有效地利用CO2，可減輕工業(yè)排放CO2對大氣的污染。目前,世界上有不少國家正在開發(fā)CO2 加氫制DME的催化劑和工藝，但都處于探索階段。他們是以甲醇為原料, 用H2SO4 作催化劑, 通過催化蒸餾法合成二甲醚的。 本設(shè)計采用的方法本設(shè)計采用氣相甲醇脫水法制DME，相對液相法，氣相法具有操作簡單, 自動化程度較高, 少量廢水廢氣排放, 排放物低于國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，DME選擇性和產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點。原料：工業(yè)級甲醇 甲醇含量≥％ 水含量≤％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 產(chǎn)品：DME含量≥％ 甲醇含量≤% 水含量≤%（均為摩爾分?jǐn)?shù)） 設(shè)計規(guī)模：215000噸DME/年，按照7200小時開工計算，產(chǎn)品流量 6250kg/h 。(摩爾分?jǐn)?shù)) 回收甲醇：％，％。本方法生產(chǎn)工藝流程簡單、裝置投資少，二甲醚提純?nèi)菀?。繼而通過兩座精餾塔實現(xiàn)各組分的分離，獲得高純度二甲醚成品，同時回收甲醇與原料混合再繼續(xù)反應(yīng)。我們設(shè)計此流程的技術(shù)特點有：(1) 流程簡單，生產(chǎn)操作方便。(2)催化劑層溫床小，副產(chǎn)物少。催化劑層溫差小，甲醇轉(zhuǎn)化率高，副產(chǎn)物少，產(chǎn)品甲醇消耗低。均溫型反應(yīng)器進(jìn)口溫度~170℃，而反應(yīng)器出口溫度在300℃以上。(4)反應(yīng)熱回收充分，蒸汽消耗低。(5) 反應(yīng)器技術(shù)采用帶分氣盒的單管折流式甲醇脫水反應(yīng)器本反應(yīng)器的優(yōu)點有：a、 床層可設(shè)上絕熱層，床層溫度分布更為合理. b、冷管結(jié)構(gòu)更為可靠。c、省去了雙環(huán)管式單管折流冷管膽的引氣管及與其相關(guān)的蓋板填料函，結(jié)構(gòu)簡單，制造與安裝內(nèi)件要求降低，且有效地避免了因觸媒筐蓋板上填料泄漏造成床層平面溫差大的事故，還易于更換內(nèi)件。 （6）改性催化劑用于合成二甲醚的專用改性氧化鋁催化劑，該催化劑是在普通γAl2O3中加入硫酸鹽對γAl2O3改性，這種改性γAl2O3催化劑具有適宜的酸性，用于甲醇脫水制備二甲醚反應(yīng)在較低溫度下即可獲得高的轉(zhuǎn)化率和選擇性，并且在較高溫度下可以避免積碳。二甲醚選擇性≥99%（7）二甲醚精餾技術(shù)精餾