年产250万吨甲醇气相催化脱水制二甲醚装置项目可行性研究报告

PAGE1目录TOC\o"1-2"\h\z1总论 11.1概述 11.2研究结论 101.3综合技术经济指标表 122市场预测 142.1产品的性质和用途 142.2国内外市场需求预测分析 212.3产品目标市场 232.4产品价格分析 273产品方案和生产规模 313.1产品方案 313.2生产规模 313.3二甲醚产品质量指标 314工艺技术方案 324.1国内外生产工艺开发概况 324.2工艺技术的比较与选择 344.3工艺流程简述 414.4消耗定额 434.5自控技术方案 434.6主要工艺设备 444.7标准化 475原辅材料、燃料和动力供应 505.1原料供应 505.2辅助材料 505.3动力供应 506建厂条件及厂址方案 536.1地理位置 536.2厂址方案 557公用工程和辅助设施 567.1总图运输 567.2给排水 587.3电气 597.4供热 627.5仪表空气站 637.6工厂外管 637.7维修 637.8分析化验 637.9贮运设施 647.10土建 648节能 658.1能耗指标 658.2节能措施 658.3能源管理 689环境保护 699.1厂址地理位置 699.2设计采用的环境保护标准 699.3主要污染源及主要污染物 699.4环保治理措施及预期效果 719.5环境管理及监测 719.6清洁生产与总量控制 759.7绿化设计 789.8环保投资 799.9结论与建议 7910劳动保护、安全卫生与消防 8110.1劳动保护与安全卫生 8110.2消防 8911工厂组织和劳动定员 9511.1工厂体制和管理机构 9511.2生产班制和定员 9511.3人员的来源和培训 9612项目实施规划 9712.1建设周期的规划 9712.2项目实施进度规划 9713投资估算和资金筹措 9913.1投资估算 9913.2资金筹措 10014经济效益和社会效益的评价 10214.1经济评价的基本参数 10214.2产品成本和费用估算 10314.3财务分析 10414.4社会效益分析 10515结论与建议 10615.1工艺技术 10615.2经济评价 10615.3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.PAGE132.1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(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[2001]68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[2002]15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[2006]1325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。(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。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。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1402催化剂吨/次1603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2403循环冷却水吨/时12000已折电耗4仪表空气Nm3/h2405蒸汽吨/时85已折煤耗六三废排放量1废气Nm3/h1717.5做燃料2废水t/h62.93废催化剂吨/年53.3七运输量吨/年21388481运入量吨/年12785442运出量吨/年860304八劳动定员人149九装置占地面积亩286十建构筑物占地面积m220897十一主要设备台数台(套)82十二产品综合能耗GJ/t271.64十三项目投入总资金万元512721建设投资万元361402建设期利息万元4363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%32.775投资利润率%42.796资本金净利润率%63.067盈亏平衡点%27.62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：沸点：-26.9℃(102.3k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）：86.5μPa.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32~40%，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1990199819992000200120052010进口量11.74775544824899291460*消费量1363145915522101/*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℃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

LPG56.61.92457601.711.3212.02390920551200DME46.01.35314503.56.967.4642192250832对比情况表明：①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℃②二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。③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℃（9.二甲醚单独作民用燃料使用还具有下述优点：①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。②二甲醚易于压缩，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0.290.060.650.330.350.161.0甲醛0.0260.0200.0290.0210.0260.0200.050CO1.050.562.211.273.212.4910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9.41.48.20.812.32.2-甲醇0.0220.0100.0200.0160.420.34-CO3.52.62.71.35.84.71.4NOX0.1630.1560.1530.1420.3910.3820.032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CO<0.05%0.017%及0.021%O2O2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。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186~207万辆/年增长到2005年的289~327万辆/年，其中货车106~120万辆，客车55~68万辆，轿车128~139万辆，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110~140万吨，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55~60，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10~15dB，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10~15%。（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/l20℃气化潜热kJ/kg粘度

CP二甲醚46-26.955~60288409.023534.80.6670.514600.15柴油190~220180~36040~504250014.625000.84029044~54s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1.60.30.02078柴油2003.80.30.08588*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HaldorTopsфe公司曾用Navistar8缸7.3升中型车柴油机和AVLLEADER4缸表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·hNOX+非甲烷烃

g/HP·h非甲烷烃

g/HP·h颗粒物

g/HP·h甲醛

g/HP·hCO

g/HP·h总烃

g/HP·hNOX

g/HP·h颗粒物

g/HP·hULEV

标准7.22.51.30.050.0251.70.040.20.04用二甲醚结果3.22.40.210.0330.0220.6*0.04*0.20*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Ⅲ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Ⅳ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Ⅲ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3.02德国联合莱茵河煤燃料公司6.03汉堡DMA公司6.54荷兰阿克苏-诺贝尔公司3.05中国台湾康盛公司1.86日本住友精化公司1.57英国Hamborsidc公司1.08澳大利亚CSR有限公司1.09日本三井东压化学公司0.5合计24.32.2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）20.02.3二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。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1376.51473.41698.317002600进口量635.3616.2801.710001290表观消费量2011.82089.2250030503890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，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344610民用燃料17281128001000化工原料1.52248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0.312100500合计21.83412091015182.4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LPG38296730082104229640309131322192239145340134412412262750371037512632286455402040602852310060432943693072333770494849883512381080556756073952428390618661204392475910068056765483152351107486744253145760二甲醚可以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80～90%，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3000~4000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%。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/T259-2007），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14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3.5~6.3MPa、温度200~290℃、空速000~10000L/(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200~300℃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2×2.5（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℃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