(优秀可研推荐)宁夏某化工年产20万吨焦炉气制甲醇项目可行性研究报告

宁夏宝丰能源有限公司年产20万吨焦炉气制甲醇项目可行性研究报告公司二七年三月目录1总论11概述111项目名称及主办单位112项目主办单位基本情况113项目提出的背景和投资的必要性114编制依据115项目研究范围12初步结论121项目概况和简要结论122存在的主要问题和建议123甲醇项目主要技术经济指标2产品市场分析预测21产品性质及用途22市场预测分析23目标市场及及竞争力分析3产品方案及生产规模31产品方案32生产规模33年操作日34产品质量指标35全厂工艺流程及物料平衡4工艺技术方案41概述42空分43压缩44转化45脱硫46甲醇合成47甲醇精馏48仪表和自动控制49附工艺装置设备一览表5主要原材料及动力供应51原料及燃料的供应52主要辅助材料规格、来源及用量6建厂条件和厂址初步方案61建厂条件62厂址选择7公用工程和辅助设施方案71总图运输72给排水73供电及电信74供热和自备电站75固体原料、产品贮运及机械化运输76外管77采暖通风及空气调节78土建79机、电、仪三修710分析化验8节能与节水81概述82能耗指标及分析83工艺生产节能技术84工艺生产节水措施9环境保护91建设地区环境概况92现有工程概况93设计采用的环境保护标准94工程内容及流程简述95主要污染源及污染物96环境保护措施97工程环境影响分析98绿化99环保投资概算910存在问题及建议10劳动安全卫生和消防101劳动保护与安全卫生102消防11企业组织和劳动定员111工厂制度112企业组织及定员12项目实施规划121建设周期122各阶段实施规划设想13投资估算131编制依据132费用依据及取费标准133建设投资比例分析134投资估算表14财务评价141基础数据142资金来源及使用143生产成本估算144固定资产折旧和无形及递延资产摊销145销售收入及税金146利润总额及分配147财务效益测算148财务评价结论附图1、空分工艺流程图（一）、（二）2、焦炉气压缩工艺流程图3、转化工艺流程图4、气柜及电除尘工艺流程图5、NHD脱硫工艺流程图6、甲醇合成工艺流程图7、甲醇精馏工艺流程图8、全厂水量平衡图9、全厂蒸汽平衡图（正常工况）10、总平面布置图11、区域位置图1总论11概述本项目利用宁夏宝丰能源有限公司年产200万吨焦碳外供的焦炉气，以焦炉气为原料生产20万吨/年甲醇。项目承办单位为宁夏宝丰能源有限公司。111项目名称及主办单位项目名称以焦炉气为原料合成甲醇项目主办单位宁夏宝丰能源有限公司地址宁夏宁东能源化工基地宝丰能源循环经济项目区112项目主办单位基本情况本项目位于宁夏宁东能源化工基地宝丰能源循环经济项目区，项目地理位置在宁夏回族自治区灵武市横山堡乡。距银川市35KM，距灵武市20KM。宁夏宝丰投资集团有限公司位于宁夏回族自治区首府银川市，成立于2004年2月，是以宁夏燕宝建材实业有限公司、宁夏燕宝房地产开发有限公司、宁夏商业物流中心（有限公司）、宁夏宝丰能源有限公司、陕西洪城石油化工有限公司、宁夏博泰隆石油有限公司等生产和流通企业为基础组建的控投性投资公司。注册资本人民币56亿元。根据集团公司确定的“依托商贸流通作大、基于仓储物流夯实、通过房产开发提升、介入资源开发作强”的发展战略，经过资产整合和业务开拓，宝丰投资集团的各项业务得到了较快的发展。目前集团业务涉足石油加工、成品油贸易、房地产、煤炭、能源、重化工开发等多个领域，是宁夏最大的民营综合型企业集团之一。截至2004年末，集团公司总资产达到1847亿元，其中固定资产1102亿元，负债762亿元，净资产1085亿元，资产负债率4126；2004年集团公司累计销售收入1154亿元，利税总额172亿元，净利润091亿元。宝丰投资集团必将为加快我国中西部地区的经济繁荣，保障沿海地区的能源供给，为中国能源事业可持续健康发展，做出更大贡献。1131项目提出的背景该项目区由年产240万吨煤矿、年生产能力400万吨洗煤厂、年产200万吨焦炭装置、年产60万吨甲醇（一期20万吨焦炉气制甲醇）装置、年处理能力15万吨焦油深加工装置、年处理能力60万吨焦油加氢裂化装置、年处理能力10万吨丙烯分离装置、年生产能2万吨添加剂装置以及与之配套的5210吨/时循环流化床锅炉和100MW的余热发电机组等辅助装置及公用工程组成。年产200万吨焦化装置，每年可副产85亿方焦炉气，除焦炉自身消耗外，还剩余4亿方，完全可满足年产20万吨甲醇装置原料的需要。1132项目投资的必要性和意义宁夏宝丰能源有限公司是一家以采煤、煤焦化生产为主的现代化企业，在这种背景下，结合市场经济、环境等因素，采用焦炉气来生产市场前景好的甲醇产品，使焦化工程成为既环保又有经济效益的项目。充分利用炼焦富产的焦炉气生产高附加值、不污染环境的甲醇产品是一项十分有益的投资项目。对于煤焦化行业的深加工、循环经济可持续发展十分有利。焦炉气是焦炭生产过程中煤干馏出来的气体，干馏温度为550，经过焦化公司的冷凝鼓风、电捕焦油、脱硫、脱氨、脱苯等工艺后的焦炉气含有大量的氢气、甲烷和少量的多碳烷、烯烃及惰性气氮气和硫化物。利用焦炉气制取甲醇是炼焦厂富产焦炉气综合利用深加工开发的先进技术，是利用焦炉气经济效益最好的工艺方法之一。为了降低甲醇生产成本及寻找更廉价的原料，现在人们又把目光投向了焦炉气。建设一套焦炉气制甲醇比煤气化制甲醇同样规模一次性投资要减少4050。本项目是年产200万吨焦炭配套的焦炉气生产甲醇的项目。甲醇是由CO和H2合成的，主要生产原料为煤、焦碳、天然气、焦炉气、石油等。甲醇产品目前是全世界需求量巨大的重要基础化工产品和基本化工原料，同时也是新一代的能源燃料，其产量仅次于合成氨而居于第二大化工原料产品。甲醇在石油化学工业、医药工业、轻纺工业、生物化工以及能源、交通运输行业均有广泛用途，在国民经济中占有十分重要的地位。投资甲醇项目有十分明显的必要性和经济意义。本工程不仅有较好的经济效益，从本质上讲也是一项环保工程，是既符合国家能源发展政策，也符合国家环境保护要求，对焦化行业的持续发展具有重要意义的项目。中煤煤焦控股有限责任公司建设焦炉气制甲醇装置，达到经济、社会和环境效益最大统一，其意义在于（1）本工程以焦炉气制取甲醇，从根本上解决了焦炉气的去向问题，而且变废为宝。实现了对焦化富余焦炉气的综合利用，符合国家有关产业政策和行业规划以及环保要求。（2）可以长远解决公司的生存问题，并且为当地提供更多的就业机会，促进区域经济的发展。（3）做到了真正意义上的焦化行业向高附加值化工行业方向的转化。（4）有利于国家能源产业结构的调整，保持国民经济的可持续发展。传统焦化工业污染严重，在依托资源发展经济的同时必须解决好污染问题。据测算全国以年产焦炭14亿吨计，则可副产焦炉气420亿米3，目前至少有1/3以上的焦炉气未能加以利用，放散至大气中，既浪费了大量的宝贵资源又严重污染了环境。焦炉气中含有大量H2、CH4和CO是合成化学品的宝贵原料，如将放散的焦炉气加以利用约可生产750万吨/年甲醇。就建设单位而言，若具备200万吨/年焦炭生产能力，大约每小时将会产生含有一定量硫化物、氨、CO2、苯、萘和焦油等有害物质的剩余焦炉气约52000NM3/H，如排入大气将严重污染当地的大气，影响到周边的民众生活，同时也浪费了能源，52000NM3/H的焦炉气相当于272万吨/年标准煤，可合成20万吨/年甲醇。从国家可持续发展战略考虑，将这部分资源合理有效的利用是变废为宝、化害为利的重要举措，也是实现建设单位良性发展的有效途径。焦炉气传统的利用方法是经过脱焦油、萘、苯和H2S后作为民用燃料气，这样非但将宝贵的化工原料烧掉浪费了，而且还有CO2、SO2和NOX产生照样污染环境。如将焦炉气经净化处理用于合成甲醇可使资源得到有效利用，更大幅度的减少排放污染。同时通过甲醇工艺的引入，也可为今后焦化工业萎缩时企业转入化学工业生产打下基础，只要用洁净煤气化技术置换焦化工艺，甲醇工业就可持续发展，甲醇为能源化工新产业，符合新时代可持续发展要求，也是化学工业发展的新方向。甲醇是用途十分广泛的基本有机化工原料，在发达国家的产量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。由甲醇出发可制取许多种化工产品；甲醇还可用作能源。甲醇用途之广，几乎找不到另外一种有机产品，有甲醇如此广阔的使用范围。国内已开发的甲醇下游产品主要有甲醇氧化制甲醛、甲醇氨化制甲胺、甲醇羰基化制醋酸、甲醇氯化制一、二、三氯甲烷和四氯化碳、甲醇脱水制二甲醚、甲醇脱氢制甲酸甲酯，然后再制甲酰胺和二甲基甲酰胺等，甲醇制甲基叔丁基醚（MTBE）、甲醇用作燃料等。随着精细化工的发展，甲醇的消费量将不断增加和扩大，特别是精甲醇的需求必将会有较大的增长。甲醇不仅是C1化学最基本的化工原料，而且是一种洁净燃料。随着汽车技术的发展。甲醇直接用于汽车发动机燃料及在汽油中添加甲醇量的增加，将会使甲醇的市场有很大的发展。在城市里，汽车的尾气污染已成为主要污染源，而甲醇正是城市汽车理想的燃料替代品，汽车用甲醇燃料的技术发展一定会给甲醇的发展带来新的机遇。甲醇合成技术的发展将会使甲醇成本不断下降，随着甲醇合成反应器和催化剂技术的发展，合成压力已由12MPA降到56MPA，温度由300降至220250，甲醇生产强度由0405吨/HM3催化剂提高到1014吨/HM3催化剂，使生产成本大幅度下降，随着精馏技术的发展，能耗也有了大幅下降，使低压甲醇具有很强的竞争优势。本工程的建设将为建设单位发挥自身特色，将资源优势转化为经济优势创造条件，把放散的焦炉气加工成用途广泛的甲醇产品，实现了化害为利、变废为宝、有效综合利用的原则，切实体现资源一能源一环境一体化可持续发展的基本国策，为企业持久不衰注入了活力，亦为滚动发展奠定了良好的物质基础。就世界而言，甲醇生产多以天然气为原料，随着美国和新西兰等国天然气资源的锐减或枯竭，为发展以煤等为原料生产甲醇提供了契机。为抓住历史机遇，寻找新的利润增长点，立足当地丰富的焦炉气、煤、电资源优势，建设单位通过市场调查、前景预测及经济技术分析，决定采用焦炉气纯氧蒸汽非催化转化、低压合成甲醇等技术，建设一套以焦炉气为原料年产20万吨的甲醇装置。同时在今后还将依托国内外对甲醇下游产品开发新技术，切实把地方资源优势转化为技术经济优势。1133项目建设的有利条件宁夏宝丰能源有限公司决策建设以焦炉气生产甲醇项目，既是符合国家能源发展政策，也是符合国家环境保护要求的，对焦化行业的持续发展具有重要意义。符合宁夏回族自治区及宁夏宁东能源化工基地的产业发展方向和发展规划。当地政府和各职能部门对该项目高度重视，全力支持，各项条件均比较成熟，是一个以提高企业经济和环保效益为理念，优化资源配置，推进产业结构调整，促进地方经济发展和企业产业升级的多赢项目，因此建设该项目意义重大。具有优秀的人力资源。宁夏宝丰能源有限公司领导班子素质高，具有很强的开发与管理能力；职工队伍素质高，具有丰富的化工生产操作经验。公司多年来积累丰富的管理经验与生产营销经验，培养大批专业技术人才。完善支撑保障体系，将资源优势转化为经济优势通过政策、法规和技术体系建设，完善资源的市场化配置，构建工业园区发展的支撑保障体系，加强循环经济和生态工业理念的宣传和普及，调动各方面的积极性，促进物质高效循环利用的机制和体制的形成；依托大型企业，发展多种所有制，发挥多产业耦合共生的优势，降低生产、流通和管理等环节费用，取得最大的综合效益，形成经济优势，增强对当地经济的拉动作用。114编制依据1141宁夏发改委关于宁夏宝丰能源有限公司年产20万吨焦炉气制甲醇项目的批复1142中石化协产发（2006）76号文化工投资项目可行性研究报告编制办法（2006年4月）1143原化工部关于化工建设项目预可行性研究报告内容和深度的规定1144宁夏宝丰能源有限公司提供的相关基础资料。1145宁夏宝丰能源有限公司的总体发展规划。1146国家颁发的投资项目最新法规、标准、规范文件。115报告编制研究指导思想认真贯彻国家环保、消防、劳动安全等有关文件。最大限度地优化设计降低投资是可研报告设计自始至终贯穿的一条基本原则。严格按节能降耗的原则进行设计，大力创新、开发国家自有技术知识产权。在技术先进可靠的基础上，充分利用国内多年来的在化肥甲醇领域节能技改的成功经验，尽可能采用国产化的技术和装备，使项目在技术经济上居于国内同行业领先水平。充分利用国家和地方优惠政策，提高本工程项目的市场竞争力。结合我国国情及该厂的实际情况，采用适度先进、稳妥可靠的工艺技术，除某些关键材料和仪表确因国产化有困难需要引进外，其它工艺和设备均立足国内解决，以节约投资，提高项目的经济效益。主体工程与环境保护、安全生产、工业卫生同步考虑，以减少和消除工厂生产对环境的污染及对职工健康的危害。充分考虑依托九鑫焦化公司消防以及社会协作能力等公用设施。116项目研究范围本项目可研报告为宁夏宝丰能源有限公司利用年产200万吨焦炭项目的富余焦炉气为主要原料，经转化、净化工序合成气低压合成甲醇。项目生产装置主项内容范围如下空分原料气压缩焦炉气转化NHD脱硫和干法精脱硫合成气压缩低压甲醇合成甲醇精馏甲醇罐区循环冷却水系统脱盐水系统锅炉房及余热电站总变及车间变配电所全厂总图运输、外管、供电照明及地下管网等12初步研究结论121项目概况和简要结论本甲醇项目利用宁夏宝丰能源有限公司年产200万吨焦炭副产外送富余的焦炉气生产20万吨/年精甲醇。本工程上马后可消除大气环境污染，生产市场热销的基本化工原料甲醇，符合国家产业政策和能源政策，因此本项目属国家鼓励的利用高新技术发展循环经济，走可持续发展的阳光工程项目，应抓紧时机早建快上。122新技术设备的采用情况本项目采用多项国内外领先水平的先进可靠的新技术，归纳如下1221采用大型单系列离心压缩机蒸汽透平联合机组（空分空压机、焦炉气压缩机和合成气压缩机），以宁夏宝丰能源有限公司年处理能力400万吨洗煤厂所产的中煤、煤矸石、煤泥为燃料燃烧所产生的蒸汽为动力代替多台并联往复式电动压缩机，运行平稳，操作简单，维修工作量小，连续运行周期长，运行费用低，经济效益高，并且利用蒸汽余热发电，提高了能量利用效率。1222采用焦炉气纯氧非催化部分氧化技术新工艺，它不用催化剂，没有催化剂中毒的问题，工艺流程和设备结构简单，造价低，易于操作管理。该技术在焦炉气制甲醇工艺中属首次应用，但可借鉴天然气纯氧非催化转化技术，证明这是一项先进节能安全可靠投资者的新技术。1223采用NHD物理（溶剂）脱除H2S和部分COS，技术先进可靠。1224采用中国自己开发成功的绝热恒温型低压甲醇合成塔，技术先进，安全可靠，经济节能，居于甲醇合成领先地位。1225甲醇精馏采用中国自己知识产权开发的新工艺，节能节水，产品达到国家优级品和美国AA级精甲醇。123项目投资和经济效益本报告投资总额12694847万元人民币，内部收益率2410，投资回收期595年（含二年建设期），年均利润总额190亿元，盈亏平衡点434。由此可见本项目可行，抗风险能力强，经济效益较好，是一个很好的环保、节能、收益率高的项目。124存在主要问题和建议（1）大气环境中微量有害气体的含量无分析数据，在施工图展开之前应有详细的数据，因为对空分设计有影响。（2）在施工图展开前，应对建设场地进行详勘，出具详勘报告。125甲醇项目主要技术经济指标本项目主要技术经济指标见表121。主要技术经济指标表表121序号项目名称单位数量备注一原料焦炉气量亿标立米/年424365天/年计，实际运行8000小时,耗气3916亿方二产品方案1产品精甲醇万吨/年203333天/年计2副产品（1）纯氧吨/天4（2）纯氮吨/天8（3）纯氩吨/天40（4）杂醇油吨/天2三年操作日小时小时/年8000四主要原材料、燃料用量（1）原料焦炉气标立米/天1176000检修停产期间焦炉气作锅炉燃料（2）锅炉燃料煤吨/天3390灰分50，热值HL2700KCAL/KG十三投资项目总额万元12694847其中外汇美元230（1）建设投资万元12028838（2）建设期利息万元406129（3）流动资金万元25988全资流动资金十四年平均销售收入万元464753十五生产成本费用万元（1）年平均总成本费用万元27520（2）甲醇单位制造成本元/吨83402十六年均利润总额万元189553十七平均销售税金万元4347十八财务分析序号项目名称单位数量备注（1）投资利润率1576（2）投资回收期所得税前年575自建设之日起所得税后年595自建设之日起（3）财务内部收益率年所得税前2410所得税后2088（4）净现值所得税前万元653689所得税后万元437117（5）资本金内部收益率3469（6）投资各方内部收益率28972市场及价格分析预测21产品性质及用途211产品性质甲醇是无色、透明、易挥发的有毒易燃液体，能完全溶解于水、丙酮、醇类、酯类及卤代烷类，其性质如下表211。甲醇物性表表211分子式CH3OH分子量3204沸点645647闪点16（开口容器）、12（闭口容器）自燃点473（空气中）临界温度240临界压力7954105PA蒸气压12897104PA比重07913（D4）密度081G/ML（0）比热24702533J/G（2025）粘度05945厘泊（20）导热系数209103J/CMSK表面张力2255105N/CM蒸发潜热35295KJ/MOL（647）折射率132874（20）熔融热3169KJ/MOL燃烧热727038KJ/MOL（25液体）生成热27379KJ/MOL（25液体）爆炸极限6365体积（空气中）212产品用途（1）甲醇作为基本化工原料，可生产许多重要的有机化合物，其深加工产品目前已达120多种，我国以甲醇为原料的一次加工产品已有30种。以甲醇为原料采用羰基化法生产醋酸，是目前最具竞争力的生产醋酸的方法。由醋酸可进一步生产出极具商业价值的二、三醋酸纤维素。由甲醇生产的其它重要有机化合物有甲醛、甲胺、甲烷氯化物、甲酸、甲酸甲酯、甲酸胺、甲基丙烯酸甲酯、二甲基甲酰胺、二甲基亚枫、碳酸二甲酯、二甲醚、聚乙烯醇、醋酸乙烯等。（2）甲醇可作为新一代燃料。由甲醇和异丁烯合成的MTBE（甲基叔丁基醚）是高辛烷值汽油添加剂，甲醇还可掺烧汽油（如M15）或直接用作汽车燃料，是新一代的能源替代品。（3）甲醇是精细化工与高分子化工的主要原料。由甲醇为基础原料制得的聚甲醛塑料是一种性能优良的工程塑料，可替代金属使用，在汽车工业及电器工业中有广泛的用途。而甲醇直接催化转化成烯烃的技术（MTP和MTO）也已具备了工业化的条件，这将进一步拓展甲醇在石油化工领域中的重要性及其应用领域。（4）由甲醇可生产单细胞蛋白（甲醇蛋白）。甲醇蛋白有许多优点，蛋白转化率高、发酵速度快、无毒性、价格便宜，其生产不受地理位置、气候条件的限制。我国饲养业对蛋白质的需求量很大，发展甲醇蛋白很有前途。甲醇是一种性能优异的清洁燃料，随着世界石油资源的日渐枯竭、环保呼声的日趋高涨，甲醇掺烧汽油及甲醇燃料越来越受到人们的重视，国内许多地区已开始大面积推广。由甲醇生产二甲醚来替代柴油及石油液化气目前也已成为国内研究和投资的热点，这为我国甲醇工业的发展提供了更大的空间。甲醇是一种重要的有机化工基本原料，被广泛应用于有机合成、染料、农药、医药、涂料等行业，其消费量仅次于乙烯、丙烯和苯。甲醇可以用于生产甲醛、甲基叔丁基醚（MTBE）、醋酸、甲酸甲酯、氯甲烷、甲胺、硫酸二甲酯、丙烯酸甲酯、烯烃和二甲醚等有机化工产品。甲醇消费的新途径、新领域、世界各国都在竞相开发，从而促进了甲醇生产的迅速发展。根据专家对未来汽车代用能源的预测，甲醇和液态氢将起到重要作用，因此，甲醇产业的发展前景还是比较乐观的。（1）甲醇燃料的特点及其发展趋势车用甲醇燃料车用甲醇燃料有两种类型（A）以汽油为主，掺入515的甲醇，如M5、M10、M15；（B）以甲醇为主，掺入少量汽油，如M85和M100。各种车用燃料的物理化学特性表212汽油甲醇乙醇液化石油气压缩天然气柴油二甲醚典型组成C7H15CH3OHC2H5OHC3H9CH4C15H28CH3OCH3平均分子量993246451620846C849375522800750861522H151125130200250139130组分MO0500348000348液态比重KG/L074007950790054008400668低热值MJ/KG425197268460477427284蒸发热KJ/MJ805643388660144辛烷值RON95115113100130十六烷值455555CO2排放G/MJ733700715638577742675甲醇在作运输动力燃料有多种利用途径低比例掺烧汽油中添加3或5甲醇即M3、M5，发动机勿需改动中比例掺烧汽油中添加15甲醇即M15，发动机需作改动、并添加助溶剂高比例甲醇M70、M85、M100需对发动机改装优化甲醇制MTBE作为代替四乙铅作抗爆剂，添加量约10甲醇裂解供甲醇催化裂解或等离子裂解后在汽缸中贫氧燃烧制DME二甲醚代替柴油以减少CO、CH、NOX及颗粒物排放甲醇燃料电池未来汽车甲醇转化为电能驱动电动汽车甲醇作为动力燃料的优点是（A）汽车排放废气中CO、NOX等均可比汽油有大幅度降低；（B）现有使用汽油的汽车对掺合少量甲醇的M5、M10无需改动即可使用，对中等添加量或以甲醇为主的M85甚至M100则需对汽车稍作改动就可使用甲醇燃料；（C）1999年下半年起，国际市场原油价格飙升，国内已多次调高汽油价格，使甲醇燃料在价格竞争中处于有利地位。低比例掺烧甲醇有、M10和M5甲醇汽油，国内已有成熟技术，对发动机不需作任何改动，且能提高汽油辛烷值，在欧洲曾作为清洁汽油大量销售。中比例添加的M15和M25甲醇汽油还需添加助溶剂以解决汽油和甲醇不互溶问题。德国和瑞典均进行过1000辆汽车的行车试验，他们的结论是技术上可行，经济上优越性不突出，还需解决燃料分层、材料腐蚀、发动机调整改进问题，因而未能推广，而转向M100纯甲醇燃料的开发。高浓度M85甲醇汽油实际上甲醇含量仅85，烃类及脂肪族醚含量1416。美国添加1015汽油，而德国则加终馏点125左右的轻质烃。国内近年在山西和河南安排数百辆中巴客车、货车进行M85甲醇汽油的长期营运，排放尾气中CO及HC含量也以多点电喷车型最低。另外，醇醚燃料在我国存在着潜在的巨大市场。醇醚燃料是指用甲醇和二甲醚按一定比例混合配制而成的新型液体燃料，燃烧效率和热效率均高于液化气。由于二甲醚的挥发性好，此燃料可有效地克服甲醇燃料不易点燃，需空气充压和外加预热以及安全运输方面的一些缺点。醇醚燃料不仅是一种符合国情、使用安全方便、价格适中、值得推广的民用燃料，而且可以用作汽车优质代用燃料、煤气化发电的高能燃料、工业窑炉燃料等，这些应用领域潜力巨大。目前我国已经建设投产多套万吨级醇醚燃料装置。生产所用二甲醚可由甲醇制取；对甲醇产品的质量要求不高，粗甲醇即可作为原料。该产品在广大城乡居民中作为燃气需求量大，可使工厂获得良好的经济效益，市场容量和开发前景广阔。MTBE汽油添加剂随着我国政府对环境保护措施的日益加强，汽油无铅化的呼声不断高涨，MTBE作为重要的无铅汽油添加剂也日益受到重视。我国政府规定，2000年基本实现汽油的无铅化，首先在北京、上海等几个大城市已经陆续出台了地方性法规，限制低标号汽油的使用。在现有高标号汽油的配方中，尚没有更好的抗爆剂替代品，近期内MTBE仍是首选品种。国内MTBE投入规模化生产始于20世纪80年代初，其生产能力迅速增长。1990年，我国MTBE能力近85万吨/年左右，到2002年装置能力已接近111万吨/年，开工率78，用于MTBE生产消费的甲醇达到34万吨。因此，今后几年我国MTBE需求量将有一定的增长，但增长幅度不会太大。预计到2007年，国内MTBE生产将达150万吨左右，约消耗57万吨甲醇。到2015年，国内MTBE生产将达210万吨左右，约消耗80万吨甲醇。甲醇燃料电池甲醇燃料电池分为直接甲醇燃料电池和间接甲醇燃料电池两种。燃料电池最早是以纯氢为燃料的，但氢气输送及贮存不便，因此，一般采用间接制氢，制氢原料可以是甲醇、汽油等。甲醇氢含量高，裂解制氢的温度低，因此，甲醇燃料电池的发展很快。间接甲醇燃料电池是目前最为成熟的燃料电池技术。直接燃料电池是甲醇与水在阳极发生电化学反应，产生CO2、H和E，H通过离子交换膜迁移到阴极，并与O2反应生成水，电池端电压为0607V，功率可达500600MW/CM2。直接燃料电池是一类有发展前途的燃料电池，其发展方向是提高甲醇转化率，减少甲醇的渗透和提高催化剂的利用率。目前直接甲醇燃料电池尚处研究阶段。目前世界各国汽车公司都在进行甲醇燃料电池的研究，以间接燃料电池技术为主。DAIMLERCHRYSLER公司是燃料电池汽车的典型代表，该公司已开发出NECAR3型汽车，目前已发展到NECAR5型，采用以甲醇为液体燃料经重整后转化为氢，计划于2004年生产出10万辆甲醇燃料电池商用车，还与甲醇生产商MATHENEX和STATOIL联合进行推广。该公司经评估后认为甲醇燃料电池是非公共汽车最好的代用燃料。美国为促进甲醇电池汽车的技术开发和市场推广，在1999年9月由总统签署法案，以低税率和政府补贴的方式对甲醇燃料电池汽车给予支持。甲醇燃料电池改进了空气质量，相对于传统的汽柴油燃料，对水的污染小，毒性低，作用安全性高，减少对石油资源的依赖程度。预计今后十年，甲醇燃料电池将有飞速发展。（2）甲醇作为有机化工基本原料甲醛甲醛是甲醇的重要下游产品，其消耗量目前为甲醇用量的3560，且多年来基本稳定不变。甲醛主要用于生产热固性树脂，以及丁二醇、MDI（甲苯二异氰酸酯）和聚甲醛。脲醛（UF）树脂、酚醛（PF）树脂和聚甲醛树脂占甲醛总需求量60，UF和PF树脂占需求的50以上，主要用于民用和建筑业等。预计到2007年，我国甲醛的年需求量为330万吨，届时年需求甲醇152万吨。到2015年，我国年需求甲醇约为210万吨。乙酸乙酸是消耗甲醇的重要产品之一，其消耗量约占甲醇用量的78。1997年后，以75的平均年增长率递增。乙酸可生产乙酸乙烯、乙酸纤维和乙酸酯等，其需求与涂料、粘合剂和纺织等方面的需求密切相关。2002年，甲醇羰基合成法乙酸产量448万吨，消费甲醇约25万吨。“十五”期间，随着乙酸乙烯，乙酸酯，乙酐/乙酸纤维素和PTA的需求量增长，乙酸的需求量也进一步的增长，因此，我国现有甲醇羰基合成法乙酸装置的改扩建以及新装置的建设都在积极进行之中。预计20022015年的年均增长率将高达75。到2007年，用于乙酸生产的甲醇约需87万吨。到2015年，将约需甲醇110万吨。甲胺甲胺是一甲胺、二甲胺及三甲胺的统称，甲胺系列产品广泛应用于有机化工原料、医药、农药、染料等各个部门的生产。2002年，国内甲胺能力总计约15万吨/年，产量近12万吨，当年消费甲醇约19万吨。今后，甲胺在农药行业上的消费将会有所下降，而在医药和其他有机化工原料，特别是二甲基甲酰胺等方面的消费将会有较大的增长。预计2007年，我国甲胺生产需要甲醇量将达到25万吨左右。到2015年，我国甲胺生产需要甲醇将达到34万吨左右。对苯二甲酸二甲酯对苯二甲酸二甲酯（DMT）是生产聚酯的重要原料。2001年，我国DMT产量超过30万吨，消费甲醇约14万吨。由于目前及今后新建聚酯装置大多以对苯二甲酸为原料采用直接酯化工艺技术，今后DMT需求甲醇有所下降。因此，“十五”期间，没有DMT扩建和新建的项目计划。预计到2007年，国内DMT生产将基本维持现有的水平，需要消费甲醇量约8万吨。到2015年，需要消费甲醇约3万吨。甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯约占全球甲醇需求的23，主要用来生产丙烯酸板材、表面涂料和模塑树脂等，预计发达国家的增长速度比较适中，而亚洲地区的增长速度较快。甲醇制醋酸甲醇羰基合成生产醋酸其产物为醋酸。醋酸生产的原料有甲醇和一氧化碳。醋酸是有机羧酸的一种，是重要的有机化工原料。最主要的用途是生产醋酸乙烯、醋酐、醋酸纤维素、醋酸酯类、对苯二甲酸、氯乙酸和醋酸盐类等。醋酸也是纺织、轻工、医药、食品、采油等工业不可缺少的重要原料，它可用来生产透明塑料、包装材料、建筑材料、电影胶卷、照相底片、X光片基、香烟滤嘴、合成味精、人造香精、人造革、化妆品、玻璃纸、粘合剂、燃料、涂料、油漆、牙膏等，又可用来制造纸张加工助剂、真丝织物处理剂、塑料增塑剂、橡胶促进剂等，还可用来合成解热药、止痛片、维生素、植物生长激素等。目前醋酸的用途还在继续开拓中，尤其作电子元件和功能材料等方面的应用正在取得新的进展。因此醋酸的生产不仅关系到化学工业本身的发展，而且和国民经济各行各业休戚相关，直接影响到人民的吃穿住行用各个方面。我国现有醋酸生产企业大多数采用乙醇乙醛法，该工艺技术落后，原料和公用工程消耗高，大多数已处于停产和淘汰境地。占总生产能力378的乙烯乙醛法醋酸生产厂家由于我国石油制乙烯难以满足其下游产品生产的需要，从长远观点看必将受乙烯原料短缺的制约，该法醋酸产量必将大幅度下降。甲醇低压羰基合成醋酸方法与其它醋酸生产方法相比具有明显的优势，二十世纪八十年代以来国外新建醋酸装置大部分采用此法。其他衍生物甲醇在有机合成中的应用十分广泛，除以上所列产品及医药、农药和溶剂外，还大量用于生产、丙烯酸甲酯、二元醇醚、二甲苯酚、溴甲烷等一系列产品的生产。2002年，这些衍生物生产中消费甲醇约10万吨，预计到2010年，这方面的甲醇消费量将提高到15万吨左右。总之，随着国家有关甲醇燃料政策的出台，甲醇在燃料方面的消费需求量将会有较大的增长。另外，甲醇作为重要的有机原料，其衍生物生产仍将占据最大的市场份额，其中增长最快的将是甲醛、乙酸、甲胺等方面的生产。随着国民经济的快速发展，今后我国甲醇的需求仍将保持较为强劲的增长势头。到2010年我国甲醇总需求量约为980万吨，2015年将达到1100万吨左右。届时，甲醇供需矛盾仍然十分尖锐，新建大型甲醇生产装置或进行联醇装置的技术改造势在必行。随着我国加入世贸组织，进口甲醇继续冲击国内市场的局面在所难免。当务之急是迅速提高国内甲醇生产的整体竞争能力，新建装置要采用先进的工艺技术，方能解决市场供需矛盾并促进国内甲醇工业的稳步发展。22市场预测分析221国外生产状况从上世纪的20年代开发成功合成气生产甲醇以来，甲醇工业得到了飞速发展。近20年来，世界甲醇生产能力的地区分布及生产状况已发生了巨大的变化，甲醇工业与天然气的开发是同步发展的，新建装置大多建在天然气资源丰富的地区。这些地区的需求有限，因此大量的甲醇出口到美国、西欧和日本，而美国、西欧和日本的装置则由于经济方面的原因，已逐步减产或关闭，转化而进口甲醇。如日本曾是世界上主要的甲醇生产国，但目前已没有甲醇生产装置；新西兰也将关闭2套总生产能力为97万吨/年的甲醇生产装置，美国关闭了总能力为340万吨的套甲醇装置。欧洲国家如奥地利、法国、芬兰、西班牙等国的一些以石脑油、煤或重油为原料的甲醇生产装置将关闭。预计这种趋势将会进一步发展。目前，甲醇生产世界分布也比较广。依据生产能力的大小，依次分布在北美、拉丁美洲、中东、东亚、东欧、西欧、大洋洲及非洲等地区。其中美洲是世界上最大的甲醇生产地区，占世界总生产能力的近400（其中北美占200，拉丁美洲占1977）亚洲占世界总生产能力的287（中东占156，东亚占1310）；欧洲占世界总生产能力的2260（西欧占1030，东欧占1230），大洋洲占64，非洲占25。世界甲醇生产以大型化为主，其中装置能力大于30万吨/年的装置合计生产能力达到30512万吨/年，占世界甲醇总能力的79，由此可见甲醇生产的大型化是世界甲醇生产发展的主流。世界（不含中国）目前甲醇总生产能力约为4030万吨/年左右。国外甲醇主要生产企业见下表世界主要甲醇生产企业一览表表221序号生产国和公司生产能力万吨/年序号生产国和公司生产能力万吨/年美国沙特阿拉伯1TERRORINDUSTRIES8526ARRAZINO1852MOTIVA3027ARRAZINO2853MILLENIUM6628ARRAZINO3664LYONDELL7229ARRAZINO4665HOECHSTCELANESE6030IBNSINO906HOECHSTCELANESE50印度尼西亚7ENRON37531KALTAIMMETHANOL668BPAMOOCO/STERLINGCHEMICALS45马来西亚9BORDEN7832PETRUNAS66加拿大俄罗斯10HOECHSTCELANESECANADA7433AZOFACTORYSCHENKINO3511METHANEX5034METAFRAX8412METHANEX5735NCK78智利乌克兰13METHANEXNO18036SEVERODONETSKAZOT6514METHANEXNO2925德国15METHANEXNO397537BASF32特立尼达多巴哥38DEA4416CARIBBEANMETHANOLCO5539MITTELDEUTSCHEERDOLRAFFINERIE6017METHANOLNO455荷兰18TRINIDAD非催化温度高，不利2操作压力MPAA常压30常压60非催化操作压力可以达60MPAA，范围较大3转化气主要成份VH272926998COH2有效气含量催化法为8957非催化法为9481CO16652483有效气含量高对合成甲醇有利CO2738274CO2含量需要在25左右，含量高合成甲醇消耗氢气多CH4044025甲烷含量少好，甲烷减少，合成惰性气弛放量少N2262214转化入口硫化物要求PPMTS01无要求非催化不要求焦炉气脱硫，大大简化了有机硫化物焦油噻吩的脱除5产甲醇（不补碳）万吨/年18361898不考虑弛放气置换的焦炉气所增产的甲醇6焦炉气消耗NM3/H4840048400同焦炉气量相比7补入工艺蒸汽（40BAR）吨/T甲醇0429少量非催化不耗中压蒸汽，节能，降低成本8用催化剂（耐高温NI催化剂）M3/次3800催化转化需要催化剂3年换一次9主要设备总台数台168催化法设备复杂序号比较项目单位催化转化非催化转化比较说明10副产弛放气（不补碳）103NM3/H0155催化转化弛放气在转化作为燃料气，全部烧掉，不补碳有部分作燃料，大部分返回焦化厂。11可置换出焦炉气103NM3/H075非催化转化弛放气可置换出同样热量的焦炉气，多产甲醇368T/H，一年可增产29万吨甲醇12转化装置投资额万元4976322554只比较转化工段的投资，其他工段投资大体相等，不再计入比较其中设备费万元293818660催化法设计入催化剂投资费，非催化按引进工艺包和烧嘴安装工程费万元17801180建筑工程费万元25817913折每吨甲醇投资额元/T甲醇2710316994非催化装置吨甲醇投资额比催化法少59514转化工段消耗指标循环水吨/T甲醇2854468催化剂M3/万T甲醇06900耐高温镍催化剂5万元/M315氧耗NM3/T甲醇41849476催化转化焦炉气进口温度高，耗氧少，耗燃料气多16焦炉气吨甲醇消耗NM3/T甲醇21092040非催化消耗原料气较催化少317驰放气量NM3/T甲醇结论由上表的投资和消耗来看，非催化转化的投资比催化转化的投资低59，能耗低，除氧耗略高一些外，其他均较低，驰放气可置换出焦炉气，多产甲醇29万吨/年。由此可见，非催转化工艺优于催化转化。但非催化转化需要12001300较高的转化温度，对转化炉和废热锅炉设计要求难度也相应增加。443主要设备的选择4431转化炉（R01）焦炉气经转化炉发生甲烷的转化反应。由于转化炉内反应温度高，反应速度进行的很快，故空速可选择得较大些。本设计空速选择的原则是，在转化充分的前提下，尽可能提高空速，减少其转化炉尺寸。本项目采用加压非催化部分氧化工艺，将焦炉气转化成合成气。转化炉是非催化部分氧化工艺流程中的重要设备，在非催化部分氧化过程中，转化温度基本维持在12001300左右，因此要求转化炉应有恰当的高径比，一般不小于31，以保证适当的停留时间，使焦炉气转化有足够的时间，其关键问题是烧嘴及烧嘴与转化炉炉体的匹配。转化炉为立式结构，由球形封头、筒体、椭圆形封头、支座、炉衬及烧嘴组成。烧嘴布置在炉顶部，保证焦炉气与氧气良好混合即提高焦炉气的转化率，则是烧嘴要解决的关键问题之一。非催化部分氧化转化炉内的温度分布与烧嘴同炉体匹配所形成的流场有关，由于焦炉气比固体燃料或液体燃料更容易燃烧，如果强化焦炉气与氧气的混合，又会使转化炉上部的燃烧强度提高，必然导致转化炉拱顶表面的温度升高，因而影响拱顶耐火衬里的寿命及烧嘴的寿命，基于这种考虑又应弱化焦炉气与氧气的混合，因此，如何解决这对矛盾正是烧嘴的设计及其与炉体的匹配的技术关键。烧嘴本体采用多通道式结构，并采用盘管式冷却方式，可以有效地延长烧嘴的使用寿命。转化炉衬里由四层耐火材料组成，由内而外依次为刚玉砖，厚度为150MM、高铝质隔热耐火砖（LG10），厚度为114MM、高铝质隔热耐火砖（LG06），厚度为114MM、硅酸铝耐火纤维毡，厚度为20MM。转化炉技术特性如下（1）壳体内径2800MM（2）衬里厚度400MM（3）壳体长度（直段）13200MM（4）炉膛容积45M3（5）主要材料低合金钢（6）腐蚀裕度3MM（7）炉膛操作压力30MPA（8）炉膛操作温度12001300（9）壳体设计压力36MPA（10）壳体设计温度400（11）衬里向火面设计温度1600444工艺流程说明来自压缩工段的焦炉气（123，30MPAA）经加热炉预热后，与来自空分的经氧气加热器加热后35MPAA氧气经转化炉喷嘴混合后在转化炉内发生不完全燃烧反应，放出大量的热量，气体温度迅速升高，同时CH4发生转化反应。转化炉出口的高温转化气（CH404）直接进入中压废热锅炉，产生40MPAG蒸汽。降温后的转化气进入蒸汽过热器/锅炉给水加热器，过热甲醇合成来的25MPAG饱和蒸汽，加热甲醇合成废锅和本工段中压废热锅炉用锅炉给水。然后转化气经脱盐水加热器降温后进入水洗塔降温洗涤后，送至NHD脱硫工段。水洗塔塔底分离掉的冷凝液送至造气的浊循环水系统。脱盐水站来脱盐水经脱盐水加热器加热后送至锅炉房。氧气加热器用本工段产的40MPAG饱和蒸汽加热。中压废热锅炉产的40MPAG饱和蒸汽除部分供氧气加热器用，其余经加热炉加热至450后送至管网。加热炉用燃料气主要为甲醇合成闪蒸气和甲醇精馏不凝气及甲醇合成非渗透气。445原材料、动力（水、电、汽、气）、催化剂、吸附剂和化学品消耗定额及消耗量4551原材料消耗以吨CH3OH计（小时CH3OH产量25吨）消耗量序号名称规格单位消耗定额每小时每年备注1焦炉气12330MPAANM31960490004294X1084552动力（水、电、汽、气）消耗定额及消耗量小时消耗量序号名称规格使用情况单位消耗定额正常最大备注1中压饱和蒸汽25MPAG饱和连续T1048262288甲醇合成来过热2中压过热蒸汽25MPAG320连续T1048262288表示产3中压过热蒸汽40MPAG450连续T1696424466表示产4脱盐水35，05MPAG连续T4321075128自脱盐水站5脱盐水95，05MPAG连续T432108128去脱盐水站6锅炉给水48MPAG，104连续T354888798自锅炉房7锅炉给水48MPAG，155连续T10982745302送甲醇合成8氧气35MPAG，40连续NM33074768584549驰放气50MPAG，40连续NM36036150915274453三废排放量三废排放量及有害物质含量小时排放量序号废物名称温度压力MPAG排出点单位正常最大组成及含量V处理意见备注1加热炉烟道气135常压大气NM3700010000N26731，O2162CO2781，AR029H2O2296无污染，不需处理2开停车废气40去火炬T3665403H26977N2220CO2475H2S003CO2273H2S030H2O028CH4025燃烧后放空仅开停车时排放45脱硫451概述NHD脱硫的主要目的是脱除经过转化的焦炉气和来自气化的水煤气中的H2S、COS等，使混合气中H2S含量10PPM，然后把富H2S的酸性气体送去硫回收装置。452工艺方案选择目前，煤化工装置中脱除H2S的方法有改良ADA法、栲胶法、GV法、NHD法，脱除CO2的方法主要有改良热钾碱法，NHD法、MDEA法、低温甲醇洗法（同时脱除CO2）等，但对于中型及大型规模生产甲醇、合成氨厂的气体脱硫装置，可供选择的净化方法主要有以下两种选择1）低温甲醇洗2）NHD脱硫低温甲醇洗法属于物理吸收，在低温（5060）下，溶剂吸收能力大，溶液循环量小，气体净化度高，再生热耗少，操作费用低，能综合脱除气体中的H2S、COS、CO2，溶液不起泡、不腐蚀，H2S浓缩简单，在原料煤硫含量波动较大的情况下，H2S的浓度也可满足硫回收的要求，在65MPA以上的气化工艺中其优势较NHD脱硫更加明显，在40MPA以下优势不明显。上述工艺虽然存在部分设备和工艺管道需要采用低温钢材，需要引进欧洲或日本的材料，同时专利费、基础设计费较高，所以基建投资高，但其最大优点是溶剂价格便宜，消耗指标和能耗均低于其它净化工艺，在大型合成氨厂中采用。NHD法是中国南化公司研究院和天辰化学工程公司等单位联合开发成功的新技术，属于物理吸收净化技术，该工艺在常温条件下操作，溶剂无毒，饱和蒸汽压低，溶剂损失小，再生热耗低，设备材质大部分为碳钢，取材范围广，价格也便宜，相对低温甲醇洗而言，溶液循环量大，消耗高，另外，NHD溶剂对有机硫的吸收能力较差。该工艺的主要优点是投资少，能耗低于除低温甲醇洗以外的其它净化方法。在不同的操作温度对H2S和CO2的吸收能力也不同。对于本项目，从工程规模、工艺先进性、降低能耗等方面考虑，酸性气脱除采用NHD工艺较好。NHD脱硫是八十年代后期开发的新净化工艺，该工艺在常温下操作（524），尤其是在35MPA压力下，对H2S选择吸收能力较强，适用于对H2S含量高的转化气净化，溶液挥发性小，无毒、无腐蚀，该工艺具有能耗低、消耗低、成本低的优点，近年来在许多中小型化肥厂中得到成功的应用。本项目可以只脱硫，不脱除CO2，且本工程的脱硫压力为26MPA，因此选择NHD工艺较为合理。NHD溶剂是一种有机溶剂（聚乙二醇二甲醚），它对气体中硫化物和二氧化碳具有较大的溶解能力，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，蒸汽压低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，适合于以煤（油）为原料，酸性气分压较高的合成气等的气体净化，脱硫时需消耗少量热量，脱碳时需消耗少量冷量，属低能耗的净化方法。利用NHD溶液吸收H2S是一种物理吸收，主要原理是NHD溶液在常温下可选择性吸收H2S气体，使脱硫气中硫化氢气体含量满足后续工段的要求，吸收了H2S的NHD富液减压、加热后可使溶液中吸收的气体全部解析出来，从而溶液得以循环利用。453NHD溶剂的来源1993年NHD脱硫脱碳