2×50万吨年甲醇气相催化脱水制二甲醚装置项目可行性研究报告

注：黄色删除；红色新增。 安阳市嘉能能源发展有限责任公司 2 50 万 吨 /年甲醇气相催化脱水制二甲醚装置 项目 可行性研究报告 档案号： 安阳贞元集团 编制单位：洛阳规划建筑设计有限公司 编制时间： 2011 年 5 月 附设计公司资质证书 可研负责人： 编制人员： 校核人： 审核人： 审定人： XXX建设项目 可行性研究 报告 参加编制人员 名单 董 事 长 ： 姚金山 总 经 理 ： 王建军（博士） 总 工 程 师 ： 闫跃军（教授） 项 目 负责人 ： 刘淑春（注册咨询 师 ） 参加编制人员 ： XXX XXX XXX XXX 资格证书编号：工咨甲 12020070038 洛阳规划建筑设计有限公司 目 录 1 总论 . 1 1.1 概述 . 1 1.2 研究结论 . 6 1.3 综合技术经济指标表 . 8 2 市场预测 . 9 2.1 产品的性质和用途 . 9 2.2 国内外市场需求预测分析 . 16 2.3 产品目标市场 . 23 2.4 产品价格分析 . 27 3 产品方案和生产规模 . 25 3.1 产品方案 . 25 3.2 生产规模 . 25 3.3 二甲醚产品质量指标 . 26 4 工艺技术方案 . 26 4.1 国内外生产工艺开发概况 . 32 4.2 工艺技术的比较与选择 . 28 4.3 工艺流程简述 . 错误 !未定义书签。 4.4 消耗定额 . 错误 !未定义书签。 4.5 自控技术方案 . 42 4.6 主要工艺设备 . 43 4.7 标准化 . 45 5 原辅材料、燃料和动力供应 . 47 5.1 原料供应 . 48 5.2 辅助材料 . 48 5.3 动力供应 . 48 6 建厂条件及厂址方案 . 50 6.1 地理位置 . 50 6.2 厂址方案 . 52 7 公用工程和辅助设施 . 53 7.1 总图运输 . 56 7.2 给排水 . 55 7.3 电气 . 56 7.4 供热 . 59 7.5 仪表空气站 . 60 7.6 工厂外管 . 60 7.7 维修 . 60 7.8 分析化验 . 61 7.9 贮运设施 . 61 7.10 土建 . 61 8 节能 . 62 8.1 能耗指标 . 62 8.2 节能措施 . 63 8.3 能源管理 . 65 9 环境保护 . 67 9.1 厂址地理位置 . 67 9.2 设计采用的环境保护标准 . 67 9.3 主要污染源及主要污染物 . 69 9.4 环保治理措施及预期效果 . 69 9.5 环境管理及监测 . 71 9.6 清洁生产与总量 控制 . 75 9.7 绿化设计 . 78 9.8 环保投资 . 79 9.9 结论与建议 . 79 10 劳动保护、安全卫生与消防 . 79 10.1 劳动保护与安全卫生 . 79 10.2 消防 . 87 11 工厂组织和劳动定员 . 92 11.1 工厂体制和管理机构 . 92 11.2 生产班制和定员 . 92 11.3 人员的来源和培训 . 96 12 项目实施规划 . 97 12.1 建设周期的规划 . 97 12.2 项目实施进度规划 . 97 13 投资估算和资金筹措 . 99 13.1 投资估算 . 95 13.2 资金筹措 . 100 14 经济效益和社会效益的评价 . 102 14.1 经济评价的基本参数 . 102 14.2 产品成本和费用估算 . 103 14.3 财务分析 . 104 14.4 社会效益分析 . 105 15 结论与建议 . 106 15.1 工艺技术 . 106 15.2 经济评价 . 106 15.3 社会效益 . 107 附表： 1. 投资使用计划和资金筹措表 2. 固定资产折旧费估算表 3. 年总生产成本费用估算表 4. 流动资金估 算表 5. 销售收入和销售税金估算表 6. 损益表 7. 固定资产投资借款还本付息计算表 8. 资金来源与运用表 9. 资产负债表 10. 财务现金流量表（全部投资） 11. 敏感性分析表 12. 财务评价主要指标表 附图： 1. 装置总平面布置图 2. 二甲醚合成与精馏工序工艺流程图 3. 二甲醚罐区工艺流程图 附件： 1.项目建议书批复 2.项目承办单位营业执照 3.组织机构代码证 4.政府相关批文 5 生产许可证 6.环评报告 7.土地使用证 8 资金来源证明 . 1 . 1 总论 1.1 概述 1.1.1 项目名称、主办单位、建设地址、企业性质 及法人 项目名称： 2 50 万 吨 /年二甲醚装置 项目 可行性研究报告 主办单位：安阳市嘉能能源发展有限责任公司 项目负责人：孙仲魁 建设地址：安阳市殷都区 王邵村 企业性质：有限责任公司 法人代表： 程新庄 可行性研究报告编制单位： 洛阳规划建筑设计有限公司 地址 ： 洛阳市西工区玻璃厂路 8 号院 邮政编码： 471000 电话：工程咨询等级： 甲级 发证机关：中华人民共和国国家发展和改革委员会 证件编号： 工咨甲 12020070038 建设 单位概况 ： 1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则 1.1.2.1 编制依据 (1) 建设单位 有限公司签订的 2 50 万 吨 /年甲醇气相催化脱水制二甲醚装置可行性研究报告技术咨询合同书。 (2) 建设单位提供的可行性研究基础资料。 (3) 化计发（ 1997） 426 号文化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）。 (4) 国务院令第 253 号， 1998 年 11 月 29 日建设项目环境保护管理条例。 . 2 . (5) 国家计委、建设部计投资发布建设项目经济评价方法与参数（第三版）。 (6) 石油计字 200168 号 文件中国石油天然气股份有限公司建设项目经济评价方法与参数（炼油化工销售）。 (7) 国石化规发（ 1999） 195 号化工建设项目可行性研究投资估算编制办法（修订本）。 (8) 国家计委计办投资 200215 号文投资项目可行性研究指南（试用版）。 (9) 国家发展改革委、建设部 20061325 号文建设项目经济评价方法与参数（第三版）。 (10) 安阳市嘉能能源发展有限责任公司 的发展思路及规划。 1.1.2.2 编制原则 (1) 严格执行国家、地方、行业现行法令、法规及各专业的标准规范。 (2) 充分依托建设单位在安阳市殷都区 王邵村 现有的基础工程、公用工程、辅助设施和生活福利设施，尽可能节省投资。 (3) 本项目以甲醇为原料，采用先进、成熟、可靠的甲醇气相催化脱水法制二甲醚生产工艺，建设一套 2 50 万 吨 /年新型清洁燃料二甲醚装置，保证项目投产后能安全、稳定、长周期连续运行。 (4) 合理布置，节约用地。 (5) 严格执行国家有关环境保护、职业安全及工业卫生、消防有关规定，贯彻“安全第一、预防为主”的方针，做到环境保护、劳动安全卫生、消防与工程同步规划、同步实施、同步发展；避免环境污染，确保安 全生产。 (6) 设计中坚持“一体化、露天化、轻型化、国产化、社会化”的五化方针。 (7) 注意节能、节水、降耗、减污、增效，努力降低成本，争取获取最佳经济效益。 (8) 合理安排工期，以最快的速度完成工程建设，早投产，早见效益。 . 3 . (9) 对项目的费用和效益，本着实事求是，稳妥可靠的原则进行估算和评价。 1.1.3 项目提出的背景、目的和意义 1.1.3.1 建设单位基本概况 安阳市嘉能能源发展有限责任公司（以下简称安阳嘉能公司）属于 安阳市贞元（集团）有限责任公司 下属独立子公司。 安阳市嘉能能源发展有限 责任公司成立于 2006 年 7 月，位于安安阳市殷都区 王邵村 ，注册资金 2500 万元，资产总值 5737 万元，现有员工 73 人，大专学历以上人员占公司总人数的 80%。是专业从事新能源二甲醚的生产和销售及相关技术的开发应用的厂家，是中国二甲醚标准制定发起五家理事单位之一。 公司的发展宗旨是：致力新型清洁车用替代燃料的研发和生产，“奉献绿色能源，创造碧水蓝天”。 二甲醚项目采用南京敦先科技有限公司 节能型 “甲醇气相催化脱水反应法” 工艺技术 进行生产。该项目被列为市重点建设项目 ,是安阳市工业结构调整重点项目，项目的实施将为安 阳市的经济社会发展提供能源保障 ,可为安阳市新能源谷的发展和建设形成较大推力。 1.1.3.2 项目提出的背景、目的和意义 1) 项目提出的背景 能源是国民经济可持续发展的物质基础，据 BP-Amoco 公司研究报道，全世界已探明的化石燃料资源中煤可使用 221 年，天然气为60 年，而石油仅能使用 39 年，而当前全球一次能源结构中石油占40.6%，煤占 25.0%，天然气占 24.2%，核能占 7.6%，水电占 2.7%。 我国能源总的特征是“富煤、缺油、贫气”。 1993 年起我国已成为石油净进口国， 2004-2008 年，我国 原油产量由 1.75 亿吨增至 1.90亿吨，进口量年均增长率为 1.7%；而原油净进口量由 1.17 亿吨增至1.75 亿吨，年均增长率达 8.3%；对外依赖度由 40.2%上升至 48%。据预测， 2020 年我国消费量将达到 4.5-5 亿吨，对外依赖度将超过 60%,严重威胁我国的能源安全。 . 4 . 我国天然气总储量为 38 万亿立方米、煤炭总储量为 7200 亿吨。我国有 80%的煤是通过直接燃烧。因燃烧煤产生的二氧化硫的年排放量已达 1900 万吨，化学反应产生的大量臭氧、烟雾、酸雨和温室气体，造成我国的经济损失每年高达百亿元以上，成为世界上因大 气污染排放造成损失最大的国家之一。我国自 1990 年开始大量进口液化石油气，伴随着南方沿海地区需求迅速膨胀，年进口量从 1990 年的11.7 万吨增加到 2005 年的 617 万吨。现我国城市为 667 个，其中特大型和大型城市 75 个、中型城市 192 个、小型城市 400 个，城市人口 2.8 亿，城市石油液化气占有率约 50%。 商用汽油、煤油和天然气由于含硫等众多复杂成分，对环境 污染 较为严重；民用液化石油气的杂质更多，且还存在压力过高及爆炸的隐患。另外，我国汽车工业发展较快，同时也带来了 车用 燃料价格的大幅上涨，汽车燃料的短缺势必制约 汽车工业的发展 。 我国能源短缺和环境保护是国民经济保持持续发展的两大瓶颈。 与石油、天然气不同，我国煤炭资源储量丰富，煤炭供应可以完全立足于国内。 2007 年，国内已查证的煤炭储量 7200 亿吨，原煤产量达 25.23 亿吨，我国煤炭资源最少还能够使用 200 年以上。经过多年的发展，我国煤化工技术日趋成熟，装备国产化程度不断提高。发展甲醇、二甲醚等煤基替代能源符合我国“富煤、缺油”的资源现状，有利于缓解国内石油供需矛盾，也有利于能源产业的持续发展，是维护国家能源安全的重要战略举措。 因此，建立多元化的能源战略体系，发 展新的煤基清洁型替代能源，解决能源安全和日益严重的环境污染瓶颈问题，使国民经济持续稳定发展，是我国政府面临的十分严峻任务和重要课题。开发研究新型清洁环保燃料，已成为一项重要战略任务。 以甲醇生产洁净的二甲醚燃料，作为石油资源的补充，对于解决国内能源短缺和环境保护问题，具有重要的经济意义和战略意义。能源是国民经济可持续发展的物质基础，按市场需求，上世纪 90 年代初，国内出现一些新型民用燃料，如甲醇燃料、醇 醚燃料、二甲醚液化气等，其中以二甲醚最具优势。二甲醚作为洁净环保的替代能源 . 5 . 得到了世界各国的广泛重视，国家发 改委、科技部、环保总局以 2005年第 65 号联合公告，将醇醚燃料列为了国家鼓励发展的资源综合利用和环境保护技术中的 260 项技术之一，二甲醚作为新型民用燃料具有以下优点： （ 1）在同等温度条件下，二甲醚的饱和蒸汽压低于液化气，其储存、运输过程相对安全； （ 2）二甲醚在空气中的爆炸下限比液化气高一倍，使用过程中相对安全； （ 3）二甲醚自身含氧，组分单一，碳链短，燃烧性能良好，热效率高，燃烧过程中无残液，无黑烟，是一种优质、清洁的燃料； （ 4）二甲醚代替液化气作民用清洁燃料与现有液化气的灌装设备、液化气罐及液化 气灶基本通用，易于推广使用。 据有关部门检测结果表明，在着火性能、燃烧工况、热负荷、热效率、烟气成分等方面符合煤气灶 CJ4-83 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，空气污染极低；在使用配套的燃具后，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。因此二甲醚单独作为民用燃料，可以替代液化石油气，其性能与液化石油气相似，具有使用方便，燃烧完全，排放的废气无毒，使用安全、卫生等优点，被誉为 21 世纪最为理想的洁净优质燃料和新能源。 2) 项目 建设目的和意义 开发二甲醚对国家能源安全具有重要的战略意义。我国近几年来原油、成品油、液化石油气净进口量超过消费量的 30%，高于国际公认的能源安全警戒线，根据专家预计到 2010 年我国石油对外依存度将超过 50%。 石油炼制的油品虽然比较清洁，但我国石油资源已不能满足需求，并且随着石油资源逐渐转向深层，品质也不断降低，含硫量不断上升，给炼制高质量油品带来很大困难。城市汽车尾气的大量排放对城市空气也造成了严重的污染。二甲醚作为燃料，可以在保证我国能源安全的同时，将环境危害降到最低。 . 6 . 位于河南北部的安阳市，交通条件 十分便利，具有土地资源优势。 工业园区中规划建设的道路网、给排水工程、污水处理工程、邮电通讯工程及供热供气工程为项目实施提供了有利的建设条件。安阳市也为工业园区的建设提供了灵活的投资环境，在土地批租、融资、贷款贴息等方面对园区内项目建设加大扶持力度，为企业营造宽松、稳定的政策环境。因此，安阳贞元集团公司充分利用当地经济条件优势建设年产 2 50 万 吨二甲醚项目，对企业的发展和当地经济水平的提高都具有良好的经济效益和社会效益。本项目的建设和投产可替代部分进口石油，减少我国石油进口量及石油供应风险，符合国家石油安全战略，是贞元集团发展的一个战略方向。 1.1.5 研究范围 本可研报告研究范围包括甲醇制二甲醚生产装置及其配套设施。 本报告着重对产品市场需求情况；二甲醚生产工艺技术、装置规模及所需配套的公用、辅助设施； 装置三废排放及治理；装置消防及安全生产； 项目经济效益等方面进行研究分析，作出市场预测分析，提出工艺技术推荐方案，投资估算，对项目经济效益进行财务分析，最后作出研究结论性意见，供建设单位决策。 1.2 研究结论 1.2.1 本项目符合国家产业政策和能源、环保政策 能源短缺和环境保护为环保能源产品的开发 带来难得的机遇。建设单位积极建设清洁型燃料二甲醚生产装置完全符合国家产业政策和能源、环保政策。 二甲醚是 21 世纪的超清洁燃料， 具有优越的环保性能， 除一般的化工用途外， 其最大的潜在用途是作为城市煤气和液化气民用清洁燃料的替代用品，并能 替 代柴油作为发动机燃料， 是石油资源的替代能源，发展二甲醚燃料 对提高企业经济效益，增强市场竞争力和抗风险能力及可持续发展，将产生重大的现实意义和深远的历史意义。 1.2.2 产品市场前景良好 二甲醚不仅是重要的化工原料，而且具有优越的环保性能，其最 . 7 . 大的用途是作为城市煤气和液化气民用 清洁 燃料及环保型能 源车用燃料的代用品，建设部 2007 年 8 月 21 日公布的城镇燃气用二甲醚（ CJ/T259-2007）行业标准已于 2008 年 1 月 1 日实施， 重庆 市 已出台了 液化石油 气二甲醚混合燃料地方标准，已于 2009 年 12 月 1日执行， 广东省等其他 沿海城市的地方标准也将相继出台，河南省二甲醚混合燃料地方标准也正在蕴量之中，三个月后将正式出台。 这预示着广泛应用 二甲醚 新 能源 的开始，随着燃料级二甲醚作为民用和车用燃料的需求量大幅增加，专家预测，未来 3 年内随着燃料级二甲醚作为民用和车用燃料的需求量大幅增加， 2011 年二甲醚需求将超过 1000 万吨，二甲醚生产一定会有飞跃式的发展，其市场前景广阔。 1.2.3 采用的工艺技术先进、可靠 本项目采用先进的甲醇气相催化脱水制二甲醚技术，经脱水、精馏制得二甲醚产品，该工艺具有工艺流程短、能耗低、三废少、质量高等特点，装置技术先进、成熟、可靠，投产后可以长期稳定、安全、满负荷地运行。 1.2.4 环保、安全卫生及消防措施落实 本项目对“三废”采取综合治理措施，确保所有排放物可达标排放，投产后不会对环境造成污染。同时在设计中注意安全生产和工业卫生，认真贯彻国家和地方的各项法规 ，采取了完善的安全消防措施，建成投产后可保证安全生产。 1.2.5 项目在经济上可行 当原料甲醇价格按 2000 元 /吨、产品二甲醚价格按 3300 元 /吨计算时（均为含税价），本项目的项目投入总资金为 51272 万元，其中建设投资 36140 万元 ， 建设期利息 436 万元，流动资金 14696 万元。项目建成投产后，项目的年均总成本为 242912 万元 ， 实现年均销售收入 260228 万元，年均销售税金 -4620 万元，年均利润总额为 21936万元。经计算，项目的投资利润率为 42.79%，投资利税率为 33.77%，财务内部收益率 (税前 )为 52.52%，动态投资回收期 (税前 )为 3.2 年（含建设期一年）。 1.2.6 项目具有较强的抗风险能力 . 8 . 本装置的盈亏平衡点分别为 27.6%（生产能力利用率，达产第三年），具有较强的抗风险能力。 1.2.7 存在的主要问题和建议 本项目产品为甲醇的下游产品，产品市场前景广阔。但是国内准备建设的企业很多，这就要看谁建设快、投产快，短期内占领市场。 安阳市嘉能能源发展有限责任公司 具有多年的能源生产、管理、销售经验，具有资金、技术、人才、管理优势，因此建议该公司立即成立二甲醚产品建设领导小组，做好该产品 的市场调研，尽快决策、启动、实施 2 50 万 吨 /年燃料级二甲醚项目，早日实现其较好的经济效益和社会效益。 1.3 综合技术经济指标表 表 1-2 综合技术经济指标 序号 指标名称 单位 数量 备注 一 建设规模 二甲醚 万吨 /年 100 燃料级 二 商品量 二甲醚 万吨 /年 100 燃料级 三 年操作时间 小时 8000 四 主要原材料消耗 1 甲醇 (折 100%) 万吨 /年 140 2 催化剂 吨 /次 160 3年 1换 3 燃料煤 万吨 /年 16 五 公用工 程消耗 1 电 度 /时 9000 含公用工程 2 一次水 吨 /时 240 3 循环冷却水 吨 /时 12000 已折电耗 4 仪表空气 Nm3/h 240 5 蒸汽 吨 /时 85 已折煤耗 六 三废排放量 1 废气 Nm3/h 1717.5 做燃料 2 废水 t/h 62.9 3 废催化剂 吨 /年 53.3 七 运输量 吨 /年 2138848 1 运入量 吨 /年 1278544 2 运出量 吨 /年 860304 八 劳动定员 人 149 . 9 . 序号 指标名称 单位 数量 备注 九 装置占地面积 亩 286 十 建构筑物占地面积 m2 20897 十一 主要设备台数 台 (套 ) 82 十二 产品综合能耗 GJ/t 271.64 十三 项目投入总资金 万元 51272 1 建设投资 万元 36140 2 建设期利息 万元 436 3 流动资金 万元 14696 十四 年均销售收入 万元 330000 十五 年平均总成本 万元 303000 十六 年均销售税金 万元 -4620 增值税 13% 十七 年均利润总额 万元 27000 十八 年均所得税 万元 5484 十九 财务评价指标 1 财务内部收益率 % 52.52 税前 财务内部收益率 % 41.07 税后 2 动态投资回收期 年 3.2 税前 动态投资回收期 年 3.71 税后 3 财务净现值 万元 106380 税前 财务净现值 万元 74740 税后 4 投资利税率 % 32.77 5 投资利润率 % 42.79 6 资本金净利润率 % 63.06 7 盈亏平衡点 % 27.6 2 市场预测 2.1 产品的性质和用途 2.1.1 产品性质 二甲 醚， dimethylether， 又称木 醚、甲醚 ， (简称 ” 二甲醚 ”或 ”DME”) ， 分子 量 46.069，分子式 CH3OCH3，在室温和常压下是一种无色、有轻微 醚香 味的气体 (压缩状态下为液体 )。 二甲醚具有优良的混溶性，能同大多数极性和非极性有机溶剂混 溶。 二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶 剂， 加入少量助剂后就可与水以任意比互溶。毒性试验表明，二甲醚毒性很弱，无致癌性。 其物化性质如下： . 10 . 沸点： -26.9 (102.3kPa) 闪点： -42.4 (开杯 ) 自燃点： 350 临界温度： 128.8 临界压力： 6.32MPa 临界密度： 0.2174g/ml 蒸汽压： 0.53MPa（ 20） 密度： 0.661g/ml（ 20） 粘度（气体）： 86.5 Pa.s（ 20） 燃烧热（气态）： 1455kJ/mol 生成热（气态）： -186.5kJ/mol 熔融热： 108.3kJ/kg 蒸发热： 468.4kJ/kg（ -26.8） 爆炸极限： 3.45 28.7%（ Vol%，在空气中）。 2.1.2 产品用途 二甲醚是一种重要的甲醇下游产品，因其特有的分子结构和理化性质，用途十分广泛。它主要作为甲基化剂，也可 用作冷冻剂、溶剂、浸出剂、麻醉剂、燃料等。同时还在制药、染料、农药等工业中有着广泛的用途。其具体用途如下： （ 1）作为液化石油气的替代物 液化石油气（ LPG）目前在城镇已广为使用，以弥补城市管道煤气之不足，但由于国内产量有限，每年需大量进口 LPG 以满足消费需求，目前进口量已占到消费量的 3240%，表 2-1 为我国近年石油液化气的进口量。 表 2-1 近年我国石油液化气进口量（单位： 104t） 年份 1990 1998 1999 2000 2001 2005 2010 进口量 11.7 477 554 482 489 929 1460* 消费量 1363 1459 1552 2101 / *预测值 如果二甲醚价格合适 ， 取代 LPG 进口 ，则 估计 2010 年需燃料级 . 11 . 二甲醚 1920 万吨，可见二甲醚在未来 5 10 年代替 LPG 有广阔市场 ，其市场容量相当可观。表 2-2 给出了液化石油气（ LPG）与二甲醚（ DME）性质对比。 表 2-2 液化石油气与二甲醚性质对比 燃料 相对分子 质量 60时蒸汽压 平均 热值kJ/kg 爆炸 下限 % 理论 空气量m3/kg 理论 烟气量m3/kg 预混 气热值kJ/m3 理论 燃烧 温 度 37.8时蒸汽 压 kPa LPG 56.6 1.92 45760 1.7 11.32 12.02 3909 2055 1200 DME 46.0 1.35 31450 3.5 6.96 7.46 4219 2250 832 对比情况表明： 在 同 等 温 度 下 二 甲 醚 的 饱 和 蒸 汽 压 要 比 石 油 液 化 气 低 ，37.8时为 832kPa，符合 GBlll74-89 要求中 1380kPa 指标，故贮存及运输时更安全。 二甲醚在空气中的爆炸下限比石油液化气高一倍，在使用时二甲醚比石油液化气更安全。 虽然二甲醚热值仅 为石油液化气的 0.687，但二甲醚自身含氧，在燃烧过程中所需空气量仅为石油液化气的 0.615，因此二甲醚预混气热值要比石油液化气高（ 1.079:1），其理论燃烧温度也比石油液化气高 195（ 9.5%）。 二甲醚单独作民用燃料使用还具有下述优点： 由于自身含氧，碳链短，燃烧充分安全，燃烧过程不析碳不会产生黑烟，无残液，燃烧尾气符合国家标准。 二甲醚易于压缩，常温贮存压力 1.05MPa，低于石油液化气的 1.92MPa，故更为安全，且可利用现有的石油液化气罐，槽等容器及管道，灶具亦可通用，故易于推广。 二甲醚在不同季节门窗全开状态下用二甲醚液化气灶燃烧后对有害物残留量的卫生防疫检测结果如表 2-3 所示，开门窗或抽油烟机影响则见表 2-4。 表 2-3 二甲醚灶燃烧后有害物残留量 有害 组分 夏 季 冬 季 卫生标准 . 12 . mg/Nm3 早餐点火 30 秒 早餐后 30 秒 早餐点火 30 秒 早餐后 30秒 午餐点火 30 秒 午餐后 30 秒 日均 甲醇 0.29 0.06 0.65 0.33 0.35 0.16 1.0 甲醛 0.026 0.020 0.029 0.021 0.026 0.020 0.050 CO 1.05 0.56 2.21 1.27 3.21 2.49 10 表 2-4 二甲醚灶燃烧后环境卫生检测 有害物浓度增值 开门窗双灶点火 关门窗开抽 油烟机双杜 关门窗不开抽 油烟机双灶 开门窗本底值 mg/Nm3 点火期 燃烧期 点火期 燃烧期 点火期 燃烧期 日均 二甲醚 9.4 1.4 8.2 0.8 12.3 2.2 - 甲醇 0.022 0.010 0.020 0.016 0.42 0.34 - CO 3.5 2.6 2.7 1.3 5.8 4.7 1.4 NOX 0.163 0.156 0.153 0.142 0.391 0.382 0.032 检测结果表明二甲醚燃料及灶具在正常情况下对人体不会造成伤害，对室内空气也不会造成污染，室内空气中有害物浓度符合国家居住区大气卫生标准和居室空气质量标准。二甲醚灶具亦符合 GJ4-83的燃气灶具标准要求，可参见表 2-5。 表 2-5 二甲醚灶具燃料检测结果 项 目 GJ4-83 标准要求 实测结果 着火率 启动 10 次着火不少于 8 次 100% 点火性能 0.5 和 1.5 倍压力下能正常点燃 正常 传火性 点燃一孔后 4 秒钟内传遍所有孔 1 秒 火焰状态 均匀、清晰、稳定 均匀 热负荷 不低于 2.9kW（ 2500kcal/h） 3.64 及 3.81kW 热效率 额定负荷下热效率 55% 59.5%及 60.1% 烟气组成 CO 额定负荷下烟气 CO0.05% 0.017%及 0.021% O2 O2 不高于 14% 11% 说明：每吨二甲醚可供五户四口之家作炊事燃料使用一年。 （ 2）作为其它民用燃料的掺配组分 液化石油气主要组分是低碳烃，它富含 C3 和 C4 的烷烃与烯烃，还含有少量 C5 烃类，由于 C5 组分沸点较高，蒸汽压较低，又不能与C3 或 C4 组分互溶 ，故不能随 C3 或 C4 组分一起完全燃烧，呈残液留在液化气钢瓶中。如在石油液化气中添加少量二甲醚，它不但能提高C5 的气化效率，还增加 C3、 C4 与 C5 间的互溶性，从而消除液化气钢瓶中残液，避免燃烧时析炭，具有可观的经济效益。 . 13 . 二甲醚热值为 64686kJ/Nm3，如将一定比例的二甲醚加入到热值为 15907kJ/Nm3 的城市煤气或热值为 37674kJ/Nm3 的天然气中，可解决城市煤气供气高峰时气量不足问题，降低城市煤气中 CO 含量，增加使用安全性，并改善煤气的质量，提高燃气热值。 （ 3）车用燃料 我国汽车工业发展迅速， 民用汽车需求量将从 2000 年的 186207万辆 /年增长到 2005 年的 289327 万辆 /年，其中货车 106120 万辆，客车 5568 万辆，轿车 128139 万辆，重型货车和大型客车全部使用柴油机，中型货车和客车也大部分采用柴油机，近年轻型货车和客车也开始柴油化，农用车快速发展加快了车用燃料柴油化进程。预计到2005 年民用汽车保有量 3000 万辆将耗柴油 4000 万吨，加上军用车辆耗柴油 110140 万吨，对柴油总需求达 4200 万吨左右，国内石油产量无法满足需要，每年都要花费大量外汇进口原油和成品柴油，影响国 家能源安全。 二甲醚是良好的柴油替代燃料，它具有下述独特的优点： （ 1）二甲醚结构中仅含 C-H 键和 C-O 键，含氧达 34.8%，因而燃烧后生成的炭微粒少，允许采用较大量的废气循环，从而降低尾气中 NOx 排放量，仅为柴油排放时的 30%。 （ 2）二甲醚十六烷值 5560，比柴油高 27%，起燃温度低，滞燃期比柴油短，尾气 NOx 排放少，燃烧噪音比柴油低 1015dB，接近汽油机噪音水平。 （ 3）二甲醚低热值虽然比柴油低，仅为柴油的 64.7%，但二甲醚与空气理论混合气热值比柴油高 5%（二甲醚为 3066kJ/kg，柴油为2911kJ/kg），故用二甲醚的发动机功率比柴油高 1015%。 （ 4）二甲醚的气化潜热为柴油的 1.6 倍，可大幅降低柴油机的最高燃烧温度。 表 2-6 二甲醚与柴油的燃料性能对比 燃料 相对分子质量 沸点 抗爆性十六烷值 低热值kJ/kg 理论 空燃比 自燃温度 含氧量 % 液态 密度kg/l 20蒸汽压 MPa 气化潜热kJ/kg 粘度 CP . 14 . 二甲醚 46 -26.9 5560 28840 9.0 235 34.8 0.667 0.51 460 0.15 柴油 190220 180360 4050 42500 14.6 250 0 0.84 0 290 4454s 表 2-7 柴油机使用二甲醚与柴油时性能比较 燃料 功率 （扭距） Nm 燃料 经济性 尾气 NOX g/HP H 总烃 g/HP H 总微粒 g/HP H 最高 加速烟度 % 最大 燃烧噪音 dB 二甲醚 230 相等 1.6 0.3 0.02 0 78 柴油 200 3.8 0.3 0.08 5 88 * 重型卡车柴油机涡轮增压，中冷无废气后处理或废气再循环 据西安交大开发的二甲醚汽车在高速公路、城市交通繁忙地段、坡 地及洼地长期试车表明二甲醚汽车易起动；换档自如，加速爬坡性能好，最高车速高于原柴油车。 丹麦 Haldor Tops e 公司曾用 Navistar 8 缸 7.3 升中型车柴油机和 AVL LEADER 4 缸 2 升轿车柴油机进行测定，表明二甲醚排放尾气完全可达到全球最严格的加州超低排放（ ULEV）标准，结果见表2-8。 表 2-8 二甲醚用柴油机尾气有害物排放量 排 放 物 中 型 车 轿 车 CO g/HP h NOX+非甲烷烃 g/HP h 非甲烷烃 g/HP h 颗粒物 g/HP h 甲醛 g/HP h CO g/HP h 总烃 g/HP h NOX g/HP h 颗粒物 g/HP h ULEV 标准 7.2 2.5 1.3 0.05 0.025 1.7 0.04 0.2 0.04 用二甲醚结果 3.2 2.4 0.21 0.033 0.022 0.6* 0.04* 0.2 0 * 经尾气催化转化器后 测定结果表明：用二甲醚替代柴油可改善柴油机排放尾气的状态， NOx 排放仅为柴油的 30%，烃类为柴油的 40%， CO 为柴油的 50%，达到欧和美国加州中型载重车及客车尾气超低排放 ULEV 标准，并存潜力达到 欧标准。 2008 年上海市推出 10 辆二甲醚城市大客车投入 147 路公交线上运营。为配合二甲醚业公交车商业化运营，国内首个二甲醚加气站已 . 15 . 矗立在上海 147 路公交线终点站，目前可解决 30 辆二甲醚公交车的加注问题。 二甲醚汽车在上海 147 路公交线上的试验结果表明，二甲醚公交车比柴油、汽油公交车的动力性更好，可节能 5%左右，尾气排放可达欧标准。另外，使用柴油机的大型客车发动机都可以改装为使用二甲醚的发动，费用只要 1 万元左右，而大规模生产二甲醚的成本与柴油也相差无几。 上海交大和上柴股份公司正在研发第二代满足国 IV 标 准二甲醚汽车。在上海首条二甲醚公交示范运行线路开通后，北京、广州、杭州、贵阳、张家港、临沂等城市，也都有意引进上海研制生产的二甲醚汽车，用于城市公交。 预计我国 2010 年和 2015 年柴油消费量将分别增长到 4500 万吨和 9000 万吨，若 2010 年能取代 5%的柴油， 2015 年可取代 10%的柴油，则 2010 和 2015 年车用二甲醚的需求量将分别为 225 万吨和 900万吨。 （ 4）制药、染料、溶剂、油漆的中间体 二甲醚可与发烟硫酸或三氧化硫进行气相反应，可生成硫酸二甲酯；与苯胺蒸汽反应生成高纯度 N,N-二甲基苯胺；羰基 化后制得二甲醚甲酯，同系化生成二甲醚乙酯；可制得高产率醋酐和二甲醚乙烯母体 亚乙基二甲酯。 （ 5）气雾推进剂 从 80 年代开始，世界各国竞相开发二甲醚用途，将它作为气雾推进剂，目前涉及的范围包括油漆、杀虫剂、发丽香、空气清新剂、发胶、胶水、脱模剂、除锈剂、润滑油等，被称为继压缩气体、氟里昂、丙 -丁烷之后的第四代气雾推进剂，在世界上推进剂的用量位于第二。由于氟里昂对大气臭氧层有严重破坏作用而被限制和禁止使用后，二甲醚成为公认的气雾推进剂的理想替代品，这是目前二甲醚的主要用途之一。 （ 6）制冷剂 二甲醚可作为氟里 昂的代用品用制冷剂，在冷冻食品时可去除异 . 16 . 味和臭味。据轻工总会透露，我国家用电冰箱行业已确定了淘汰氟里昂的时间表，将于 2005 年在冰箱生产中停止使用氟里昂物质，作为氟里昂的代用品二甲醚，它的需求量将会随着氟里昂的禁止使用而越来越大。 （ 7）合成低碳烯烃 乙烯是最基本的石油化工原料之一，为解决乙烯来源，国内外正积极进行从甲醇或二甲醚制备乙烯等低碳烯烃混合物。美国 UOP、德国 Lurgi 及中国科学院大连化物所等单位已取得了一些进展。对我国缺油地区更具吸引力。 （ 8）其它 高浓度的二甲醚可用作麻醉剂，但麻醉效果比乙醚 差；二甲醚可用作聚合物的催化剂和稳定剂；可作为优良的萃取剂和烷基化剂，在合成有机硅化合物和制取高纯度氮化铝 -氧化铝 -氧化硅陶瓷 中作偶合剂，在美国、日本、加拿大等国它作为农作物高效增产剂，是一种极好的速效肥。 2.2 二甲醚的国内外生产情况 2.2.1 二甲醚的国外生产情况 目前国外总生产能力超过 24 万吨 /年以上，产量在 15 万吨左右（这些统计数据主要指用作气雾剂和制冷剂的二甲醚量，由于二甲醚用作燃料正在兴起，国外一些百万吨级的燃料级二甲醚装置正在建设或筹建之中，尚无建成投产的报道，因此，以上统计数据暂以 气雾剂级二甲醚为准）。国外二甲醚的生产主要集中在美国、德国和英国，主要生产厂家有杜邦公司、阿克苏公司、德国联合莱茵褐煤公司、日本住友 精化 公司等，其中德国联合菜茵褐煤公司和汉堡 DMA 公司的生产能力较大，均在 6 万吨 /年左右，美国的杜邦公司和荷兰阿克苏 -诺贝尔公司的生产能力各为 3 万吨 /年，其它装置的能力大部分在0.5 1.0 万吨 /年之间。 国外，大约有 70%的二甲醚用于气溶胶生产，其他用于中间体生产。近年来由于对氟氯烃使用的禁止和控制，预计 2010 年国外二甲 . 17 . 醚的需求量将超过 30 万吨 /年。 表 2-9 世界主要二甲 醚（气雾剂级）生产厂家 序号 厂家名称 生产能力（万吨 /年） 1 杜邦公司 3.0 2 德国联合莱茵河煤燃料公司 6.0 3 汉堡 DMA公司 6.5 4 荷兰阿克苏 -诺贝尔公司 3.0 5 中国台湾康盛公司 1.8 6 日本住友精化公司 1.5 7 英国 Hamborsidc公司 1.0 8 澳大利亚 CSR有限公司 1.0 9 日本三井东压化学公司 0.5 合计 24.3 2.2.2 二甲醚国内生产情况 我国二甲醚生产起步于 20 世纪 90 年代初， 早期是从高压法合成甲醇副产物精馏而得，粗 甲醇中约含二甲醚 3%以上， 仅有江苏吴县合成化工厂、武汉硫酸厂等几个厂家生产，规模小，年总产量仅 3000吨左右，远远不能满足市场需要。随着 二甲醚 技术的发展， 1994 年广东中山化工厂采用 气相甲醇脱水法技术建成 2500 吨 /年二甲醚生产装置，生产高纯度的气溶胶级二甲醚，目前装置规模已达 5000 吨 /年。 1997 广东广氮建成 5000 吨 /年高纯度的气溶胶级二甲醚生产装置。 21 世纪初，国内陆续又有厂家投产二甲醚，其中生产规模较大的有山东久泰化工科技股份有限公司 2500 吨 /年二甲醚生产装置，泸州天然气化工厂 10000 吨 /年二 甲醚生产装置，另外，江苏昆山化工原料厂、山东鲁化集团公司、浙江义乌和安徽蒙城化肥厂等企业均建有 1000 2500 吨 /年二甲醚生产装置。这些企业生产的二甲醚部分为气溶胶级的二甲醚，部分为燃料二甲醚。 2005 年来，随着二甲醚的用途日益扩展，市场潜在容量增大，我国二甲醚工业发展迅速。据统计 2006 年我国二甲醚生产能力为 48万吨，产量 32 万吨。 2007 年二甲醚生产能力增加至 197 万吨，产量98 万吨。 2009 年二甲醚生产能力大幅增加至 600 万吨，产量 200 万吨。是世界上最大的二甲醚生产和消费大国，目前国内万吨以上规 模 . 18 . 在 40 家左右，主要分布在河北、山东、河南、内蒙古、四川、云南、江苏、浙江、广东等地，其中规模较大的生产厂家有山东久泰、新奥集团、天茂集团、泸天化、罗山金鼎化工、山东玉皇等。 表 2-10 我国主要二甲醚生产厂家及产能（单位：万吨 /年） 公司名称 能力 公司名称 能力 山东久泰集团 50.0 湖北天茂集团股份有限公司 50 泸天化 (集团 )有限责任公司 31.0 神华宁煤集团 21 山东玉皇化工有限公司 45.0 山西兰花清洁能源有限公司 10 河北新奥集团 30.0 海丰华城能源有限公司 10.0 河南罗山金鼎化工有限公司 15.0 湖北天源化工有限公司 20 河北凯跃化工有限公司 100 河南濮阳龙宇化工有限公司 10 河南省煤气集团有限公司 20.0 唐山旭阳化工化工有限公 司 20.0 河北邯郸裕泰实业有限公司 10.0 陕西渭河化工科技有限公司 11.0 广东东莞九丰化工有限公司 20.0 河南龙宇煤化工有限公司 20.0 鹤壁宝马化肥厂 30.0 河南平煤蓝天（遂平） 20.0 2.3 二甲醚国内外消费情况和市场预测 2.3.1 二甲醚国外消费情况和市场预测 20 世纪 60 年 代以后，国际上气溶胶工业得到迅速发展。在以往的气溶胶生产中，气溶胶喷射剂主要采用氯氟烃。近年来，人们已逐渐认识到氯氟烃对大气臭氧层有明显的破坏作用，逐步采用其它代用品。 二甲醚在气雾剂工业中的应用正以其良好的性能及相对较好的安全性能逐步替代压缩气体、氟里昂及丙丁烷气体，而成为第四代抛射剂的主体，因此，二甲醚市场需求量日益增长。 1989 年国外气雾剂产量为 86 亿瓶， 1998 年国外产量已达 105 亿瓶，以年均 2.24%的速度增长。在欧美国家气雾剂中二甲醚的用量较大， 2002 年国外二甲醚的消费量为 15.7 万吨 /年。 近年来由于对氟氯烃使用的禁止和控制，预计 2010 年国外二甲醚的需求量将超过 30 万吨 /年。 2.3.2 二甲醚国内消费情况和市场预测 20 世纪 60 年代以后，气雾剂产品以其特有的包装特性，深受消 . 19 . 费者欢迎。以前气雾剂产品大量使用氟氯烷作为抛射剂，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，世界各国都在寻找氟氯烷的替代品。我国已从 1998 年起禁止气雾剂中使用氟氯烷（医疗用品除外）作抛射剂。二甲醚在气雾剂工业中的应用正以其良好的性能及相对较好的安全性 能逐步替代压缩气体、氟里昂及丙（丁）烷气，成为第四代抛射剂主体。随着我国气雾剂工业的不断发展和二甲醚产品的开发应用，二甲醚正逐步应用于喷雾油漆、发胶、空气清新剂及车用气雾剂。 我国二甲醚在气雾剂领域 2005 年消费量为 3 万吨， 2006 年消费量为 4 万吨， 2007 年消费量为 4 万吨，随着人们生活水平提高，预计 2010 年我国二甲醚在气雾剂领域其消费量将达到 6 万吨， 2015 年将达到 10 万吨。 二甲醚作为化工原料可用于合成硫酸二甲酯、 N， N 二甲基苯胺、氢氰酸、二甲基硫醚等多种化工产品。我国二甲醚在化工原料领域 2005 年消费量为 1.5 万吨， 2006 年消费量为 2 万吨， 2007 年消费量为 2 万吨，预计 2010 年二甲醚在化工原料领域其消费量将达到 4万吨， 2015 年将达到 8 万吨。 二甲醚可按一定比例（ 19 21%）掺入液化气（ LPG）中和液化气一起燃烧，可使液化气燃烧更加完全，降低析碳量，并降低尾气中的一氧化碳和碳氢化合物含量。二甲醚还可按一定比例掺入到城市煤气或天然气中，作为调峰之用。二甲醚性质与液化气相近，易贮存、易压缩，因而可替代天然气、煤气、 LPG 作民用燃料。目前二甲醚掺烧液化气领域的应用，已占到了国内消费量的 90%左右。 2004 年我国 LPG 的产量为 1376.5 万吨，表观消费量为 2011.8万吨。中国自 1990 年开始大量进口 LPG， 2004 年全年国内 LPG 商品量为 1376.5 万吨，进口量为 635.3 万吨，表观消费量 2011.8 万吨。2005 年国内 LPG 总产量 1473.4 万吨，进口液化气总量在 616.65 万吨，国内表观消费量 2029.187 万吨。 2007 年国内 LPG 总产量 169.3万吨，进口液化气总量在 801.7 万吨，国内表观消费量 2500 万吨。 . 20 . 预计 2010 年国内 LPG 表观消费量将达 2500 万吨左右， 2015 年国内LPG 表观 消费量将达 2050 万吨左右。 表 2-11 我国 LPG 供需缺口（单位：万吨） 年份 2004 年 2005 年 2007 年 2010 年 2015 年 产量 1376.5 1473.4 1698.3 1700 2600 进口量 635.3 616.2 801.7 1000 1290 表观消费量 2011.8 2089.2 2500 3050 3890 目前国内 LPG 燃烧后的残余量为 5%，每年约有 60 多万吨 LPG 残液无法使用。全国多家 LPG 公司采用 20%DME 和 80%LPG 掺烧后， LPG中残液部分将被一同烧 掉，该掺烧技术已成熟，目前该掺烧技术在全国大面积得到推广。 保守估计，到 2010 年，若按 20%DME 掺烧 80%LPG 计算，则二甲醚的需求量约为 800 万吨左右。到 2015 年，若按 20%DME 掺烧 80%LPG计算，则二甲醚的需求量约为 1000 万吨左右。 我国二甲醚在民用燃料领域的消费量 2005 年消费量为 17 万吨，2006 年消费量为 28 万吨， 2007 年我国消费量为 112 万吨。预计 2010年二甲醚在民用燃料领域的消费量将达到 800 万吨左右， 2015 年将达到 1000 万吨左右。 经过几十年的发展，我国已成为一个汽车大国 ，截止 2007 年底。全国机动车保有量达 159777589 辆。其中汽车 56967765 辆，摩托车87096613 辆，挂车 869124 辆，上道路行使的拖拉机 14823703 辆，其他机动车 20384 辆。这必然将刺激国内车用燃料油需求的快速增长。近年我国成品油消费中，柴油约占 63.4%， 2004 年，国内柴油产量为 10162.1 万吨， 2004 年的消费量为 10373.3 万吨，而且近年来柴油消费的增长加快，柴油供需矛盾突出。同时，国内原油供需矛盾更加突出， 1993 年起我国已成为石油净进口国， 2000-2006 年我国石油进 口量年均增长率为 17.3%，进口额年均增长率为 39.7%。 2005 年我国成为继美国、日本之后的第三大石油进口国，石油对外依赖度达到 43%。 2006 年我国石油进口量达 1.81 亿吨，进口额 819.52 亿美元， . 21 . 石油对外依赖度达 由于二甲醚具有优良的燃料性能，方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍加压即为液体 到 47.3%。 严重威胁我国的能源安全。预计 2010 年国内柴油消费量将达到 13050 万吨左右， 2015年将达到 15500 万吨。 ，易贮存，作为车用的替代燃料，有液化汽、天然气、甲醇、乙醇等不可比拟的综合优 势。国内相关单位非常重视二甲燃料研究，西安交通大学与一汽经过近五年的合作开发了我国第一辆改用二甲醚的柴油发动机汽车，并进行了试验，实验表明使用二甲醚后可使发动机功率提高 10 15%，热效率提高 2 3%，噪音降低10 15%，可达到欧洲 III 级排放标准。 2007 年上海市正式起用了自主知识产权的第一台二甲醚城市客车。山东临沂有 30 台公交车试用二甲醚和液化气的混和燃料。二甲醚作为柴油的替代燃料， 2005 年消费量为 0.3 万吨， 2006 年消费量为 1 万吨， 2007 年消费量为 0.2 万吨。按其对柴油的替代率为 3%计算，预 计 2010 年按其对柴油的替代率为 3%计算 , 预计约需二甲醚约523 万吨左右； 2015 年 ,按其对柴油的替代率为 3%计算，预计约需二甲醚 1330 万吨左右 (相对柴油的二甲醚消耗替代比为 1.336)。 综上所述，二甲醚作为气雾剂、民用燃料、化工原料、车用燃料等方面 2005 年全国合计消费量约为 21.8 万吨， 2007 年消费量约为120 万吨。 二甲醚作为代用燃料方面的消费主要取决于二甲醚的价格，如果二甲醚的价格降到能与柴油或 LPG 相竞争的水平，二甲醚作为燃料的消费增长速度会很快，潜在市场规模也是相当惊人的，预计到 2010年全国合计消费量约为 983 万吨， 2015 年全国合计消费量将达 1928万吨左右，其市场前景广阔，祥见下表。 表 2-12 我国二甲醚的消费与需求预测（单位：万吨） 消费构成 2005 年 消费量 2006 年 消费量 2007 年 消费量 2010 年 需求量 2015 年 需求量 气雾剂等 3 4 4 6 10 民用燃料 17 28 112 800 1000 化工原料 1.5 2 2 4 8 . 22 . 于抛射剂的二甲醚价格最高，但由于二甲醚作为抛射剂的市场容量相对于二甲醚作为民用燃料的市场太小，可忽略不计，二甲醚价格的 分析以二甲醚用作掺烧、替代液化石油气 柴油替代燃料 0.3 1 2 100 500 合计 21.8 34 120 910 1518 2.4 产品价格分析 国内二甲醚价格，用 和替代柴油的车用燃料二甲醚价格为主，其重点在于分析目前市场最大的二甲醚用作掺烧液化石油气的价格。作为 燃料 的 二甲醚 价格主要受柴油、 LPG（液化石油气，以下同）和 国际原油 价格影响，由于我国是 国际原油 和 LPG 的进口大国， LPG、柴油价格走势受原油价格变化的影响较大，而 燃料 的 二甲醚燃 价格受LPG、柴油价格原油价格变化的影响，因此， 国际原油 波动价格波动是引起我国 燃料 的 二甲醚燃 价格的主要原因。祥见下表。 表 2-13 不同原油价格时二甲醚的出厂价 （元 /吨） 国际石油价格 柴油出厂价 LPG出厂价 二甲醚出厂价 美元 /桶 元 /吨 元 /吨 代柴油 代 LPG 38 2967 3008 2104 2296 40 3091 3132 2192 2391 45 3401 3441 2412 2627 50 3710 3751 2632 2864 55 4020 4060 2852 3100 60 4329 4369 3072 3337 70 4948 4988 3512 3810 80 5567 5607 3952 4283 90 6186 6120 4392 4759 100 6805 6765 4831 5235 110 7486 7442 5314 5760 二甲醚可以 100%替代柴油和 LPG，在这种情况下，与柴油和 LPG的重量替代 比分别为 1.4l： 1 和 1.31： 1。 柴油和 LPG 的出厂价格与国际市场原油价格相关联，国内成品油价格已经与 国际市场并轨。在炼油厂中，原油占成品油总成本的 80 . 23 . 90%，各类成品油出厂 价通常与国际市场 原油价格有一个相对稳定的差价关系。下表给出了国际市场不同原油价格时，国内柴油、 LPG 的出厂价格估算，以及 100%替代的情况下二甲醚 出厂价的上限要求。 由 上 表可知： 当 国际市场原油价格在 60 80 美元 /桶区间 时 ，对应的二甲醚出厂 价上限为： 100%替代柴油： 3072 3952 元 /吨； 10%替代柴油： 4329 5567 元 /吨； 100%替代 LPG： 3337 4283 元 /吨； 20%替代 LPG： 4369 5607 元 /吨 。 由于目前 90%的 二甲醚 作为与 LPG 气进行掺烧销售， LPG 价格 的涨跌，直接影响 二甲醚价格 的涨跌 。 2007 年上半年，由于国内能源需求迅速上升，而供应趋于紧张，国内液化石油气的市场价格随之上涨， 2007 年上半年 二甲醚 市场均价 3700 3800 元 /吨 左右， 二甲醚 生产企业获利丰厚。 2007 年三季度，随着国内液化石油气季节性的需求增长， 二甲醚 市场价格随之上浮。三季度伊始，由于液化石油气需求上升， 二甲醚 市场价格随之上浮，市场均价自 3800 元 /吨 左右上涨至 4300-4400元 /吨 ，厂家的 二甲醚 销售也较为顺畅。由于 国际市场原油价格 不断上涨，导致上游甲醇价格不断上涨，而 二甲醚 市场价格上涨速度赶不上甲醇价格不断上涨 速度， 二甲醚 生产成本上升速度大于销价上涨速度，厂家利润空间不断压缩。 2007 年四季度，由于 国际市场原油价格 不断上涨速度加快，原料 二甲醚价格 迅猛上涨， 二甲醚 生产在成本猛增，于是 二甲醚价格 水涨船高。 11 月， 二甲醚 市场均价一度突破了 5800 元 /吨 ，之后，由于市场需求逐步萎缩，且三季度投料的 二甲醚 生产装置逐渐正常运行， 二甲醚 市场供大于求， 价格 逐步下跌，到年低，市场均价回落至4200 元 /吨 左右。 2008 年初，由于春节前后是我国液化气需求旺盛期，因此，不少二甲醚下游企业在 2008 年一季度采购备货，使得国内 二甲醚 阶段 . 24 . 性需求迅速上升，带动市场价格迅速反弹，短短一周，市场均价从4200 元 /吨 迅速拉升到 5600 元 /吨 左右，涨幅达 1400 元 /吨 左右。随后，随着集中备货期的过去，市场价格小幅回落，市场均价在4500-4900 元 /吨 间波动。节后，虽然市场需求复苏，但是由于一季度国内不少 二甲醚 装置投产，随着这些装置的负荷逐渐上升，使得市场需求逐渐趋于饱和。而甲醇价格不断上行使得 二甲醚 生产成本一路上升。到季度末，高价甲醇造成的成本因素占据主导，市场价格震荡上行，最后均价收于 5000-5100 元 /吨 。 二季度，国内 二甲醚 市场延续了一季度 的市场情况。由于 国际市场原油价格 不断上涨，由年初 99.61 美元 /桶 ，上涨至 6 月底的 140美元 /桶 左右，使得 甲 醇 价格 迅猛节节高涨， 二甲醚 生产企业迫于成本的迅速上升，不得不提高市场。但是，由于国内部分企业 二甲醚 新装置投如运行，二甲醚下游企业对二甲醚涨价也不十分接受， 二甲醚销售压力加大，各二甲醚生产厂家因此陷入困境。部分企业因无利可图或连续亏损而停工。到二季度末， 二甲醚 市场均价最高在 6400 元 /吨 左右，最低在 5000 元 /吨 左右。 三季度，尽管国家同时也下调了 二甲醚 增值税税率，但是由于 国际市场原油价格 在 7 月 11 日创 新高 142.25 美元 /桶 ，掉头下降，一路下跌，三季度末降至 93.88 美元 /桶 ，导致 甲 醇 价格 逐步下跌，带动 二甲醚 市场下行。同时，国家限制液化气售价，液化气 价格 在受限后小幅下滑， 二甲醚 市场均价从三季度初的 5450 元 /吨 左右，降至三季度末 4900 元 /吨 左右。 2008 年四季度，由于美国金融危机的全面爆发引起世界性的金融危机， 国际市场原油价格 大幅爆跌， 原油价格 从四季度初的 93 美元 /桶 左右，爆跌至四季度末 44.60 美元 /桶 ，导致液化气 价格 、 甲 醇价格 、 二甲醚 市场 价格 大幅爆跌， 12 月中下旬，进口液化石油气到华南地区到岸价 已经是 2880 元 /吨 左右，河北、山东、河南等地的液化石油气市场 价格 在 3000 元 /吨 左右， 12 月 31 日河北有的地方的液化石油气报 价 已至 2800 元 /吨 ，尽管 甲 醇 价格 已经降到 2000 元 /吨 以下， 二甲醚 的生产成本仍然接近 3000 元 /吨 ， 二甲醚价格 优势不复存 . 25 . 在。到年低 二甲醚 市场价 格 爆跌至 3000 元 /吨 以下，国内大量二甲醚生产装置处于限产、半停产、停产状态。 目前， 国际市场原油价 已探低回升， 原油价格 从年初最低 33.2美元 /桶 升至 70 美元 /桶 ，国内二甲醚价格在 30004000 元 /吨之间波动。上半年二甲醚价格在 3000 元 /吨左右，是因为受世界金融危机等多种因素的影响，是不正常的。预计今后数年，随着全球经济的复苏，国际上石油价格将维持在 60 80 美元 /桶左右，国内二甲醚 价格 将维持在 3000 4000 元 /吨低位波动，本项目考虑未来各种不确定因素对产品价格的影响，为了降低风险，原料甲醇的价格按 2000 元 /吨（含税价），燃料二甲醚价格按 3300 元 /吨进行经济效益测算 ,同时在本报告书的财务评价中对二甲醚价格下降和上涨 10%时，还分别作了不确定性分析，以供建设单位参考。 3 产品方案和生产规模 3.1 产品方案 本装置以甲醇为原 料，生产最终产品为燃料级二甲醚，主要供应当地民用燃料市场，产品属于国家发展和改革委员会 2005 年 12 月发布的产业结构调整指导目录鼓励类中项目（第九类化工项目中27 条醇醚燃料生产），该产品方案符合国家产业政策和能源环保政策。 3.2 生产规模 根据国内外二甲醚市场预测情况、装置的合理经济规模、工艺技术来源、项目融资，同时结合国家产业政策等因素综合考虑，本可研建议二甲醚装置的建设规模为 2 50 万 吨 /年燃料级二甲醚一套，单系列。 年操作时间按 8000 小时计。日产二甲醚 3000 吨 ， 每小时产量为125 吨。 操 作弹性： 40 110%。 . 26 . 3.3 二甲醚产品质量指标 装置设计加工原料为粗甲醇 (GB338-2004)；最终产品为燃料级二甲醚。按建设部 2007 年 8 月 21 日公布的城镇燃气用二甲醚建设行业标准（ GJ/T 259 -2007），城镇燃气用二甲醚质量标准，见表 3-1。 表 3-1 城镇燃气用二甲醚质量要求 项目 质量指标 二甲醚质量分数 /% 99.0 甲醇质量分数 /% 1.0 水质量分数 /% 0.5 铜片腐蚀等级 不大于 1 4 工艺技术方案 4.1 国内外生产工艺开发概况 二甲醚的 生产工艺已 经从传统的浓 硫酸作用下的 甲醇脱水发展到气相甲醇催化脱水及合成气直接合成等工艺。 4.1.1 国外状况 国外二甲醚的发展可分为三个阶段： （ 1） 70 年代的石油危机使欧美等发达国家积极研究由合成气经二甲醚合成汽油，以及粗醚作民用燃料等，并取得许多合成气制取二甲醚的催化剂专利。但因其 CO 转化率低（ 50%），二甲醚选择性差，故尚不具备工业化的条件。该阶段研究进入中试的有丹麦 Topsoe 公司和日本三菱重工公司等。 （ 2） 从 80 年代中期起，欧美等一些发达国家和地区作出了禁止在气雾剂中使用氟里昂的决定后 ，二甲醚以其易雾化，易贮存等优越性得到认可，成为气雾剂的理想替代品。在化妆品工业较发达的国家和地区，用二甲醚作气雾剂，年用量近 40kt。气相甲醇脱水法以其产品纯度高，易操作等特点，很快成为生产二甲醚的主要方法。目前 ， 世界 上 采 用 甲 醇法 的 二 甲 醚 工业 装 置 主 要 有： 美 国 杜 邦 公司15kt/a 与德国联合莱因褐煤燃料公司 60kt/a 的两套装置。欧洲生产二 甲 醚 的 厂 家 还 有 德 国 汉 堡 DMA 公 司 和 荷 兰 阿 克 苏 公 司 ， 各 为 . 27 . 10kt/a。澳大利亚也具有 5kt/a 生产能力，日本和中国台湾的生产能力均在 10kt/a 以上。 （ 3） 80 年代末至 90 年代初，用合成气直接合成二甲醚的技术逐渐开发出来。 1991 年美国 APC 公司开发了合成气浆态床一步合成二 1 甲醚技术，并建成 10t/a 中试装置。该技术通过水煤气变换、甲醇合成与甲醇脱水三个可逆、放热反应协同进行，避免了多步合成法受平衡条件的影响，从而提高单程转化率。另外，用惰性浆液的返混流动，吸收化学反应产生的热量，保护对热敏感的催化剂，使反应更快、更有效地进行。该工艺操作压力 3.56.3MPa、温度 200290、空速 00010000L/(h kg)催化剂。目前该工艺已放大至 10t/d 的工业装置，采用 Cu 基 +Al2O3-SiO2-沸石催化剂，操作压力 5.276MPa，反应温度 250，装置运行正常平稳。与气相一步法或多步法相比，该法尤其适用于 CO 含量较高的煤基合成气。 1995 年丹麦 Topsoe 公司开发出以天然气为原料经合成气制二甲醚技术并建成 50kg/d 中 试装置。该法采用一种专利（铜）催化剂，操作条件为 200300和3.08.0MPa。据 Topsoe 称， CO 转化率达 6070%，可同时生产甲醇和二甲醚。 4.1.2 国内状况 随着二甲醚的用途不断扩大，我国广大科技人员根据国情力求赶超世界先进水平 ，概括起来也可分为四个方面进行叙述。 （ 1） 实验室研究开发 国内对 DME 制取技术的研究始于 80 年代初， 西南化工研究设计院、中科院山西煤化所等均开展了实验室研究开发，并有大量文献报道。 （ 2） 甲醇气相催化脱水法制 DME 的技术开发 气相甲醇脱水法以精甲醇为原料，脱水反应副产物少， DME 产物多， DME 纯度达 99.9%，工艺比较成熟，可以依托老企业建设新装置，也可单独建厂生产。 西南化工研究设计院率先在国内开展气相甲醇脱水法制 DME 的技术的研究，成功地开发了 CNM-3 甲醇脱水催化剂，同时开发出高效 . 28 . 节能的工艺流程 及设备。 1994 年由该院设计在广东中山精细化工 厂建成 22.5 （ kt/a）二甲醚生产装置，并顺利投产，产品纯度为99.99%，达到设计 指标。 合成气法制二甲醚是在合成甲醇技术的基础上发展起来的，它是由合成气经浆态床反应器一步合成二甲醚。其研究的重点是催化剂及催化反应工艺，催化剂采用具有甲醇合成和甲醇脱水组分的双功能催化剂。因此，甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂的比例对二甲醚生成速度和选择性有很大的影响。 合成气法现多采用浆态床反应器。其结构简单，便于移出反应热，易实现恒温操作。它可直接利用 CO 含量高的煤基合 成气，还可在线装卸催化剂。因此，浆态床合成气法制二甲醚具有诱人的前景，将是煤炭洁净利用的途径之一。 目前，合成气法制二甲醚的研究仍处于试验阶段。 （ 4） 硫酸法（液相甲醇脱水法）制二甲醚的技术开发 山东临沂久泰化工科技股份有限公司长期从二甲醚事液相法制二甲醚的技术工业开发，该工艺可生产纯度小于 99.6%的二甲醚产品，可用作一般要求不高的气雾抛射剂及硫酸二甲醚中间体。 4.2 工艺技术的比较与选择 4.2.1 主要生产工艺技术简介 二甲醚的主要生产方法有合成气一步法、甲醇法两种。而甲醇法又分为甲醇气相催 化脱水法和液相催化脱水法。合成气一步法处于工业化探索阶段，尚无工业化的报道。甲醇气相催化脱水法和甲醇液相催化脱水法国内外均有工业化生产装置；而甲醇气相催化脱水法由于其投资低、产品调整灵活、工艺简单、技术成熟可靠，是目前国内外使用最多的二甲醚工业生产方法。国外拟建的大型二甲醚生产装置均采用甲醇气相脱水法。 4.2.2 工艺技术的比较与选择 4.2.2.1 合成气一步法 以合成气（ CO+H2）为原料，合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一 . 29 . 个反应器中完成，同时伴随 CO 的变换反应。其反应式为 2CO+ 4H2= 2CH3OH CO + H2O= CO2 + H2 2CH3OH = CH3OCH3 +H2O 总反应： 3CO+3H2= H3COCH3+ CO2 典型的合成气一步法生产流程如下： 图 4-1 合成气一步法工艺流程框图 新鲜合成气中的 CO 和 H2 的比例配成约 1： 1 左右，与循环气混合后进入二甲醚合 成反应器进 行反应。 反应压力 2.0 10.0MPa,温度230 290。 合成合成气一步法的主要特点在于反应的优势，合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成，反应平衡常数大，反应生成的甲醇立即进行 脱水反应生成二甲醚，克服了合成甲醇反应转化率低的弱点。合成气中 CO 单程转化率高，达 40.0 75.0%。 合成气一步法制二甲醚主要缺陷为： （ 1）原料利用率低 在反应产物中二甲醚与 CO2 的比例约为 1： 1（分子比），即每生成 1 分子的二甲醚就要同时生成 1 分子的 CO2。而二氧化碳利用价值是很低的。因此，以目标产品二甲醚计，合成气一步法的原料利用率合成二甲醚产品二甲醚甲醇精馏副产品甲醇煤气化 净化、调 H2/ C O煤吸收 脱除 CO2二甲醚精馏冷媒CO2水、甲醇二甲醚、 CO2、 甲醇、水、 H2、 CO循环气 H2、 COH2/ C O = 1水、甲醇 . 30 . 很低，其原料利用率仅有 51%，故其生产成本也相应较高。 （ 2）催化剂使用寿命短 迄今为止未找到同时对两个反应均有较好催化作用，且稳定性好的催化剂。这是技术突破的关键。现使 用的复合型催化剂两种活性中心相互干扰，合成甲醇催化活性中心易被氧化而失活，因此催化剂使用寿命短。 （ 3）反应产物分离困难 反应产物的主要成分有 CO、 H2、 CO2、二甲醚、甲醇、水等。首先要将未反应的 CO、 H2 分离开来循环使用，由于 CO2、二甲醚的沸点低，无法直接冷凝分离。按现有的技术只能采用吸收的方法，吸收剂为甲醇或甲醇水溶液，需要大量的吸收液循环，动力消耗大。 而分离的更大难题是 CO2 与二甲醚的分离。为了避免外排的 CO2带走大量的二甲醚，需采用精馏的方法进行分离。而由于在 32以上无法冷凝，故无法使用循环 冷却水，而只能用冷媒作为冷却介质，这样就需要消耗大量电力。 由此可见，合成气一步法的反应产物分离流程复杂，能耗高。 （ 4）大型化难度大 合成气一步法的化学反应为强放热反应，且转化率高，而由于催化剂耐热限度和副反应增加等原因，反应温度又不能过高。因此反应器必然是换热式的，以便移走大量热量。这就决定了该反应器体积大，容积效率低。其大型化难度大于甲醇合成塔。 因此合成气一步法工业化技术尚未成熟，按现有技术生产二甲醚，流程复杂，能耗高，投资高，生产成本高。合成气一步法的工业化还需要一些时间，待相关技术有所突破后才能 实现。 4.2.2.2 甲醇液相催化脱水法 甲醇液相 催化脱水 法（液相法）由硫酸法发展而来，而硫酸法生产二甲醚工艺是硫酸法生产硫酸二甲酯生产流程中的前半段生产工艺。原生产硫酸二甲酯的企业都拥有液相法技术。目前先进的液相法在硫酸法的基础上有了技术上的突破。如在反应器中加入其他添加物（如磷酸等），改变了反应器蒸发物料的相对组成，从而达到连续反 . 31 . 应、反应产物连续蒸发的目的，实现了装置的连续生产、并基本解决了反应器无机酸催化剂的排放问题。 甲醇脱水反应在液相、常压或微正压、 130 180下进行。其化学反应式如下： 2CH3OH= H3COCH3+ H2O 图 4-2 甲醇液相法工艺流程框图 液相法的优点在于反应温度低，而甲醇脱水反应为放热反应，故其甲醇在反应器中的单程转化率高，达 90%以上。但反应在常压下进行，需要将产品从常压压缩至 0.9MPa 以上才能用循环冷却水冷凝液化，压缩电耗太高，其电耗比甲醇气相法高 100kwh 左右。 由于液相法反应器无法大型化、反应系统需采用耐腐蚀材料、反应器搅拌和二甲醚气体压缩投资高电力消耗高，还有废酸处理等问题，造成液相法投资高、生产成本高，其技术推广有很大难度。 4.2.2.3 甲醇气相催化脱水法 甲醇气相催化脱水法是目前国内外使用最多的二甲醚工业生产方法。 经过几年的努力我国二甲醚技术在国际上处于领先地位， 国内技术与国外的 丹麦 Topse 、日本 TEC、 德国联合莱茵褐煤公司 的生产方法大同小异。国外 主要生产厂家有杜邦公司、阿克苏公司、德国联合莱茵褐煤公司等 。典型的甲醇气相法的生产过程如图 4-3 所示。 催化剂为 ZSM 分子筛、磷酸铝或 -Al2O3。甲醇脱水反应的化学反应式为： 2CH3OH= H3COCH3+ H2O 预热混合、反应加热汽化甲醇产品二甲醚废水二甲醚冷却冷凝压缩冷凝甲醇精馏提浓回收甲醇二甲醚 . 32 . 主要副反应： CH3OH= CO + 2H2 H3COCH3= CH4+ H2+ CO CO + H2O = CO2+ H2 图 4-3 甲醇气相法工艺流程框图 反应压力 0.51.5MPa，反应温度 230400，由于反应为放热过程，故甲醇单程转化率在 78 88%之间， DME 选择性大于 99%，该工艺可采用多种形式的反应器，由该工艺制得的 DME 产品纯度可达到99.9%，最高可达 99.999%。 其主要特点是工艺技术先进，成熟可靠，流程简单，自动化程度高，能耗低，产品质量高，易大型化，无设备腐蚀，“三废”排放近零，投资省，生产成本低。 综上分析， 甲醇 气相催化脱水法和液相催化脱水法 、 合成气一步法 相比，具有成熟可靠、流程简单、能耗低，易大型化，产品质量等优点，因此本项选用甲醇气相催化脱水二甲醚制工艺技术。 目前 我国 拥有甲醇气相催化脱水制二甲醚生产技术，并准备在国内推广其技术的国外公司主要有丹麦 Topse 公司、日本东洋工程公司（ TEC）。在传统甲醇气相 催化脱水法的基础上，我国二甲醚技术 经过换热精馏分离脱水反应甲醇产品二甲醚回收甲醇冷却吸收尾气废水甲醇汽化甲醇精馏提浓 . 33 . 生产实践和延伸开发，取得了多项技术创新成果。生产过程如图 4-4所示。与国 外现有甲醇气相催化脱水法比较，有较大的技术改进， 处国际领先地位。 4-1 甲醇气相催化脱水制二甲醚工艺技术比较 序号 比较项目 南京敦先 （ A） 天科股份 （ B） 丹麦 Topse（ C） 日本 TEC （ D） 备注 1 生产方法 甲醇气相脱水 甲醇气相脱水 甲醇气相脱水 甲醇气相脱水 2 催化剂 -Al2O3 -Al2O3 -Al2O3 -Al2O3 3 反应器结构 DX 型内冷式反应器，最高温度为热点温度 , 甲醇单程转化率高，脱水反应选择性好 多段冷激式，温升适中，甲醇单程转化率高，脱水反应选择性好 绝 热式，温升最高，甲醇转化率受影响，脱水反应选择性较低 换热式，与（ A）接近，但投资高 （ A）专利保护 4 原料 粗甲醇，不提浓精甲醇 粗甲醇，不提浓 精甲醇 粗甲醇，不提浓 精甲醇 粗甲醇，需提浓 精甲醇 （ C）能耗高 5 原料汽化 部分汽化，节 能 部分汽化，节能 全汽化 全汽化 （ A）节能 6 未反应甲醇回 收 采用二级反应 ,甲醇单程转化率到达95%以上 直接部分汽化，蒸汽消耗最低 设甲醇提浓塔，精馏提浓后回收。有甲醇提浓塔及其配套设备的投资和蒸汽能耗 设甲醇提浓塔，精馏提浓后回收。有甲醇提浓塔及其配套设备的投资和蒸汽能耗 （ A）蒸汽消耗最低，专利保护 7 反应尾气吸收 吸收剂为甲醇水溶液，尾气带走甲醇量很小，节能 吸收剂为甲醇水溶液，尾气带走甲醇量偏小 吸收剂为甲醇，尾气带走甲醇量偏大 吸收剂为甲醇，尾气带走甲醇量偏大 （ A）最合理 8 工业化时间 2008 年 1994 年 1988 年，最早 2004 年，泸天化为第一套工业化装置 （ C）工业化最晚 9 大型化业绩 2 套 4 套 无 1 套 10 万吨以上 工业化业绩 1 套 30 套 * 1 套 2 套 10 工艺技术先进 性 最先进 先进 尚可 相当于（ A） 1994年水平 （ C）最落后 11 专有技术使用 费 最低 偏高 偏高 偏高 （ A）最低 从上表比较结果看，南京敦先化工科技有限公司的国内 . 34 . 新工艺技术多方面都有一定优势。尤其是第 3、第 6 项，采用内冷式反应器和二级液相转化催化剂，有效提高了甲醇的单级转化效率，这样既简化流程、减少投资，又有效地减少蒸汽消耗。每吨产品二甲醚的蒸汽消耗比国内外蒸汽消耗最低的同类技术还低 0.5 吨以上，节能效果明显。（ *说明：包括在国内已建成的 二甲醚 装置） 根据以上分析，本报告拟推荐选用本项具有国际先进水平由国内南京敦先化工科技 有限公司开发的甲醇气相催化脱水法新工艺技术。 4.2.3 推荐的工艺技术方案 4.2.3.1 生产原理 甲醇在催化剂作用下，生成 DME，其反应式如下： 主反应： 2CH3OH = CH3OCH3 + H2O H573K = -22.17KJ/mol 副反应： CH3OH = CO + 2H2 CH3OCH3 = CH4 + H2 + CO CO + H2O = CO2 + H2 反应为放热反应，反应温度 230360，为防止反应器催化剂床层温度过高，有效地利用 反应热，拟采用两段固定床冷激式 DME 反应器，用汽相甲醇原料冷激降温，使反应在一定的温度范围内进行。 原料甲醇单程转化率为 7888%， DME 选择性大于 99%，生成物及未反应的甲醇经冷凝和洗涤得到粗产品，再通过精馏的方法得到产品DME，同时，未反应的甲醇经精馏后循环使用。 4.2.3.2 表 4-1 甲醇气相催化脱水制二甲醚工艺技术比较 序号 比较项目 南京敦先 （ A） 天科股份 （ B） 丹麦 Topse（ C） 日本 TEC （ D） 备注 1 生产方法 甲醇气相脱水 甲醇气相脱水 甲醇气相脱水 甲醇气相脱水 2 催化剂 -Al2O3 -Al2O3 -Al2O3 -Al2O3 3 反应器结构 DX 型内冷式反应器，最高温 多段冷激式，温 升适中，甲醇单 绝热式，温升最 高，甲醇转化率 换热式，与（ A）接近，但投资高 （ A）专利保护 . 35 . 序号 比较项目 南京敦先 （ A） 天科股份 （ B） 丹麦 Topse（ C） 日本 TEC （ D） 备注 度为热点温度 , 甲醇单程转化率高，脱水反应选择性好 程转化率高，脱水反应选择性好 受影响，脱水反应选择性较低 4 原料 粗甲醇，不提浓精甲醇 粗甲醇，不提浓 精甲醇 粗甲醇，不提浓 精甲醇 粗甲醇，需提浓 精甲醇 （ C）能耗高 5 原料汽化 部分汽化，节 能 部分汽化，节能 全汽化 全 汽化 （ A）节能 6 未反应甲醇回 收 采用二级反应 ,甲醇单程转化率到达95%以上 直接部分汽化，蒸汽消耗最低 设甲醇提浓塔，精馏提浓后回收。有甲醇提浓塔及其配套设备的投资和蒸汽能耗 设甲醇提浓塔，精馏提浓后回收。有甲醇提浓塔及其配套设备的投资和蒸汽能耗 （ A）蒸汽消耗最低，专利保护 7 反应尾气吸收 吸收剂为甲醇水溶液，尾气带走甲醇量很小，节能 吸收剂为甲醇水溶液，尾气带走甲醇量偏小 吸收剂为甲醇，尾气带走甲醇量偏大 吸收剂为甲醇，尾气带走甲醇量偏大 （ A）最合理 8 工业化时间 2008 年 1994 年 1988 年，最早 2004 年，泸天化为第一套工业化装置 （ C）工业化最晚 9 大型化业绩 2 套 4 套 无 1 套 10 万吨以上 工业化业绩 1 套 30 套 * 1 套 2 套 10 工艺技术先进 性 最先进 先进 尚可 相当于（ A） 1994年水平 （ C）最落后 11 专有技术使用 费 最低 偏高 偏高 偏高 （ A）最低 从上表比较结果看，南京敦先化工科技有限公司的国内新工艺技术多方面都有一定优势。尤其是第 3、第 6 项，采用内冷式反应器和二级液相转化催化剂，有效提高了甲醇的单级转化效率，这样既简化 流程、减少投资，又有效地减少蒸汽消耗。每吨产品二甲醚的蒸汽消耗比国内外蒸汽消耗最低的同类技术还低低 0.5 吨以上，节能效果明显。（ *说明：包括在国内已建成的醇醚燃料装置） 根据以上分析，本报告拟推荐选用本项 目 具有国际先进水平由国内南京敦先化工科技有限公司开发的甲醇气相催 . 36 . 化脱水法新工艺技术。 4.3 工艺特点 (1) 其他技术单位的二甲醚装置采用一级转化，甲醇单程转化率为 84 86%，而本技术采用两级转化，甲醇单程转化率可以提高到 95%以上； (2) 该工艺原材料消耗低，反应条件温和，生产连续进行，易于实现 自动化，并且产品质量稳定，具有较强的竞争能力。 (3) 若与甲醇装置联产时，采用 “ 间接一步法 ” ，以粗甲醇为原料，可大幅度降低蒸汽消耗及生产成本。 (4) 反应器采用内冷式 DME 反应器，催化剂装填容量大，投资低，反应温度适当，副反应少，易于大型化。 (5) 反应后气体的显热采用四级热量回收方式，实现阶梯式热能回收，有效利用各阶段的显热； (6) 外供热源的蒸汽也是采取三级阶梯式热量回收方式，使得热能按照由高到低逐级利用，成为低品位的饱和水后又送到锅炉使用。给热介质基本没有热量损失； (7) 粗二甲醚不冷却成为 液体，而是 120的气液混合物分两路直接进入精馏塔，不仅节省了粗二甲醚冷却水耗，同时节省了精馏塔的蒸汽消耗、循环水电耗及粗二甲醚泵的电耗； (8) 合理分配系统中流体的显热，使系统显热被充分利用。 (9) 对精馏塔、汽化塔等传质设备采用 Aspen 计算软件模拟计算，并结合实际运行的参数进行调优，使其最合理化。 . 37 . (10) 对传热设备采用扰流子技术，有效提高传热设备的传热效率，很好降低了工程投资。 (11) 合理处理 “ 三废 ” 后，装置无污染物外排。 南京敦先专利技术与四川天一专利技术主要指标对比表 单位名称 经济指标名称 单位 南京敦先 四川天一 减少的量 原料甲醇消耗 Kg/tDME 1408.62 1424.0036 -15.3836 副反应生成的不凝气 Nm3/tDME 13.7747 32.000 -18.2253 蒸汽消耗 kg/tDME 500 750 12001400 -600 锅炉燃料煤耗 kg/tDME 100 200 -100 冷却水 m3/tDME 46.8 100 -53.2 工艺电耗 kwh/tDME 5.5 7.2 -1.70 内冷式一级反应器特点 ： 内冷式反应器是南京敦先化工科技有限公司针对甲醇脱水生成二甲醚反应特性开发出来的一种移热能力强的反应器。主要由内件、外筒组成，内件由多根换热管组成，换热管内部放有提高传热系数的扰流子，扰流子设置在换热管的上、中部，主要设置在催化剂反应热点的区域。 该反应器具有以下优点： （ 1）催化剂床层内部设置许多换热冷管，换热管全部深埋在催化剂床层内部，避免了绝热式反应器催化剂床层内部超