年產(chǎn)20萬噸甲醇合成二甲醚的工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 氣相脫水 兩步法 液相脫水 兩 步法 氣相脫水 12500（ 94/98 年分期投產(chǎn)） 3000（ 04 年 4 月試產(chǎn) /已停） 1000（ 91 年 3 月試產(chǎn)） 1500（ 95 年 9 月試產(chǎn)） 1000（ 96 年 7 月試產(chǎn)） 5 威氣霧劑公司 河南沁陽紫陽鄉(xiāng) 河南內(nèi)鄉(xiāng)化工局 無錫新苑化工集團(tuán) 貴州宏華新能源公司 榆次燃料化工公司 安徽蒙城化肥廠 義烏光陽化工公司 渭河煤化工集團(tuán)公司 陜西新型燃料燃具公司 山西渾源化肥廠 山東臨沂魯明化工有限公司 湖北田力實(shí)業(yè)公司 廣州廣氮集團(tuán)公司 云南解化集團(tuán)公司 山東久泰股份有限公司 湖南雪納新能源有限公司 中國瀘天化股份有限公司 中國瀘天化股份有限公司 山西潞安 陜西神華 寧夏銀川 內(nèi)蒙古鄂爾多斯市 山東臨沂市 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 漿態(tài)床一步法 兩步法 液相脫水 固定床一步法 兩步法 氣相脫水 兩步法 液相脫水 兩步法 液相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 古定床一步法 流態(tài)床一步法 流態(tài)床一步法 流態(tài)床一步法 800（ 95 年 3 月試產(chǎn)） 10000（ 04 年 1 月試產(chǎn)） 10000（ 04 年 8 月試產(chǎn)） 10000（ 03 年 5 月試產(chǎn)） 5000（ 05 年 3 月試產(chǎn)） 10000（ 04 年 12 月試產(chǎn)） 5000（ 04 年 10 月試產(chǎn)） 2500（ 98 年 9 月試產(chǎn)） 10000（ 05 年 10 月試產(chǎn)） 500（ 97 年 6 月試產(chǎn)） 5000（ 01 年 1 月試產(chǎn)） ★ 5000（ 04 年 12 月試產(chǎn)） 1500（ 97 年 9 月試產(chǎn)，現(xiàn)停產(chǎn)） 5000（ 98 年 10 月試產(chǎn)） 5000（ 06 年 2 月試產(chǎn)） ★ 30000（ 05 年 12 月試產(chǎn)） 30000（ 05 年 11 月投產(chǎn)） 10000（ 03 年 8 月投產(chǎn)） 100000（ 05 年 9 月投產(chǎn)） 150000（籌建中） 20xx00（籌建中） 830000（籌建中） 1000000（籌建中） 近幾年 DME生產(chǎn)規(guī)模較大的有山東臨沂魯明化工有限公司、廣東中山精細(xì)化工實(shí)業(yè)有限公司、江蘇吳縣合成化工廠、江蘇昆山化工原料廠、湖南雪納新能源有限公司、山東久泰科技股份有限公司等企業(yè)，年總產(chǎn)量已超過 20 萬噸。國內(nèi)上述大部分企業(yè)生產(chǎn)6 的 DME產(chǎn)品主要面向氣霧劑市場(chǎng)，到 20xx年底為止，我國 DME的正常 生產(chǎn)能力為 1525萬噸 /年。 國內(nèi)市場(chǎng)預(yù)測(cè) 第一， DME作為柴油替代燃料或摻燒汽油市場(chǎng)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國對(duì)柴油和汽油的需求量每年增長的幅度不斷加大。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前柴油的需求量每年的速度增 長為 7%，預(yù)計(jì)到 20xx 年我國對(duì)進(jìn)口石油的依存度將超過 50%。尤其是我國環(huán)保能源特別是潔凈車用燃料一直十分緊缺，因此發(fā)展清潔車用燃料成為我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展面臨的現(xiàn)實(shí)問題。 DME作為柴油替代能源在性能上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，而作為汽油添加劑進(jìn)行摻燒在理論上證明可以提升汽油的品質(zhì)，且技術(shù)方面不存在難以克服的問 題，因此這是一個(gè)普遍看好的市場(chǎng)。 第二， DME混烴燃料市場(chǎng)。目前我國液化氣年消費(fèi)量在 3500 萬～ 4000 萬噸，每年約需進(jìn)口 20xx 萬噸。 DME作為超潔凈能源，與液化氣相比在性能上具有顯著的優(yōu)勢(shì)。如果用 DME替代進(jìn)口液化氣，將至少形成約 20xx 萬噸／年的 DME需求。 第三， DME作為日用化工原料及化工中間體市場(chǎng)。 DME除作為燃料以外，主要用于制氣霧劑、制冷劑和發(fā)泡劑。 DME進(jìn)入這一市場(chǎng)的特點(diǎn)是附加值高，因而利潤空間極大。 我國早期二甲醚的生產(chǎn)能力很低，只有江蘇吳縣合成化上廠、武漢硫酸廠等少數(shù)幾個(gè)廠家生產(chǎn)，總產(chǎn) 量約為 3000 噸 /年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場(chǎng)的需求，高純度二甲醚(%)全部依賴進(jìn)口。近年來，我國在二甲醚液化氣、醇醚燃料等方面取得了突破性進(jìn)展。其中中科院山西煤化所研制的甲醇制二甲醚催化劑，催化與分離精制工藝，可用于生產(chǎn)燃料級(jí)（ 95%一 98%)與化工級(jí) (99%)二甲醚，特別適合于已有甲醇的中小氮肥廠建立中小規(guī)模 (10 的生產(chǎn)裝置。上海石油化工研究院開發(fā)成功的二甲醚反應(yīng)蒸餾新技術(shù)，具有過程簡單、投資省、消耗低、操作控制容易，不產(chǎn)生廢酸、廢渣和含酸廢水等優(yōu)點(diǎn)，甲醇單程轉(zhuǎn)化率達(dá) 80%85%，選擇性大于 %。化工部西南化工研究院開發(fā)的新型民用代用燃料一醇醚燃料，目前已在河南、山西、貴州、安徽等省建立了 5 套生產(chǎn)裝置，其中 4 套為萬噸級(jí)裝置。廣東省中山精細(xì)化工實(shí)業(yè)有限公司采用西南化工研究院開發(fā)的甲醇催化轉(zhuǎn)化二步法制二甲醚生產(chǎn)技術(shù)建立了 2500 噸 /年生產(chǎn)裝置。生產(chǎn)高純度二甲醚，產(chǎn)品主要用作氣霧劑。最近，安徽省蒙城縣化肥廠也建立了 2500 噸 /年高純度二甲醚生產(chǎn)裝置，產(chǎn)品純度達(dá) %以上。山東臨沂已經(jīng)建成 30000 噸 /年二甲醚生產(chǎn)裝置，已7 于 20xx 年 10 月份投產(chǎn)，同時(shí)也在規(guī)劃 100 萬噸 /年二甲醚的項(xiàng)目。另外 ，陜西新型燃料燃具公司開發(fā)成功了二甲醚液化氣灶 (JZMZ一 A 型 )，將大大促進(jìn)二甲醚作為燃料在我國的推廣和普及。 純度大于 95%的甲醚可作為液體石油氣替代燃料，若二甲醚能大規(guī)模地生產(chǎn)，顯著地降低成本，將能在國內(nèi)促進(jìn)二甲醚的消費(fèi)，目前己在部分地區(qū)使用二甲醚，但因技術(shù)經(jīng)濟(jì)上因生產(chǎn)規(guī)模太小而導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，影響其推廣應(yīng)用。我國石油液化氣進(jìn)口量近年迅速增加， 19%年進(jìn)口量為 萬噸， 1998 年達(dá) 477 萬噸，預(yù)計(jì)到 20xx 年進(jìn)口量達(dá) 929 萬噸， 20xx 年將達(dá) 1460 萬噸。因此二甲醚作為替代燃料的市場(chǎng)非常廣闊。 僅以西南地區(qū)的重慶、成都市為例，目前兩市的氣化率很高，基本上都是用天然氣，兩地的餐飲業(yè)十分發(fā)達(dá)， LPG 消耗量極大，由于 DME清潔燃燒完全、無黑煙、對(duì)人體無害，在餐飲業(yè)中替代 LPG 具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。據(jù)保守估計(jì)，重慶市的 LPG 需求量在 8 萬 噸 /年，成都市的 LPG 需求量在 5 萬噸 /年，四川省的總需求量在 25 萬噸 /年，其市場(chǎng)前景非常樂觀。 國外二甲醚市場(chǎng)簡況 現(xiàn)狀 目前世界上 DME的生產(chǎn)主要集中在美國、德國、荷蘭和日本等國， 20xx 年世界總生產(chǎn)能力預(yù)計(jì) 萬噸 /年，產(chǎn)量約 22 萬噸，開工率 75%。 國外 DME的主要生產(chǎn)廠家有美國的 Dupont 公司、荷蘭的 AKZO 公司、德國的 DEA公司和 UnitedRhine Lignite Fuel 公司等，其中德國 DEA 公司的生產(chǎn)能力最大為 萬噸 /年。 二甲醚作為一種新型、清潔的民用和車用燃料，被看作是柴油或 LPG/CNG 的優(yōu)秀替代品，其作為燃料的市場(chǎng)血球增長將會(huì)非常驚人。 20xx 年，全球有 400 萬輛 LPG 汽車， 400 萬輛乙醇汽車、 100 萬輛 CNG 汽車，還有部分甲醇汽車。以美國為例， 20xx 年美國使用替代燃料（ LPG 和 CNG）的汽車為 42 萬輛，預(yù)計(jì) 20xx 年為 330 萬輛。 目前美國替代燃料消費(fèi)量折合當(dāng)量汽油約為 100 萬噸（ 352106 加侖當(dāng)量汽油），約占當(dāng)年全部燃料消費(fèi)量的 %。如果美國代用燃料的比例提高到 5%，起需求量將達(dá)到2500 萬噸，可見替代燃料的市場(chǎng)前景是相當(dāng)可觀的 [20]。 亞洲地區(qū)是世界上柴油消費(fèi)增長最快的地區(qū)，據(jù)國外研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，二甲醚作為替代燃料， 20xx 年亞洲地區(qū)的年需求量達(dá) 4000 萬噸，可見，由于二甲醚具有其它替代燃8 料不可比擬的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)成為柴油的主要替代燃料，具有難以估量的市場(chǎng)前景。 由于二甲醚的市場(chǎng)需求潛力十分巨大，在世界范圍內(nèi) ，其建設(shè)已經(jīng)成為熱點(diǎn)項(xiàng)目，一些大型的二甲醚裝置已在積極籌建之中（見表 ），如果這些項(xiàng)目到 20xx 都建成投產(chǎn)將新增二甲醚生產(chǎn)能力 793 萬～ 893 萬噸。屆時(shí)世界二甲醚總能力將達(dá)到 1082 萬～ 1182萬噸 。 國外己有建設(shè)大型工業(yè)化 DME裝置的計(jì)劃。日本東洋工程公司（ TEC）完成建設(shè)單系列 250 萬噸 /年 DME裝置的可行性驗(yàn)證。采用天然氣生產(chǎn)甲醇再轉(zhuǎn)化成 DME的二步法路線，以中東低價(jià)天然氣為原料，生產(chǎn) DME的成本為 100~120 美元 /噸。意味著DME作為清潔燃料可與 LPG 相競(jìng)爭， DME與 LPG 相似，易于貯存在現(xiàn) 有的 LPG 終端和用船舶運(yùn)輸。 TEC 的流程組合 MFRZ甲醇工藝和采用專利鋁基催化劑的脫水新技術(shù)。裝置設(shè)計(jì)為 10000 噸 /天甲醇設(shè)施，可提供 70008000 噸 /天 DME反應(yīng)器進(jìn)料。總費(fèi)用約 億美元，比單獨(dú)建設(shè)甲醇裝置僅高約 10%。已于 20xx 年建成。 BP 公司、印度天然氣管理局、印度石油公司合作投資 6 億美元（各持股 50%、 24%、24%）計(jì)劃建設(shè)商業(yè)規(guī)模的 DME生產(chǎn)廠，建設(shè)工作已于 20xx 年開始。擬采用托普索公司 DME合成技術(shù)，利用 24 億立方米天然氣，年生產(chǎn) DME180 萬噸，用以替代石腦油、柴油和 LPG。已于 20xx 年元月投產(chǎn)， 20xx 年向外供應(yīng) DME。 日本財(cái)團(tuán)（三菱瓦斯化學(xué)公司、日揮公司、三菱重工公司和伊藤忠商事各持股 25%）成立的合資公司將在澳大利亞建設(shè)大規(guī)模 DME裝置。年生產(chǎn) DME140240 萬噸，于 20xx年投產(chǎn)，產(chǎn)品銷往日本和東南亞市場(chǎng)。 9 表 籌建中的二甲醚裝置（不完全統(tǒng)計(jì)） 單位：萬噸 /年 公司名稱 生產(chǎn)能力 建設(shè)地點(diǎn) 投產(chǎn)日期 日本財(cái)團(tuán)（三菱瓦斯化學(xué)、日揮、三菱重工） ～ 澳大利亞（間接一步法） 20xx 年 日本東洋工程公司 250 中東（二步法） 20xx～ 20xx 某公司在伊朗建設(shè) 80 伊朗 Zagros 20xx 年規(guī)劃 日本鋼管公司等 8 家 170 西澳大利亞（ NG 一步法） 20xx 年開始規(guī)劃 日本三菱瓦斯化學(xué)（ MGC） 150 澳大利亞 道達(dá)爾菲納埃爾夫公司和日本 8 家公司合作 80 小計(jì) ～ 世界 20xx 年已有能力 20xx 年合計(jì)能力 ～ 日本千代田和石川島播磨重工公司聯(lián)合為日本 JEE控股公司進(jìn)行 DME裝置工程設(shè)計(jì)， JEE公司是工程和鋼鐵控 股公司， 20xx 年由川崎鋼鐵和 NKK 公司聯(lián)合而成。 JEE公司將在海外建設(shè)大規(guī)模 DME裝置，于 20xx 年建成。該裝置將采用 JEE工藝從合成氣間接生產(chǎn) DME。 JEE工藝 DME裝置可使用天然氣、烴類和生物質(zhì)作為原料。 國外市場(chǎng)預(yù)測(cè) 目前，世界上二甲醚的總生產(chǎn)能力約為 700 萬噸 /年，主要生產(chǎn)廠家有杜邦公司，德國聯(lián)合萊因褐煤燃料公司，德國漢堡 DMA 公司，荷蘭阿克蘇公司，日本和我國臺(tái)灣省等。早期的二甲醚主要用作甲基化試劑用于生產(chǎn)硫酸二甲酷， 1986 年西歐生產(chǎn)的約 2 萬噸二甲醚，有 9000 噸用于生產(chǎn)硫酸二甲酷。 隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，二甲醚在氣溶膠推進(jìn)劑方面的用量逐年增加， 1990 年歐洲生產(chǎn)的 噸二甲醚，其中約有 萬噸用于10 氣溶膠工業(yè)，其它用作中間體。目前世界二甲醚的產(chǎn)量約為 600 萬噸 /年，預(yù)計(jì)到 20xx年需求量可突破 1100 萬噸 /年。 當(dāng)前世界各國都在注重二甲醚作為替代燃料的研究，屆時(shí)二甲醚的需求量將大大增加。日本一個(gè)開發(fā)合成二甲醚技術(shù)的國家計(jì)劃已經(jīng)展開， NKK 公司、太平洋碳鋼公司和住友金屬工業(yè)公司將利用通產(chǎn)省提供的資金 (18 億日元 )進(jìn)行相關(guān)的研究與開發(fā)工作，目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種方法通過用煤氣和最新開發(fā)的催化劑 直接合成低成本的二甲醚。去年印度石油公司、煤氣權(quán)力公司和石油研究院已經(jīng)與阿莫科印度開發(fā)公司簽署了開發(fā)和銷售二甲醚作為多用途燃料的協(xié)議，使二甲醚商業(yè)化并提供技術(shù)，目前正著手可行性研究。阿莫科公司已與丹麥托普索公司（ Haldor Topsoe）簽訂了進(jìn)一步開發(fā)二甲醚技術(shù)的協(xié)議。最近日本有人撰文探討二甲醚作為清潔燃料替代柴油，對(duì)二甲醚的價(jià)格和燃料的性能跟柴油和汽油作比較，認(rèn)為直接合成二甲醚法在今后的實(shí)際應(yīng)用中沒有問題，且成本方面具有較大競(jìng)爭力。美國的有關(guān)試驗(yàn)也證明，二甲醚作為柴油車燃料可以滿足嚴(yán)格的 1988年美國 加利福尼亞超低排放交通工具法規(guī)的要求，經(jīng)濟(jì)上也很合理。 從二甲醚及柴油的消耗結(jié)果表明，按能耗計(jì)，低功率下，二甲醚消耗高于柴油，但在較高功率時(shí)，二者是相近的。用二甲醚作為汽油添加劑比其它醚類化合物具有更高的O/CH 值，即二甲醚的含氧量高，可以使汽油燃燒更加完全。且在某種程度上可以提高汽油的汽化效率，降低汽油的凝固點(diǎn)。據(jù)資料介紹，美國己將二甲醚添加到航空煤油中，這大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率且效果很好。目前日本和印度都研究在中東建設(shè)大型二甲醚裝置，將二甲醚運(yùn)回國內(nèi)作發(fā)電燃料的可行性，其它許多發(fā)達(dá)國家都在進(jìn)行二甲醚作為替代燃料的研究