甲醇项目可行性研究报告

目录1总论111概述112研究结论32市场需求预测721一氧化碳供应722甲醇市场预测723产品价格的分析143产品方案及生产规模1731产品方案1732产品、副产品名称和规格1733生产规模和操作天数184工艺技术方案1941工艺技术方案的选择1942工艺流程及消耗定额3343自控技术方案4044主要设备的选择4445标准及规范5646仪表标准规范595原料、辅助材料、燃料和动力供应6351主要原材料、辅助材料种类、规格、需要量及来源6352主要公用工程消耗及供应636建厂条件和厂址方案6561建厂条件657公用工程及辅助设施方案6871总图运输6872给水、排水7373供电及电讯7874供热及脱盐水站8175贮运及机械化运输8476工艺及供热外管道8977采暖通风及空气调节9078工厂空气、仪表空气、氮气管网9179分析化验室93710土建93711火炬948节能9681能耗指标9682节能措施综述969环境保护9891建设地区环境现状9892执行的环境保护法规和拟采用的标准9893主要污染源及主要污染物9994清洁生产的技术路线选择及特点10095防治措施方案10010劳动保护与安全卫生103101劳动安全与工业卫生103102消防10611工厂组织与劳动定员109111工厂组织109112生产班制109113人员来源和培训11112项目实施初步规划112121项目实施计划11213投资估算及资金筹措113131投资估算113132资金筹措11414技术经济115141编制依据115142基础数据115143生产成本估算115144财务评价115145不确定性分析116146评价意见117附图1区域位置图2总平面布置图（方案一）3总平面布置图（方案二）4煤贮运系统总平立面图5工艺物料平衡图6热动力平衡图7气化单元工艺流程图8热回收单元工艺流程图9低温甲醇洗单元工艺流程图10硫回收单元工艺流程图11CO深冷分离单元工艺流程图12甲醇合成、精馏、膜分离单元工艺流程图13水量平衡图14电气主接线图1总论11概述111项目名称、建设单位及项目类别项目名称惠生（南京）化学有限公司20万吨甲醇、29万吨CO/年项目建设单位WISONGROUPHOLDINGLIMITED项目类别外商独资经营企业，注册资本金二千九百六十（2960）万美元项目地址江苏省南京市六合区长芦镇方水路112编制依据（1）上海惠生化工工程有限公司与华陆工程科技有限公司签订的编制项目可行性报告协议。（2）南京化工园区提供的园区基础条件。（3）与BOC、CELANESE会谈的资料。113编制原则（1）采用国内外经实践证明为成熟、先进、可靠的工艺，确保装置一次投产成功，并能长周期运行。（2）低投资、低消耗前提下达到低能耗、低成本。（3）在可靠的前提下，尽可能利用国产技术与设备。（4）贯彻可持续发展战略，力求做到发展经济与保护环境同步，“三废”排放少，污染小。（5）所选择的技术方案应是优化的方案，尽可能减少项目投资，提高项目经济效益和抗风险的能力。（6）设计贯彻工厂规模大型化、布置一体化、生产装置露天化、建筑物轻型化、公用工程社会化的五化方针。（7）严格执行国家有关法律法规，强制性设计标准及规范，保证工程设计质量。114项目建设的背景1141项目建设的背景随着中国市场醋酸消费的增长，美国赛拉尼斯公司每年向中国销售成品醋酸达30万吨。另外还向中国销售大量的醋酸后加工产品，如和中国烟草公司签订的向中国出口三醋酸纤维素等产品。因此赛拉尼斯公司计划在中国南京化工园区内建设一套60万吨/年的醋酸装置，而且该装置计划在6年内产量达120万吨/年的醋酸产量。赛拉尼斯的醋酸工艺是采用甲醇、CO的羰基合成技术，因此要求有可靠的CO气体的供应来源，并且每年的运行时间达8300小时。基于以上要求，惠生（南京）化学有限公司计划在同一化工园区内建设以煤为原料采用德士古水煤浆气化技术生产CO含量达4547的粗合成气用于制造CO气体，并同时用粗合成气和CO制造过程分离的H2气体生产20万吨/年甲醇。建设一套洁净煤气化装置用于生产CO和甲醇，甲醇生产可完全利用CO深冷分离所产生的富氢气，其经济效益较佳。若20万吨/年甲醇装置能满足我国甲醇不足和附近扬子石化公司对甲醇的需求的情况下，在价格合理的情况下可以提供甲醇直接用于生产醋酸，减少了仓储和运输的困难。所以建设一套联合生产装置不但供应了赛拉尼斯的CO气体，而且联产甲醇满足附近化工企业对甲醇的需求，是一个综合效益较好工厂。1142项目建设的意义利用兖矿的高硫煤，采用先进的洁净煤气化技术和其它先进的工艺技术建设以煤为原料生产甲醇和一氧化碳联合装置，以达到煤炭的综合利用，生产高附加值化工产品的效果。甲醇是重要的化工产品，是碳一化学的基础，甲醇后加工可以生产百余种化工产品。甲醇又是重要的替代燃料，我国甲醇一直供不应求，连续几年我国甲醇大量进口，以满足国内的需求。建设一氧化碳和甲醇联合装置，达到经济、社会和环境效益最大的统一，其意义在于（1）高硫煤能够得到充分利用，减少资源浪费。（2）提供了可满足大型醋酸装置所需的CO原料气，并生产甲醇满足了该地区化工发展需要。（3）做到了真正意义上的煤炭行业向高附加值化工行业方向的转化。（4）满足国民经济对甲醇化工产品的需求，以减少进口国外甲醇对我国的影响。（5）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。总之，本项目的实施，完全符合国家化工能源发展和高技术产业发展重点规划，符合我国能源结构的调整和能源安全的发展方针。该项目的实施是高起点、新技术、大型化，并有成熟的商业运行经验。为了达到长周期，可靠供应CO气体给CELANESE醋酸装置，本项目采用TEXACO水煤浆气化技术和LINDE低温甲醇洗净化技术。这些技术目前都是世界上最先进、可靠的工艺技术。装置大量采用可靠的国内外最先进的运转设备，材料和阀门及专利设备，保证装置长周期可靠运行。为了装置开车运行一次成功，并按时向外供应CO气体，本项目计划和美国伊斯曼公司合作，利用他们丰富的技术和操作经验，以保证装置的可靠运行。115研究范围本报告的研究范围是以兖矿集团高硫煤为原料建设年产29万吨CO和20万吨甲醇装置，以及相配套的公用工程及辅助设施，主要包括1煤贮运系统2粗合成气制备装置3低温甲醇洗净化装置4甲醇生产装置5CO深冷分离及压缩6克劳斯硫回收装置7产品储运8中央控制室9给排水及污水处理10总变电所及车间配电所11中央化验室及气体防护站，环保监测站12总图运输13其它辅助设施全部的投资估算及技术经济分析。12研究结论121研究结论通过市场分析，技术方案论证，厂址及技术经济分析，初步结论如下利用兖矿拥有的高硫煤资源，使用洁净煤技术，建设大型装置，生产高附加值的甲醇和CO产品，进而推动我国洁净煤生产系列高附加值的化工产品的发展，是一个新兴的产业，不但可以提供化工生产所需原料，而且可以为国家节约外汇，产生较为客观的经济效益和社会效益。（1）利用洁净煤技术，以煤为原料，建设大型的CO气体和甲醇生产装置，是煤炭综合利用，提高附加值的有效途径，符合国家的产业政策、能源和环境保护政策。（2）所选厂址条件较优越，水电供应可靠，交通运输方便，原料供应可靠，是建设化工装置的理想厂址。（3）拟建装置采用国际上先进的洁净煤气化、甲醇合成技术，技术起点高，生产技术成熟可靠、先进、能耗低、产品成本低，竞争力强，有一定的市场。（4）技术经济分析，项目经济效益较好，内部收益率（税后）达到1307，盈亏平衡点为5663，说明此项目有一定的抗风险能力。122存在问题及建议（1）洁净煤气化技术是一新型产业，国家应在政策上给予优惠，同时，银行贷款应给以必要的支持。附综合技术经济指标主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注1生产规模甲醇万T/A20784CO气体万T/A29硫磺万T/A1488副产2年操作日天3303主要原料燃料消耗1原料煤（26060KJ/KG）T/A4185602氧气（996VOL）NM3/A27961083低压氮气（9999）NM3/A0961084添加剂T/A1816序号项目名称单位数量备注5碱（40NAOH）T/A1424主要公用工程消耗1供水新鲜水T/H41052供电需要容量KWH143773供汽中压蒸汽25MPAT/H258副产低压蒸汽05MPAT/H13副产5三废排放1废气M3/H1902702废液T/H4593废渣、灰T/A85500（干基）6运输量T/A6294738其中运入T/A439500运出T/A18997387定员人125其中生产人员人76管理人员人498总占地面积万米2178267亩9总投资万元96108其中外汇万美元（1）建设投资万元90550（2）建设期利息万元3791（3）流动资金万元588812年均销售收入万元60008序号项目名称单位数量备注13年均总成本费用万元4416414年均利润总额万元1112115年均所得税万元249216年均税后利润万元862917贷款偿还期人民币年757含建设期外汇年含建设期18投资利润率111019投资利税率158120内部收益率全部投资所得税前1471所得税后130721净现值所得税前万元14141（IC12）所得税后万元5171（IC12）22投资回收期所得税前年784含建设期所得税后年802含建设期23盈亏平衡点BEP56632市场需求预测甲醇是碳一化学的重要基础，又是重要的有机化工原料，具有广阔的市场和需求。21一氧化碳供应CO是羰基合成的主要原料，主要从天然气、石油、煤炭的部分氧化或蒸汽转化制得。但因我国天然气、石油资源较为贫乏，价格昂贵。从煤炭制取CO价格较低，而且原料供应可靠。因此很多工厂从煤炭的气化制得粗合成气，再经净化、分离制得纯度较高的CO气体。粗合成气分离CO主要有PSA变压吸附，柯索布（CASORB）的化学吸附和深冷分离等三种工艺技术。要满足赛拉尼斯羰基合成制醋酸所需大量CO，采用PSA不合适，国内技术规模小。柯索布化学吸附也不合适羰基合成技术，因而选用深冷分离技术。深冷分离技术可靠，价格较低也适用于大型装置使用。本装置采用深冷分离制得CO，通过管线直供赛拉尼斯的醋酸装置。22甲醇市场预测221国内外市场需求预测2211产品的现状及产品的主要用途甲醇是重要的基本有机化工原料，它是碳一化学的基础，甲醇经深度加工可生产百余种化工产品及衍生物。如甲醛、甲基叔丁基醚（MTBE）、醋酸、对苯二甲酸、二甲酯（DMT）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、聚乙烯醇、甲胺、甲烷氯化物，硫酸二甲酯、二甲基甲酰胺（DMF）等等。在有机原料范围内产量仅次于乙烯、丙烯及纯苯等基本化工原料。甲醇又是一种很好的有机溶剂和燃料。总之，甲醇在化学工业、医药工业、轻纺工业以及能源、运输业、生物化工上都有着广泛的用途，在国民经济中占有十分重要的位置。2212产品市场供需现状（1）世界甲醇产品市场供需现状20世纪80年代以后,世界工业发达国家推行汽油无铅化的环境保护政策，使得以甲醇为原料的无铅汽油添加剂MTBE得到开发和大量应用，也使甲醇产量和消费量迅速增长。2000年全球甲醇生产能力为3803万吨，需求量为2985万吨。预计到2005年生产能力将达到4294万吨，需求量为3430万吨；到2010年，世界甲醇生产能力将为5099万吨，需求量为4100万吨。从总体来讲，目前世界甲醇供需基本平衡，但不同地区情况各异。根据现状和预测，加拿大、拉丁美洲、东欧、中东、非洲、大洋洲、甲醇供大于求，而美国、西欧、亚洲甲醇供不应求，主要依赖进口解决。目前世界甲醇生产能力分布大致为北美占28，南美及拉丁美洲占15，东欧占13，亚洲占12，西欧占11，中东占11，大洋州占7，非州占3，中东及中南美洲有大量丰富的天然气和油田气，一些大型甲醇装置正在建设之中，预计上述比例将会发生变化。全球各种原料生产甲醇的情况见下表年份总生产能力各种原料生产的甲醇产量开工率天然气重油煤及其它总产量19962932184322251789679247181997319818102350717516552591319983395179424485179767426956199934976801255161808677280012000377817652637217967242889220013841177727384178167029835近年全球甲醇生产概况050101502025030350404501961971981920年份单位万吨生产能力产量年份总生产能力开工率各种原料生产的甲醇产量总产量天然气重油煤及其它2002384117982815617647253064519962002年全球总生产能力平均增长46，总产量平均增长37。90年代以前，甲醇需求增长比较缓慢，自1990年美国通过空气清洁法以后，作为汽油添加剂的MTBE的发展使甲醇消费量大增。1991年世界甲醇消费量为1829万吨，1995年为2455万吨，净增量600多万吨，1998年为2583。5万吨，预计到2005年将达到3430万吨，2010年达到4100万吨。目前世界甲醇的消费结构尚无明显变化，甲醛仍居甲醇消费量的首位，其次是MTBE/TAME和醋酸。19902000年世界甲醇的主要消费领域是用于生产下游产品甲基叔丁基醚、甲醛、醋酸、对苯二甲酸二甲酯（DMT）、甲基丙烯酸甲酯以及直接作燃料、溶剂使用，预计今后数年内全球甲醇的消费领域变化不大。世界甲醇消费构成及预测见下表及图。世界甲醇消费构成及预测年份甲醛MTBE/TAME醋酸溶剂MMA燃料DMT其它1996366272654031281418319973612697240302913184199835927175373028131851999353270823930271318520003532738139292613186200135227088382824131862002351270883829241318620年全球甲醇消费构成甲醛35MTBE27MA3溶剂4汽油/燃料3醋酸8DMT1其它19近年来世界甲醇的需求仍稳步增长，但各地区的差别较大，美国，西欧和亚洲仍是甲醇的最大消费市场，亚洲是未来几年甲醇消费增长最快的地区。1994年亚洲进口甲醇约320万吨，2000年进口量增加到470多万吨，到2005年和2010年进口量分别将达到770多万吨和1250多万吨。在亚洲国家中日本是甲醇消费大国，生产能力仅为196万吨/年，且近年无新建项目，主要依赖进口，1990年进口165万吨，1995年进口200万吨，2000年日本停止生产甲醇，需求全部依赖进口，进口量约2043万吨。韩国甲醇生产能力约为40万吨/年，1995年需求量65万吨，2000年需求量达到109万吨，短缺约70万吨。印尼和马来西亚都有丰富的森林资源，在大力发展胶合板产业的同时，也带动了加工板材用粘合剂的生产发展，因此对甲醇的需求将会不断增加。（2）国内甲醇产品市场供需现状A国内甲醇生产情况我国最近十几年来，在市场需求的推动下，甲醇工业发展迅速，现有生产厂家近100家，但生产规模5万吨级以上的不到20家，而国外近几年新建的甲醇生产规模一般为5080万吨级，并且多建在富产天然气的国家和地区。国内甲醇装置大部分为合成氨厂的联醇，由于规模小，造成生产成本高，污染严重，开工率低，无法与进口甲醇竞争。我国的甲醇生产装置中超过的15万吨/年生产能力的仅有上海焦化有限公司，四川维尼纶厂及大庆油田甲醇厂三家，10万吨/年以上的9套；5万吨/年以上的17套，其余均为小装置。2000年我国甲醇总生产能力接近400万吨/年，今后几年我国还将结合煤化工和天然气化工的发展，兴建几套大型的甲醇生产装置，同时一些小甲醇装置将被淘汰。我国甲醇产量1995年为11348万吨，1996年为14119万吨，1997年增加至17133万吨，1998年为14887万吨，1999年仅生产甲醇1244万吨，2000年国内甲醇生产在利好的刺激下，产量大增，全年产量达到19869万吨，比1999年增加60。2001年生产甲醇20648万吨，同比又增长499，2002年大中型甲醇装置生产甲醇2106万吨，比上年度又有所增加。我国甲醇装置开工率一直很低。主要原因一是近年来，国外一些规模大的装置相继投产，甲醇生产成本下降，致使我国甲醇进口量逐年上升。二是目前国内甲醇总年产能力虽达400万吨，但由于规模小、技术落后、能耗高，实际生产量在190万吨左右。由于国内生产的甲醇无法与国外甲醇在价格上竞争，因此虽然国内甲醇生产能力从表面上看已能满足市场需求，但由于生产成本高等原因，我国甲醇依赖进口的局面依然严重。B国内甲醇供需情况我国甲醇消费构成预测见下表我国甲醇消费构成预测（单位万吨）消费领域2005年衍生物2612甲醛115聚乙烯醇36醋酸47甲胺15MTPE38对苯二甲酸二甲酯26甲氯化物10其它衍生物30农药18医药20溶剂15燃料35其他25合计3742随着我国经济的发展，近年来我国甲醇消费量增长较快，1980年我国甲醇消费量为2691万吨，1990年达到6832万吨，1999年我国甲醇表观消费量达到26136万吨，2000年又增加到3293万吨，2002年国内消费量达到3908万吨，比2001年增加1006。今后随着甲醇下游产品的开发，甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求量还将大幅度上升。近年我国甲醇的供需情况详见下表。近年我国甲醇供需情况（单位万吨）年份能力产量进口量出口量表观消费量19908606404370056832199193076072103782841992106587115880021029619931181886174003010570199413001069612324371149119951600113482089468129691996294014119410900418224199733461743324170701978019983599148876910288215091999368412410137390132613620004001986913065004329302001400206481521309635765C进出口情况1997年起国家多次调整部分化工产品的进口关税税率，甲醇进口关税一再下降，也刺激了甲醇的进口，其进口量1991年为721万吨，1995年达2089万吨，1999年高达13739万吨，进口量已超过国内甲醇产量。2000年我国进口甲醇13065万吨。2001年我国进口甲醇15213万吨，2002年进口180万吨。我国甲醇主要进口国有沙特阿拉伯、新西兰、巴林、加拿大、印尼等，主要出口国有韩国、日本、朝鲜等。我国甲醇主要用于化学合成，其次是燃料和溶剂，近年来增长最迅速的是化学品生产，甲醇衍生物生产发展迅速。目前，国内甲醇主要消费在甲醛、MTBE、农药、对苯二甲酸二甲酯、甲基丙稀酸甲酯、聚乙烯醇、甲胺、醋酸等行业。1998年我国甲醇消费结构为衍生物占65；农药占8；燃料占7；医药占6；溶剂占5；其它占9。未来我国甲醇市场主要取决于我国环保的有关政策及其实施进度，对2010年我国甲醇的需求量分析如下在有机化工原料方面预计会有适度发展，预计到2010年甲醇用于生产有机化工原料的用量约为150170万吨。近年随着我国基本建设的不断加强，甲醛消费量增长迅速，预计2010年甲醛需求量将达到293万吨，届时消费甲醛达132万吨，2010年我国醋酸的需求量将达200万吨，按甲醇羟基法占60计，届时将需求甲醇达100万吨，因此，乐观地估计，2010年甲醇在有机化工原料方面的需求量将达250万吨以上。在精细化工方面预计2010年甲醇使用农药34万吨、医药18万吨、染料10万吨、有机玻璃7万吨、合成纤维和橡胶13万吨，总量将达到88万吨/年。甲醇制MTBEMTBE是当前人们公认的高辛烷值汽油添加剂，它已成为重要的石油化工产品。目前国外约有20的甲醇用于生产MTBE，随着我国环保措施的不断落实，无铅汽油产量必将迅速增加，对MTBE的需求也将大增，预计2010年MTBE对甲醇的需求量将达65万吨左右。在燃料方面的应用随着我国经济的发展和人民生活的提高，我国对石油产品的需求量不断增加，国内石油产品的产量远不能满足需要，从2001年以来我国每年进口石油都在60007000万吨以上，2002年我国实际进口石油达7000万吨，预计2005年石油年需要量28亿吨，自产178亿吨，进口11亿吨。我国汽车2000年为1600万辆，2010年将达到3000万吨，需汽柴油将达7200万吨。2010年我国年缺石油将达到15亿吨以上。一个国家石油进口量超过1亿吨以上，需要庞大的军事、政治、经济实力才能够保证安全供应。从国家长远的利益、国防安全和经济可持续发展、从能源结构上要进行调整，要结合我国资源状况生产煤基油和石油替代燃料。我国是一个富煤、缺油气、少再生能源的国家，在未来100年中只有煤是“百年安全能源”，煤炭将供应我国未来能源的75，而油气只占5。我国石油按年需要量只可开采11年，按现在年产量可开采10年，天然气为30年，而煤炭足可开采200年以上，因此我国将率先进入煤制清洁能源时代。以煤制油技术目前刚进入开发和实施阶段，其投资巨大、技术要求高。甲醇作为替代燃料或掺烧汽油作能源，由于煤制甲醇投资较低，技术成熟，成本较低，有其广阔的市场和发展前途。甲醇是一种易燃液体，燃烧性能良好，辛烷值高，抗暴性能好，被称为新一代燃料。甲醇掺烧汽油，在国外一般向汽油中掺混甲醇515提高了汽油的辛烷值，避免了添加四乙基铅对大气的污染。近年来，我国对掺烧混汽油、纯甲醇汽车进行了大量试验，处于试用阶段。甲醇制二甲醚作民用燃料、甲醇直接作民用燃料等灶具开发已获成功，也处于试用阶段。近来汽油价格大幅上涨，而大型甲醇装置的投产，使甲醇价格下降，完全可同汽油竞争，为发展甲醇燃料提供了机遇，其市场前景极为广阔。预计我国2010年汽车保有量将达6000万辆，需汽柴油7200万吨，按掺烧5（M5）的甲醇计算，需求量将达到360万吨。2005年将需200万吨，当然掺烧甲醇需要国家出台相关的政策和标准，还需要进一步推广和应用。但以甲醇替代燃料是必然的发展趋势。在国外，甲醇蛋白工艺已工业化，甲醇制乙烯、丙稀已进入实用化阶段，甲醇作液体叶肥实验效果较好，甲醇在这方面也存在潜在的市场需求。因此，预计到2010年我国对甲醇的需求总量将达到800万吨左右。我国加入WTO后国内的化肥工业将受到冲击，尤其是小化肥，从而影响到联醇的生产，另外，小甲醇也将受到冲击。根据以上市场供需平衡的预测分析，2000年我国甲醇总生产能力约400万吨，产量198万吨，表观消费量约329万吨，进口量达到130多万吨。依据预测2005年需求量约374万吨，2010年需求量约700万吨，而随着技术落后、能耗高、规模小、成本高的小甲醇装置的关闭，到2005年前后，我国甲醇装置生产能力将减少到200万吨/年左右，供需矛盾将十分突出，新建一批规模大、技术新、成本低的甲醇装置势在必行。为此国内已有10家企业，拟建10套大型甲醇装置，预计总能力在370万吨/年左右。如果这些甲醇装置全部都能如期建成，在20052010年期间，国内甲醇总生产能力也仅为570万吨/年左右，即使按80的开工率计算，产量约为460万吨/年，不能满足374700万吨/年的甲醇市场需求，市场空间仍很大。23产品价格的分析231甲醇产品价格分析国外甲醇价格受原料价格及甲醇需求的影响很大。1994年由于美国经济复苏，带动甲醇的需求激增，致使价格一路上扬，亚洲市场每吨甲醇现货售价达到450500美元，欧洲达到650680德国马克。1995年国际市场需求矛盾减缓，价格又有下降。1996年甲醇价格波动不大，与1995年持平。从1997年底四季度开始，甲醇价格逐步下降，1998年底国际市场甲醇售价每吨仅为87105美元。1999年随着亚洲经济危机的结束，世界及亚洲地区的经济形式明显好转，带动甲醇国际市场价格又逐步回升，2000年四季度美国海湾甲醇价达到230240美元/吨。2001年下半年价格有所回落。我国甲醇市场受国际市场影响较大。1994年我国调整原油、天然气、成品油和粮食的价格，使国内甲醇生产成本上扬。同时国际市场行情上涨，导致国内甲醇价格上升，供应紧张。1995年上半年最高价达到4200元/吨，西南、华南地区创下4800元/吨的纪录，下半年甲醇市场价格又直线下降，年底跌到2100元/吨左右。1996年国内甲醇市场一直没有好转。1997年国际市场甲醇价格上涨，进口减少，国内甲醇价格一度反弹到25002600元/吨，但下半年甲醇下游产品需求不旺，价格重新回落到2200元/吨左右。19981999年国内甲醇市场持续低迷，价格一度跌至1200元/吨左右。1999年二季度以后，国内一些中小甲醇装置停产或减产，使得甲醇产量相对减少，而且国家出台了扩大内需，促进国民经济发展的一系列措施，刺激了国内生产的发展，使甲醇下游产品对甲醇的需求逐步增加，同时受国际市场的影响，需求旺盛势头一直不减，价格迅速上扬。2000年国内市场甲醇出厂价为18002000元/吨，最高达到2350元/吨左右。2001年是甲醇价格走低的一年，受世界经济趋势走弱的影响，全年价格的下降幅度达到50，11月份的价格约为1300元/吨。2002年5月，全国甲醇平均价格上涨到18002000元/吨。2003年2月以来甲醇价格大幅上涨，平均价格上涨到2800元左右；甲醇价格走高的原因主要是国外甲醇价格上涨了30以上，美国以达260美元/吨，欧洲达250美元/吨；国外甲醇价格上涨的原因与世界甲醇最大的供应商METHANEX恰好大幅减产有关，其2003年产量仅为100万吨，下降幅度达588，使甲醇价格不断上升；而甲醇下游产品价格也出现了与甲醇同步升高的趋势。232甲醇产品价格的稳定性及变化趋势预测甲醇价格主要与国际市场行情和国内需求量的变化有直接的关系，2002年下半年到现在，甲醇价格不断上涨，国际原因主要与伊拉克战争原油价格的上涨和国际几家大型甲醇工厂的停产检修有关，国内原因自2002年下半年我国经济持续高速增长与甲醇有关的各类化学品需求旺盛，特别是汽油价格上涨后，汽油中添加甲醇的数量增加，甲醇供不应求，价格暴涨。但随着国际油价随着伊拉克原油增产而降低，国内已有的甲醇厂开足马力增产，以及一些甲醇厂的投产，甲醇价格将会下降。但下跌空间不大，估计会在14501600元/吨之间波动。3产品方案及生产规模31产品方案根据市场平衡和获得最大的经济效益，生产装置应以最佳的经济规模进行设置。根据市场预测2005年我国甲醇需求预测为374万吨，而装置生产能力为340万吨。但由于其中部分为小型生产装置、生产工艺落后，生产成本较高，应予淘汰，实际生产能力为230万吨/年，。因此甲醇实际缺口150万吨以上。本装置考虑到同时生产甲醇和CO气体两种产品。供给CELANESECO气体的供应量将从第一年的15万吨/年增加到第五年的30万吨/年，用甲醇生产量进行调整氢气平衡以实现碳利用率最高的优化状态，甲醇的规模20万吨/年为宜。32产品、副产品名称和规格321产品（1）甲醇质量标准GB33892优等品或美国联邦AA级甲醇9985WT密度07910792高锰酸钾试验50分钟水份01WT酸度（以HCOOH计）00015WT羰基化合物含量（以CH2O计）0001WT蒸发残渣含量0001WT（2）CO气体组成CO9869VOLN2CH4AR131VOLS01PPM压力35MPAG温度40322副产品硫磺质量标准GB244992优等品硫999WT灰份003WT酸度0003WT砷00001WT铁0003WT有机物003WT水份01WT33生产规模和操作天数331产品生产规模甲醇20万吨/年CO气体29万吨/年332副产品产量硫磺14880吨/年333年运行总天数330天（8000小时）4工艺技术方案41工艺技术方案的选择411原料路线的选择选择生产甲醇和制取CO气体的原料，可以从原料储量、现有生产能力、成本、投资费用与技术水平等来综合考虑。从技术水平上看，以煤或天然气、重油等为原料制合成气的生产工艺都比较成熟，国内外都有工业化装置在运转。由于以煤为原料生产合成气的成本低，中国有丰富的煤炭资源，煤制CO气体的技术方案也是成熟的，所以本可研报告甲醇和CO气体的制备采用以煤为原料。新的洁净煤气化技术可使大型甲醇和CO气体制备装置能够做到低成本、低能耗、低污染，其产品具有较强的竞争能力。412国内外工艺技术概况4121甲醇及合成气制备国内外工艺技术概况（1）气化A）国外工艺技术概况以煤为原料的气化方法主要有固定床和流化床、气流床等。固定床气化技术固定床气化技术在我国运用较广，较为先进的有鲁奇（LURGI）气化技术，在我国建有3套装置。该技术虽然能连续加压气化，但由于气化温度低，生成气中甲烷含量大，同时生成气中含苯、酚、焦油等一系列难处理的物质，净化流程长；尤其是该技术只能用碎煤不能用粉煤，因而原料利用率低，大量筛分下来的粉煤要配燃煤锅炉进行处理。流化床气化技术流化床气化技术主要有德国温克勒（WINKLER）流化床粉煤气化技术。该技术压力较低，建有生产燃料气的装置，目前没有生产合成气的装置。气流床气化技术气流床气化技术有美国德士古气化（TEXACO）技术和荷兰壳牌谢尔（SHELL）粉煤加压气化技术。德士古气化技术属于气流床气化技术，是美国德士古（TEXACO）公司根据油气化技术的思路开发出来的。它是在煤中加入添加剂、助熔剂和水，磨成水煤浆，加压后喷入气化炉，与纯氧进行燃烧和部分氧化反应。气化温度13001400，气化炉无转动部件。对于生产合成气的气化炉，大多采用急冷流程。该技术由于是水煤浆进料，大量水份要进行气化，因而煤耗和氧耗均较高。但它有以下优点单台炉处理煤量大，生产能力高；气化压力高，甲醇合成气压缩功耗省，可实现等压合成；有效气（COH2）含量高，适于作合成气；煤的适应性宽，可利用粉煤，原料利用率高；三废量小，污染环境轻，废渣可用于水泥原料；该技术在世界上已有7套装置运行，在我国有四套装置运行。德士古气化技术在我国使用最多，鲁南化肥厂、上海焦化厂三联供装置、淮南化肥厂、渭河化肥厂均以水煤浆气化技术进行改造或扩建。谢尔气化技术是荷兰谢尔公司多年开发的一种先进的气化技术，该技术采用纯氧、蒸汽气化，干粉进料，气化温度达14001700，碳转化率达99，有效气体（COH2）达90以上，液态排渣，采用特殊的水冷壁气化炉，使用寿命长。采用废锅流程，可副产高压蒸汽。采用干粉气化，氧耗量较低。但需要氮气密封，气化压力不能太高；气化炉（带废锅），结构复杂庞大；设备费及专利费均较高。该技术目前只有一套大型装置运行，用于联合循环发电，工业化的经验不多，技术须全面依赖进口，国内技术支撑率低，有一定风险。国外大型气化技术比较表项目TEXACO法SHELL法LURGI气化压力2765204030气化温度1300140014001600850单炉最大能力吨煤/天50020002000600气化炉型式热壁式、单喷嘴冷壁炉、四喷嘴热壁炉进煤方式水煤浆浓度60泵送煤粉用氮气输送粒度909990有效成份（COH2）较高80高9068氧气用量高较低较低工业化装置数71多在中国的工业装置4/2B）国内工艺技术概况固定床气化固定层间歇气化技术，该技术投资低，技术成熟，目前我国小氮肥、小甲醇厂90以上采用该工艺生产。该技术气化效率低，单炉产气量少，常压间歇气化，吹风过程中放空气对环境污染严重，每吨合成氨的吹风放空气量达28003100立方米。该技术在国外已被淘汰。国内固定床气化还有富氧连续气化技术，虽然该技术连续气化无吹风气排放，污染较少，但只能采用焦炭或无烟煤作原料，原料价格高；且生成气中甲烷含量高，不适合做合成甲醇的原料气。流化床气化国内流化床气化主要有中科院山西煤化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化技术，该技术可用多种煤质作原料，如烟煤、焦炭、焦粉等，使用粉煤在10001100下气化，固体排渣，无废气排放。该技术工业示范装置已于2001年在陕西城固氮肥厂建成，小时耗煤量42吨。其煤种适应性广，操作温度为10001100，反应压力为003MPAG。气化炉是一个单段流化床，结构简单，可在流化床内一次实现煤的破粘、脱挥发份、气化、灰团聚及分离、焦油及酚类的裂解。带出细粉经除尘系统捕集后返回气化炉，再次参加反应，有利于碳利用率的进一步提高。产品气中不含焦油，含酚量低。碳转化率为90。合成气中（COH2）为6872，有效气体成分较低。气流床气化我国煤气化技术科研人员经过多年努力研究，开发出了具有中国知识产权的洁净煤气化技术。华东理工大学会同鲁南化肥厂等单位合作开发了水煤浆四喷嘴撞击流气化技术，该技术氧耗、煤耗比德士古气化技术低，碳转化率可达98，有效气体成分（COH2）8385，这些指标均比德士古气化技术高。采用该技术建立的日处理煤量20吨的工业性试验装置已运转400小时以上，并经过72小时考核，取得了国家专利，经过科技部组织的评审与验收。现正在设计、建设中，由于该技术中试试验时间较短，大型装置未投产验证，有一定的风险；气化炉烧嘴较多，停车检修或更换烧嘴时影响面较大，由于采用四喷嘴，需要配多台高压煤浆泵及相应管线，加之炉体加长，气化流程中增加了分离器等，故投资与采用德士古水煤浆气化技术（计入德士古专利费后）相差不大。原化工部临潼化肥研究所（现西北化工研究院）早在60年代末就已开展水煤浆纯氧气化的研究，70年代初建立日处理50吨的气化装置。从水煤浆制备、纯氧气化、灰水处理等试验中取得工艺流程的优化，最终工艺条件的选择、设备材料的选择、自动控制，软件开发等一系列工程数据。为配合水煤浆气化的研究试验工作，洛阳材料研究所研究制成了水煤浆气化的耐火砖，原化工部化工机械研究所开发了二流道、三流道的烧嘴，重庆热工仪表研究所开发了适于水煤浆气化的测温度计等。这一系列科研成果得到了化工部科技司、国家科委的大力支持和技术鉴定，为今后我国水煤浆气化工程应用奠定了基础。水煤浆气化技术经过我国有关科研、设计、生产、制造部门的多年研究，已基本掌握该技术，并能设计大型工业化装置，国产化率达90以上，技术支撑率高，生产管理经验多，风险少，可做为本次可研的首选工艺技术。考虑到国产水煤浆气化技术工程放大有一定难度，为保证甲醇装置生产的可靠性及提供CO气体的连续性，本可研报告选用德士古水煤浆气化技术。（2）净化采用水煤浆气化工艺生产的粗煤气中除含CO、H2、CO2外，还有少量H2S、COS、CH4、N2，微量的氨等成分。硫化物、重金属镍等对甲醇合成催化剂是毒物，必须除去。还有生产CO气体，必须除去粗合成气中的CO2，方可进入CO深冷分离装置制取CO气体。A）变换水煤浆气化气中CO高达4447，H2量只占3436。当生产29000NM3/HCO气体时，CO深冷分离返回的富H2气与甲醇合成净化气直接汇合，满足甲醇合成新鲜气的要求，直接进入甲醇合成回路。当惠生不提供CO气体给CELANESE时，气化产生的粗合成气全部生产甲醇时，需要CO变换装置，来调节合成气的组成，以满足经过净化后，甲醇合成新鲜气的需要。此时需变换的气量约占总气量的48左右。采用耐硫变换时，由于水煤浆气化粗合成气经洗涤后含尘量12MG/M3（标），温度约为242，并被水蒸汽饱和，水汽比约为15，直接经过加热提温后即可进入变换，不需再补加蒸汽；流程短，能耗低，故水煤浆气化配耐硫变换是最佳选择。B）脱硫脱碳从国内外煤气化装置中所采用的脱除酸性气体的工艺来看，低温甲醇洗RECTISOL和NHD或SELEXOL较常见。低温甲醇洗RECTISOL工艺是采用冷甲醇作为溶剂脱除酸性气体的物理吸收方法，是由德国LINDE公司和LURGI公司联合开发的一种气体净化工艺。该技术成熟可靠，能耗较低，气体净化度高，可将CO2脱至20PPM以下，H2S小于01PPM。NHD或SELEXOL同低温甲醇洗一样，同属物理吸收，其对CO2、H2S等均有较强的吸收能力，可将CO2脱至01以下，H2S小于1PPM。目前世界上大型煤气化装置产生的合成气净化采用低温甲醇洗技术较普遍，采用NHD技术的装置很少，NHD净化大都用于中小型装置。采用低温甲醇洗净化吸收部分采用双塔分别净化甲醇合成气和CO制备所需的合成气，再生部分合为一起的净化技术。C）丙烯压缩制冷低温甲醇洗净化工艺需外供冷量，提供冷量的技术较多，较常用的有溴化锂吸收制冷技术，适用于提供510冷量；氨压缩制冷技术，适用于提供535冷量；丙烯制冷技术，适用于提供2545冷量；乙烯制冷技术，适用于提供3555冷量等等。我们准备采用的低温甲醇洗技术需要40冷量移出反应热，所以采用丙烯压缩制冷技术比较合适。（3）甲醇合成及精馏A）甲醇合成甲醇工业始于本世纪初，到本世纪六十年代，甲醇工业取得重大进展。1966年英国ICI公司首先推出了低压甲醇合成工艺ICI工艺，此为低压法生产甲醇的开端。1971年原西德LURGI公司成功开发另一著名低压法工艺LURGI工艺。所有中、低压法甲醇装置工艺过程类似，在压力为50150MPA，温度为205266之间操作。各种中、低压甲醇工艺的主要区别在于反应器的设计、反应热的移走及回收利用方式的不同，另外所用催化剂亦有差异。近年来，甲醇合成反应器的开发出现了综合各类典型反应器优点的趋势，这些反应器都采用了内部换热冷却、等温反应及副产饱和蒸汽回收余热的思想。如TEC的MRF多段径向流动反应器；LINDE绕管式等温反应器；三菱重工的管壳冷管复合反应器等。这些反应器比之传统低压法甲醇反应器具有转化率高、反应器体积小、反应热移出更方便或床层压降小等优点。华东理工大学开发了具有知识产权的绝热管壳式反应器，已成功用于10万吨/年20万吨/年的甲醇装置中，该反应器具有换热效果好、阻力小、抗毒性好、合成率高的特点，因而被国内大中型装置采用，本项目拟采用该技术。B）甲醇精馏甲醇精馏工艺主要有双塔流程和三塔流程两种，主要的任务是以精馏的手段获得合格的商品甲醇，两种流程的选择主要是在节能和投资方面平衡，大型装置一般采用三塔流程。4）深冷分离制取CO气体低温甲醇洗净化之后的合成气，可通过PSA变压吸附和深冷分离制取CO气体。由于CO气体产量为29000NM3/H，采用PSA不合适，国内技术规模小，最大产量为5000NM3/H。故选用深冷分离技术制取CO气体。深冷分离技术可靠，流程相对简单，成本较低。4122工艺技术方案（1）主要工艺技术方案确定65MPA压力德士古（TEXACO）水煤浆气化技术制粗合成气；一氧化碳耐硫部分变换及热回收（仅用于粗合成气全部生产甲醇工况）；低温甲醇洗双塔脱硫脱碳制取用于CO分离和甲醇合成的净化气；深冷分离制取CO气体；克劳斯法硫回收；低压法合成甲醇；三塔甲醇精馏。（2）工艺技术方案A）水煤浆制备水煤浆制备水煤浆制备首先要将煤磨细，再制备成约65的水煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。用于水煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的水煤浆粒度均匀，筛下物少。水煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用二台棒磨机，单台磨机处理干煤量3541T/H，可满足20万吨/年甲醇和29万吨/年CO的需要。为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。水煤浆气化需调整水煤浆的PH值在68，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42的浓度。为了节约用水，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨煤水。B气化气化流程水煤浆气化工艺流程有两种激冷流程和废锅流程，废锅流程可产生高压蒸汽，但由于气化气温度高、带有大量煤渣，对废锅有磨蚀冲刷，设备材质要求高，一次投资及维修费用较大；激冷流程是在气化炉内将气体用激冷水降温的同时，洗涤除尘，出气化炉的气体带有大量的水蒸汽，在变换工段不再补加蒸汽；由于出气化炉气体温度较低，使气化设备投资较低，维修工作量较少；采用水煤浆气化的装置除美国有一套废锅流程用于联合循环发电外，其余生产合成气的装置均采用激冷流程。本项目气化采用激冷流程。气化压力水煤浆加压气化压力有27MPA、40MPA和65MPA三种。三种气化压力均已有大型装置的运行经验。采用65MPAG压力水煤浆气化，由于气化压力高，净化后合成气压力仍保持在52MPAG，正好符合低压合成甲醇的压力，因此合成气不需压缩，比采用40MPA生产甲醇压缩机可降低30能耗，故本项目选择65MPA压力气化。气化炉规格气化炉的规格有32122M和28122M两种，可根据合成气规模确定。目前28气化炉用得较多，这种气化炉国内已加工制造多台，国内加工制造的65MPA压力下此规格气化炉已在渭化使用多年，单台气化炉的容积为127M3，在65MPA压力下单炉处理煤量为750T/D。对年产20万T/A甲醇29万T/ACO的规模，本工程需选择3台气化炉二开一备运行，气化炉规格为28122M。气化炉烧嘴正常的更换时间为每40天一次，每次约半天时间，每两年更换或检修耐火砖一次，时间约15个月，因此保证安全稳定连续生产需备用一台气化炉。C灰水处理现有的生产装置中灰水处理流程有三种四级闪蒸，三级闪蒸加汽提及二级闪蒸，相比较而言，四级闪蒸或汽提工艺后被浓缩的灰水温度较低，有利于灰水的澄清，故本项目灰水处理工艺采用四级闪蒸、澄清槽沉淀、真空过滤机分离细渣。D变换及热回收当生产29000NM3/HCO气体和20万吨甲醇/年时，不需要变换装置。此时只需要将粗合成气从242，通过热量回收冷凝冷却到40进入低温甲醇洗装置。E低温甲醇洗低温甲醇洗RECTISOL工艺技术成熟可靠，能耗较低，气体净化度高，可将合成气中的CO2脱至20PPM以下，H2S小于01PPM。而且溶剂吸收能力大，循环量小，能耗省，溶剂价格便宜，操作费用低，是此法的优越性所在。该法缺点是在低温下操作，设备低温材料要求较高，整个工艺投资较高。NHD或SELEXOL溶液对CO2、H2S等均有较强的吸收能力，采用这种技术可将合成气中的CO2脱至01以下，H2S小于1PPM，但对COS吸收能力差，需增加水解装置，而且该工艺须将脱硫和脱碳分开脱除，使得流程复杂，另外其溶剂昂贵，吸收能力比甲醇低，因而，溶剂循环量大，操作费用较高，该法的优点在于设备无腐蚀，可采用碳钢设备，整个工艺投资较少。关于低温甲醇洗和NHD的比较见如下表项目单位低温甲醇洗NHD蒸汽相对值11循环水相对值145冷冻量相对值10625电相对值145有效气损失相对值13气提气,N2相对值14投资相对值10714从上表对比中可以看出，虽然NHD的投资低于低温甲醇洗，但其运行费用较高。而且低温甲醇洗在国内具有丰富的生产操作经验，除部分低温材料需引进外，设备设计和制造等均可在国内解决。最主要的问题是由于本项目规模大，如采用NHD工艺溶液循环量大，液相管道较大，配管和支撑等工程问题都难以解决。因此，推荐酸性气体脱除选用低温甲醇洗工艺。目前，低温甲醇洗工艺有林德工艺、鲁奇工艺二种流程，二