年产80万吨二甲醚工程(ⅰ期)可行性研究报告(编辑修改稿)

年产80万吨二甲醚工程(ⅰ期)可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

二甲醚特性 二甲 醚 （ DME）是一 种 新型的清 洁 能源，具有替代石油和天然气 产品的潜力。 在室温下是无色气体，在 为 液体，无腐 蚀 性和致癌性。 国 际 上称之 为 21 世 纪洁净 燃料，化学式 为 CH3OCH3，分子 结 构中只有 CH、 CO键 ，没有 CC键 ，其特性与液化石油气十分相似。 十六 烷值 高达 55 以上。 燃 烧时 无黑烟。 释 放的二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物极少，符合 绿 色能源的要求。 二甲 醚 主要特性 见 下表。 二甲 醚 主要特性 分子式 CH3OCH3 分子重量 物理性质 气体易于液化，火焰无色 沸点 ℃ 熔点 ℃ 燃点 ℃ 液体密度 临界温度 ℃ 自燃温度 350℃ 爆炸极限 Vol： % 燃烧热 1455kJ/mol 蒸发热 ～ 60 可溶于：水、汽油、 CCl苯、氯苯、丙酮、乙酸甲脂 化学工业第二设计院 新疆广汇二甲醚工程（Ⅰ 期） Second Design institute of Chemical Industry 可行性研究报告 本文件包含化学工业第二设计院技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 16 二甲醚产品用途 今天世界上消耗的二甲醚主要是作为气雾推进剂中氟氯碳的一种替代品 (用于带喷嘴的化妆品，涂料和农业化学药品的罐装容器中 )。 也作为化工原料，用来生产硫酸二甲酯 ,聚甲基苯和高纯度氮， N二甲基苯胺和其他化学物的甲基试剂。 另外，它还作为清洗剂，用于高精密仪器（电子仪器）表面的清洗。 所有这些用途都需要高纯度的二甲醚。 因此，现在生产的所有的二甲醚，其纯度几乎都超过 99wt%。 本工程生产的为“燃料级二甲醚”，将主要作为替代柴油的“车用燃料”与替代 LPG 的“民用燃料”。 作为“民用燃料（气体燃料）”其纯度必需≥ 98wt%；作为“车用燃料（液体燃料）”其纯度可适当降低。 但是，将来有可能作发展其他用途，在本章节将简要的讨 论所有的用途。 车用燃料 90 年代以来，我国的汽车业发展很快，年均增长率为 %。 随着机动车数量的增加，我国石油出口国变为一个石油进口国。 但机动车用石油基燃 料会造成环境污染。 中国面临着严重的污染问题，尤其是在大城市。 为了解决这些问题，世界范围内都在研究开发未来汽车代用燃料。 相比来说，常规发动机代用燃料的 LPG、 LNG和甲醇等正在进行发动机点火的示范测试，因为他们的十六烷值低于 10，只适合于点燃式发动机。 二甲醚具有较高的十六烷值及很好的压缩性，非常适合压燃式发动机。 结果显示出二甲醚是一种理想的新型燃料，可以替代柴油发动机。 试验指出，汽车使用二甲醚和使用石油燃料相比，使用二甲醚的汽车将大大降低污染物的排放，尾气不需催化转化处理能够满足国家的排放标准。 另外，二甲 醚发动机的噪音水平比石油燃料发动机的低。 下表提供了二甲醚机动车燃料和柴油燃料的特性比较。 二甲醚和柴油的主要物理特性比较 名 称 二甲醚 柴油 化学式 CH3OCH3 CXHY 分子重量 190~220 沸点 (℃ ) 180~360 液体密度 (g/cm3) 化学工业第二设计院 新疆广汇二甲醚工程（Ⅰ 期） Second Design institute of Chemical Industry 可行性研究报告 本文件包含化学工业第二设计院技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 17 理论空气燃料比率 十六烷值 55~60 40~55 蒸气化潜热 (kJ/kg) 460 290 低热值 MJ/kg 自燃温度 (℃ ) 235 250 粘结性 (cp) 44~54 碳 (%) 氢 (%) 氧 (%) 0 二甲醚经研究指出，二甲醚作为马达机动车燃料使它成为一种代替柴油的理想的新型燃料，因为：  二甲醚的十六烷值比柴油高（ 55~60）  自燃温度低  在燃烧期间产生的碳质烟雾排放物极少  对金属无腐蚀  在用于石油燃烧系统时，无需专门的材料要求  具有高能量，低噪音，而且在燃烧时无颗粒释放物，因此二甲醚可以满足柴油机的环保要求。 1997年以来，西安交通大学在“福特 —— 中国研究发展基金”的支持下 ，开展了直喷式柴油机燃用二甲醚的性能和排放研究，结果指出二甲醚发动机具有：  单位功率比柴油发动机高 10~15%  较高的热效率 （高 2~3%）  低噪音 （低 10~15dB）  超低的废气排放量，如：氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物比柴油发动机用常规燃料的排放量都低，相应为 30%、 40%、 50%。 这说明使用二甲醚可以满足欧洲和加利福尼亚的超低排放值（ ULEV），这是在世界上最严格的标准。 下表提供了用二甲醚柴油发动机释放量和 ULEV释放标准值的比较。 二甲醚发动机和 ULEV 释放值的比较 ULEV 二甲醚发动机试验的 释放值 NMHC (包括甲烷 ) CO NOx +HC PM HC CO 二甲醚发动机还能够满足欧洲Ⅱ标准的排放要求，我国在 20xx 年 化学工业第二设计院 新疆广汇二甲醚工程（Ⅰ 期） Second Design institute of Chemical Industry 可行性研究报告 本文件包含化学工业第二设计院技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 18 9 月已经采用了该标准。 下表是欧洲Ⅱ标准和二甲醚柴油发动机排放量的比较。 二甲醚发动机排放值和 欧洲 Ⅱ 的排放要求的比较 欧洲Ⅱ标准 二甲醚发动机试验排放值 全部 HC CO NOX PM ECE R49 排放 （ g/kWh） 研究表明，二甲醚的十六烷值 55~60，自燃温度低，而且二甲醚为含氧化合物，含有 %的氧，燃烧后生成的碳烟少，对金属无腐蚀性、对燃油系统的材料没有特殊要求。 而且，二甲醚发动机的功率高于柴油机，可降低噪音，实现无烟燃烧，符合环保要求，是理想的柴油代用燃料。 目前西安交通大学已在中型客车上成功地进行了行车试验，效果十分显著。 二甲醚作为柴油发动机洁净燃料，除建立二甲醚规模化大型生产装置，还需要建立与之配套的基础设施，如储运站、加油站、二甲醚发动机生产基地等，需要得到国家的重视和支 持，同时还需要一个市场化的过程。 二甲醚氧化偶联后可合成十六烷值 60～ 100 的燃料添加剂，该添加剂常温下可以与柴油以任何比例相溶，可以配成十六烷值 41～ 57 的燃料。 在我国发展超低排放的二甲醚是利国利民、实现可持续发展战略的一件大事，前景十分广阔。 为此，原机械工业部副部长，现中国内燃机协会理事长季守仁等三十多位业内专家联合提出了《关于我国发展超低排放二甲醚汽车建议书》。 据报道，日本三菱燃气化学、三菱重工、日挥、伊滕忠商事四家公司成立一家名为“日本 DME 公司”联合公司，注册资金一亿日元，就发展新一代燃料二甲 醚（ DME）展开可行性调查。 四家公司计划于20xx 年在澳大利亚西部批量生产二甲醚，返回日本作为洁净燃料。 20xx年末，全国设市城市 660 个，城市人口 33805 万人。 城市用气人口 25929 万人，燃气普及率 %，液化气供应总量 1125 万吨。 由于二甲醚有与液化石油气相似的物理性质，同时又具有完全燃 化学工业第二设计院 新疆广汇二甲醚工程（Ⅰ 期） Second Design institute of Chemical Industry 可行性研究报告 本文件包含化学工业第二设计院技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 19 烧及污染物少等因素。 二甲醚作为新型民用洁净燃料，具有巨大潜力在市场上销售。 它可以在国内市场及还没有使用 LPG 的中小城市中作为 LPG的替代品，以弥补国内 LPG的不足。 二甲醚与 LPG 的比较 名称 二甲醚 LPG 摩尔质量 60℃下的蒸气压力， MPa 液体密度（ g/cm3） 低热值 (kJ/kg) 28840 45760 爆炸下限 (%) 理论空气量 完全燃烧时最大理论烟雾量 (N0x， 以 NO2计， g/m3) 理论火焰温度 (℃ ) 2061 2055 自燃温度 (℃ ) 235 250 燃料级二甲醚的纯度一般为 98%，其余为甲醇、 C3C4 烃、水。 这可保证瓶装 二甲醚（液化气）在通常室温下烧尽。 二甲醚 40℃时的蒸汽压仅为 ，比 LPG 要求在 ℃时蒸气压低于 ，符合液化石油气要求（ GB 11174－ 89）。 因此， LPG气瓶、槽罐车、灌装站、均可用于二甲醚。 中国科学院山西煤化所在国内外首先提出二甲醚作为民用燃料，于 1995年在陕西西安新燃料及燃具公司建立 500吨 /年二甲醚试验厂。 采用 DME配套灶具和 LPG 钢瓶，在用户中使用正常。 二甲醚的低热值为 LPG 的 63%，但 LPG 为 C3C4（ C5）的混合物，开瓶气与瓶底气组成不同，平均热效 率偏低（ 55%），而二甲醚为化合物，自始至终组成恒定，可均衡保证较高的热效率（ 60%），另外国产LPG多数带残液（每瓶 12kg），再考虑到 DME 燃烧无黑烟，不黑锅底，在 DME 燃料不能做到优质优价时，将上述因素结合起来考虑，二甲醚和 LPG的当量比取 ： 1较为合理。 在室内开或关门窗，及用或不用抽油烟机等不同条件下进行二甲醚燃烧试验，经陕西省燃气用具质量监督站，陕西省环境监测中心站等检测。 检测结果表明：“在着火性能、燃烧工况、热负荷、热效率、烟气成份等方面符合煤气灶 CJ483 的技术指标”；“二 甲醚燃料及其配套燃具在正常使用条件下对人体不会造成伤害，对空气不构成污染”； 化学工业第二设计院 新疆广汇二甲醚工程（Ⅰ 期） Second Design institute of Chemical Industry 可行性研究报告 本文件包含化学工业第二设计院技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 20 “该燃料在使用配套的燃具燃烧后，室内空气中甲醇、甲醛及一氧化碳残留量均符合国家居住区大气卫生标准及居室空气质量标准”。 因此，二甲醚作为民用燃料具有以下优点： 178。 二甲醚在室温下可以液化，气瓶压力符合现有液化石油气要求，可以用现有液化石油气罐盛装，确保储运安全。 178。 DME 与 LPG 一样，同属气体类燃料，使用方便，不用预热，随用随开。 178。 二甲醚组成稳定，无残液，可确保用户有效使用。 178。 二甲醚比 LPG 具有更好的燃烧特性，在燃烧时不会产生不 安全的气体。 178。 燃料级二甲醚（ DME≥ 98%）可用于民用，在运输、储存和使用期间不会影响其性能，不会危害环境，安全可靠。 178。 同品级的 DME 灶与 LPG灶价格相同，若需用 LPG 旧灶改装，估计每个炉子只需花费 1元人民币。 二甲醚作为民用燃料，每吨二甲醚可满足 5户 4 口之家（相当于20 人）一年的用量（低标准）。 那么 210， 000吨的二甲醚可以满足约4 百万人的用气需求。 这项具有前景的实验结果增加了美国、日本和丹麦公司对二甲醚的兴趣。 在 DME 也可在饭店替代 LPG。 新疆自治区有约 3， 500 家饭店，共用 LPG 约 20， 000 吨。 在居民煤气灶上进行的二甲醚燃烧试验同样可以应用在饭店的煤气灶上。 在该用途中，用二甲醚替代 LPG 使用时，结果不应该出现技术或环境、健康和安全方面的问题。 从二甲醚消费领域看，气雾剂推进 剂 是二甲醚的主要用途。 20 世纪 60 年代以来，气雾剂产品以其特有的包装特性，深受消费者欢迎，以前气雾剂产品大量使用氟氯烷作抛射剂（推进剂），由于使用时氟氯烷全部释放到大气，对大气臭氧层造成严重破坏，从而影响人类健康、动植物生长和地球生态环境，因此，世界各国都在致力于寻找氟氯烷的替代品，我国 从 1998 年起禁止气雾剂中使用。