【正文】 79年中國LPG的需求和進口情況，并提供了2010年LPG的預(yù)測量。城市是一個國家，一個地區(qū)從自然經(jīng)濟走向商品經(jīng)濟發(fā)展的必然過程，也是人類社會進步的重要標志，城市化對社會生產(chǎn)的發(fā)展產(chǎn)生著巨大的推動作用。清潔燃料的普及應(yīng)用，減少了由于工業(yè)廢氣對不堪負重的大氣污染，清潔燃料需求強勁。小城市的數(shù)量從1990年的800個增加到2000年的8000個，年均增長10%。中國大城市人口的聚集和小城市的增加以及經(jīng)濟的增長日益敦促人們重視環(huán)境保護。由于這是政府優(yōu)先要解決的問題，所以制定了很多降低污染的政策，包括增加利用清潔燃料的政策。最重要的燃料包括：煤氣152 萬立方米天然氣82 億立方米LPG1千萬噸 目前在中國的主要城市, ,占城市人口的84%?，F(xiàn)在存在的問題是，中國進口的LPG超過了現(xiàn)在的使用量，而且價格高。一些出臺的政策會更加合理的制定能源的價格，這些政策將會解決能源進口量增長的一些相關(guān)問題，繼續(xù)關(guān)注環(huán)境污染問題，這就為增加清潔燃料的利用創(chuàng)造了機遇，如二甲醚和LPG，尤其是如果這些燃料能在國內(nèi)生產(chǎn)，并在價格上具有競爭性，就更有機遇。從工廠生產(chǎn)的二甲醚將替代液化石油氣用于新疆及周邊地區(qū)的居民和飯店使用?，F(xiàn)有的LPG的設(shè)備（如：油箱，鐵路運輸車及儲氣筒等）可以運輸和儲存二甲醚。 在過去10年里，液化石油氣的批發(fā)價從1400元/噸增加到2700元/噸。隨著國際原油價格的不斷上漲，液化石油氣價格也在隨著上升，到今年一季度年液化石油氣零售價上漲到50～60元/瓶，上漲率約為15%左右，LPG的價格接近4375元/噸。首先，二甲醚的熱含量只有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80%來定二甲醚的價格（應(yīng)該注意的是：雖然二甲醚的熱含量低于LPG，但由于二甲醚的密度較高，不需要增加另外的儲存和運輸設(shè)備）。3 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模主產(chǎn)品為二甲醚，在工藝裝置中副產(chǎn)的產(chǎn)品有：石腦油、焦油、粗酚、中油、硫酸、液態(tài)甲烷等。二甲醚、甲烷氣產(chǎn)品的規(guī)格和性質(zhì)詳見下表 產(chǎn)品規(guī)格及性質(zhì)序號組分（單位）規(guī)格性質(zhì)二甲醚液化氣標準（Q/SR0021993）1二甲醚，mol%≥98無色易燃氣體或壓縮液體，有醚類特有的氣味；℃，℃，閃點41℃；自燃溫度350℃，可燃性好，燃燒幾乎無殘留物；液化壓力低；可爆，%；對人體呼吸道、皮膚有輕微的刺激作用，吸入人體有輕微麻醉，但對人體無毒性反應(yīng)。當操作中甲烷濃度較高時（25～30%），由于氧氣不足，使人呼吸困難。設(shè)計規(guī)模確定甲醇裝置公稱能力120萬噸/年，二甲醚裝置公稱能力80萬噸二甲醚/年。4 工藝技術(shù)方案，建設(shè)公稱能力為80萬噸/年二甲醚裝置。因此應(yīng)根據(jù)采用的煤種、技術(shù)成熟可靠度、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及投資等來選擇氣化方法。該氣化工藝操作壓力偏低，煤氣污水中有少量焦油、酚等。本可研不推薦采用該氣化技術(shù)。 1）本工程以二甲醚及液化甲烷氣為最終產(chǎn)品，但殼牌、GSP及德士古氣化工藝中的煤氣成分甲烷含量較低，影響工程經(jīng)濟效益。 3）殼牌及GSP干粉煤加壓氣化的技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)備需要引進，設(shè)計周期及制造周期較長。l 碎煤加壓氣化碎煤加壓氣化技術(shù)產(chǎn)生于20世紀40年代，是目前世界上建廠數(shù)量最多的煤氣化技術(shù)，運行中的氣化爐達百臺以上。操作穩(wěn)定、彈性大，技術(shù)成熟。所以綜合以上比較，本工程確定選用碎煤碎煤加壓氣化工藝。其氣體組分包括CO、HCOCHH2S、有機硫、C2HC2HC3HC4HHCN、NAr以及焦油、脂肪酸、單酚、復(fù)酚、石腦油、油、灰塵等。縱觀當今各種氣體凈化工藝，能擔當此重任者非低溫甲醇洗莫屬。而其他任何凈化工藝都無法做到。除此之外，低溫甲醇洗工藝與其他凈化工藝相比還有著如下各種顯著的優(yōu)點：吸收能力強，溶液循環(huán)量小再生能耗低氣體凈化度高溶劑熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性好，溶劑不降解、不起泡，純甲醇對設(shè)備不腐蝕溶液粘度小，有利于節(jié)省動力甲醇和水可以任意比例互溶，利用此特性可以用其干燥原料氣，而且利用其與水的互溶性可以將石腦油從甲醇種萃取出來甲醇溶劑價廉易得流程合理，操作簡便低溫甲醇洗在同一裝置中實現(xiàn)了多種雜質(zhì)的脫除，相對于其他凈化方法的多種凈化工藝組合而言，工序相對單一、合理，便于操作管理。但由于NHD的吸收能力較低溫甲醇洗低，溶劑循環(huán)量大，用電消耗大，加之NHD溶劑較貴，總體操作費用較高，總體而言。所以鑒于碎煤加壓氣化復(fù)雜的氣體雜質(zhì)，基于低溫甲醇洗凈化獨特的可以一次性綜合脫除各種雜質(zhì)的獨特優(yōu)勢，無疑碎煤加壓氣化配套低溫甲醇洗是最合理的組合。這一直是困擾我國不能獨立自主實現(xiàn)國產(chǎn)化的最基本因素，加之在硬件方面技術(shù)也不過關(guān)。但從上世紀70年代末開始引進大型低溫甲醇洗裝置開始，國內(nèi)眾多設(shè)計院、高等院校、研究單位都對低溫甲醇洗的國產(chǎn)化進行了很多努力，國家相關(guān)部門很重視?，F(xiàn)在國內(nèi)化學工業(yè)第二設(shè)計院已經(jīng)可以完全依靠自有技術(shù)不購買專利技術(shù)，不引進外國工藝包或基礎(chǔ)設(shè)計，獨立完成低溫甲醇洗全部的國產(chǎn)化設(shè)計。目前該院又開始了兩套大型低溫甲醇洗裝置的設(shè)計?；瘜W工業(yè)第二設(shè)計院國產(chǎn)化的技術(shù)主要基于：l 對眾多引進裝置的消化吸收化學工業(yè)第二設(shè)計院自引進山西化肥廠（天脊集團）開始，先后從碎煤、PKM、林德總共引進了五套大型低溫甲醇洗裝置。無疑這是對低溫甲醇洗技術(shù)進行消化吸收的有利基礎(chǔ)。l 完成國家“九五”科技攻關(guān)課題《加壓氣化優(yōu)化設(shè)計低溫甲醇洗課題》利用國內(nèi)自行測定的物性數(shù)據(jù)對眾多引進裝置進行核算檢驗，在對物性數(shù)據(jù)的修正及計算程序的優(yōu)化中，化學工業(yè)第二設(shè)計院建立了完整的低溫甲醇洗數(shù)據(jù)庫以及ASPEN技術(shù)軟件為平臺的模擬計算數(shù)學模型，至此完成了國內(nèi)技術(shù)軟件的積累工程。對于低溫甲醇洗所必需的低溫鋼、低溫管件、低溫閥門、低溫泵的制造以及塔內(nèi)件的設(shè)計和難度較大的設(shè)備制造（如纏繞式換熱器）已基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化。當然需要說明的是因批量或制造周期原因有些低溫材料國內(nèi)訂貨困難，也可能從國外引進。 甲醇合成技術(shù)的選擇甲醇合成工藝按壓力分類可分為高壓、中壓、低壓法。中壓法的合成壓力為10MPa左右，操作溫度200300℃，使用CuZnAL系催化劑。低壓合成法技術(shù)成熟，采用低溫活性催化劑，投資少，操作費用低，產(chǎn)品質(zhì)量好，是國內(nèi)中小規(guī)模甲醇合成裝置普遍采用的方法。本著技術(shù)先進可靠的原則，本項目建議采用卡薩利甲醇公司生產(chǎn)的新型等溫甲醇合成反應(yīng)器（IMC），(A)左右。 在項目建設(shè)時，甲醇合成裝置采用何種技術(shù)有待與國外公司技術(shù)交流后方能確定。人們把兩個反應(yīng)在同一反應(yīng)器中進行的過程稱為“直接法（一步法）”，而將先合成甲醇然后經(jīng)甲醇脫水生產(chǎn)二甲醚的工藝過程稱為“間接法（兩步法）”。90年代初，在中國用DME替代液化石油氣（LPG）作潔凈民用燃料取得成功，加快了DME潔凈燃料的市場化過程?！爸苯臃ǎㄒ徊椒ǎ痹谕环磻?yīng)器中，在“甲醇合成”與“甲醇脫水”兩種催化劑存在下，進行以下反應(yīng)：甲醇合成反應(yīng)CO＋2H2＝CH3OH水煤氣變換反應(yīng)CO＋H2O＝CO2＋H2甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O由于兩種催化劑間的協(xié)同作用，可打破反應(yīng)的化學平衡，提高合成氣的單程轉(zhuǎn)化率，并有利于二甲醚的生成，在化學反應(yīng)上具有很大的優(yōu)勢。美國APCI作為美國能源部潔凈煤和替代燃料項目，開發(fā)了LPMEOH（液相甲醇法），并進一步用于合成氣一步合成二甲醚的LPDME（液相二甲醚法），進行50kg/d模試與2000t/a中試。國內(nèi)科研院校也相繼進行研究開發(fā)工作。到目前為止國際上還沒有用APCI 的LPDME與Haldor Topsoe的“直接法”技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)廠。如果采用直接法生產(chǎn)二甲醚，在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)裝置上具有一定的風險。經(jīng)過多年的開發(fā)研究實踐，對“直接法”有了全面的認識。但在最近的中試過程中也暴露了工藝上的缺點，或者說存在目前技術(shù)水平還不易解決的諸多問題：⑴ 催化劑容易失活，反應(yīng)機理表明，甲醇脫水催化劑的酸中心和甲醇合成催化劑相互作用導(dǎo)致加速失活。這一難題，國際上從事工業(yè)催化劑研發(fā)的Haldor Topsoe公司目前也不易解決。這些問題大大掩蓋其反應(yīng)上的優(yōu)越性，國外大公司也對此予以重視。2003年下半年，APCI及Haldor Topsoe公司對“直接法”采取務(wù)實態(tài)度。APCI認為現(xiàn)用的“整體一步法”比過去所提的LPDME一步法更可靠、生產(chǎn)成本更低。所謂“整體一步法（Intergrated onestep process）”實際上與兩步法的區(qū)別，僅僅在于前者在合成甲醇后不需甲醇精餾，粗甲醇可直接進行再脫水合成二甲醚，而后者需將甲醇精餾后再脫水。甲醇固定床脫水制二甲醚是國內(nèi)外唯一工業(yè)化生產(chǎn)過程。甲醇和二甲醚均可作為最終產(chǎn)品且可在一定范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)。液相法是加熱濃硫酸和甲醇混合物，甲醇均相脫水制二甲醚。氣相甲醇脫水法是從液相基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。二甲醚以其易霧化，易儲存等優(yōu)越性得到認可成為霧化劑的理想替代品。氣相甲醇脫水法的關(guān)鍵是催化劑的研制。1991年，日本東洋公司開發(fā)了一種新的甲醇脫水制取DME催化劑。國內(nèi)對二甲醚制取技術(shù)的研究始于20世紀80年代，近年來國內(nèi)許多單位已相繼開發(fā)成功，先后在國內(nèi)各地建成生產(chǎn)能力噸級裝置。在未接到專利商報價前，本工程暫時選擇兩步法同時生產(chǎn)甲醇和二甲醚。減少了甲醇的精餾過程，節(jié)約投資并降低了能耗。使用的催化劑2年，預(yù)期壽命4年。TEC只有精甲醇生產(chǎn)DME的技術(shù)，其合成催化劑可長期保持活性，使用壽命達2年。Topsoe和TEC工藝均適合與本項目的建設(shè)。 硫回收技術(shù)的選擇硫回收方法根據(jù)工藝流程選擇和當?shù)禺a(chǎn)品銷路情況，產(chǎn)品可以是硫磺（S）或硫酸(H2SO4)。在新疆自治區(qū)烏魯木齊有鈦白粉裝置，也存在硫酸原料緊缺的問題，所以低溫甲醇洗裝置副產(chǎn)的酸性氣處理制得的產(chǎn)品確定為硫酸。1）傳統(tǒng)克勞斯工藝原理可以簡單概括成：含一定濃度的H2S酸性氣首先進入熱反應(yīng)，使其中一部分H2S通過燃燒直接生成單質(zhì)硫，該過程的硫磺回收率大約60％；余下的H2S在克勞斯催化劑的作用下生成單質(zhì)硫，由于受克勞斯反應(yīng)的平衡限制，克勞斯工藝總硫磺回收率一般在95～98％左右，尾氣根本無法滿足國家現(xiàn)有的環(huán)保指標。氧化主要化學反應(yīng)2H2S+O2→2S +2H2O，在兩級普通克勞斯轉(zhuǎn)化之后，增加加氫催化反應(yīng)器，將所有硫化物轉(zhuǎn)化成H2S后再選用選擇性氧化催化劑，將H2S直接氧化成元素硫，除具有超級克勞斯工藝的優(yōu)點外，％～％，尾氣H2S的排放仍然超出國家排放要求。因此，當硫磺回收裝置尾氣的組成、流量、溫度、壓力等狀態(tài)參數(shù)強烈波動時，尾氣處理裝置仍能保持平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，通常操作彈性范圍20％～200％。即使上游裝置的硫磺回收率僅為90％左右仍不會影響處理后尾氣中硫的凈化度，故上游裝置只設(shè)置2個轉(zhuǎn)化器，可以不使用價格昂貴、操作條件要求高的有機硫水解催化劑。除SO2外，尾氣中所有的有機硫化合物（COS、CS各種硫醇等）以及元素硫均可被還原成H2S而返回硫磺回收裝置，％。由于煤化工領(lǐng)域的特殊性，通常在克勞斯裝置下游沒有SCOT尾氣處理裝置。含H2S氣體在吸收塔內(nèi)與含硫細菌的堿液逆流接觸，H2S溶解在堿液中進入到生物反應(yīng)器（專利設(shè)備）。硫磺以料漿的形式從生物反應(yīng)器中取出，經(jīng)過濃縮后形成65％干度的硫磺餅，可進一步處理滿足需要。由于生物硫磺具有很強的的親水性，所以流動性好，不會產(chǎn)生堵塔的現(xiàn)象。％的轉(zhuǎn)化，其中95～98％轉(zhuǎn)化為元素硫。本裝置的硫磺產(chǎn)量高達174t/d，此種工藝方法無法處理這么高濃度，大流量的酸性氣。從低溫甲醇洗來的先經(jīng)過燃燒，將酸性氣中的H2S等燃燒成為SO2,繼而進入SO2反應(yīng)器將氣體中的SO2轉(zhuǎn)化為SO3,出反應(yīng)器的氣體進入WSA冷凝器冷凝，～98％的濃硫酸（當燃燒器中的水蒸汽不夠時，需要適當補充低壓蒸汽），冷凝下來的濃硫酸沿WSA冷凝器玻璃管管壁流向底部匯集，冷凝分離硫酸后的尾氣送至煙囪放空。本工程所需氧氣約100000Nm3/h，考慮到原料煤沒有試燒，要留有一定的設(shè)計余量，空分裝置按雙系列設(shè)置。本著節(jié)能降耗、技術(shù)先進、配置合理的原則，本裝置引進國外系統(tǒng)設(shè)計和關(guān)鍵設(shè)備。待技術(shù)交流，多方面比選后方能確定采用的工藝技術(shù)。凈化氣進入甲烷深冷分離裝置分離出甲烷，經(jīng)甲烷液化得到副產(chǎn)品液態(tài)甲烷。二甲醚合成裝置采用粗甲醇還是精甲醇為原料，待技術(shù)交流后確定。 加壓氣化、煤氣冷卻分離的煤氣水送至煤氣水分離裝置分離出焦油、中油、石腦油，剩余的含酚污水至酚回收、氨回收得到粗酚、液氨后廢水送至生化處理。具體各裝置的流程順序見方塊流程圖。 概述由自卸汽車從煤礦運進廠內(nèi)的原煤，在汽車卸車庫卸進卸煤槽內(nèi)，卸煤槽下部設(shè)有葉輪給煤機，將原煤給入皮帶機輸送系統(tǒng)，送至8個Φ22m的圓筒倉內(nèi)貯存，圓筒倉及中間緩沖倉的總貯煤量按6天用煤量進行設(shè)計。 原煤裝置由自卸汽車從煤礦運進廠內(nèi)的原煤，在兩個汽車卸車庫卸進卸煤槽內(nèi)，每個卸煤槽下部設(shè)有兩臺葉輪給煤機，將原煤給進煤煤2帶式輸送機上，經(jīng)過煤3帶式輸送機轉(zhuǎn)運進入破碎廠房。 氣化備煤裝置 圓筒倉中的原煤由環(huán)式給煤機給進煤6帶式輸送機上，再由煤7帶式輸送機、煤8帶式輸送機轉(zhuǎn)運輸送到篩分廠房。 ，再通過弛張篩進行爐前篩分，篩上合格的（8mm）；篩下。 控制方式本系統(tǒng)采用PLC集中控制與就地操作相結(jié)合的控制方式。，氣化備煤系統(tǒng)中設(shè)置了兩級篩分裝置：在篩分廠房設(shè)置了4臺生產(chǎn)能力為600t/h的弛張篩（兩開兩備）；在入爐前的轉(zhuǎn)運站中，分別設(shè)置了兩臺生產(chǎn)能力為300t/h的弛張篩，以保證進入氣化爐的原料煤大于8mm。在棧橋上設(shè)有水沖洗地坪裝置。 碎煤加壓氣化 流程簡述碎煤加壓氣化裝置由氣化爐及加煤煤鎖和排灰灰鎖組成，煤鎖和灰鎖均直接與氣化爐相聯(lián)接。煤斗的容量可供四小時用，它裝有料位測量裝置。在向氣化爐加完煤之后，煤鎖再卸壓至常壓，以便開始下一個加煤循環(huán)過程。用來自煤氣冷卻裝置的粗煤氣和來自氣化爐粗煤氣使煤鎖分兩步充壓；煤鎖卸壓的煤氣收集于煤鎖氣氣柜，并由煤鎖氣鼓風機送往燃料氣管網(wǎng)。經(jīng)煤塵旋風分離器除去煤塵后排入大