甲醇年10万吨二甲醚年可行性报告

1总论1.1概述1.1.1项目名称、主办单位、法人代表(1)项目名称：山西。。。。。股份20万吨甲醇/年10万吨二甲醚工程(2)主办单位：山西。。。。。股份(3)企业性质：股份(4)法人代表：。。。1.1.2可研报告编制依据1.1.2.1山西省发展和改革委员会文件晋发改工业发[2023]919号关于“关于山西。。。。实业集团20万吨甲醇/年10万吨二甲醚项目建议书”的批复。1.1.2.2山西。。。。。股份与化学工业。。。。。。、全国煤化工。。。。。中心签定的技术咨询合同书。1.1.2.3《可行性研究报告编制程序及内容深度规定》（HT10203—2023）。1.1.2.4山西。。。。。股份提供的资料。1.1.3可研编制原则1.1.3.1严格执行国家产业政策，严格执行有关环保、消防、劳动安全和工业卫生法规。严格遵守有关的强制性标准规范。1.1.3.2选择先进、可靠、适用的技术，尽量选用国产化设备和材料，降低工程投资。1.1.3.3尽一切努力节能降耗，节约用水，节约土地、提高项目经济效益。1.1.3.4提高自动化水平，节约劳动力。1.1.3.5实事求是地搞好市场调查，选择市场潜力好的产品，合理确定规模，规避投资风险。1.1.4可研编制范围本可行性研究范围包括产品市场分析、建设规模和产品方案确定、贮煤场、备煤、全部工艺生产装置、辅助生产装置、公用工程、土建工程、厂址选择、原料煤来源及供应、总图运输、环境保护、消防、劳动安全及项目技术经济分析等。1.1.5项目提出的背景、投资必要性及意义1.1.5.1能源是国民经济发展的重要物质基础。煤炭是我国分布较广、储量最多的能源资源。我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国。而石油和天然气由于资源等方面的原因，我国石油产量难以大量增加和满足要求，因此，我国将很快成为石油进口大国，这无疑将对我国外汇平衡和世界油价带来不可忽视的冲击，同时威胁到国家经济安全。根据这一能源形势和中国经济发展的巨大需求量决定了我国能源仍将主要依靠煤炭作为主要能源的格局在相当长的时期内不会改变。煤炭既是重要的一次能源，也是重要的化工原料。利用先进的煤气化技术，将煤转化为合成气，并利用富含氧化物的特点，生产加工成含氧的碳氢化工产品和液体燃料，不仅可以提高煤的利用率，同时还可以大量降低二氧化碳排放量，改善环境，维护生态平衡，增强人民身体健康。另一方面，可以减少产煤地区大量煤炭外运，改善运输系统作业条件。补充和满足国家对含氧有机化工产品和液体燃料的需求，发展循环经济，对国家经济的可持续发展，保护环境与生态平衡具有重要的现实意义和深远的战略意义。为此，加快煤炭行业改革，实现煤的就地转化，变煤的不利因素（如直接燃烧，消费过程中污染大）为有利因素（附加值高，无运输污染），发展以煤气化为龙头的煤化工，生产甲醇、二甲醚、合成油等化工产品，逐渐改山西产煤大省、原煤输出大省为煤化工产品生产大省，是山西经济发展的战略需要。山西省属既无石油资源，又无炼油企业的地区，所有油品包括液化石油气均需从省外通过长距离运输来供应，不仅加重了运输压力，也造成了液化石油气的投资成本相对较高。然而山西省煤炭资源丰富，利用煤炭资源开发生产二甲醚产品，将煤炭资源就地转化为洁净燃料产品，不仅可以促进山西省煤炭资源的合理开发利用，推动山西经济的快速发展，也可减轻长途运输油品带来的压力。清洁燃料的使用也可提高人们的生活质量，加快现代化城市建设的步伐。另外，随着二甲醚在内燃机技术研究的进展，我国柴油汽车推广使用二甲醚清洁燃料已为期不远，二甲醚在山西省汽车运输方面也将发挥不可估量的作用。因此，加快二甲醚在民用及工业燃料市场的推广对于山西省来说更具有现实意义。二甲醚不仅是一种重要的能源和基本化工原料，可以代替柴油作动力燃料。同时，随着1990年美国通过空气清洁法及全球环境标准的日趋严格，世界二甲醚消耗量更是急速增加。因此，尽管不排除某一时期由于种种原因可能造成二甲醚市场供求关系及价格波动，但从长远观点看，二甲醚产品具有广阔的市场发展前景。该项目不仅解决晋城地区“三高”劣质煤的出路，还可为山西省乃至全国类似矿区的劣质煤资源洁净化开发利用提供技术示范。总之，依托上述有利条件，建设二甲醚项目，投资小，见效快，运行成本低，风险性小，并可为企业进一步发展打下坚实的基础。本项目工艺还为联产精甲醇、精二甲醚及其后加工产品创造了技术条件，使企业的产品选择更加灵活，产品结构更加合理，增加了项目的抗击市场风险能力。1.2项目概况1.晋城市古称泽州，位于山西省东南部，东经1120～113.50，北纬350～360之间。1985年经国务院批准为省辖市，现辖一市四县一区（高平市、阳城县、陵川县、泽州县、城区）。它的东部和南部与河南接壤，西邻山西省临汾、运城地区，北与长治市相连。全市总面积9491平方公里，总人口205万人。山西。。。。。股份位于晋城市开发区。晋城市居华夏腹地，地貌以山地、丘陵为主，整个地区的地势呈东西高，中部低的簸箕状。拟建厂的位置位于晋城市泽州县高都镇车岭村北侧地界，为丘陵，可耕地。1.2.2工程地质、水文地址、地震烈度1.2.2.1工程地质拟建厂区为第四纪沉积地层，土层分布基本均匀，表面为非自重湿陷性黄土覆盖层（局部为一级湿陷性黄土层），厚度为2～16米，成分以砂质粘土为主，呈可塑状；其下为粘土类土壤，以砂质粘土为主并含有钙质，呈可塑状，该层分布较厚，钻探深度15米仍未见变层（据调查资料，基岩埋深约在地面下30～41.2.2.2水文地质根据含水层的特征和含水层的埋藏条件，可取的地下水可分为浅层孔隙水、中层岩溶裂隙水和深层岩溶裂隙水三类。浅层孔隙水赋存于第四系松散岩层中，含水层厚为5～40米，水位埋藏浅，属潜水类型，补给以大气降水为主，富水性尚好，可供农业灌溉，没有工业开采价值。中层岩溶裂隙水赋存于石炭系薄层状灰岩中，含水层一般为30～60米，水位埋藏3～40米，属承压水类型，补给类型为大气降水和临近水域的渗透，富水性不均一，该层水经20多年的开采，水位不断下降，已出现泊村泉断流，部分地段被疏干的现象，说明已无增大开采的可能性。深层岩溶裂隙水赋存于奥陶系及寒武系地层中，本区奥陶系中统灰岩地层岩溶裂隙较发育，单井出水量达120～150米3/时，且补给条件较好，是该区地下水的主要开采层。该区岩溶水为无色、无味、透明度较好的水，水温在14～15℃左右，矿化度多数在0.27～0.5克/升之间，均小于1克/升的饮用水标准，属低矿化度水，总硬度一般在13～20德国度，pH值在6.9～1.2.2.3地震烈度拟建厂区地质构造处于比较稳定的冀晋隆起的东南部，对厂址影响最大的地震力主要来自汾渭地震带的临汾、长治潜在震源区和河南地震带的新乡潜在震源区。本工程属大型煤化工项目，有易燃易爆工艺物料，高层建构筑物属重要建筑工程，各类建构筑物在地震安全性评价后，在设计时确定地震设防等级以确保工程安全。晋城地区地震基本烈度为6度。1.2.2.4气象条件(1)气压（hPa）年平均931.0夏季平均923.1冬季平均936.9(2)气温（℃）年平均11.2极端最高38.6极端最低-19.0最热月平均24.0最冷月平均-3.1(3)相对湿度（%）最热月平均77最冷月平均51最热月14时平均61(4)采暖（≤8℃初日11月16日终日3月12日初终间日数142天(5)风①风速（m/s）年平均2.2夏季平均2.0冬季平均2.3②风向年风向CS夏季风向CS冬季风向CNW(6)降水mm平均年总降水量599.9一日最大降水量97.9最大积雪深度210雪压2.7g/cm(7)冻土cm最大冻土深度43冻结日期（10mm）12月11日解冻日期（10mm）2月22日(8)各类天气日数平均降雪日数24.2天平均积雪日数24.4天平均雷暴日数25.3天1.2.3山西。。。。。股份概况山西兰花煤炭实业集团创建于2023年，是一个集煤炭、化肥、精细化工、生物制药、机械制造、房地产、旅游开发等多元产业为一体的国家大一型企业。2023年以主要经营性资产独家发起以募集方式设立上市公司——“山西。。。。。股份”(股票简称：兰花科创，股票代号：600123)。公司地处全国最大的无烟煤煤田——沁水煤田的腹地，资源优势突出(公司矿井批准工业储量为16．5亿吨，其中保有可采储量8.1亿吨)，并列为全国化肥原料基地大型企业之一，已通过IS09002、IS014000、IS018000“三标一体”认证。公司主导产品包括“兰花”牌煤炭、化肥系列产品，全部为省级名牌产品。其中久负盛名的“兰花”牌无烟煤为山西名牌产品，储量大、煤质好，煤层厚、易开采、成本低，具有“三高两低一适中”(发热量高、机械强度高、含碳量高、低灰、低硫、可磨指数适中)的显著特点，备受国内外化工、电力、冶金、建材等行业用户的青睐。目前，山西。。。。。股份下属四个煤矿分公司，一个化肥分公司，一个化工分公司，八个参控股公司。年产煤炭450万吨，尿素30万吨，现有职工9884人。股票上市以来，公司通过资本市场两次募集资金5．8亿元，资产规模急剧扩大。经过五年的制度创新、管理创新、技术创新，公司现已发展成为集煤炭、化肥、精细化工、生物制药等多元化产业为一体的大型现代化企业，经济效益大幅攀升。截止2023年末，公司总资产22．75亿元，净资产12．85亿元，年实现利润总额4．37亿元，净利润2．82亿元，每股收益0．76元，净资产收益率达到21．93％。公司始终坚持“煤、电、化”产业发展规划，按照“提升主业，挺进高科，优化结构，异军突起”的方针调整产业、产品结构，力争在三至五年内实现“1116”产业目标，即年产1000万吨煤炭、100万吨尿素、1200MW电力、6万吨精细化工，届时资产达到100亿元，年销售收入达到50亿元，年实现利税18亿元，实现利润10亿元。历经几年的迅猛发展，公司始终秉承“创新赢得明天”的经营理念，弘扬“合力向上，奋进不止”的企业精神，依托科技，开拓进取，企业于2023年跻身于山西省工业企业30强、全国煤炭企业100强。成功的运作赢得了业界和社会各界的广泛认同，曾获得“全国五一劳动奖状”“全国煤炭开采和洗选业效益十佳企业”“山西省优秀企业”“山西省结构调整先进企业”“晋城市优秀企业”等多项荣誉。1.3项目存在的问题及可能存在的风险由于本项目属于示范工程，国内尚无大型工业化生产装置的先例和经验，可能存在一定风险，在工程设计和建设等方面应当高度重视。1.4研究结论1.4.1本项目产品是国家长期迫切需要的能源，无论近期、远期，市场都将十分广阔。项目经济效益较好，环境效益、社会效益好。1.4.2表1—1综合技术经济指标序号项目名称单位数量备注1生产规模吨/年20.00×104其中：二甲醚吨/年10.0×104甲醇吨/年5.5×104硫磺吨/年0.912×104氩气Nm3/年518.40×1042年操作日小时72003原料煤吨/年28.99×1044燃料煤吨/年20.16×1045新鲜水吨/年4.032×1066电kWh/年45.02×1067催化剂（化学品）变换催化剂吨/年15甲醇合成催化剂吨/年35二甲醚合成催化剂吨/年10纯碱吨/年800V2O5吨/年25硫回收催化剂吨/年1.658全厂定员人4009占地面积公顷27.5111技术经济指标建设投资万元70541.64总投资万元75070.04平均销售收入万元40851.95年利润总额万元11060.19年销售税金总额万元4553.00投资利润率%14.29投资利税率%20.18内部收益率%18.3814.18所得税前所得税后净现值万元26698.378425.94所得税前所得税后投资回收期（含基建期二年）年6.667.68税前税后贷款偿还期年7.27含基建期二年

2市场分析和预测2.1甲醇国内外市场分析2.1.1甲醇的用途甲醇是一种应用广泛的基础化工原料和优良的清洁燃料，在世界基础有机化工原料中，甲醇消费仅次于乙烯、丙烯和苯，是一种大宗有机化学品，由它可以加工成的有机化学品有100余种。目前，我国很多甲醇下游产品的需求速度发展很快，特别是甲醇制丙烯（MTP），制乙烯（MTO）的技术开发成功，为甲醇市场提供了一个巨大的发展空间。甲醇还可以掺入汽油或者直接作为燃料。近年来随着甲醇汽车、二甲醚民用燃料的推广，甲醇已从单一的化工原料拓展为液体燃料，需求量成倍增长。由此可见，我国甲醇市场的前景将呈乐观态势，潜在的市场空间是很大的。甲醇在化工生产中具有非常重要的地位和极其广泛的用途。主要用于生产甲醛、醋酸、甲基叔丁基醚(MTBE)、二甲醚、乙烯、丙烯等多种有机产品；也是农药(西维因、呋喃丹、杀虫剂、杀螨剂、医药硫酸二甲酯、甲醇钠、合霉素)的原料；另外，也广泛用于甲醇的酯化物(对苯二甲酸二甲酯（DMT）、甲基丙烯酸甲酯(MMA))、卤代物(氯甲烷)及甲胺类产品的生产。因此，甲醇在化学工业、医药工业、轻工业、纺织工业以及运输业等领域都有广泛的用途。甲醇还是一种重要的有机溶剂。甲醇最大的潜在用途是直接或加工成燃料。2.1.2国内外甲醇近几年生产能力、产量及变化趋势预测2.1.2.1国外情况2023年世界甲醇生产能力已达3653万吨/年，全球甲醇生产能力主要集中在天然气丰富的地区中东和中南美洲。Methanex公司是世界最大的甲醇生产及销售公司，约占世界总生产能力的21％。近年世界甲醇生产能力分布情况见表2－1。表2－1近年世界甲醇生产能力分布情况（万t/a，％）地区2023年2023年2023年生产能力比例生产能力比例生产能力比例加拿大215618961895美国736226431963117中南美575176481967218西欧410124101241011东欧370113701137010中东376114671459116亚洲（不含中东）337103371035710大洋洲247724772477非洲8228221655其他211211211合计336910034141003653100近几年，一些具有丰富天然气资源的国家尽管其国内需求量有限，但仍在建或拟建世界级大型或超大型甲醇装置，向其它国家出口大量甲醇。如2023年以前，拉丁美洲的特立尼达计划新建80万吨/年、170万吨/年、97.5万吨/年三套装置；中东的卡塔尔将分别在其UmmSaid和RasLaftan建设83万吨/年及100万吨/年几套装置；沙特石油公司与日本-阿拉伯甲醇公司在朱拜勒建100万吨/年甲醇装置，2023年投产。阿曼苏哈尔兴建100万吨/年的甲醇厂预计2023年竣工。一些工业发达国家却由于经济性及其它一些方面的原因，纷纷关闭一些能力在80万吨/年以下效率不高的甲醇装置，转向向其它国家进口甲醇。如日本曾经是一个甲醇生产大国，但目前已没有甲醇生产装置。而北美到2023年，有三分之二以上的甲醇生产装置要停产，剩下的甲醇生产能力只有300万吨/年，开工率很有可能也会降低至60～70％。根据目前现状和今后预测，加拿大、拉丁美洲、东欧、非洲这些国家和地区将是甲醇的主要生产地。预计2023年世界甲醇生产能力将达到4060万吨。2023年世界甲醇生产能力和产量预测如表2-2所示。表2-2世界甲醇生产能力及产量预测(万t)年份总生产能力总产量开工率2023年3697.22918.979%2023年3817.22990.178%2023年3881.53077.479%2023年4060368080%2023年5099470080%2.1.2.2国内情况目前我国甲醇装置与国外相比差距还很大。国外近几年新建的甲醇生产装置规模一般为50万～80万吨/年级，并且多建在富产天然气的国家和地区；而国内甲醇装置由于大多采用联醇工艺，规模小，物耗和能耗较高，造成生产成本高，开工率低，根本无法在价格上与进口甲醇竞争，近几年因此而停产或半停产的生产企业就有30多家。目前我国共有甲醇生产企业200多家，2023年我国甲醇产量达到441万吨，表2-3列出了国内主要甲醇生产企业情况。表2-3国内主要甲醇生产企业产量kt企业名称2023202320232023增长率%全国上海焦化中国石化集团四川维尼纶厂榆林天然气化工有限责任公司大庆油田化工内蒙古苏里格天然气化工股份哈尔滨气化厂中国天然气股份公司青海分公司长庆油田公司巨化集团公司湖北宣化集团河南省中原化工集团股份湖南智成化工河南蓝天集团遂平化工厂河南省煤气（集团）有限责任公司义马气化厂山西丰喜肥业（集团）股份西南油气田分公司中国石油吐哈油田分公司安徽省涡阳县化肥厂河北新化股份安阳化学工业集团有限责任公司临泉县化工股份中国石油化工股份齐鲁分公司淇县华源化工河南省孟津县化肥厂开封市尉氏县化工总厂23181872361281841118893502445370102125333213720326621824212421301221109482707777074571024540565646565837334406325296227214172119106101989390868382807569646363625755535134.949.022.583.30.5－1.8－3.67.519.533.517.711.910.640.7－26.454.261.913.412.236.12.7－5.741.352.92023年我国甲醇需求强劲，甲醇产量达441万吨/a比2023年增长34.9%。进口135.9万吨/a，表观消费573.2万吨/a，增长24.1%。2023年一季度共生产甲醇120万吨，同比增长16.9%,进口29.5万吨，表观消费149.3万吨/a，同比增长8.2%,由于油价猛涨，甲醇价格稳定在2200～2500元/t之间，受甲醇需求、利润、潜在市场的驱动，近两年掀起了一股兴建甲醇热，据不完全统计，全国各地在未来几年将新建或扩建甲醇生产能力10Mt/a，其中80%以上集中在中西部地区。规划和计划建设的甲醇项目见下表2-4。表2-4规划和计划建设的甲醇项目公司地点规模kt/a鄂尔多斯市化建能源化工新奥集团伊利集团苏里格天然气化工股份陕西榆林天然气化工有限责任公司陕西省渭河集团神木化工公司（陕西省投资集团公司）天脊集团潞城化工潞安环能煤焦化山西焦化集团晋城煤化工基地晋中市煤化工基地山西大洋公司重庆化医控股（集团）公司建峰化工厂香港建滔化工集团泸天化绿源醇业有限责任公司宜宾天科煤化工永城煤电（集团）有限责任公司河南省卫辉市豫北化工河南开祥化工河南正阳县骏马化工集团河南省安阳化工集团公司河南蓝天集团中国石油吐哈油田分公司玉门石油管理局云南省曲靖市中海石油化学中国天然气股份公司青海分公司大化集团辽河油田上海浦东火炬投资公司兖矿集团煤化工基地山东联盟化工公司宝钢集团煤山钢铁公司宁煤集团公司宁夏宝塔石化集团大同煤业集团皖北煤矿集团陕西咸阳甘肃华亭山西柳林香港能源环保集团包头市煤化工联合企业贵州织纳煤化工工厂湖南资汇氮肥厂河南焦作甲醇工程新江南疆甲醇工程江苏镇江甲醇工程内蒙古鄂尔多斯市东胜区内蒙古达拉特旗内蒙古鄂尔多斯高原上巫审旗陕西榆林陕西省渭河陕西省神木山西长治山西长治山西洪洞山西晋城山西晋中山西重庆重庆长寿化工园四川泸州四川宜宾河南永城河南卫辉河南义马河南正阳河南省安阳河南驻马店新疆吐哈油田甘肃玉门云南曲靖海南省青海辽宁大连经济开发区辽宁安徽省淮北煤矿山东兖州山东上海宁夏灵武宁夏灵武大同淮南市咸阳华亭柳林鄂尔多斯包头织纳湖南焦作南疆镇江40060018020020020060020012050060060085075040050500504003020030024010080600300300305006001001008506006001200（一期600）60060060050003003003003002020合计22530近十年我国甲醇进出口情况见下表2-5：表2-5近几年甲醇产品进出口情况(万t)年份进口量出口量净进口量199520.894.6816.21199641.430.0541.39202324.181.1923.46202369.102.8866.222023137.390.1326137.262023130.650.0452130.612023152.130.9589151.1720231800.0795166.7620231412023135从2023年我国甲醇进口的来源分布见表2-6，中东地区的数量最大，占总进口量的56.42%，其次为新西兰，占32.18%，其它国家的份额较小。中东、新西兰等地甲醇，由于其天然气资源丰富，价格低廉，成本低，竞争力强，是我国甲醇工业最大、最强的竞争对手。美国和西欧的甲醇，由于天然气价格高，成本较高，再加上运输等费用，其竞争力较弱。表2-62023年我国甲醇进口分布情况进口产品来源国家所占比例，%巴林5.89印度尼西亚5.39伊朗6.86马来西亚4.41卡塔尔9.83沙特阿拉伯33.84新西兰32.18其它国家1.6合计1002.1.4甲醇产品国内外近远期需求量预测2.1.4.1国外情况预计在近几年之内，世界甲醇的最大需求国仍是美国、西欧和日本。亚洲将是甲醇需求量增长较快的地区，世界甲醇生产及消费状况预测见表2-7。表2-7世界甲醇生产能力地区202320232023～2023能力/kt比例/%能力/kt比例/%平均增长率/%非洲亚洲东欧中东北美大洋州中南美西欧世界合计1763633348666149493824958136377538455516131613621101001763102554366111441568100012256289545247423102532276100010－213－21－179－53世界甲醇消费预测见表2-8表2-8世界甲醇消费预测地区202320232023～2023能力/kt比例/%能力/kt比例/%平均增长率/%非洲亚洲东欧中东北美大洋州中南美西欧世界合计2379984192818628940158130670973151213266281423100271121872204196375921771469760133464136762314231003431－322112.2二甲醚供需现状和需求预测2.2.1二甲醚产品用途2.2.1.1二甲醚特性二甲醚（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0.6MPa下为液体，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C-H、C-O键，没有C-C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46.07物理性质气体易于液化，火焰无色沸点-24.9熔点-141.5燃点-4液体密度0.66lg/ml临界压力5.23MPa临界温度128.80自燃温度350爆炸极限Vol：3.45-26.7%燃烧热1455kJ/mol蒸发热467.4kJ/kg十六烷值55～60可溶于：水、汽油、CCl4、苯、氯苯、丙酮、乙酸甲脂2.2.1.2.二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。其纯度几乎都超过99.99wt%。本工程生产的二甲醚为“燃料级二甲醚”，将主要作为“民用燃料”、“工业燃料”和“车用燃料”，产品纯度≥95wt%；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。2.2.1.3民用燃料2023年末，全国设市级城市660个，城市人口33805万人。城市用气人口25929万人，燃气普及率76.7%，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46.0746.860℃1.351.92液体密度（g/cm3）0.6610.56低热值(kJ/kg)2884045760爆炸下限(%)3.451.7理论空气量6.9611.32完全燃烧时最大理论烟雾量(N0x，以NO2计，g/m3)7.4612.02理论火焰温度(℃)20612055自燃温度(℃)235250燃料级二甲醚的纯度一般要求大于95%，其余为甲醇、C3-C4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0.880MPa，比LPG要求在37.8℃时蒸气压低于1.380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年在陕西西安新型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C3-C4（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1-2kg），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0.8：1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，对空气不构成污染”；“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：·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。·DME与LPG一样，同属气体类燃料，使用方便，不用预热，随用随开。·二甲醚组成稳定，无残液，可确保用户有效使用。·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。·燃料级二甲醚（DME≥99.3%）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。·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100，000吨的二甲醚可以满足约200万人的用气需求。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。DME也可在饭店替代LPG。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。2.2.1.4工业燃料利用二甲醚替代乙炔气切割钢板试验，并取得意想不到的效果。通过二甲醚与乙炔气、液化石油气切割钢板对比试验，得出用二甲醚气割钢板，其综合经济成本约为乙炔气成本的三分之一，约为液化石油气成本的二分之一，而且切割产生的氧化铁较少，割口平整，有利提高焊接质量并节省钢材。实践中证明二甲醚气体用于工业气割时，其穿透能力强，切割速度快，耗氧少。工件切割表面平整，无挂渣，无需人工清渣，可提高工作效率，有效降低生产成本。另外，乙炔气生产是高耗能、且污染较大的行业，也是国家限制发展的行业，如二甲醚替代乙炔气在机械加工和建设行业推广使用。2.2.1.5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12.7%。随着石油工业的发展机动车数量的增加，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。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CH3-O-CH3CXHY分子重量46.07190~220沸点(℃)-24.9180~360液体密度(g/cm3)0.6610.84理论空气燃料比率9.014.6十六烷值55~6040~55蒸气化潜热(kJ/kg)460290低热值MJ/kg28.8442.5自燃温度(℃)235250粘结性(cp)0.1544~54碳(%)52.286.0氢(%)13.014.0氧(%)34.80二甲醚研究指出，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，无需特殊的材料。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。2023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)1.30.21CO7.23.2NOx+HC2.52.4PM0.050.033HCCO0.250.25二甲醚发动机还能够满足欧洲Ⅱ的排放要求，我国在2023年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HC1.10.2CO4.02.17NOX7.03.85PM0.150.05ECER49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34.8％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2023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。西安交通大学经过多年的研究得出结论，二甲醚是一种比较适合柴油发动机使用的代用燃料,而且发动机的功率高于柴油机，噪音小，可实现无烟燃烧，其尾气排放能达到国际最严的欧Ⅲ标准，是理想的柴油代用燃料。但是二甲醚要在柴油发动机上使用须对发动机进行改装。综上所述，二甲醚产品在民用燃料和工业燃料市场上已逐步被人们接受，二甲醚作为柴油汽车替代燃料也为期不远，二甲醚产品市场方兴未艾，可预测二甲醚作为21世纪清洁燃料其市场前景是十分可喜的。2.2.1.6气雾胶推进剂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2023年起禁止气雾剂中使用氟氯烷（医疗用品除外）作抛射剂，氟氯烷的替代品现有LPG、DME、压缩气（CO2、N2、N2O）、氢氯氟碳（HCFC）、氢氟碳（HFC）。DME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，成为第四代抛射剂的主体，DME使用量无论是在国外还是在中国都居LPG之后，居世界第二位，约有25％～30％的气雾剂以DME做抛射剂，因此，二甲醚市场需求日益增长。2023年全世界DME气雾剂需求量约为15万吨。2.2.1.7作为环保型制冷剂和发泡剂二甲醚易液化的特性也引起人们的重视，利用DME的低污染制冷效果好等特点，许多国家正开发以DME代替氢氟烃作制冷剂或发泡剂。例如用DME与氟里昂制备特种制冷剂，随着DME含量增加，其制冷能力增强，能耗降低，国外已相继开发出利用DME作聚苯乙烯，聚氨基甲酸乙酯，热塑性聚酯泡沫的发泡剂。二甲醚作为发泡剂、能使泡沫塑料等产品孔洞大小均匀，柔韧性、耐压性增强，并具有良好的抗裂性。2.2.1.8用作化工原料二甲醚是一种重要的化工原料，可用来合成许多种化工产品或参与许多种化工产品的合成。它可以羰基化制乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酐、醋酸乙烯；可作甲基化剂制硫酸二甲酯、烷基卤以及二甲基硫醚等用于制药、农药与染料工业；可作偶联剂，用于合成有机硅化合物，DME可与氢氰酸反应生成乙腈，与环氧乙烷反应生成乙二醇二甲醚等，DME脱水可生产低碳烯烃，同时DME还是一种优良的有机溶剂。2.2.2二甲醚和LPG的供求状况2.2.2.1世界二甲醚和LPG的供求状况2023年世界二甲醚的生产能力为每年170，000吨，产量每年150，000吨。亚太地区二甲醚的生产能力为55，000吨（占全球产能的32.3%），产量为42，000吨（占全球产量的28%）。中国的生产能力为22，000吨/年。大部分二甲醚作为空气推进剂。近年中国二甲醚发展很快，山东久泰是目前中国生产DME最大企业，产量6万吨/年，其次是四川泸天化生产1万吨/年，正在建设的有宁煤集团21万吨/年，泸天化10万吨/年。目前世界上生产的二甲醚几乎都是用天然气合成的。下表概括了二甲醚生产厂及各国的生产能力。世界二甲醚生产能力（2023年）公司名称生产能力（公吨/年）壳牌/RWE公司（德国）60，000Hamburg二甲醚公司（德国）10，000Arkosue公司（荷兰）10，000Dupont（美国）15，000澳大利亚10，000台湾15，000日本10，000中国22，000总产量152，000另外，一些项目正在开发过程中，日本公司和政府正在对世界上的几个二甲醚项目进行预可行性研究。Mtsubishi气体化学公司正在对澳大利亚西部的150万吨/年的二甲醚厂和200万吨/年的甲醇厂进行预可行性研究。生产的二甲醚将用于发电和作为柴油发动机的燃料。日本还正在对卡塔尔、印度尼西亚和澳大利亚的规模为2500～4000吨/天的工厂（JFE公司研究）、伊朗和印度尼西亚的7000吨/天的工厂进行研究。托普索在伊朗建设80万吨/年DME。预计2023年投产。目前世界上，50%的二甲醚用做气雾剂，约35%用来生产硫酸二甲酯，15%的作为燃料和其他用途。2.2.2.2国内二甲醚生产现状及供求预测中国进入二甲醚市场较晚，很长一段时间只有少数几家工厂生产二甲醚，生产规模小，技术比较落后。然而，二甲醚的需求随着气雾剂需求的增加日益增加，我国对气雾剂的需求，从1990年到1991年，需求量由4800万瓶增加到8600万瓶。到1992年增加到15800万瓶，到1995年超过2亿瓶，至今达到4亿瓶。二甲醚最早是从高压法合成甲醇副产物中经精馏而得，因为粗醇中二甲醚占3%以上。但目前高压法制甲醇早已被淘汰，国内基本上采用的都是甲醇脱水的两步法。液相法以硫酸为催化剂，腐蚀性强，中间产物硫酸氢甲酯有毒，排放废液污染环境，目前仅武汉一家采用此法，其他大多数厂采用的是气相甲醇脱水法，只有湖北田力公司采用浙江大学与五环化学工程公司共同开发的合成气一步法制二甲醚工艺。但今年山东鲁明化工公司（现名久泰科技公司）对原液相甲醇脱水法进行改进，并申请了专利技术，他们已按此法建成目前国内最大的30kt/a二甲醚生产装置。我国现有二甲醚生产装置规模及采用技术见下表。国内二甲醚主要生产厂家公司能力（吨/年）用途工艺方法技术来源投产年月山东临沂久泰科技公司（鲁明化工）（原5000）30000民用燃料甲醇液相脱水本公司、山东化工规划设计院2023.9扩建完成江苏吴县合成化学厂1000甲醇气相脱水浙江化工研究院1996湖北武汉青江公司（武汉硫酸厂）1500甲醇液相脱水传统工艺1995江苏昆山化工厂1000甲醇气相脱水上海石油化工研究院1991上海申威气雾剂公司800气雾剂蒸馏新技术上海石油化工研究院1995广东中山凯达精细化工公司（原2500）10000气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院1994.122023二次扩建成都华阳威远天然气化工厂2023气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院1995.12安徽蒙城县化肥厂2500气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院2023广州广氮集团公司5000气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院2023浙江义乌光阳化工公司2500气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院1996成都华菱公司2023甲醇气相脱水浙江诸暨新亚化工公司1000甲醇气相脱水湖北田力实业公司（随州化肥总厂）1500合成气一步法浙江大学、五环化学工程公司2023.9陕西新型燃料然具公司500民用燃料甲醇气相脱水中科院山西煤化所2023.6山西浑源化肥厂民用燃料合成气浆态床法中科院山西煤化所2023河南沁阳氮肥厂10000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工研究设计院1993江苏无锡氮肥厂10000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工研究设计院1993山西榆次佳新能源化工公司10000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工研究设计院1993山东荣城氮肥厂5000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工研究设计院1994贵州宏华新能源工业公司10000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工研究设计院1995湖北利川化肥厂3000气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院2023安徽淮阳化肥总厂2500甲醇气相法西南化工研究设计院2023泸州天然气化工公司10000日本东洋工程公司2023.8.陕西渭河煤化集团10000气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究院2023.11施工云南解化5000民用我国能源资源特点是富煤少气少油，目前石油及成品油进口量已超过消费量的30%左右，每年不但要花费大量外汇，还危及国家能源安全。为此，国内有识之士正在呼吁石油替代燃料，二甲醚就是柴油和石油液化气的良好代替物，而甲醇则可替代部分汽油作车用燃料，因此开发天然气或煤制二甲醚项目市场前景颇为广阔。2.2.2.3世界LPG的供求现状1990年全世界共生产1.45亿吨LPG。其中约1/3的产量是由北美生产，17%来自于中东地区，14%来源于西欧和拉丁美洲，10%来源于亚洲和其他国家。现在世界共生产2.15亿吨LPG，北美仍然是主要的供应者，其数量占世界总量的33%。然而，亚洲目前是主要的生产者，提供的数量占世界的20%，大约与中东国家相同。2023年，全世界约消耗约2亿吨的LPG，其中52%作为燃料用于民用和商业用途。其他用途包括：工业、发动机燃料、化工、城镇用气、炼油以及其他重要用途。下表是2023年LPG市场需求。2023年世界LPG需求情况用途需求（百万吨）%居民/商业105.252.4工业20.710.3发动机燃料16.28.1化工40.520.2城镇用气2.21.1炼油11.15.5其他4.92.4总计200.8100.0从1985～2023的15年内，LPG的需求增长率为3.5%,比每年石油的需求增长率的两倍还多，石油每年增长率1.6%。LPG在居民/商业及石油市场方面的应用推进了需求的剧烈增长。从1990年到2023年期间，LPG的需求增长率是变化的，过去12年中，需求增长率在世界各国有很大的不同：中东：--223%大洋州—102%亚洲---94%非洲—93%拉丁美洲—82%西欧—29%北美洲—30%然而，由于俄罗斯和东欧的经济滑坡，在这些地区的LPG的需求量在1990年到2023年间只增加了27%。据估计到2023年，将生产2.7亿吨的LPG。其中北美的生产量将占约28%，亚洲和中东地区的产量将占19%，拉丁美洲的产量约占15%，西欧产量约占9%。在此期间，从2023到2023年间预计全球LPG供应量每年将增加3.8%,略高于1990～2023年间的3.7%的年增长率。对LPG需求的快速增长预计将会持续，至少持续到2023年，达到接近石油的2倍。尤其在2023到2023年间，LPG的需求增长率将接近35%，而石油的需求增长率预计约为1.8%。对LPG需求量的增加预计在亚洲地区最为突出，到2023年，亚洲的需求预计从1985年的2023万吨增加到7000万吨。东南亚地区，LPG年需求增长率，1990～2023年为10%，到2023～2023年将增加到6%。印度LPG年需求增长率将仍然处于2023年～2023年的水平，约为10%。韩国，增长率在过去的10年中为8%，但在今后5年可望降到3%。在日本，年增长率约1%，在未来5年预计仍然维持同一水平；中国在1990～2023间，年增长率为20%，到2023年预计增长6%。LPG在印度和中国拥有最大的市场，这两个国家目前只占世界市场份额的5%。到2023年，这两个国家消耗的LPG预计将会占世界的25%。2023～2023年，中东地区的LPG年需求增长率约为8%，而其他几个国家的增长率都超过了中东地区，如：在阿联酋，年增长率超过16%，卡塔尔年增长率低于35%，2023～2023年，中东地区的年需求增长率将略低于7%。全世界LPG的人均消耗量迅速增长。2023年人均使用LPG是15公斤，超过了1985年人均使用10公斤的量。预计到2023年，单位消耗量将是18公斤。2.2.2.4二甲醚替代LPG近期，二甲醚的主要用途是替代LPG用于民用和饭店使用。这是因为二甲醚和LPG在这些用途中有相似的燃烧特性，现有LPG的运输和储存设备也可以用于二甲醚。实验已经证明二甲醚在这方面的用途是很广泛的。下图描述了二甲醚从二甲醚生产厂到消费者的过程。整个计划是将二甲醚按批发价卖给分销商，由分销商通过铁路或公路运输到储气站或转换站。在这些储气站，二甲醚将用瓶子装进LPG的储气筒中，用汽车发送到最终用户。尽管二甲醚的能量比LPG低，但它具有密度优势，所以，对这两种燃料来说，所需的发货和储存设备的数量是相同的。在二甲醚替代LPG使用时，尽管煤气灶需要进行一些改进（替换燃烧口的口径），这些改进的费用很低，估计每个炉子的费用是1元人民币。我国LPG的供求现状从70年代以来，中国LPG的需求和进口量急速增长，下表概括了1979年中国LPG的需求和进口情况，并提供了2023年LPG的预测量。中国LPG的需求和进口量年LPG需求量（吨）LPG进口量（吨）1979210，00001985547，000019901，428，000117，000202313，427，0004，818，000202322，200，00011，400，000202329，700，000不详我国城镇的发展导致了LPG需求的增长。城市是一个国家，一个地区从自然经济走向商品经济发展的必然过程，也是人类社会进步的重要标志，城市化对社会生产的发展产生着巨大的推动作用。目前我国经济高速增长，在广东珠江三角洲、上海长江三角洲地区，城市的发展已率先进入了工业化时代，也率先进入了城市天然气时代。清洁燃料的普及应用，减少了由于工业废气对不堪负重的大气污染，清洁燃料需求强劲。从1990年至今，我国小城市建设得到了快速发展。小城市的数量从1990年的800个增加到2023年的8000个，年均增长10％。小城镇吸收农村人口从1990年的100万增长到2023年的1.2亿人，平均年增长率为11％，城市化率由1990年的26％增长到2023年底的36％，尤其是西部地区，建设小城镇有利于保护西部的生态环境，国家提出25％以上坡地，有计划由步骤退耕还林（草），这是改善西部地区生存环境的根本措施。中国大城市人口的聚集和小城市的增加以及经济的增长日益敦促人们重视环境保护。在这些城市及周边地区，煤炭的使用和机动车的迅速增加产生了污染问题，这个问题日趋明显而且正在影响着中国大部分的人口。由于这是政府优先要解决的问题，所以制定了很多降低污染的政策，包括增加利用清洁燃料的政策。到2023年底，已经有666个城市使用清洁燃料。最重要的燃料包括：煤气---125万立方米天然气---82亿立方米LPG---1千万吨目前在中国的主要城市,有1.76亿的人口使用气体燃料,占城市人口的84%。这些城市中，使用各种气体燃料的分配比例是：煤气占22.4%,天然气占14.6%,LPG占63%。现在存在的问题是，中国进口的LPG超过了国产的量，而且价格高。中国已加入WTO，逐渐由计划经济向市场经济转变。一些出台的政策会更加合理的制定能源的价格，这些政策将会解决能源进口量增长的一些相关问题，继续关注环境污染问题，这就为增加清洁燃料的利用创造了机遇，如二甲醚在价格上具有竞争性，就更有机遇。2.3产品价格分析2.3.1二甲醚价格分析从工厂生产的二甲醚将替代液化石油气用于山西及周边地区的居民和饭店使用。在这些用途中二甲醚直接替代LPG。现有的LPG的设备（如：油箱，铁路运输车及储气筒等）可以运输和储存二甲醚。另外，仅对煤气灶的燃气口做微小的改进，二甲醚就可以很容易地替代LPG，从而满足所有的操作要求和环境要求。在过去10年里，液化石油气的批发价从1400元/吨增加到2700元/吨。到2023年第4季度LPG的批发价增加到2800元/吨。随着国际原油价格的不断上涨，液化石油气价格也在随着上升，到今年液化石油气零售价随地区不同已上涨到70-90元/瓶，国家为规范LPG市场，已定为汽油价格的0.8-0.9倍，LPG的批发价接近4000-4500元/吨。在确定二甲醚出厂价格的时候，必须考虑其他几个因素。首先，二甲醚的热值只有LPG的70%。这就是意味着要在等同能量的基础上进行价格制定，所以二甲醚的价格就要折扣到30%。另一方面，正如早些时候讨论过的，二甲醚燃烧试验表明二甲醚具有燃烧效率高和其它的优点，所以应该按照LPG价格的75-80%来定二甲醚的价格。因此，在山西省和其周边地区，为了能与现在的LPG竞争，本可研以出厂价2800元/吨进行技术经济评价。2.3.2甲醇价格分析尽管为国内甲醇市场提供了更加广阔的空间，但同时面临低成本进口货冲击，市场价格仍然受进口价格的影响。因此，影响我国甲醇价格最主要的因素是进口价格，这样，可以把进口价格作为自变量采用一元回归分析法对我国甲醇的未来价格进行预测。一元回归分析法是根据一个自变量对一个因变量进行预测的方法。这里就是根据自变量甲醇进口价格对因变量国内甲醇进行预测。一元相关相线回归方程的一般式为：yt=a+bxt式中，yt第t期因变量值甲醇价格，即预测对象；xt是第t期自变量值甲醇进口价格，a,b是回归方程参数，是根据X、Y的实际观察值求得。根据最小平方法建立的求参数的标准方程为：∑Y=na+b∑x∑xy=n∑x+b∑x2解得方程为:b=(∑xy-1/n∑x∑y)/[∑x2-1/n(∑x2)]a=y-—bx-综合本报告的国内市场分析及市场价格分析，结合其它因素对甲醇价格的影响，确定本项目甲醇价格为1800元/吨是合适的。

3建设规模与目标产品方案3.1建设规模与产品方案选择兰花股份公司是大型化工、煤矿企业。我国化肥工业经过多年发展，从生产能力上看，除钾肥因资源严重缺乏有较大缺口外，氮磷肥已基本上能满足目前农业生产对化肥的要求，化肥短缺的问题已基本得到解决。我国已加入WTO，化肥行业有多少企业能在国际化肥市场的激烈竞争中生存下来？企业如何发展是摆在全体化肥行业同仁面前的一个严肃课题。若继续发展化肥工业，把规模做大，虽然也是一条企业发展之路，但化肥市场基本饱和已成定局，难以将产品变为商品，必须对产品结构加以调整，适应市场，以提高经济效益，增强企业在市场的竞争力。兰花股份公司是以煤为原料生产合成氨的化肥企业煤炭生产企业，也可以说是一个煤化工企业。在以煤炭气化为起点的化工企业，尤以生产含碳、氢、氧元素构成的产品优势明显，能源综合利用更为合理，更为安全。由碳、氢、氧元素合成的产品种类繁多，其中最基本的一个领域就是合成甲醇及其后加工。二甲醚是最重要的能源燃料，生产二甲醚一方面可以使兰花股份公司产品结构得到一定的调整，另一方面，也是一种潜在的车用燃料。故产品方案初步确定生产二甲醚。3.2产品规模煤化工企业要想获得较好的经济效益，必须达到一定的规模。目前甲醇合成装置向大型化或超大型化发展，有的装置能力已超过1000kt/a级，以降低投资比和提高经济效益。但是，以煤为原料生产甲醇的装置主要集中在中国，其最大规模为200kt/a。针对当地市场容量的因素考虑，最终确定生产规模如下：甲醇装置：200kt/a二甲醚装置：100kt/a年操作日300天。3.3产品规格与质量指标3.3.1主产品本项目总规模100kt/a为煤基二甲醚，是为200kt/a甲醇配套实施项目。生产能力按年操作日300天（7200小时）计。产品二甲醚规格按二甲醚液化气标准（企业标准）考虑，能作为民用和车用的新型清洁燃料。甲醇在正常情况下仅作为二甲醚生产的中间产品，必要时也将作为副产品生产，其规格按甲醇国家标准（GB338-2023）一等品考虑，可作为有机溶剂、燃料以及基本化工原料。副产品硫磺规格按工业硫磺考虑，可应用在染料、农药、医药、炸药等方面。产品、中间产品、副产品的规格和性质详见下表燃料级二甲醚序号项目指标1二甲醚(CH3OCH3)含量，wt%99.32甲醇(CH3OH)含量，wt%12PPm3水份(H2O)含量，wt%10PPm4其它化合物含量，wt%0.75密度（20℃），kg/m6蒸汽压（40℃工业硫磺组分（单位）规格性质1S，mol%≥99.50硫有α-硫(黄色斜方晶体)、β-硫(浅黄色单斜晶体)、γ-硫(浅黄色非晶体)三种同素异形体；硫不溶于水；α-硫磺溶于二硫化碳，微溶于苯、甲苯、乙醇和乙醚，熔点112.8℃；β-硫磺溶于二硫化碳、乙醇和苯，熔点119℃；γ-硫磺不溶于二硫化碳，熔点120℃；硫沸点444.6℃；水生生物毒性限值2水份，mol%≤0.503灰份，mol%≤0.104酸度（以H2SO4计），%≤0.0055有机物，mol%≤0.306As，mol%≤0.107Fe，mol%≤0.0053.3.2副产品：甲醇优等品，指标见下表中华人民共和国工业甲醇标准（GB338-2023）表3-1项目指标优等品一等品合格品510密度（ρ20）/(g/cm3)0.791-0.7920.791-0.793沸程（0℃，101.3kPa在64.0～65.5℃范围内，包括64.6±0.1℃）/64.0-65.50.81.01.5高锰酸钾试/min≥503020水混溶性试验通过试验（1+3）通过试验（1+9）——水的质量分数/%0.100.15——0.00150.00300.00500.00020.00080.00150.0020.0050.0100.0010.0030.00550乙醇的质量分数/%－杂醇油：374t/a硫磺：374kg/h氩：720NM3/h99.999%。

4工艺技术方案选择及工艺说明4.1备煤原料煤、燃料煤用汽车运到干煤棚或堆场。然后煤经下料斗用高角皮带送到破碎机，将煤破碎至0～6mm，并经振动筛过筛。筛上物再返回破碎机入口。一部分0～6mm筛下物用高角皮带送至锅炉房作燃料煤。另一部分0～6mm筛下物作为原料煤进入煤干燥器，用煤或工厂废气燃烧成的烟气将其水分从6～8%（wt）干燥至3%。干燥好的煤用高角皮带送至气化炉顶部的可逆式皮带，向各气化炉的煤仓自动加料。4.2煤气化工艺选择及说明4.2.1煤气化工艺技术的选择4.2.1.1国内外煤气化技术概况目前，世界上以煤为原料生产化工产品的工厂中，采用了各种煤气化工艺，如常压固定床间歇气化(UGI)，鲁奇加压固定床气化(Lurgi)，加压流化床气化(高温温克勒气化工艺)，常压流化床气化(U-gas、灰熔聚)，加压气流床气化(德士古气化工艺，谢尔气化工艺，GSP气化工艺)等等。各种煤气化工艺对原料煤的品质均有一定要求，其工艺的先进性、技术成熟程度则各有差别。A常压固定床间歇气化（UGI）技术常压固定床间歇气化工艺技术特点：a采用25-70mm的块煤间歇气化，吹风阶段利用空气中氧与煤燃烧产生热量，提高炭层温度，达到蓄热的目的，吹风气主要是N2、CO2、CO、SO2排放到大气，制气阶段是用蒸汽为气化剂进行煤气化反应，主要产出H2、CO，（H2+CO）达85-86%，煤气质量高。b由于粗煤气中CO2低，7%左右，一部分硫随吹风气放入大气，CO变换量很少，因此，煤气净化采用物理方法便可同时脱出硫、CO2，无需选择性脱硫、脱CO2就可达到工艺要求，净化也可以选用化学方法脱除，工艺流程简单，投资省。c由于用的是块煤，煤气后处理简单，废热锅炉磨损小，寿命长，但块煤价高。d不用制氧气，投资省，消耗低，成本相对低。e虽然有吹风气热回收系统，但解决不了SO2、CO2、尘、废气的污染，环保问题严重。f灰渣中含碳量可达25%左右，原料煤消耗高，电消耗高，大大抵消不了不用氧带来的成本降低。B鲁奇（Lurgi）碎煤加压气化技术Lurgi碎煤加压气化，在世界上是工业化最早的煤加压气化技术，在国内外都得到广泛应用。其主要特点如下：a可使用高水份，高灰份劣质煤气化b由于逆流气化，氧耗、煤耗低，气化效率、煤转化率（包括副产品在内）比其他方法都高。c副产焦油、酚等副产品，可综合利用。含油高的煤约占煤量5～6%，可转化成焦油产品。d操作弹性较大，操作稳定，技术成熟。e煤气成分较复杂，含有较高甲烷，蒸汽消耗高，粗煤气中CO+H2仅60%左右，甲烷含量7～10%之间。Lurgi加压气化技术生产的粗煤气成份中甲烷含量较高，故适用于用作城市煤气，如果作为合成原料气则需增加甲烷转化装置，流程较长；由于固定床逆流气化，故粗煤气中焦油、酚等含量较高，增加了焦油、酚等净化系统、废水处理系统。鲁奇气化技术对原料的粒度、粘结性、灰熔点等指标都有要求，对当今采用机械化采煤而言，大块煤较少，就必须考虑与电站结合，煤的利用才能合理。总之对于生产甲醇合成气，鲁奇加压气化没有像生产城市煤气或城市煤气联产甲醇那样的优越性。C灰熔聚流化床气化技术灰熔聚流化床气化具有下述特点：a核心设备气化炉结构较简单，为单段流化床，在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。b部分气化剂氧、蒸汽从底部中央进入气化区，使炉内形成一局部高温区，促使灰团聚成球，从而降低了灰渣中含碳量，提高了碳的转化率。c带出细粉经除尘系统捕集后，返回气化炉，进一步燃烧、气化，有利于碳转化率的进一步提高，减少飞灰量。d操作温度1000℃左右，压力0.03~0.5MPe煤种适应性广（已试验过褐煤、冶金焦、无烟煤、贫煤、瘦煤、烟煤、气煤及高灰高灰熔点煤等），对硫分不敏感，特别适宜高硫高灰熔点煤、气化强度相对高（是常压间歇气化固定床发生炉的2~4倍），气化入炉煤0～6mm，只需简单破碎，备煤系统简单投资省、能耗低。f产品气中不含焦油，含酚量低，废水处理简单。全封闭式氧气连续气化，不向大气排放有害气体。g中科院山西煤化所拥有该技术的全部自主知识产权，所有设备完全可以国产化，在同等规模下，与德士古、谢尔气化技术相比，投资大幅度降低。h气化压力较低，飞灰较多，碳转化率相对与德士古、壳牌炉、GSP比较低，能耗较高。D流化床温克勒（恩德炉）煤气化技术常压温克勒（恩德炉）气化技术特点：a对煤的适应性差，仅适应年轻煤种，特别适应高挥发份年轻褐煤。b供煤粒度＜8mm，原料煤的利用率高。c气化温度950℃d飞灰较多，飞灰中的碳高达60%以上，碳转化率低。f维修简单，运转率可达95%以上。g常压操作，气化炉气化强度低，能耗高。h操作弹性小。i国外加压高温温克勒最大压力为1.0MPa，温度提高到1050℃E德士古气化技术德士古气化技术的特点a德士古煤气化技术，是将原料煤制成水煤浆，以喷流雾化的形式进入气化炉进行高温气化，对原料煤的特性(如粒度、成浆性能、灰熔点等)均有较严格要求，要求入炉煤粒径200目左右，煤浆浓度63～65%(wt)，灰熔点小于1300℃b采用湿法磨煤，水煤浆供料安全可靠。c气化炉为钢制外壳，内衬耐火砖，炉体结构简单，无传动设备，运行稳定。但耐火砖寿命较短，最多为一年，喷嘴仅60天左右，设备运行周期较短。需设备用炉。d气化过程可在高压（最高可达8MPa）下完成，降低了合成气压缩功耗，同时使气化强度提高，单台炉产气量更大。e气化炉操作温度高，煤在气化炉中数秒内几乎全部气化，碳转化高可达96%～98%以上。对灰熔点高的煤若降低温度操作，灰渣中碳含量达25～30%，降低了碳的转化率。煤气中甲烷含量低，仅在0.1%左右，有效气体（H2+CO）含量比较高，在80%左右，有利于作为合成气使用。f生产的粗煤气不含焦油、萘、酚等杂质，对粗煤气的净化及污水的处理流程简单，不污染环境。g灰渣成玻璃状，不污染，易堆放，可做水泥的配料。h操作弹性大，可以快速转变。由于采用喷流式气化，负荷从50%到100%的大范围变动，可在极短的时间内完成。i与其它煤气化工艺相比，德士古气化工艺氧耗高，煤耗高，煤气化效率相对较低，对耐火材料的要求较高，操作周期短，管理水平、维护水平要求高。山东鲁南化肥厂已建成二台德士古气化炉装置，用于生产合成氨原料气，采用激冷流程，操作压力3MPa。陕西渭河化肥厂德士古气化年产合成氨30万吨、尿素52万吨，气化压力6.5MPa，气化炉三台，激冷流程。上海焦化厂“三联供”工程也采用了德士古水煤浆气化技术，气化压力4.0MPa，气化炉四台，激冷流程，用于生产甲醇。淮南也采用德士古气化工艺生产18万t/a合成氨。上述采用德士古煤气化工艺生产化工原料气装置的建设为同行业提供了可借鉴的经验及操作、管理培训场所。F谢尔（Shell）干粉煤加压气流床气化谢尔气化技术特点:a谢尔干粉煤气化技术是将原料煤干磨粉碎后，煤粒度80%（重量）≤150目，喷入的粉煤在气化炉中用氧和高压蒸汽在高温下以气流床形式气化。所以对原料煤种的适应性较广泛，可以使用小颗粒煤，原料利用率高。b气化炉为钢制外壳，水冷壁，不需专门的耐火砖，无传动设备，设备运转率高，一般不需备用炉，运行稳定，维修工作量少。c气化炉操作温度高，干粉煤在数秒内全部气化，碳转化率达98%，煤气中甲烷含量低，在0.05%(体积)左右，有效气体（H2+CO）达90-92%，气化热效率比德士古高。d粗煤气中不含焦油、萘、酚等杂质，因此粗煤气的净化及污水处理流程简单。e采用液态熔渣排放，灰渣成玻璃状，不污染，易堆放，可做水泥配料。f操作弹性大，可以快速改变。g操作压力较高，为3.0～4.0MPa。h要求煤中灰分小于15%，灰熔点低于1400℃i水冷壁、废锅回收煤气显热，干式过滤除尘串水洗除尘，大部分设备和技术需引进，投资特高。以谢尔（Shell）煤气化工艺生产合成气的示范厂于1987年建成投料试车，这座命名为SCGP-1的示范厂，加煤量为250t/d至400t/d，操作压力是2-4MPa，该示范厂连续运行最长达1500小时。谢尔煤气化工艺的第一个工业化装置是荷兰的煤气联合循环发电厂（IGCC），发电量253MW，该厂于1990年开工，93年建成，并投入运行。中国洞庭、双环等十多个厂已引进多套谢尔煤气化技术装置，但尚未建成投产。GGSP干粉煤加压气化GSP气化技术特点：GSP气化技术在煤粉制备、气化部分、黑水处理与Shell基本一样，不同之处是废热回收利用、除尘系统完全不一样。GSP高温煤气采用冷激流程和德士古相似。冷激温度下的煤气所含蒸汽满足粗煤气变换所需水蒸气。所以投资省，同规模气化装置若用于制合成气，Shell粉煤气化投资比GSP气化高90%，每Nm3煤气成本高15%左右。所以GSP适合制合成气，Shell气化适合联合循环发电。主要气化方法的比较见下表4—1：表4—1主要气化方法工艺参数比较序号项目名称规格鲁奇LURGI德士古TEXACO谢尔SHELLGSP灰熔聚间歇气化1气化类型移动床气流床气流床气流床流化床移动床2进料要求5-50mm煤弱粘结性煤＜200目80%65%水煤浆＜150-200目含水2%干粉煤200～500μm含水2%干粉煤0-6mm含水干煤25-70mm无烟块煤3排渣特征干灰液态渣液态渣液态渣干灰干灰4气化温度℃1400-800145014501450～150011001200-8005气化压力MPa34-6.53～43～40.03～0.50.0266气化剂90-99%O2氧+蒸汽氧氧+蒸汽氧+蒸汽氧+蒸汽空气+蒸汽7氧耗1000Nm3(CO+H2+CH4)192-240420-440360-370360～370260-2908粗煤气组成V%COH2CO2CH4N216-2838-4027-327-120.8-145-4633-3419-201-1.255-5635-367-7.51-1.160～7224～353～3.50.0040.8～131-3237-4122.5-241.9-2.11-537-3847-487-80.569碳转化率%＞99(包括副产品)＞9598-9998～9985-9060(不包括吹风气中碳)10冷煤气效率%85-8976808071-7261-6268-72(半水煤气)11气化炉及工艺流程特点煤和气化剂逆流接触煤在炉内有干燥、干馏、气化、燃烧过程。煤气成分复杂，含