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年產(chǎn)80萬噸二甲醚及120萬噸甲醇項目可行性研究報告上-閱讀頁

2024-09-13 05:48本頁面
  

【正文】 狀況 1995~ 2020年間我國甲醇消費年均增長率為 %, 2020~ 2020年間增長率為 %, 2020年我國甲醇表現(xiàn)觀消費量達到 666萬噸。但客觀的說,雖然甲醇行業(yè)發(fā)展很快,但整體水平仍然較低,尤其是煤炭、動力、運費等價格的上漲,使得甲醇成本增加,整個行業(yè)的競爭力沒有得到明顯的改善。我國甲醇進口主要來自沙特阿拉伯 、伊朗、巴林、卡塔爾等中東國家和馬來西亞、印度尼西亞等東南亞國家,以及新西蘭、加拿大、俄羅斯等天然氣豐富國家。 2020 年國內(nèi)甲醇消費結(jié)構(gòu)見下表: 2020年國內(nèi)甲醇消費結(jié)構(gòu) 序號 消費領(lǐng)域 消費量(萬噸) 比例(%) 1 甲醛 2 醋酸 3 MTBE 4 甲胺 5 甲烷氯化物 6 二甲醚 XXXX煤礦有限公司年產(chǎn)80萬噸二甲醚及 120萬噸甲醇項目 XXXX 投資咨詢有限責(zé)任公司 20 7 燃料 8 醫(yī)藥 9 農(nóng)藥 10 溶劑 11 其它 合計 100 我國能源 資源特點是富煤少氣少油,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。在這些用途中二甲醚直接替代 LPG。另外,僅對煤氣灶的燃氣口做微小的改進,二甲醚就可以很容易地替代 LPG,從而滿足所有的操作要求和環(huán)境要求。首先,二甲醚的熱值只有 LPG 的 70%。另一方面,正如早些時候討論過的,二甲醚燃燒試驗表明二甲醚具有燃燒效率高和其它的優(yōu)點,所以應(yīng)該按照 LPG價格的 7580%來定二甲醚的價格。 XXXX煤礦有限公司年產(chǎn)80萬噸二甲醚及 120萬噸甲醇項目 XXXX 投資咨詢有限責(zé)任公司 21 甲醇價格分析 盡管現(xiàn)在國內(nèi)甲醇市場有廣闊的空間,但同時面 XX低成本進口貨沖擊,市場價格仍然受進口價格的影響。綜合本報告的國內(nèi)市場分析及市場價格分析,結(jié)合其它因素對甲醇價格的影響,確定本項目甲醇價格為 2020 元 /噸是合適的。一方面 DME 作為民用燃料可以有效的減少城市燃煤造成的環(huán)境法污染,減少農(nóng)村和小城鎮(zhèn)燃煤和燃柴的比例,對于改善城市環(huán)境和保護荒漠地區(qū)生態(tài)平衡有重要意義。 本項目主要是結(jié)合當(dāng)?shù)孛禾抠Y源的特性,通過以生產(chǎn)甲醇為基礎(chǔ)原料的兩步法進行生產(chǎn)二甲醚,因此,二甲醚裝置的規(guī)模既要考慮市場情況,也要考慮甲醇裝置的經(jīng)濟規(guī)模,八十年代以來,國內(nèi)外甲醇裝置都在向大型化發(fā)發(fā)展,由于壓縮機、合成塔及其他大型設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用,為甲醇單系列大型化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。當(dāng)規(guī)模達到一定程度后,則經(jīng)濟效益的優(yōu)勢就不再明顯。 隨著由甲醇生產(chǎn)二甲 醚 和烯烴( MTO 和 MTP)工藝技術(shù)的發(fā)展,提出了進一步降低甲醇生產(chǎn)成本的必要性,同時隨著相關(guān)工業(yè)技術(shù)水平XXXX煤礦有限公司年產(chǎn)80萬噸二甲醚及 120萬噸甲醇項目 XXXX 投資咨詢有限責(zé)任公司 23 的不斷進步,促進了甲醇裝置大型和超大型化的可能性,因此,近年來那些集中向全球供應(yīng)甲醇的地區(qū),或者與甲醇制二甲醚和烯烴( MTO和 MIP)裝置聯(lián)合建設(shè)的項目,有建設(shè)大型和超大型甲醇裝置的趨勢,國外 170萬噸 /年的單系列甲醇生產(chǎn)裝置正在建設(shè)當(dāng)中。甲醇裝置的經(jīng)濟規(guī)模除了和投資成本有關(guān)外,還和原料資源量、市場銷售份額、建成地點、交通運輸?shù)确矫嬗嘘P(guān)。若建廠在個別地區(qū)或國家,并且市場銷售面向這個地區(qū)或國家,則甲醇裝置規(guī)模在 60~80萬噸 /年是經(jīng)濟的、合理的。近期國內(nèi) 新建甲醇裝置較多,規(guī)模有較大的提高,大型項目規(guī)模多在20~ 60萬噸 /年之間。 項目分兩期建設(shè),第一期建設(shè) 40 萬噸 /年二甲 醚 及 60萬噸 /年甲醇,二期擴產(chǎn)改造達到 80萬噸二甲醚及 120萬噸/年甲醇。年副產(chǎn)品硫磺 ,符合國家 GB- 2449- 92標(biāo)準(zhǔn)。二甲醚、甲醇和硫磺產(chǎn)品規(guī)格如下: 液態(tài)密度表 溫度(攝氏度) 0c 10 20 30 40 50 60 密度 ( kgm) 7 蒸氣壓表 溫度(攝氏度) 0c 0 10 20 30 40 50 壓力 Mpa( ata) 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)表 名稱 二甲醚 甲醇 水份 氣味 含量(%) ≥ ≤ ≤ 無異味 燃料二甲醚標(biāo)準(zhǔn):目前國內(nèi)還沒有制定燃料二甲醚的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),僅有部分地方標(biāo)準(zhǔn),本工程燃料二甲醚標(biāo)準(zhǔn)按二甲醚含量要求> 98%設(shè)計。 ), 0c ≤ ≤ 高錳酸鉀試驗, min ≥ 50 ≥ 30 水溶性實驗 澄清 澄清 酸度(以 HCOOH 計),% ≤ ≤ 堿度(以 NH3計),% ≤ ≤ 羰基化合物(以 CH2O計),% ≤ ≤ 蒸發(fā)殘渣量,% ≤ ≤ 硫磺國家標(biāo) 準(zhǔn)( GB- 2449- 92) 項目 單位 指標(biāo) 硫 %wt > 水分 Ppm < 灰分 Ppm < 酸度(以硫酸計) % < 鐵 % < 砷 % < 有機物 % < XXXX煤礦有限公司年產(chǎn)80萬噸二甲醚及 120萬噸甲醇項目 XXXX 投資咨詢有限責(zé)任公司 26 第 五 章工藝 技術(shù) 裝置及設(shè)備方案 本項目采用以煤為原料,甲醇為中間產(chǎn)品生產(chǎn)二甲醚,主要由備煤、空分、煤氣化、變換、酸性氣體脫除、硫回收、甲醇合成及精餾等工序構(gòu)成。 根據(jù)建設(shè)項目就近可供應(yīng)的原料 煤情況,由于煤質(zhì)的灰分較高,平均在 27%左右,灰溶點也較高的原因,本項目初步選擇采用粉煤氣化工藝。 ★ 固定床氣化技術(shù) 固定床氣化技術(shù)在我國運用較廣,較為先進的有魯奇( Lurgi)氣化技術(shù),此技術(shù)經(jīng)過英國煤氣公司和魯奇公司聯(lián)合攻關(guān),開發(fā)一種新爐型- BGL爐,變干粉排渣為熔融排渣,氣化效率和氣體成分有了很大改進,污染問題也有所改善。但因氣化溫度變化不大 ,生成氣中甲烷及氮氣含量大,不宜做成氣;但其熱值較高,用于做城市煤氣較好。該技術(shù)壓力較低,建有生產(chǎn)燃料氣的裝置,目前沒有生產(chǎn)合成氣的裝置。 (2) 國內(nèi)氣化工藝技術(shù)概況 ★ 固定床氣化 固定層間歇氣化技術(shù),該技術(shù)投資低,技術(shù)成熟,目前我國小氮肥、小甲 醇廠 90%以上采用該工藝生產(chǎn)。該技術(shù)在國外已被淘汰。 ★ 流化床氣化 國內(nèi)流化床氣化主要有中科院 XX 煤化所開發(fā)的灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù),該技術(shù)可用多種煤質(zhì)作原料,如煙煤、焦炭、焦粉等,使用粉煤在 1100oC 下 氣化,固體排渣,無廢氣排放。其煤種適應(yīng)性廣,操作溫度約為 1000oC,反應(yīng)壓XXXX煤礦有限公司年產(chǎn)80萬噸二甲醚及 120萬噸甲醇項目 XXXX 投資咨詢有限責(zé)任公司 28 力為 ( G)。帶出細粉經(jīng)除塵系統(tǒng)捕集后返回氣化爐,再次參加反應(yīng),有利于碳利用率的進一步提高。碳轉(zhuǎn)化率為 90%。 ★ 恩德粉煤氣化 恩德粉煤氣化技術(shù),在朝鮮有 30 多年的運行經(jīng)驗,適用于灰分不大于 40%的褐煤、長焰煤、不粘或弱粘結(jié)的煤粉( 0~ 10mm)。氣化爐無爐篳空筒氣化,操作可靠,氣化爐運轉(zhuǎn)率可達 92%。合成氣( CO+ H2)為 62~ 65%, CO2為 27~ 28%,其它為惰性組合。主要的缺點也是有效氣體成分較低、且含氮高,氣化壓力低、單爐產(chǎn)氣量小。采用該技術(shù)建立的日處理煤量 20噸的工業(yè)性試驗裝置已運轉(zhuǎn) 400 小時以上,并經(jīng)過 72 小時考核,取得了國家專利,經(jīng)過 科技部組織的評審和驗收,并被列入《國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃( 863計劃)》,為當(dāng)前國家能源的調(diào)整提供商業(yè)化的可靠技術(shù)。水煤漿四噴嘴撞擊流氣化爐和典型的德士古水煤漿氣化爐相比,硬件投資增加,但軟件投資可節(jié)省,相比之下,采用國內(nèi)有自主知識產(chǎn)權(quán)的四噴嘴撞擊流氣化爐總投資低一些。從水煤漿制備、純氧氣化、灰水處理等試驗中取得 工藝流程的優(yōu)化,最終工藝條件的選擇、設(shè)備材料的選擇、自動控制,軟件開發(fā)等一系列工程數(shù)據(jù)。為配合水煤漿氣化的研究試驗工作,洛陽材料研究所研究制成了水煤漿氣化的耐火磚,原化工部化工機械研究所開發(fā)了 二流道、三流道的燒嘴,重慶熱工儀表研究所開發(fā)了適于水煤漿氣化的 溫度計等。 (3)氣化技術(shù)的比較與選擇 XXXX煤礦有限公司年產(chǎn)80萬噸二甲醚及 120萬噸甲醇項目 XXXX 投資咨詢有限責(zé)任公司 30 目前,在大型煤氣化過程中主要采用水煤漿氣化(國產(chǎn)化對置式多噴嘴)和 Shell 、 GSP粉煤氣化工藝,現(xiàn)將各種先進氣化技術(shù)比較見下表。 粉煤氣化具有煤種適應(yīng)范圍較廣的特性, Shell 和 GSP的各項技術(shù)指標(biāo)均較相近,但是 Shell工藝的建設(shè)投資相對較高,所以本項目推薦采用 GSP 工藝技術(shù)。對于密相流給料系統(tǒng)來說,使用二氧化碳作為載氣并且用來為閉鎖料斗加壓。第三臺立式的輥磨機可以針對每個煤炭料倉的情況靈活使用。磨碎的干煤粉被送到分級機進行分級。 經(jīng) 過研磨、干燥和分級后的煤粉需達到以下標(biāo)準(zhǔn):含水量須低于 2%(重量);粒度: 50%~ 90%< 65μ m 100%< 200μ m (5)氣化島 氣化島包括兩臺氣化爐,每臺氣化爐都有自己的粉煤給料系統(tǒng),氣化爐系統(tǒng)包括急冷單元、粗合成氣洗滌單元以及煤渣排放單元。每條氣化爐輸送線依次由一個常壓煤倉、四個閉鎖料斗和一個給料機容器組成。氣化裝置中直接存儲的 粉煤大約能夠滿足兩個小時運行的需要,所以能夠確保對閉鎖料斗進行迅速和連續(xù)的裝填。 為了控制進入氣化爐的粉煤流量,就必須使得粉煤進入一個壓力系統(tǒng),而該壓力系統(tǒng)的壓力必須高于反應(yīng)器的壓力。粉煤沉降在煤倉中,而載氣和吹掃氣體則通過煤倉頂部的過濾器排放到大氣中,此時氣體中粉塵的殘余含量低于 50mg/。然后利用給料機容器渦軸中的載氣( CO2)對粉煤進行局部流化,而粉煤輸送線就安裝在給料機容器中。粉煤輸送時的懸浮密度大約為 400kg/m3,所以需要的載氣流量很小。 給料機容器和氣化爐反應(yīng)室之間的壓差用來控制粉煤的質(zhì)量流量。 對吹掃氣體( CO2)和干煤的溫度需要特別注意。 (6)氣化 煤粉、氧氣(純度為 %)和蒸汽通過氣化爐頂部和主燃燒器以并流方式送入氣化爐反應(yīng)室中。 下游的氣體冷卻段(界區(qū)外)中產(chǎn)生的氣體冷凝液重新循環(huán)到氣化工段中,用作文丘里洗滌 器 中的洗滌水以及隨后的急冷XXXX煤礦有限公司年產(chǎn)80萬噸二甲醚及 120萬噸甲醇項目 XXXX 投資咨詢有限責(zé)任公司 34 水。經(jīng)過處理之后,大部分的預(yù)清潔 水循環(huán)到流程中供以后用作急冷水。 高溫粗合成氣和液態(tài)灰渣以并流 的 方式離開氣化爐的反應(yīng)室,垂 直 朝下流動,直接進入急冷段,粗合成氣在急冷段中通過噴水的方式進行冷卻和飽和。 在氣化爐頂部用于煤粉和引火火焰的燃燒的聯(lián)合燃燒器,配置了火焰檢測和點火設(shè)備。 氣化爐的控制是全自動的。用于氣化的氧氣需求量的初始設(shè)定值是由燃料的質(zhì)量流量來控制的。氣化溫度主要由液態(tài)灰渣的特性來決定。掉入的灰渣使得水位上升,當(dāng)該閉鎖料斗裝滿時, 上部的隔斷閥關(guān)閉。 此時來自沖洗容器的水開始一個新的工作周期,對閉鎖料斗進行沖洗,并且重新注水。灰渣排放系統(tǒng)攜帶的水被送到黑水處理裝置。 (8)粗合成氣洗滌系統(tǒng) 急冷段的下游連接了一個粗合成氣洗滌系統(tǒng)。洗滌器工作時采用來自下游氣體冷卻段的氣體冷凝水。 在分離器的下游具有一個緊急減壓功能的快速火炬系 統(tǒng)將粗合成 氣排放到大氣,氣體必須經(jīng)過燃燒后才能放空。大多數(shù)的氣體冷凝水作文丘里洗滌器單元的循環(huán)水,部分用急冷水泵循環(huán)到急冷水噴槍用作冷卻水。 急冷工段的液體產(chǎn)物、來自灰渣排放單元的水、來自文丘里XXXX煤礦有限公司年產(chǎn)80萬噸二甲醚及 120萬噸甲醇項目 XXXX 投資咨詢有限責(zé)任公司 36 洗滌器的洗滌水。經(jīng)過預(yù)處理的黑水通過一個沉降池中被清除,并且通過將沉淀物的黑水淤渣進行分離來進行增稠和脫水處理。沉降池中的部分清水(干固體含量少于 %)以及閃蒸冷卻器的冷凝水被收集起來并且補充軟水后重新循環(huán)到氣化島。 ( 1) 國內(nèi)外工藝技術(shù)概況 采用帶增壓膨脹機的分子篩流程及規(guī)整填料塔與全精餾制氬技術(shù)。從九七年以后國內(nèi)設(shè)計生產(chǎn)的 1000Nm3/ho2以上的空分設(shè)備均采用了規(guī)整填料塔與全精餾制氬技術(shù),采用這項技術(shù)后,對外壓縮流程而言氧的提取率可達到 98%- %,氬 氣 的提取 率 達到 65%- 85%,能耗下降 10- 13%以上,而且整個流 程簡單,操作方便、安全可靠、占地面積小,優(yōu)勢顯而易見。內(nèi)壓縮流程安全可靠,投資成本及運行成本相對較低,占地面積小。使用計算機能檢測瞬間大量流程數(shù)據(jù),并能自動調(diào)節(jié)設(shè)備工況,使產(chǎn)品產(chǎn) 量、純度、壓力保持在設(shè)定的范圍及指標(biāo)內(nèi)。目前國內(nèi)已投運的寶鋼5 # 空分單機容量已達 70000 Nm3/ho2等級。國內(nèi)空 分制造廠目前在這方面也已具有大量的實際操作經(jīng)驗,因而可以通過國內(nèi)外眾多渠道,擇優(yōu)選擇配套設(shè)備,保證裝置具有最優(yōu)性價比。擬選擇供氧能力在 30000 Nm3/h的空分裝置兩套,完全可以實現(xiàn)國產(chǎn)化。 內(nèi)壓 縮流程是現(xiàn)今國內(nèi)外空分裝置普遍采用的先進的工藝流程,內(nèi)壓縮流程具有以下幾個主要優(yōu)點: 由于液氧泵及空氣增壓機取代了價格昂貴的氧氣透平壓縮機,可使投資降低; 液氧泵和空氣增壓
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