日产84吨燃料级二甲醚装置可行性研究报告.doc

中中油油长长江江石石化化有有限限公公司司 8 84 4 吨吨/ /日日燃燃料料级级二二甲甲醚醚装装置置 可可行行性性研研究究报报告告 目目 录录 1 1 总总论论 . .8 8 1.1 概述 .8 1.2 研究结论 15 1.3 综合技术经济指标表17 2 2 市市场场预预测测 . .1 19 9 2.1 二甲醚的性质和用途19 2.2 二甲醚的国内外生产情况22 2.3 二甲醚国内外消费情况和市场预测26 3 3 产产品品方方案案和和生生产产规规模模. .3 32 2 3.1 产品方案 32 3.2 生产规模 32 3.3 二甲醚产品质量指标32 4 4 工工艺艺技技术术方方案案 . .3 33 3 4.1 国内外生产工艺开发概况33 4.2 工艺技术的比较与选择35 4.3 工艺流程简述38 4.4 消耗定额 39 4.5 自控技术方案39 4.6 主要工艺设备41 4.7 标准化 42 5 5 原原材材料料、辅辅助助材材料料、燃燃料料和和动动力力供供应应. .4 44 4 5.1 原料供应 44 5.2 辅助材料供应44 5.3 燃料供应 45 5.4 动力供应 45 6 6 建建厂厂条条件件及及厂厂址址方方案案. .4 47 7 6.1 地理位置 47 6.2 厂址方案 49 7 7 公公用用工工程程和和辅辅助助设设施施方方案案. .5 51 1 7.1 总图运输 51 7.2 给排水 54 7.3 电气 54 7.4 供热 60 7.5 仪表空气站60 7.6 工厂外管 61 7.7 维修 61 7.8 分析化验 61 7.9 土建 61 8 8 节节能能 . .6 64 4 8.1 能耗指标 64 8.2 节能措施 64 9 9 环环境境保保护护 . .6 65 5 9.1 建设地点地理位置65 9.2 执行的环境质量标准和排放标准65 9.3 主要污染源及主要污染物66 9.4 环保治理措施及预期效果67 9.5 环境管理及监测68 9.6 清洁生产与总量控制68 9.7 绿化设计 71 9.8 环保投资 71 9.9 结论与建议72 1 10 0 劳劳动动保保护护、安安全全卫卫生生与与消消防防. .7 73 3 10.1 劳动保护与安全卫生.73 10.2 职业卫生防护的措施.74 10.3 消防 .75 1 11 1 工工厂厂组组织织和和劳劳动动定定员员. .7 79 9 11.1 工厂体制和管理机构.79 11.2 生产班制和定员.79 11.3 人员的来源和培训.80 1 12 2 项项目目实实施施规规划划 . .8 81 1 12.1 建设周期的规划.81 12.2 项目实施进度规划.81 1 13 3 投投资资估估算算和和资资金金 筹筹措措. .8 83 3 13.1 投资估算 .83 13.2 资金筹措 .84 1 14 4 经经济济效效益益和和社社会会效效益益的的评评价价. .8 86 6 14.1 经济评价的基本参数.86 14.2 产品成本和费用估算.87 14.3 财务分析 .87 14.4 社会效益分析.88 1 15 5 结结论论与与建建议议 . .8 89 9 15.1 工艺技术 .89 15.2 经济评价 .89 15.3 社会效益 .89 15.4 存在的问题和建议.90 附附表表： 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、销售税金及附加估算表 6. 损益表 7. 固定资产投资借款还本付息估算表 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. 财务评价主要数据与指标汇总表 附附图图： 1. 总平面布置图 2. 二甲醚合成与精馏工序工艺流程图 3. 甲醇、二甲醚罐区工艺流程图 . 5 . 1 1 总总论论 1 1. .1 1 概概述述 1.1.1 项目名称、主办单位、建设地址、企业性质 项目名称：江苏中油长江石化有限公司84 吨/日燃料级二甲醚装 置 主办单位：江苏中油长江石化有限公司 建设地址：江苏 靖江六助港港区 企业性质：有限责任公司 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) 江苏中油长江石化有限公司与四川天一科技股份有限公司签订 的“84 吨/日甲醇制燃料级二甲醚技术转让合同书” 。 (2) 江苏中油长江石化有限公司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 。 (5) 国家计委、建设部计投资（1993）530 号文发布 建设项目 经济评价方法与参数 (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）。 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) 采用先进、成熟、可靠的甲醇气相法制二甲醚生产工艺，建设 . 6 . 84 吨/日燃料级二甲醚装置，保证项目投产后能安全、稳定、长周期连续 运行。 (3) 在设备选型上本着技术先进、经济合理、安全可靠的原则进行， 设备全部国产化。 (4) 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。 (5) 注意节能、降耗，努力降低成本，争取获取最佳经济效益。 (6) 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。 (7) 严格执行国家有关环境保护，职业安全及工业卫生有关规定， 贯彻 “安全第一、预防为主”的方针，做到环境保护、劳动安全卫生与 工程同步规划、同步实施、同步发展；避免环境污染，保证安全生产。 (8) 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 江苏中油长江石化有限公司，是由上海中油能源控股有限公司为投 资主体，于 2004 年发起，由新加坡威凯控股有限公司、厦门中油鹭航 油气有限公司、浙江五洲阀门有限公司、珠海经济特区长晟物流有限公 司、上海天瑞国际贸易有限公司等几家股东合资成立的中外合资企业， 注册资金 700 万美金。主要从事液化石油气的生产、储运与销售，及化 工产品（除危险品）储运。 上海中油能源控股有限公司，系中国石油集团天然气集团公司控股 的股份制企业，公司注册资本8000 万元人民币。主要经营石化产品的 生产、储运和销售。主营业务为液化石油气、油品、液体化工产品三大 板块，是国内最大液化气储运和销售企业之一，年销售液化气120 万吨，年销售液体化工品50 万吨，年销售额70 亿元人民币。公司已 相继在我国东南沿海一带广西防城港、广东南沙、汕头；福建厦 门、福州；浙江温州、海盐；江苏靖江等沿海和长江流域建设了若干石 油化学品仓储加工配送设施和专用码头，形成了沿东南沿海向内地辐射 . 7 . 的储运销售和配送网络。已成为一个年销售产值达近100 亿元，各类 石化产品码头吞吐量达300 万吨，国内最大的液化石油气储运和销售企 业之一。 该公司已投资2.1 亿元人民币，建成石油化学品储运加工项目及化 工码头一座。计划再投资总额9800 万美元，于 2006 年三季度起进行 二期建设，项目建成之后，将成为我国长江北岸主要的“化工物流园 ” 。 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 报导，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 为原油净进口国， 2000 年共进口原油7000 万吨，成品油3000 万吨， 耗用外汇 250 亿美元。 2002 年我国的石油对外依赖程度达33%，超 过世界公认的30%的安全警戒线，危及国家能源安全。2003 年净进 口石油达到创记录的9779 万吨。我国天然气总储量为38 万亿立方米、 煤炭总储量为1145 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 2002 年的 583 万吨。现我国城市 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，城市气化率约50%。80 年代初，按市场 需求，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、 . 8 . 运输过程相对安全； （2）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。 以甲醇生产洁净的二甲醚燃料，作为石油资源的补充，解决能源短 缺和环境保护问题，对我国具有重要的经济意义和战略意义。 2) 项目建设目的和意义 随着我国加入wto 后所面临的国际市场以及国内市场的竞争的严峻 挑战，为了企业的生存和发展，建设单位决策层认为，要企业能持续发 展，增强市场竞争力和抗风险能力，在稳定、发展现有能源化工产品生 产的同时，还要以甲醇为基础原料开发下游精细化工产品，将进一步拉 大企业产品经济链条，开发出高技术、高附加值、高市场占有率的燃料 能源产品，拟以甲醇为原料，在江苏靖江市新建一套的84 吨/日燃 料级二甲醚装置，为江苏中油石化公司掌握二甲醚生产技术，开拓、培 育燃料级二甲醚市场, 为二甲醚逐渐取代lpg 市场铺好路，为大规模 的能源化工产品的销售，开辟市场通道、建立销售网络，为公司建立大 型二甲醚能源生产基地，致力于为用户提供高品质的能源化工产品和服 务，成为国际知名的能源化工企业作好技术、市场和人才准备。 1.1.4 技术依托单位和技术来源 . 9 . 1.1.4.1 技术依托单位简介 四川天一科技股份有限公司是1999 年初经国家经贸委批准，由西 南化工研究设计院优良资产组建并控股的股份有限公司，于2001 年 1 月 11 日经中国证监会批准，在沪市a 股上市，简称 “天科股份 ” ，股票代码为600378。 天一科技股份有限公司有939 余名职工，有各类专业技术人员 798 名，公司下设研究室、工程公司和13 个生产及辅助工厂。 天一科技股份有限公司主要从事甲醇及其下游产品、工业气体、变 压吸附分离技术、基本有机化工、精细化工和化肥工艺技术研究和成套 装置的开发设计和工程总承包。近年来，人员素质、设计技术和装备水 平大幅度提高，高科技产业在突飞猛进的发展，具有参与国际竞争的实 力。例如主导技术产品之一的变压吸附气体分离技术及装置，开发、推 广应用领域及其技术水平列世界前茅，被列入国家科技推广计划；合成 芳樟醇及其生产维生素e 的全套技术，产品质量达到国际水平；研究生 产的各种高纯气体、标准气体在国内处于行业的领先地位。在已设 计和施工建成的各种工业气体供气装置、天然气或煤气为原料的低压 合成甲醇、甲醇氧化制甲醛、甲醇裂解制氢、甲醇制二甲醚、甲醇脱氢 路线制二甲基甲酰胺、甲醇法制甲烷氯化物、汽车用压缩天然气、芳樟 醇制取异植物醇、糠醛制四氢呋喃等几百项工程，都具有较好的声誉， 设计技术力量、工程业绩、管理水平都位居同行业前茅。 该公司长期从事压力容器、dcs 和 plc 自控系统的设计或制造工 作，下属有棠湖工业园区阀门厂、天立压力容器设备制造厂、天宇自动 化有限公司以及天阳吸附剂厂和各种催化剂厂。 其下属的工程公司 (原西南化工研究设计院设计所)拥有雄厚的技 术力量，具有一批优秀的工程设计、采购和施工管理、施工监理、工程 概预算等专业人才，有丰富的现场施工实践经验，保证了工程设计项目 的可靠性和先进性。工程公司现有专业设计技术人员110 名，其中教 授级高级工程师5 名，高级工程师58 名，工程师 34 名。有项目经理 14 名，一级注册建筑师1 名，一级注册结构师2 名，二级注册建筑师 3 名，高中级工程造价师13 名，高中级概、预算资格10 名，环境评 . 10 . 价资格 7 名，国家级和四川省级监理工程师4 名。在工程公司的组织 机构中，专业配备齐全。 本公司持有国家建设部颁发的化工石化医药行业甲级、建筑行业乙 级工程设计证书；还持有压力管道设计证书；工程总承包证书；一、二、 三类压力容器设计和压力容器分析设计资格证书；具有甲级工程咨询资 格证书、甲级环境污染防治工程工艺设计资格证书及乙级建设项目环境 影响评价资格证书等。2001 年正式通过达标认证，取得了iso9001 认证书。 近年来，对外设计和工程承包的项目达数百余项，设计的项目多次 荣获国家、部、省级优秀设计金奖、一等奖、二等奖，承担完成国家级 攻关项目多项。 四川天一科技股份有限公司技术力量雄厚，装备精良，信誉可靠。 可为客户提供从可行性研究、初步设计、施工设计、采购、安装至开车 全过程服务。 1.1.4.2 技术来源 四川天一科技股份有限公司与西南化工研究设计院长期从事甲醇制 二甲醚的生产工艺、催化剂研究及工业装置开发。并于1991 年被列 为国家 “八，五 ”科技攻关项目并通过国家验收。公司研制并开发的 cnm-3 型甲醇制二甲醚催化剂，经过十几年的发展、完善，不仅具有广泛 的实用性、较高的催化活性和选择性，而且具有很强的稳定性。与此同 时开发出的生产工艺，率先在国内建成千吨级甲醇制二甲醚装置，并一 次开车成功。并于1996 年、 2004 年两次获得专利。从1994 年 1 月 第一套河南沁阳10000t/a 燃料级二甲醚工业装置和1994 年 11 月第 一套广东中山5000t/a 气雾级二甲醚工业装置投产起，迄今为此，已在 国内成功建成数十套千吨级、万吨级二甲醚工业装置。根据跟踪结果以 及调查显示，采用四川天一科技股份有限公司开发的甲醇制二甲醚催化 剂和生产装置，甲醇单程转化率达78%以上，生产 99.99%的高纯二甲 醚，装置能耗低，装置生产无污染物排放。目前，公司甲醇制二甲醚催 化剂和工艺技术水平已达世界先进水平。因此，本工程的技术来源为四 川天一科技股份有限公司与西南化工研究设计院共同拥有的甲醇制二甲 . 11 . 醚技术。 表 1-1 设计及建设的部分二甲醚装置 序号建设单位 产品规模 （kt/a） 投产时间备注 1 河南沁阳紫阳乡 101994.1 燃料 2 河南内乡化工局 101994.8 燃料 3 山西榆次燃料公司 101994.12 燃料 ,后改精醚 4 安徽蒙城化肥厂 51994.10 燃料 ,后改精醚 5 贵州宏华新能源公司 51995.3 燃料 6 广东中山凯达精细化工有限公司 51994.11 精甲醚 7 广东广氮集团公司 51998.10 精甲醚 8 浙江义乌光阳化工有限公司 2.51998.9 精甲醚 9 安徽蚌埠新奥燃气公司 102005.12 燃料级 10 河南罗山金鼎化工有限公司 102006.2 燃料级 11 陕西渭河煤化工集团有限公司 10 2006.3 燃料级 12 河南新红石化有限公司 25 建设中燃料级 13 河南安阳贞元集团 10 建设中燃料级 14 宁夏宁鲁石化责任有限公司 10 建设中燃料级 15 河南省煤气集团公司 100 建设中燃料级 16 河北裕泰煤化有限公司 10 建设中燃料级 17 上海达门化工工程技术有限公司 10 建设中燃料级 18 河北沧州市冀春实业有限公司 25 建设中燃料级 19 山东东明恒生化工公司 25 建设中燃料级 20 山西丰喜肥业集团股份有限公司 10 建设中燃料级 21 山西省长子丹峰化工有限公司 10 建设中燃料级 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；项目经济效益等三个方面进行研究分析， 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。 1.1.6 研究的主要过程 四川天一科技股份有限公司工程公司与建设单位签订的技术转让合 同生效以后，立即组织技术力量投入本项目研究工作，相关专业包括工 艺、设备、总图、自控、技经等专业设计人员投入可研工作并进行市场 调研工作，通过技术比较和经济评价，推荐了较好的工艺技术方案，然 . 12 . 后按 “化工建设项目可行性报告内容和深度的规定”及“建设项目经 济评价方法和参数 ” （第二版）， “化工投资项目经济评价参数”有关 规定的要求编写本报告，经审核、审定合格后打印成册。 1 1. .2 2 研研究究结结论论 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。 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及 环保型能源车用燃料的代用品,是石油资源的补充，发展燃料二甲醚对 我国具有重要的战略意义。建设燃料二甲醚生产装置完全符合国家产业 政策和能源政策。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 我国环保能源一直十分紧缺，特别是洁净民用和车用燃料，是目前 最受重视的问题之一。商用汽油、煤油和天然气由于含硫等众多复杂成 分，对环境破坏较为严重；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，同时也带来了发动 机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，因 此，依靠煤的气化和液化，发展清洁燃料，也是我国经济高速发展面临 的现实问题 。二甲醚由于其良好的产品性能及优越的环保性能，越 来越为人们所接受，其应用范围和前景 也越来越广阔 。专家预测， 未来 5 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， 我国将有 450 万 1000 万吨的二甲醚需求 ，二甲醚生产一定会有飞跃 式发展，其市场将非常广阔。 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。 . 13 . 1.2.4 环保、安全卫生及消防措施落实 本项目 “三废 ”量少，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 装置项目投入总资金为4615 万元，其中建设投资3559 万元， 建设期利息 76 万元，流动资金163 万元。 年均总成本 10933 万元。当原料甲醇价格按2500 元/吨、产品二 甲醚价格按 4300 元/吨计算时 ，年均销售收入11868 万元，年均销售 税金 278 万元。经计算，投资利润率为14.24%，投资利税率为 20.25%，财务内部收益率 (税前 )为 20.77%，投资回收期 (税前 )为 5.78 年。 1.2.6 项目具有较强的抗风险能力 本装置的盈亏平衡点为58.8%（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 本项目技术先进，经济效益较好，建议领导尽快决策，使本项目尽 快上马，早日实现其较好的经济效益和社会效益。 1 1. .3 3 综综合合技技术术经经济济指指标标表表 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 二甲醚吨/年 28000 84t/d，燃料级 二商品量 二甲醚吨/年 28000 燃料级 三年操作时间小时 8000 四主要原材料消耗 1 甲醇吨/年 40040 2 催化剂吨/次 5.88 三年一换 五公用工程消耗 1 电万 kwh/年 112 2 冷却水万吨 /年 280 . 14 . 序号指标名称单位数量备注 3 一次水万吨 /年 11.2 4 煤万吨 /年 0.616 5 仪表空气万 nm3/年 56 六三废排放量 1 废气万 nm3/年 87.2 废气 2 废水吨/年 14400 生产及生活废水 3 废渣吨/年 1381.96 废催化剂及煤渣 七运输量 1 运入量吨/年 46205.88 2 运出量吨/年 29385.88 八劳动定员人 35 九装置占地面积 m215674.5 十建构筑物占地面积 m24809 十一主要设备台数台(套) 41 十二综合能耗 gj/t52.281 十三项目投入总资金万元 4615 1 建设投资万元 3559 2 建设期利息万元 76 3 流动资金万元 980 十四年均销售收入万元 11868 含税 十五年平均总成本万元 10933 十六年均销售税金万元 278 含增值税 十七年均利润总额万元 657 十八财务评价指标 1 财务内部收益率 %20.77 税前 财务内部收益率 %15.72 税后 2 投资回收期年 5.78 税前 投资回收期年 6.84 税后 3 财务净现值万元 1972 税前 财务净现值万元 790 税后 4 投资利税率 %20.25 5 投资利润率 %14.24 6 资本金净利润率 %32.35 7 盈亏平衡点 %58.8 . 15 . 2 2 市市场场预预测测 2 2. .1 1 二二甲甲醚醚的的性性质质和和用用途途 2.1.1 二甲醚的性质 二甲醚，又称木醚、甲醚、氧二甲，简称dme（dimethyl ether） ，分子量 46.069，分子式 ch3och3。在常温常压为无色有醚味 的可燃气体。 气体比重： 1.617 液体密度： 0.66g/ml 凝固点： -141.5 沸点： -24.5 着火点： -27 自燃点： 350 燃烧热值： 1455kj/mol 蒸汽压： 5.31105pa 临界温度： 126.9 临界压力： 5.44105pa 折光率： 1.3411 在 100ml 水中可溶解 3700ml 二甲醚气体，且二甲醚易溶于汽油、 四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂。其燃烧时火焰略 带亮光。 常温下 dme 难于活化，但长期储存或受日光直接照射，可以形 成不稳定过氧化物，该种过氧化物能自发地爆炸或受热后爆炸。dme 毒性很弱，无致癌性。 2.1.2 二甲醚的用途 二甲醚是重要的化工原料，可用于许多精细化学品的合成，还可以作 为合成汽油和烯烃的中间体；同时二甲醚在制药、燃料、农药等化学工 业中有许多独特的用途，可以替代部分氟氯卤代烃用作汽溶胶喷射剂和 制冷剂；高浓度的二甲醚可用作麻醉剂；二甲醚最大的潜在用途是作为 城市煤气和液化气的代用品，更有战略意义的是作为石油能源的补充， 替代柴油作为汽车燃料。 . 16 . 2.1.2.1 作为液化石油气的添加剂和民用燃料 二甲醚代替甲醇作为燃料，具有以下优点： 1) 由液体燃料变为气体燃料，使用更方便； 2) 由高毒变为低毒，使用更安全； 3) 组成稳定，无残液，可确保用户利益； 4) 与液化气灶基本通用，使用灵活； 5) 燃烧性能好，燃烧废气排放符合国家标准。 二甲醚在常温、常压下为气态，在一定压力下变为液体，与液化石 油气有相似之处。液化石油气与二甲醚的性质比较见表2-1。 表 2-1 液化石油气和二甲醚性质的比较 类别 蒸汽压 (60), mpa 平均 热值 (kj/kg) 爆炸 下限 (%) 理论 空气量 (m3/kg) 理论烟量 (m3/kg) 预混 气热值 (kj/m3) 理论燃烧 温度 液化石油气 1.92457601.711.3212.0239092055 二甲醚 1.35315903.56.967.4642192250 从表 2-1 可以看出： (1) 在同等温度下，二甲醚的饱和蒸汽压比液化石油气低，其储存 运输均比液化石油气安全； (2) 二甲醚在空气中的爆炸下限比液化石油气高一倍，因此在使用 过程中，二甲醚更安全； (3) 虽然二甲醚的热值比液化石油气低，但由于二甲醚本身含氧， 使燃烧过程中所需的理论空气量远低于液化石油气，从而使二甲醚的预 混气热值与理论燃烧温度高于液化石油气。 二甲醚自身含氧，组分单一，碳链短，燃烧性能好，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；另一方面，二 甲醚与液化石油气一样，在减压后均为气体，因此燃烧器不必做多少改 动便可通用。 另外，二甲醚在贮存、运输、使用等方面比液化气更安全。因此， 二甲醚替代液化气作为民用燃料有着广阔的前景。 在我国，能源和污染在国民经济发展中始终是各级政府和人民关注 的两大热点，因此发展经济、开源节流、环境治理、开发研究新型清洁 . 17 . 环保燃料，已成为一项重要战略。二甲醚作为民用燃料开发，既可缓解 石油液化气的紧张局面，又能解决能源与污染的矛盾。 2.1.2.2 作为环保型制冷剂 由于二甲醚的沸点较低、汽化热大、汽化效果好，其冷凝和蒸发特 性接近氟里昂，而销售价格只有氟里昂f12的一半、 f22的三分之一， r134的七分之一。 因此二甲醚作为制冷剂已有不少专利报道，在不久的 将来，将是制冷剂的主要品种之一；它可以单独或与其他有机物配合作 为冰箱、空调等制冷机的制冷剂，减少以至最终取消氟里昂系列对大气 臭氧层的破坏。 2.1.2.3 作气雾剂 二甲醚目前最大的市场是用于气溶胶产品。由于二甲醚是一种优良 的气溶胶喷雾剂载体，在制造杀虫剂、化妆品、日用化学品等方面被广 泛采用。此外，二甲醚作为气雾剂可单独或作为主要成分，用于日用化 学品、喷塑、发泡和胶粘剂等。二甲醚对金属无腐蚀、易液化，特别是 水溶性和醇溶性能较好，作为气雾剂具有推进剂和溶剂的双重功能。由 于二甲醚水溶性好，可降低气雾剂中乙醇等有机挥发溶剂的含量，减少 对环境的污染。 2.1.2.4 作为车用发动机燃料和添加剂 二甲醚液化后可以直接作为汽车燃料，其燃烧效果比甲醇更好。二 甲醚作为未来的车用燃料及燃料添加剂前景十分广阔。 国外研究表明，二甲醚液化可直接作为汽车燃料使用。二甲醚燃烧 具有较高的十六烷值，比甲醇燃料具有更好的燃烧效果，并且没有甲醇 的低温启动性和加速性能差的缺点。因此，二甲醚作为未来的汽车燃料 前景十分广阔。 2.1.2.5 二甲醚作为化工原料 二甲醚作为烷基化剂，可用于合成n，n二甲基苯胺、硫酸二 甲酯、烷基卤以及二甲基硫醚等。作为偶联剂，二甲醚可用于合成有机 硅化合物、制造高纯度氮化铝氧化铝 氧化硅陶瓷材料。二甲 醚和水、一氧化碳在适合的条件下反应，可生成乙酸，羧基化后，可制 得乙酸甲酯，同系化后，可生成乙酸酯，另外，还可用于醋酐的合成。 . 18 . 二甲醚和氧气反应，可合成氢氰酸、甲醛等重要化工产品。与环氧乙烷 反应，以卤素金属化合物和h2bo3为催化剂，在5055时生成乙二 醇二甲醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚的混合物， 其主要产物乙二醇二甲醚是重要的有机溶剂和有机合成中间体。 2 2. .2 2 二二甲甲醚醚的的国国内内外外生生产产情情况况 2.2.1 二甲醚的国外生产情况 目前，世界上二甲醚的生产大国为美、德、英等，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，世界总生产能力超 过 25 万 t/a，产量超过 20 万 t/a。其中杜邦公司由甲醇制二甲醚的生 产装置能力为3.0 万 t/a；德国联合莱茵褐煤燃料公司现有二甲醚生产 能力已达到 6 万 t/a。欧洲生产二甲醚的厂家还有汉堡的dma 公司和 荷兰的阿克苏公司，生产能力均达万吨级，澳大利亚csr 有限公司 (悉尼 )有 1 万 t/a 的生产能力。日本早期生产二甲醚采用磷铝酸钙催化 剂工艺，现住友精化公司已成为日本最大的二甲醚生产厂家，日本三井 东亚化学公司、日本钢铁公司(nkk)公司也有二甲醚装置：中国台湾康 盛公司二甲醚生产能力约为1.8 万 t/a。 表 2-2 国外二甲醚生产装置览表 序号名 称生产能力 (万 t/a) 1 美国杜邦公司 3.0 2 德国 dea 公司 6.5 3 德国联合莱茵褐煤燃料公司 3.0 4 荷兰阿克苏公司 3.0 5 日本 sumitomo 1.0 6 日本 mitsui toatsu 0.5 7 日本 kang sheng 1.8 8 日本 nkk 1.0 9 澳大利亚 dea 1.0 10 台湾康盛公司 1.8 合计 22.6 根据醇醚协会的资料显示，国外己有在建大型工业化二甲醚装置计 划的有： 英国石油（ bp）公司与印度天然气管理局和印度石油公司合作，计 . 19 . 划投资 6 亿美元，由 bp 公司持股 50%，印度天然气管理局及印度石油 公司各持股 25%，利用中东的天然气，按丹麦topspe 公司气相一步 法固定床合成二甲醚的tigas 工艺，建造 180 万 t/a 的大型二甲醚生 产装置，并于2005 年建成， 2006 年可对外供应二甲醚，产品主要是替 代石脑油、柴油和液化石油气（lpg）用于电厂燃料。 日本财团（三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠 商事务各持股25%）成立的合资公司，在2001 年 6 月组成日本二甲醚 公司，集资 l 亿日元（约 1200 万人民币）进行可行性研究，采用日挥 公司的间接一步法制二甲醚技术。该财团将在澳大利亚建设大规模二甲 醚装置。拟生产二甲醚140240 万吨 /年，定于 2006 年投产。产品 销往日本和东南亚市场。 日本 gfe 公司在本国内建有3 万 t/a 的二甲醚装置，现正在卡塔 尔进行 100 万吨二甲醚建设的前期工作，计划20072008 年建成投产。 日本东洋工程公司（tec）完成建设单系列250 万 t/a 二甲醚装 置的可行性验证。采用天然气生产甲醇再转化成二甲醚的二步法路线， 以中东低价天然气为原料，生产二甲醚的成本为90100 美元 /吨。 日本 nkk 公司与几家其它公司组成联合体，拟将从不同烃类来源， 包括煤气和天然气通过合成气一步法直接生产二甲醚的工艺推向工业化， 该工艺因使用低价的烃类和无需甲醇合成步骤，生产费用将低于其它方 法。该联合体计划将此工艺于2006 年实现工业化生产，规模为 80150 万 t/a。 日本千代田和石川岛播磨重工公司联合为日本jee 控股公司进行 二甲醚装置工程设计。jee 公司将在海外建设大规模二甲醚装置，预计 2006 年建成。 2.2.2 二甲醚国内生产情况 国内二甲醚生产起步较晚。前几年，由于技术方面的原因，我国仅 有江苏吴县合成化工厂、武汉硫酸厂等少数几个厂家生产，总产量约为 3000t/a，远远不能满足国内市场的需求。近年来，我国二甲醚的生产有 了新的发展，年总生产能力已超过20 万 t/a。这些企业生产的二甲醚 . 20 . 部分为气溶胶级的二甲醚，部分为燃料二甲醚。 广东中山市精细化工实业有限公司采用西南化工研究设计院技术建 成高纯度二甲醚2500t/a 工业化装置，目前装置规模已达5000t/a。 成都华阳威远天然气化工厂2000t/a 二甲醚生产装置于1995 年 12 月一次投料试车成功，生产出气雾剂级二甲醚产品。上海石油化工研究 院建成 800t/a 装置，并在江苏昆山建成1000t/a 二甲醚工业示范装 置。陕西新型燃料燃具公司与中科院山西煤化所共同研制开发燃料级二 甲醚生产技术，于1997 年 6 月建成投产了500t/a 级生产线；另外， 安徽省蒙城县化肥厂、浙江诸暨新亚化工公司、广东江门氮肥厂和浙江 义乌光阳化工实业有限公司均建有10002500t/a 生产装置。山东久 泰科技股份有限公司（前身山东临沂鲁明化工有限公司）于2002 年 建成 5000t/a 生产装置，又于2004 年 10 月份建成了 3 万 t/a 二甲 醚装置并已投产（属于硫酸法） 。重庆英力燃化公司采用清华大学一步 法二甲醚技术建设了能力为3000t/a 的示范装置，于2003 年底前投 产。目前国内生产能力已超过20 万 t/a。在 2004 年底，由于国内二 甲醚的总产量低，无法在替代能源方面进行大量的推广，接近 6070%的产品用于气雾剂工业。到2005 年底，由于国内产量的增大， 二甲醚用于气雾剂工业的市场趋于饱和，四川天一科技股份有限公司、 西安交大、上海交大等单位相继在车用燃料以及民用燃料方面作了很多 工作，使二甲醚在替代柴油和液化石油气方面得到迅速的推广，市场份 额越来越大。 表 2-3 我国 dme 主要生产厂家及能力(单位： t/a) 序号厂家名称生产能力 1 江苏吴县合成化工厂 2000 2 武汉硫酸厂不详 3 广东中山精细化工实业有限公司 5000 4 成都华阳威远天然气化工厂 2500 5 上海石油化工研究院 800 6 江苏昆山 化工原料厂 1000 7 陕西新型燃料燃具公司 5000 8 安徽蒙城县化肥厂 2500 9 浙江诸暨新亚化工公司 1000 10 广东江门氮肥厂 2500 . 21 . 序号厂家名称生产能力 11 浙江义乌光阳化工实业有限公司 2500 12 上海中威气雾公司 1000 13 山东久泰科技股份有限公司 35000 14 重庆英力燃化公司 3000 15 河南省罗山县金鼎化工有限公司 10000 16 蚌埠新奥燃气有限公司 10000 17 泸天化公司 110000 18 陕西渭河煤化工集团有限公司 10000 国内企业已初步确定采用天科股份公司技术的二甲醚装置如下： 表 2-4 计划新建的二甲醚（采用天科股份公司技术） 序号厂家名称 生产能力 （万吨 /年） 1 河北新奥集团（内蒙） 40 2 宁夏宝塔集团 40 3 云南解化集团 15 4 云南云维集团 15 5 贵州天福化工公司 15 6 广东久丰燃气公司 30 2 2. .3 3 二二甲甲醚醚国国内内外外消消费费情情况况和和市市场场预预测测 2.3.1 二甲醚国外消费情况和市场预测 世界上，大约有70%左右的二甲醚用于气溶胶生产，其他用于中间 体生产。如西欧1986 年生产 2 万吨二甲醚，其中11.1 万吨用于气 溶胶工业， 9000 吨用于生产硫酸二甲酯；1990 年生产 4.5 万吨二甲 醚，其中 3.5 万吨用于气溶胶工业。1993 年在美国芝加哥举行的 “化学特制品制造家协会”第十五届年会上， epa 和 fda 宣布，禁止 将氟氯烃用于气溶胶制品。在以往的气溶胶生产中，气溶胶喷射剂主要 采用氟氯烃（ cfcs） ，由于氟氯烃对大气臭氧层有破坏作用，对人类的 生存环境有影响，国际上已开始限制直到停止使用氟氯烃。二甲醚作为 氟氯烃的替代物在气溶胶制品中显示出良好的性能，如：不污染环境， 与气溶胶制品中的溶剂、树脂及各类化合物有良好的相溶性，毒性低， 使喷雾产品不易受潮等特点。并且二甲醚生产具有原料来源充足、建设 投资少、制造技术不复杂、成本低等优点，因而是人们公认的一种新型 . 22 . 气雾剂推进剂。 目前全世界二甲醚的年产量超过40 万吨，其中大部分用于气溶胶 工业。近年来由于对氟氯烃使用的禁止和控制，到2005 年底全世界 二甲醚的需求量已超过40 万 t/a，预计到 2010 年全世界二甲醚的需 求量将超过 100 万 t/a。 2.3.2 二甲醚国内消费情况和市场预测 目前，国内大约有4060%的二甲醚用于气溶胶生产。我国气溶胶 工业发展很快， 1990 年产量为 4800 万瓶， 1991 年增加到 8600 万瓶， 到 1992 年猛增至 1.58 亿瓶。其中用cfcs 的总产量为 1.21 亿瓶。 cfcs 的消费量为 9720 吨。其中个人生活用品占60%，家用化学品占 30%，医疗用品 67%，工业用品 3%。在气溶胶制品中，凡是用 cfcs 作推进剂的均可用二甲醚替代。2005 年达 9.1 亿瓶，预计 2010 年将达 121 亿瓶。 我国政府已作出控制在气溶胶中使用氟里昂的规定，今后二甲醚作 为氟里昂替代品是市场需求量较大的产品之一。此外，在杀虫剂、空气 清新剂、光亮剂、制冷剂、防冻剂、润滑剂等方面，二甲醚也有着较为 广阔的市场前景。目前，二甲醚作为气雾剂、制冷剂其市场需求量约为3 万吨左右，多用在国内经济较发达的地区，如广东等省市地区。据了解， 广东中山精细化工实业有限公司生产的二甲醚产品约有90%是用作气 雾剂。另外，如山东、江苏等地生产的二甲醚也多作气雾剂。但是，二 甲醚作为气雾剂受到了烷烃类气雾剂的挑战，烷烃类产品主要从石油气 或石油系列产品的尾气和废气中分离提纯获得，其成本比二甲醚低。在 我国沿海一些经济比较发达而石油资源又比较贫乏的地区，二甲醚作为 气雾剂仍有一定的市场。 二甲醚燃料对于我国未来能源战略的重要意义在于它的资源优势和 环保特性，二甲醚是我国未来能源技术赶超世界先进水平、跨越式发展 的最有前途的领域。 二甲醚作为民用燃料或作为液化石油气的添加剂，其需求量正在迅 速增加，四川泸州天然气化工厂生产的二甲醚就是用作为液化石油气的 添加剂。液化石油气的生产厂家在液化石油气中掺入约25%的二甲醚， . 23 . 可使液化石油气燃烧更充分，而且不留残液。我们知道，液化石油气是 由多种组份组成的，c3、c4组份由于沸点低，因此，很容易气化燃烧， 而 c5、c6以上组份由于沸点较高，不易气化，因此，常常残留在瓶底， 造成了部分浪费，在液化石油气中加入二甲醚后，由于二甲醚在有机物 中有较好的溶解特性，而且汽化热大，可以将c5、c6以上组份溶解于 二甲醚中，并随着二甲醚的气化而气化，这样就可以提高液化气的气化 效率。因此，这种混合气燃烧很充分，不会造成浪费，很受消费者的欢 迎。另一方面，这种混合气的成本较石油液化气低，经估算，一罐混合 气的成本约比一罐液化石油气低10%左右，而且使用方便，不要求对原 来使用的液化石油气炉具作任何改动。此外，这种混合气的饱和蒸汽压 和在空气中的爆炸下限都较石油液化气高，因此，在使用和运输过程中 更安全。由于上述因素，液化石油气的生产商们都乐意往液化石油气中 掺加二甲醚，致使目前二甲醚生产商的二甲醚供不应求。 我国是液化石油气消费大国，但同时又是一个石油资源比较贫乏的国 家，每年都需从国外进口大量液化石油气以满足国内需求，2003 年 我国进口液化石油气约700 万吨，预计到2005 年需进口约 929 万吨， 2010 年需进口 1460 万吨。如果其中的50%由二甲醚直接替代（二甲醚 与液化石油气的替代比按1.3：1 计算），液化石油气中掺烧约25% 的二甲醚专家预测，到2010 年我国仅作为民用燃料一项，则将可能有 500 1000 万吨的二甲醚需求量。 进入 21 世纪以后，我国汽车工业得到飞速发展。dme 发动机有 高的比功率，高热效率，低噪声和超低排放，能满足国际上最严格的欧 洲和美国加州超低排放标准。同时，我国一些大城市如北京、天津、 上海、广州、西安等的环保要求很高，城市污染的治理工作步伐加快。 特别是北京申奥成功，环境保护更提到议事日程。目前，全国已有 12 个城市推行清洁汽车工程，将出租车及公交车改为双燃料，这将为低 污染车用燃料dme 提供极为良好的市场前景。 二甲醚作为汽车燃料替代柴油，也是今后二甲醚最主要的消费领域， 其市场前景是非常广阔的。据统计，2000 年全国柴油消费量6710 万 吨， 2003 年柴油消费量增至8400 万吨，市场依然供不应求，对进口柴 . 24 . 油需求显著增多。 预测 2005 年和 2010 年的柴油消费量分别将为 8530 万吨和 10830 万吨。若 dme 的价格能降到与柴油相竞争的水平， 2005 年取代率按 5%计算，则需燃料级dme 558 万吨， 20l0 年取代率 按 10%计算，则需燃料级dme l451 万吨。 而且经试验证明，使用二甲醚后可使发动机功率提高1015%， 热效率提高 23%，燃烧噪音降低510%，而且已在高速公路上进行了 行驶试验。随着我国机动车拥有量的日益增加，汽车排放尾气已成为大 气的主要污染源之一。为改善汽车废气的污染，国家采取了许多应对措 施，积极支持使用清洁燃料，并取得了明显效果。从全国清洁能源的应 用情况看，与其他能源相比，汽车使用二甲醚燃料，不仅能够大大改善 尾气排放对环境的污染，更重要的是生产成本低，系统花费少，燃料来 源有保障，将成为我国今后的主要燃料被广泛使用。因此，使用二甲醚 清洁燃料是改善环境污染、改变能源结构的有效途径之一。 与此同时，我国是一个富煤贫油少气的国家，石油资源匮乏和环境