二甲醚项目可行性分析.doc

二甲醚项目可行性分析 随着原油价格不断升高，能源安全问题被越来越多的国家所重视。有关专家认为，我国的能源结构现状是“富煤、少油、有气”，如何发挥煤炭资源丰富的优势，发展汽油、柴油的替代燃料，对实现我国能源多元化战略，保障我国能源安全和环境，具有重要的现实意义和深远的历史意义，而二甲醚就是这样一种极符合我国能源国情的替代燃料。 二甲醚燃料对于中国未来能源战略的重要意义，不仅仅在于它的资源优势和环保特性，可以在保证我国能源安全的同时，将环境危害降到极低。二甲醚的使用技术,足以带动我国新一代汽车工业，电力工业和民用燃料工业的发展。如果我们在二甲醚内燃机技术上集中精力以早日实现突破,我们就可以跳出汽车工业严重依赖国外技术的圈子,取得我们自己的优势，创立我们自己的品牌。而汽车，电力等工业，作为国民经济中极其重要的部门，早日在技术上实现自立,在经济上获得领先，对我国经济的全面发展,具有不可低估的作用。 1、主要的生产工艺介绍 ① 甲醇液相脱水法 甲醇液相脱水法是加热的硫酸与甲醇的混合使甲醇脱水而生成二甲醚，其反应过程为甲醇在硫酸存在下通过生成硫酸氢甲酯，再生成二甲醚，其反应式如下： H2SO4 ＋ CH3OH → CH3HSO4 ＋ H2O CH3HSO4 ＋ CH3OH → CH3OCH3 ＋ H2SO4 该法反应温度低，转化率较高，但由于硫酸对设备材质的腐蚀性大，残液与废水量大，残液处理方法不配套地，环境的污染严重。 ② 甲醇气相法 甲醇气相法是将甲醇汽化后，甲醇以蒸气的形式通过分子筛或氧化铝固体酸催化剂，(由γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛)，在催化剂的作用下使得甲醇脱水生成二甲醚。其反应方程式如下： 2CH3OH → CH3OCH3 ＋ H2O 国内外的大多数二甲醚厂使用该法。甲醇气相脱水制二甲醚是目前工业上最为成熟的工艺路线，具有原料来源广泛；流程短；操作条件温和；无设备腐蚀；“三废”排放低；甲醇转化率、选择性高；能耗低；产品质量高。 ③ 合成气一步法 合成气一步法合成二甲醚是将合成气通过既有合成甲醇功能又有脱水功能的双功能催化剂，在催化剂的协同作用下合成二甲醚。其反应式如下： 第1 页 CO ＋ 2H2 →CH3OH 2CH3OH → CH3OCH3 ＋ H2O 副反应：CO ＋ H2O → CO2 ＋H2 一步法具有流程短、设备效率高、操作压力低和CO单程转化率高等特点，合成二甲醚的生产成本较两步法大幅度降低。因此，一步法经济上更加合理，市场上更具竞争力，总体上来说更具技术优势。 ④ 合成气两步法 合成气两步法是将合成气先进行反应制取甲醇,分离提纯出的甲醇再脱水生成二甲醚.反应式同一步法. 二步法的转化率虽然不如一步法高，但是它具有生产工艺成熟，装置适应性广，后处理简单等特点，既可直接建在甲醇生产厂，也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。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。但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺,流程较长,因而设备投资大,产品成本较高。 ⑤ 其它工艺 阳离子型液体催化反应法是近几年成功开发的一项专利技术,它采用“液———液———气”工艺路线,甲醇分子与催化剂分子接触充分,因而转化率高,二甲醚气体极易脱离液相,而且投资少,能耗低,收率高,成本低,具有较强的市场竞争力。但目前此方法中所用催化剂的稳定性和催化剂的使用寿命限制该工艺的大规模工业化. CO2加氢直接合成二甲醚工艺是近年来的研究热点之一, 作为合成二甲醚的一种新路径正处于探索阶段,即目前该工艺仍处于技术试验阶段 目前工业上主流的制二甲醚工艺还是甲醇气相法和甲醇液相法.合成气一步法正逐渐成为热点,被很多世界知名的化工企业采用,如一步法中气相法(固定床)主要技术工艺有丹麦托普索公司的TIGAS法和日本三菱重工业公司与COSMO石油公司联合开发的ASMTG法。而中国清华大学、美国空气化学品公司和日本的NKK公司均正在致力于开发用浆态反应器由合成气一步法合 成二甲醚的产业化技术，并且于上世纪末本世纪初分别进行了中试，为大规模的二甲醚生产奠定了基础。 以下表格列举了国内外的一些生产厂家所用二甲醚生产工艺. 第2 页 现阶段液相一步法工业化也已经实现,下图是美国空气公司的生产工艺流程 . Air Products 液相一步法浆态床工艺流程 1 —二甲醚浆相反应器; 2 —集油罐; 3 —分离塔; 4 —二甲醚分馏塔; 5 —甲醇分馏塔; 6 —甲醇洗涤塔 第3 页 2、工艺比较 A 一步法与两步法比较 优势：在甲醇脱水反应生成二甲醚的同时，反应生成的水和一氧化碳反应生成二氧化碳而被消耗掉了，促进了反应向生成二甲醚的方向进行,克服了合甲醇反应转化率低的弱点，提高了转化率；以甲醇为原料的两步法中，