日产84吨燃料级二甲醚装置可行性研究报告(编辑修改稿)

日产84吨燃料级二甲醚装置可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

综合技术经济指标表 表 12 综合技术经济指标 序号 指标名称 单位 数量 备注 一 建设规模 二甲醚 吨 /年 28000 84t/d，燃料级 二 商品量 二甲醚 吨 /年 28000 燃料级 三 年操作时间 小时 8000 . 14 . 序号 指标名称 单位 数量 备注 四 主要原材料消耗 1 甲醇 吨 /年 40040 2 催化剂 吨 /次 三年一换 五 公用工程消耗 1 电 万 kWh/年 112 2 冷却水 万吨 /年 280 3 一次水 万吨 /年 4 煤 万吨 /年 5 仪表空气 万 Nm3/年 56 六 三废排放量 1 废气 万 Nm3/年 废气 2 废水 吨 /年 14400 生产及生活废水 3 废渣 吨 /年 废催化剂及煤渣 七 运输量 1 运入 量 吨 /年 2 运出量 吨 /年 八 劳动定员 人 35 九 装置占地面积 m2 十 建构筑物占地面积 m2 4809 十一 主要设备台数 台 (套 ) 41 十二 综合能耗 GJ/t 十三 项目投入总资金 万元 4615 1 建设投资 万元 3559 2 建设期利息 万元 76 3 流动资金 万元 980 十四 年均销售收入 万元 11868 含税 十五 年平均总成本 万元 10933 十六 年均 销售税金 万元 278 含增值税 十七 年均利润总额 万元 657 十八 财务评价指标 1 财务内部收益率 % 税前 财务内部收益率 % 税后 2 投资回收期 年 税前 投资回收期 年 税后 3 财务净现值 万元 1972 税前 财务净现值 万元 790 税后 4 投资利税率 % 5 投资利润率 % 6 资本金净利润率 % 7 盈亏平衡点 % . 15 . 2 市场预测 二甲醚的性质和用途 二甲醚的性质 二甲醚，又称木醚、甲醚、氧二甲，简称 DME（ dimethyl ether），分子量 ，分子式 CH3OCH3。 在常温常压为无色有醚味的可燃气体。 气体比重： 液体密度： 凝固点： ℃ 沸点： ℃ 着火点： 27℃ 自燃点： 350℃ 燃烧热值： 1455kJ/mol 蒸汽压： 179。 105Pa 临界温度： ℃ 临界压力： 179。 105Pa 折光率： 在 100ml 水中可溶解 3700ml 二甲醚气体，且二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂。 其燃烧时火焰略带亮光。 常温下 DME 难于活化，但长期储存或受日光直接照射，可以形成不稳定过氧化物，该种过氧化物能自发地爆炸或受热后爆炸。 DME毒性很弱，无致癌性。 二甲醚的用途 二甲醚是重要的化工原料，可用于许多精细化学品的合成，还可以作为合成汽油和烯烃的中间体；同时二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途，可以替代部 分氟氯卤代烃用作汽溶胶喷射剂和制冷剂；高浓度的二甲醚可用作麻醉剂；二甲醚最大的潜在用途是作为城市煤气和液化气的代用品，更有战略意义的是作为石油能源的补充，替代柴油作为汽车燃料。 . 16 . 作为液化石油气的添加剂和民用燃料 二甲醚代替甲醇作为燃料，具有以下优点： 1) 由液体燃料变为气体燃料，使用更方便； 2) 由高毒变为低毒，使用更安全； 3) 组成稳定，无残液，可确保用户利益； 4) 与液化气灶基本通用，使用灵活； 5) 燃烧性能好，燃烧废气排放符合国家标准。 二甲醚在常温、常压下为气态，在一定压 力下变为液体，与液化石油气有相似之处。 液化石油气与二甲醚的性质比较见表 21。 表 21 液化石油气和二甲醚性质的比较 类别 蒸汽压 (60℃ ), MPa 平均 热值 (kJ/kg) 爆炸 下限 (%) 理论 空气量 (m3/kg) 理论烟量(m3/kg) 预混 气热值 (kJ/m3) 理论燃烧 温度 ℃ 液化石油气 45760 3909 2055 二甲醚 31590 4219 2250 从表 21 可以看出： (1) 在同等温度下，二甲醚的饱和蒸汽压比液化石油气低，其储存运输均比液化石油气安全； (2) 二甲醚在空气中的爆炸下限比液化石油气高一倍，因此在使用过程中，二甲醚更安全； (3) 虽然二甲醚的热值比液化石油气低，但由于二甲醚本身含氧，使燃烧过程中所需的理论空气量远低于液化石油气，从而使二甲醚的预混气热值与理论燃烧温度高于液化石油气。 二甲醚自身含氧，组分单一，碳链短，燃烧性能好，热效率高，燃烧过程中无残液，无黑烟，是一种优质、清洁的燃料 ；另一方面，二甲醚与液化石油气一样，在减压后均为气体，因此燃烧器不必做多少改 动便可通用。 另外，二甲醚在贮存、运输、使用等方面比液化气更安全。 因此，二甲醚替代液化气作为民用燃料有着广阔的前景。 在我国，能源和污染在国民经济发展中始终是各级政府和人民关注的两大热点，因此发展经济、开源节流、环境治理、开发研究新型 . 17 . 清洁环保燃料，已成为一项重要战略。 二甲醚作为民用燃料开发，既可缓解石油液化气的紧张局面，又能解决能源与污染的矛盾。 作为环保型制冷剂 由于二甲醚的沸点较低、汽化热大、汽化效果好，其冷凝和蒸发特性接近氟里昂，而销售价格只有氟里昂 F12的一半、 F22的三分之一，R134 的七分之一。 因此二甲醚作为制冷剂已有不少专利报道，在不久的将来，将是制冷剂的主要品种之一；它可以单独或与其他有机物配合作为冰箱、空调等制冷机的制冷剂，减少以至最终取消氟里昂系列对大气臭氧层的破坏。 作气雾剂 二甲醚目前最大的市场是用于气溶胶产品。 由于二甲醚是一种优良的气溶胶喷雾剂载体，在制造杀虫剂、化妆品、日用化学品等方面被广泛采用。 此外，二甲醚作为气雾剂可单独或作为主要成分，用于日用化学品、喷塑、发泡和胶粘剂等。 二甲醚对金属无腐蚀、易液化，特别是水溶性和醇溶性能较好，作为气雾剂具有 推进剂和溶剂的双重功能。 由于二甲醚水溶性好，可降低气雾剂中乙醇等有机挥发溶剂的含量，减少对环境的污染。 作为车用发动机燃料和添加剂 二甲醚液化后可以直接作为汽车燃料，其燃烧效果比甲醇更好。 二甲醚作为未来的车用燃料及燃料添加剂前景十分广阔。 国外研究表明，二甲醚液化可直接作为汽车燃料使用。 二甲醚燃烧具有较高的十六烷值，比甲醇燃料具有更好的燃烧效果，并且没有甲醇的低温启动性和加速性能差的缺点。 因此，二甲醚作为未来的汽车燃料前景十分广阔。 二甲醚作为化工原料 二甲醚作为烷基化剂 ，可用于合成 N， N—— 二甲基苯胺、硫酸二甲酯、烷基卤以及二甲基硫醚等。 作为偶联剂，二甲醚可用于合成有机硅化合物、制造高纯度氮化铝 —— 氧化铝 —— 氧化硅陶瓷材料。 二甲醚和水、一氧化碳在适合的条件下反应，可生成乙酸，羧基化后，可制得乙酸甲酯，同系化后，可生成乙酸酯，另外，还可用于醋酐的 . 18 . 合成。 二甲醚和氧气反应，可合成氢氰酸、甲醛等重要化工产品。 与环氧乙烷反应，以卤素金属化合物和 H2BO3 为催化剂，在 50~55℃时生成乙二醇二甲醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚的混合物，其主要产物乙二醇二甲醚是重要的有 机溶剂和有机合成中间体。 二甲醚的国内外生产情况 二甲醚的国外生产情况 目前，世界上二甲醚的 生产大国为美、德、英等，主要生产厂家有杜邦公司、阿克苏公司、德国联合莱茵褐煤公司等，世界总生产能力超过 25 万 t/a，产量超过 20 万 t/a。 其中杜邦公司由甲醇制二甲醚的生产装置能力为 万 t/a；德国联合莱茵褐煤燃料公司现有二甲醚生产能力已达到 6万 t/a。 欧洲生产二甲醚的厂家还有汉堡的 DMA公司和荷兰的阿克苏公司，生产能力均达万吨级，澳大利亚 CSR 有限公司 (悉尼 )有 1 万 t/a 的生产能力。 日本 早期生产二甲醚采用磷铝酸钙催化剂工艺，现住友精化公司已成为日本最大的二甲醚生产厂家，日本三井东亚化学公司、日本钢铁公司 (NKK)公司也有二甲醚装置：中国台湾康盛公司二甲醚生产能力约为 万 t/a。 表 22 国外二甲醚生产装置 — 览表 序号 名 称 生产能力 (万 t/a) 1 美国杜邦公司 2 德国 DEA 公司 3 德国联合莱茵褐煤燃料公司 4 荷兰阿克苏公司 5 日本 Sumitomo 6 日本 Mitsui toatsu 7 日本 Kang Sheng 8 日本 NKK 9 澳大利亚 DEA 10 台湾康盛公司 合计 根据醇醚协会的资料显示，国外己有在建大型工业化二甲醚装置计划的有： . 19 . 英国石油（ BP）公司与印度天然气管理局和印度石油公司合作，计划投资 6 亿美元，由 BP 公司持股 50%，印度天然气管理局及印度石油公司各持股 25%，利用中东的天然气，按丹麦 Topspe 公司气相一步法固定床合成二甲醚的 TIGAS 工艺，建造 180 万 t/a 的大型二甲醚生产装置，并于 2020 年建成， 2020 年可对外供应二甲醚，产品 主要是替代石脑油、柴油和液化石油气（ LPG）用于电厂燃料。 日本财团（三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠商事务各持股 25%）成立的合资公司，在 2020 年 6 月组成日本二甲醚公司，集资 l 亿日元（约 1200 万人民币）进行可行性研究，采用日挥公司的间接一步法制二甲醚技术。 该财团将在澳大利亚建设大规模二甲醚装置。 拟生产二甲醚 140～ 240 万吨 /年，定于 2020 年投产。 产品销往日本和东南亚市场。 日本 GFE 公司在本国内建有 3 万 t/a 的二甲醚装置，现正在卡塔尔进行 100 万吨二甲醚建设的前期工作，计划 2020~2020 年建成投产。 日本东洋工程公司（ TEC）完成建设单系列 250 万 t/a 二甲醚装置的可行性验证。 采用天然气生产甲醇再转化成二甲醚的二步法路线，以中东低价天然气为原料，生产二甲醚的成本为 90～ 100 美元 /吨。 日本 NKK 公司与几家其它公司组成联合体，拟将从不同烃类来源，包括煤气和天然气通过合成气一步法直接生产二甲醚的工艺推向工业化，该工艺因使用低价的烃类和无需甲醇合成步骤，生产费用将低于其它方法。 该联合体计划将此工艺于 2020 年实现工业化生产，规模为 80～ 150 万 t/a。 日本千代田和石川岛播磨重工公 司联合为日本 JEE 控股公司进行二甲醚装置工程设计。 JEE 公司将在海外建设大规模二甲醚装置，预计 2020 年建成。 二甲醚国内生产情况 国内二甲醚生产起步较晚。 前几年，由于技术方面的原因，我国仅有江苏吴县合成化工厂、武汉硫酸厂等少数几个厂家生产，总产量约为 3000t/a，远远不能满足国内市场的需求。 近年来，我国二甲醚 . 20 . 的生产有了新的发展，年总生产能力已超过 20 万 t/a。 这些企业生产的二甲醚部分为气溶胶级的二甲醚，部分为燃料二甲醚。 广东中山市精细化工实业有限公司采用西南化工研究设计院技术 建 成 高 纯 度 二 甲醚 2500t/a 工 业 化 装 置 ， 目 前 装 置 规 模 已 达5000t/a。 成 都华阳威远天然气化工 厂 2020t/a 二甲醚生产装置于1995 年 12月一次投料试车成功，生产出气雾剂级二甲醚产品。 上海石油化工研究院建成 800t/a 装置，并在江苏昆山建成 1000t/a 二甲醚工业示范装置。 陕西新型燃料燃具公司与中科院山西煤化所共同研制开发燃料级二甲醚生产技术，于 1997 年 6 月建成投产了 500t/a 级生产线；另外，安徽省蒙城县化肥厂、浙江诸暨新亚化工公司、广东江门氮肥厂和浙江义乌光阳化工实业有限公司均建有 1000~2500t/a生产 装置。 山东久泰科技股份有限公司（前身山东临沂鲁明化工有限公司）于 2020 年建成 5000t/a 生产装置，又于 2020 年 10 月份建成了 3 万 t/a 二甲醚装置并已投产（属于硫酸法）。 重庆英力燃化公司采用清华大学一步法二甲醚技术建设了能力为 3000t/a 的示范装置，于 2020 年底前投产。 目前国内生产能力已超过 20 万 t/a。 在 2020年底，由于国内二甲醚的总产量低，无法在替代能源方面进行大量的推广，接近 60～ 70%的产品用于气雾剂工业。 到 2020 年底，由于国内产量的增大，二甲醚用于气雾剂工业的市场趋于饱和，四川天一科技股份有限公司、西安交大、上海交大等单位相继在车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气。