年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺初步设计本科毕业论文

年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺初步设计本科毕业论文内容摘要：

，燃烧废气无毒，完全符合卫生标准；单一组成，无残液；在室温下可压缩成液体，用现有的液化石油气罐盛装，燃具与 LPG 基本通用，是优良的民用洁净燃料。 当温度在 37． 8℃时，二甲醚的蒸汽压低于 1378kPa，符合液化石油气的要求（如表 11）所示。 表 1 DME 液化气与液化石油气性质比较 项目 分子量 压力 Mpa (60℃ ) 燃烧温度 ℃ 爆炸下限 % 理论空气量 预混气热值 KJ/ m3 LPG DME 2055 2250 3903 4219 表 2 DME 与 0＃柴油的比较 对比项目 DME 0＃柴油 分子量 190～ 220 沸点（℃） 180～ 360 十六烷值 55～ 60 40～ 50 低热值（ kJ/kg） 28840 42500 理论空燃比 9 氧含量（ %） — 硫化物 — 有 国内二甲醚市场简况 现状 中国 DME 生产起步较晚，但发展加快。 1994 年广东中山化工厂建成 2500 吨 /年 DME 生产装置。 此前，只有 江苏昆山化工厂有少量生产。 近几年，国内陆续又有一些厂家投产 DME，其中生产规模较大的有山东临沂鲁明化工有限公司、广东中山精细化工实业有限公司、江苏吴县合成化工厂、江苏昆山化工原料厂、 湖南雪纳新能源有限公司﹑ 山东久泰科技股份有限公司 及 泸天化公司等企业，年总产量已超过 50 万吨。 近年来，我国 DME 的生产发展迅速。 2020 年全国 DME 总生产能力仅有 万吨 /年，产量约为2 万吨 /年，开工率处于 63％ 的较低水平。 到 2020 年，发展到 30 多家生产企业，年生产能力约 48 万吨，产量约 32 万吨，开工率 67%。 4 年间能力和 产量迅速增长，起年均增长率分别为 79%和 96%。 宁夏银川正在筹划 的 年产 83 万吨 DME 项目， 计划今年年底投产， 初步决定采用美国空气产品与化学品公司技术。 计划投资 亿元。 宁夏石化集团公司、中煤四达矿业公司、西安交通大学、原化工部第二设计院、中国成达化学工程公司等参与合作。 该项目将由煤炭为起始原料生产 DME。 项目建设将分二个阶段，第一阶段生产 21 万吨 /年，第二阶段再扩增 62 万吨 /年。 由美国贸易发展署出资援助招标、美国福陆公司中标所作的宁夏煤基 DME（一期） 83 万吨／年项目报告已于 2020 年 4月完成， 后 因资金技术问题 项目 尚未 启动。 宁夏煤炭资源丰富，但因为地处西部，且邻省陕西、内蒙古、甘肃等均为富煤省份，煤炭外运十分困难。 宁夏决定大力发展电力和煤化工等产业，建设大型DME 厂是其中一项。 美国政府出资 万美元对该项目给予援助。 表 3 2020 年我国 DME 主要生产厂家及其能力 3 企 业 生产工艺 生产能力（吨 /年） 广东中山凯达有限公司 重庆英力燃化有限公司 江苏昆山化工厂 武汉青江公司 吴县合成化学厂 上海申威气雾剂公司 河南沁阳紫阳乡 河南内乡化工局 无锡新苑化工集团 贵州宏华新能源公司 榆次燃料化工公司 安徽蒙城化肥厂 义乌光阳化工公司 渭河煤化工集团公司 陕西新型燃料燃具公司 山西浑源化肥厂 山东临沂鲁明化工有限公司 湖北田力实业公司 广州广氮集团公司 云南解化集团公司 山东久泰股份有限公司 湖南雪纳新能源有限公司 中国泸天化股份有限公司 中国泸天化股份有限公司 山西潞安 陕西神华 宁夏银川 内蒙古鄂尔多斯市 山东临沂市 两步法 气相脱水 浆态床一步法 两步法 气相脱水 两步法 液相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 浆态床一步法 两步法 液相脱水 固定床一步法 两步法 气相脱水 两步法 液相脱水 两步法 液相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 两步法 气相脱水 古定床一步法 流态床一步法 流态床一步法 流态床一步法 12500（ 94/98 年分期投产） 3000（ 04 年 4 月试产 /已停） 1000（ 91 年 3 月试产） 1500（ 95 年 9 月试产） 1000（ 96 年 7 月试产） 800（ 95 年 3 月试产） 10000（ 04 年 1 月试产） 10000（ 04 年 8 月试产） 10000（ 03 年 5 月试产） 5000（ 05 年 3 月 试 产） 10000（ 04 年 12 月 试 产） 5000（ 04 年 10 月 试 产） 2500（ 98 年 9 月 试 产） 10000（ 05 年 10 月 试 产） 500（ 97 年 6 月 试 产） 5000（ 01 年 1 月 试 产） ★ 5000（ 04 年 12 月 试 产） 1500（ 97 年 9 月 试 产 ，现停产 ） 5000（ 98 年 10 月 试 产） 5000（ 06 年 2 月 试 产） ★ 30000（ 05 年 12 月试产） 30000（ 05 年 11 月投产） 10000（ 03 年 8 月投产） 100000（ 05 年 9 月投产） 150000（筹建中） 202000（筹建中） 830000（筹建中） 1000000（筹建中） 近几年 DME 生产规模较大的有山东临沂鲁明化工有限公司、广东中山精细化工实业有限公司、江苏吴县合成化工厂、江苏昆山化工原料厂、湖南雪纳新能源有限公司、山东久泰科技股份有限公司等企业，年总产量已超过 10 万吨。 国内上述大部分企业生产的 DME 产品主要面向气雾剂市场，到2020 年底为止，我国 DME 的正常生产能力为 1520 万吨 /年。 4 国内市场预测 第一， DME 作为柴油替代燃料 或掺烧汽油市场。 随着国民经济的发展，我国对柴油和汽油的需求量每年增长的幅度不断加大。 统计数据显示，目前柴油的需求量每年的速度增长为 7%，预计到 2020年我国对进口石油的依存度将超过 50%。 尤其是我国环保能源特别是洁净车用燃料一直十分紧缺，因此发展清洁车用燃料成为我国经济高速发展面临的现实问题。 DME 作为柴油替代能源在性能上具有明显的优势，而作为汽油添加剂进行掺烧在理论上证明可以提升汽油的品质，且技术方面不存在难以克服的问题，因此这是一个普遍看好的市场。 第二， DME 混烃燃料市场。 目前我国液化气年消费量在 3500 万～ 4000 万吨，每年约需进口 2020万吨。 DME 作为超洁净能源，与液化气相比在性能上具有显著的优势。 如果用 DME 替代进口液化气，将至少形成约 2020 万吨／年的 DME 需求。 第三， DME 作为 日用化工原料及化工中间体 市场。 DME 除作为燃料以外，主要用于制气雾剂、制冷剂和发泡剂。 DME 进入这一市场的特点是附加值高，因而利润空间极大。 我国早期二甲醚的生产能力很低，只有江苏吴县合成化上厂、武汉硫酸厂等少数几个厂家生产，总产量约为 3000 吨 /年，远远不能满足国内市场的需求，高纯度二甲醚 (%)全部依赖进 口。 近年来，我国在二甲醚液化气、醇醚燃料等方面取得了突破性进展。 其中中科院山西煤化所研制的甲醇制二甲醚催化剂，催化与分离精制工艺，可用于生产燃料级（ 95%一 98%)与化工级 (99%)二甲醚，特别适合于已有甲醇的中小氮肥厂建立中小规模 (100 住一 3000 吨 /年 )的生产装置。 上海石油化工研究院开发成功的二甲醚反应蒸馏新技术，具有过程简单、投资省、消耗低、操作控制容易，不产生废酸、废渣和含酸废水等优点，甲醇单程转化率达 80%85%，选择性大于 %。 化工部西南化工研究院开发的新型民用代用燃料一醇醚燃料，目 前已在河南、山西、贵州、安徽等省建立了 5 套生产装置，其中 4 套为万吨级装置。 广东省中山精细化工实业有限公司采用西南化工研究院开发的甲醇催化转化二步法制二甲醚生产技术建立了 2500 吨 /年生产装置。 生产高纯度二甲醚，产品主要用作气雾剂。 最近，安徽省蒙城县化肥厂也建立了 2500 吨 /年高纯度二甲醚生产装置，产品纯度达 %以上。 山东临沂已经建成 30000 吨 /年二甲醚生产装置，已于 2020 年 10 月份投产，同时也在规划 100 万吨 /年二甲醚的项目。 另外，陕西新型燃料燃具公司开发成功了二甲醚液化气灶 (JZMZ 一 A 型 )， 将大大促进二甲醚作为燃料在我国的推广和普及。 纯度大于 95%的甲醚可作为液体石油气替代燃料，若二甲醚能大规模地生产，显著地降低成本，将能在国内促进二甲醚的消费，目前己在部分地区使用二甲醚，但因技术经济上因生产规模太小而导致生产成本较高，影响其推广应用。 我国石油液化气进口量近年迅速增加， 19%年进口量为 万吨， 1998 年达 477 万吨，预计到 2020 年进口量达 929 万吨， 2020 年将达 1460 万吨。 因此二甲醚作为替代燃料的市场非常广阔。 仅以西南地区的重庆、成都市为例，目前两市的气化率很高，基本上都是用 天然气，两地的餐饮业十分发达， LPG 消耗量极大，由于 DME 清洁燃烧完全、无黑烟、对人体无害，在餐饮业中替代 LPG具有无可比拟的优势。 据保守估计，重庆市的 LPG 需求量在 8 万 /年，成都市的 LPG 需求量在 5 万吨 5 /年，四川省的总需求量在 25 万吨 /年，其市场前景非常乐观。 国外二甲醚市场简况 现状 目前世界上 DME 的生产主要集中在美国、德国、荷兰和日本等国， 2020 年世界总生产能力预计 万吨 /年，产量约 22 万吨，开工率 75%。 国外 DME 的主要生产厂家有美国的 Dupont 公司、荷兰的 AKZO 公司 、德国的 DEA 公司和 UnitedRhine Lignite Fuel 公司等，其中德国 DEA 公司的生产能力最大为 万吨 /年。 二甲醚作为一种新型 、清洁的民用和车用燃料，被看作是柴油或 LPG/CNG 的优秀替代品，其作为燃料的市场血球增长将会非常惊人。 2020 年，全球有 400 万辆 LPG 汽车， 400 万辆乙醇汽车、 100万辆 CNG 汽车，还有部分甲醇汽车。 以美国为例， 2020 年美国使用替代燃料（ LPG 和 CNG）的汽车为 42 万辆，预计 2020 年为 330 万辆。 目前美国替代燃料消费量折合当量汽油约为 100 万吨（ 352 106 加仑当量汽油 ），约占当年全部燃料消费量的 %。 如果美国代用燃料的比例提高到 5%，起需求量将达到 2500 万吨，可见替代燃料的市场前景是相当可观的 [20]。 亚洲地区是世界上柴油消费增长最快的地区，据国外研究机构预测，二甲醚作为替代燃料， 2020年亚洲地区的年需求量达 4000 万吨，可见，由于二甲醚具有其它替代燃料不可比拟的优势，将会成为柴油的主要替代燃料，具有难以估量的市场前景。 由于二甲醚的市场需求潜力十分巨大，在世界范围内，其建设已经成为热点项目，一些大型的二甲醚装置已在积极筹建之中（见表 14），如果这些项目到 2020 都建成投产将新增二甲醚生产能力 793万～ 893 万吨。 届时世界二甲醚总能力将达到 1082 万～ 1182 万吨 国外己有建设大型工业化 DME 装置的计划。 日本东洋工程公司（ TEC）完成建设单系列 250 万吨 /年 DME 装置的可行性验证。 采用天然气生产甲醇再转化成 DME 的二步法路线，以中东低价天然气为原料，生产 DME 的成本为 100~120 美元 /吨。 意味着 DME 作为清洁燃料可与 LPG 相竞争， DME与 LPG 相似，易于贮存在现有的 LPG 终端和用船舶运输。 TEC 的流程组合 MFRZ 甲醇工艺和采用专利铝 基催化剂的脱水新技术。 装置设计为 10000 吨 /天甲醇设施，可提供 7000~8000 吨 /天 DME 反应器进料。 总费用约 亿美元，比单独建设甲醇装置仅高约 10%。 已 于 2020 年建成。 BP 公司、印度天然气管理局、印度石油公司合作投资 6 亿美元（各持股 50%、 24%、 24%）计划建设商业规模的 DME 生产厂，建设工作 已 于 2020 年开始。 拟采用托普索公司 DME 合成技术，利用24 亿立方米天然气，年生产 DME180 万吨，用以替代石脑油、柴油和 LPG。 已 于 2020 年 元月 投产，2020 年向外供应 DME。 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各持股 25%）成立的合资公司将在澳大利亚建设大规模 DME 装置。 年生产 DME140240 万吨，于 2020 年投产 ， 产品销往日本和东南亚市场。 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 DME 装置工程设计， JEE 公司 6 是工程和钢铁控股公司， 2020 年由川崎钢铁和 NKK 公司联合而成。 J。