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总论
.概述
..项目名称、主办单位
项目名称2万吨/年以焦炉气为原料低压合成甲醇生产装置
主办单位山西灵石中煤北方化工有限责任司
建设地点山西省灵石市
..2可行性研究报告编制的依据和原则
..2.编制依据
()建设单位与四川天一科技股份有限司签订的“2万吨/年以焦炉气为原料低压合成甲醇生产装置可行性研究技术咨询合同”。
(2)建设单位提供的可行性研究基础资料。
()化计发9972《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》修订本。
()国务院令第2998年月29日《建设项目环境保护管理条例》。
()国家计委、建设部计投资99发布《建设项目经济评价方法与参》
()国石化规发22《化工投资项目经济评价参》
(7)国石化规发9999《化工建设项目可行性研究投资估算编制办法》修订本
(8)《投资项目可行性研究报告指南》试版。
(9)中煤焦化有限责任司的总体发展规划。
..2.2编制原则
()充分利建设单位副产的焦炉气资源和当地丰富的煤、电资源优势选择先进可靠的工艺技术低压合成甲醇技术、合理安排工艺流程建设2万吨/年以焦炉气为原料的低压合成甲醇生产装置以保证装置顺利投产稳定运行。
(2)充分依托山西灵石中煤九鑫焦化有限司焦化装置现有的工程和辅助设施尽可能节省投资。
()严格执行国家各类环境保护、职业安全及工业卫生等规定避污染保证安全生产。
()对项目的和效益本着事求是、稳妥可靠的原则进行估算和评价。
..项目提出的背景、投资必要性和经济意义
...建设单位基本概况
灵石中煤北方化工有限责任司是由中煤焦化控股有限责任司和北方焦化香港有限司组成的股份司双方股份各占项目资本金为。
中煤焦化控股有限责任司英名“ChinColCoeHolingsLimite”简称“CNCCoe”成立于2年8月是一家致力于焦炭、煤炭及煤化工产品的生产、工、投资和国内外贸易的能源化工企业是中国中煤能源集团司的全资控股子司。中煤焦化控股有限责任司是中煤集团司煤焦化优势业务的战略执行单位自司成立以来依托中煤集团司的综合优势抓住国际能源化工产业结构调整的有利机遇坚持煤焦化一体化发展战略坚持混合所有制经济发展模式一手抓经营管理一手抓基地建设现了企业的快速发展。目前中煤焦化控股有限责任司总资产亿元在册职工人拥有家绝对控股焦化生产企业家相对控股焦化生产企业2家国内分司并在境外设立了北方焦化香港有限司和中煤美国司两家贸易企业。
目前中煤焦化控股有限责任司拥有焦炭生产能力28万吨其中冶金焦22万吨铸造焦万吨。同时在建冶金焦万吨铸造焦2万吨。预计2年一季度末中煤焦化控股有限责任司将形成焦炭生产能力万吨成为中国最大的商品焦生产和贸易企业之一。
北方焦化香港有限司2年月成立主营焦炭及相关化产品的进出口贸易。2年主营业务收入8.亿元。
...2项目提出的背景、投资必要性和经济意义
当今人类正处于十分重视资源—能源—环境一体化可持续发展的新时代现高新技术快速发展和广泛应是时代的基本特征。党的十六大报告中指出“现工业化仍然是我国现代化进程中艰巨的历史性任务。坚持以息化带动工业化以工业化促进息化走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。可见如今我们必须做到将知识与科技践相结合努力寻求最科学、最合理和最少消耗自然资源、通过与环境友好的方法来达到全球经济高度发展的目标。走新型工业化道路要发展经济应切体现新时代的特征按照高起点、高水平、联产和综合发展的模式前进。
山西省是我国重要煤炭基地之一煤炭资源丰富品种齐全。为改变传统的、能源开采型的经济模式利地区的优势和特色大力开发煤焦化产业发展煤炭深工型经济可大力提高地区资源的经济价值。特别是在全球经济一体化条件下受国际市场焦炭价格不断上扬的驱使山西省煤炼焦产业得到了高速发展。但目前有不少企业只片面追求焦炭产量而对焦炭生产过程中产生的焦油和焦炉煤气未采回收治理措施致使山西省部分地区的环境遭到了较严重破坏已引起社会的严重关注。为了现经济的可持续发展山西省在发挥地区资源优势建设煤焦化装置的同时不能以牺牲环境和生态为代价来高额经济效益必须坚持保护环境和保护资源的基本国策应合理开发和节约使所拥有的自然资源。
建设单位正在建设2万吨/年焦炭生产装置为了现可持续发展应当同时考虑焦油回收工和焦炉煤气的综合利选择合理、有效的回收利方案以求资源得到综合利生态环境受到保护。这是走新型工业化、可持续发展道路的需要也是当今依托资源发展经济必须遵循的准则。
我国是缺油、少气、煤炭资源丰富的国家液体燃料的供应受到产油国家和霸权国家的控制在目前中东局势动荡的情况下世界石油价格居高不下我们的经济发展将会受到很大制约。为了满足国民经济对液体原燃料的需要2年我国进口原油达92万吨据预测到22年我国大陆地区石油需求总量将至少达到.亿吨为了满足市场需要届时要进口的原油量将突破2亿吨。发展以煤为主的化学工业是必然趋势是我国化学工业的基本特色。煤化工工业核心部分应是煤的气化与焦化技术。当今世界倡导洁净煤技术发展能源化工联产体系洁净煤气化技术是当前的发展方向之一。煤炼焦工业是上世纪初因炼铁产业的需要而兴起随着钢铁工业发展焦化产业不断扩大其对环境的污染亦日趋突出已引起人们极大地关注。在坚持可持续发展的新时代里世界上的钢铁产业正在采合成气还原炼铁新技术来替代焦炭还原炼铁老工艺其置换速度已达每年以上世界煤焦化工艺已开始萎缩许发达国家的焦化工业几乎全部停产估计在发展中国家还可能存在～2年。如今我国已是世界上第一产焦大国同时也是世界焦炭供应中心焦炭年产量高达.亿吨以上目前正是可以依托资源优势发展经济的好机遇。我们应抓住这个机遇利好～2年的时间差有计划、有组织地把我国焦煤资源的优势转化为经济优势以得高的经济效益机不可失时不再来。
所周知传统焦化工业污染严重在依托资源发展经济的同时必须解决好污染问题。据测算全国以年产焦炭.亿吨计则可副产焦炉气2亿米目前至少有/以上的焦炉气未能以利放散至大气中既浪了大量的宝贵资源又严重污染了环境。焦炉气中含有大量H2、CH和CO是合成化学品的宝贵原料如将放散的焦炉气以利约可生产7万吨/年甲醇。就建设单位而言若具备2万吨/年焦炭生产能力大约每小时将会产生含有一定量硫化物、氨、CO2、苯、萘和焦油等有害物质的剩余焦炉气约2Nm/h如排入大气将严重污染当地的大气影响到周边的民生活同时也浪了能源2Nm/h的焦炉气相当于27.2万吨/年标准煤可合成2万吨/年甲醇。从国家可持续发展战略考虑将这部分资源合理有效的利是变废为宝、化害为利的重要举措也是现建设单位良性发展的有效途径。
焦炉气传统的利方法是经过脱焦油、萘、苯和H2S后作为民燃料气这样非但将宝贵的化工原料烧掉浪了而且还有CO2、SO2和NOX产生照样污染环境。如将焦炉气经净化处理于合成甲醇可使资源得到有效利大幅度的减少排放污染。同时通过甲醇工艺的引入也可为今后焦化工业萎缩时企业转入化学工业生产打下基础只要洁净煤气化技术置换焦化工艺甲醇体系就可持续发展仍不失为能源化工新产业符合新时代可持续发展要求也是化学工业发展的新方向。
所周知甲醇是途十分广泛的基本有机化工原料在发达国家的产量仅次于乙烯、丙烯和苯居第四位。由甲醇出发可制许种化工产品；甲醇还可作能源。甲醇途之广几乎找不到另外一种有机产品有甲醇如此广阔的使范围。
国内已开发的甲醇下游产品主要有甲醇氧化制甲醛、甲醇氨化制甲胺、甲醇羰基化制醋酸、甲醇氯化制一、二、三氯甲烷和四氯化碳、甲醇脱水制二甲醚、甲醇脱氢制甲酸甲酯然后再制甲酰胺和二甲基甲酰胺等甲醇制甲基叔丁基醚(MTBE)、甲醇作燃料等。
随着精细化工的发展甲醇的消量将不断增和扩大特别是精甲醇的需求必将会有较大的增长。
甲醇不仅是C化学最基本的化工原料而且是一种洁净燃料。随着汽车技术的发展。甲醇直接于汽车发动机燃料及在汽油中甲醇量的增将会使甲醇的市场有很大的发展。在城市里汽车的尾气污染已成为主要污染源而甲醇正是城市汽车理想的燃料替代品汽车甲醇燃料的技术发展一定会给甲醇的发展带来新的机遇。
甲醇合成技术的发展将会使甲醇成本不断下降随着甲醇合成反应器和催化剂技术的发展合成压力已由2MP降到～MP温度由℃降至22～2℃生产强度由.～.吨/mct.h提高到.～.吨/mct.h使成本大幅度下降随着精馏技术的发展能耗也有了大幅下降使低压甲醇具有很强的竞争优势。
本工程的建设将为建设单位发挥自身特色将资源优势转化为经济优势创造条件把放散的焦炉气工成途广泛的甲醇产品现了化害为利、变废为宝、有效综合利的原则切体现资源—能源—环境一体化可持续发展的基本国策为企业持久不衰注入了活力亦为滚动发展奠定了良好的物质基础。
就世界而言甲醇生产以天然气为原料随着美国和新西兰等国天然气资源的锐减或枯竭为发展以煤为原料生产甲醇提供了契机。对于盛产焦煤的山西省而言在迅速发展焦化工业的同时解决剩余焦炉煤气合理利问题就提到议事日程上来。
为抓住历史机遇寻找新的利润增长点立足当地丰富的焦炉气、煤、电资源优势建设单位通过市场调查、前景预测及经济技术分析决定采西南化工研究设计院焦炉气氧—蒸汽转化、低压合成甲醇等技术建设一套以焦炉气为原料年产2万吨的甲醇装置。同时在今后还将依托西南化工研究设计院的技术力量开发高附值的甲醇下游产品切把地方资源优势转化为经济优势把集团司建成全国较大规模的煤焦化工基地。
...技术拥有单位概况
西南化工研究设计院简称“西南院”为上市司“四川天一科技股份有限司”的控股单位始建于98年现已在成都和泸州分别建成了互相依托的科技开发和成果孵化的两个基地是集科工贸为一体的原化工部直属重点研究院、国家碳一化学工程技术研究中心和国家变压吸附技术研究推广中心的依托单位、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心含氧化学部的依托单位、天然气转化国家工程研究中心的核心成员单位。全国气体标准化技术委员会秘书处设在该院是煤化工学会、天然气化工专业委员会和化工部天然气化工息站的挂靠单位负责编辑出版发行国内外的《天然气化工》杂志。作为全国甲醛行业协作组息组长单位负责编辑出版《甲醛与甲醇》刊物。
西南院长期承担了大量与国民经济和社会发展密切相关的重大攻关项目开发出一大批产业化的高新技术成果已得科技成果项有项国家级和部省级科技进步奖有余项达到或超过国际先进水平得国家专利22项。该院在烃类转化工艺及催化剂、变压吸附气体分离与净化技术、碳一化学三大领域在国内处于领先地位并跟踪世界先进的研究水平和方向。
98年科技体制改革给该院进一步发展壮大带来了机遇、生机和活力。该院被原国家科委、原化工部列为全国首批科技改革的试点单位之一。在“以市场为导向以企业为目标以科研为基础以效益为中心”的方针指导下十年来该院经济收入均以2以上的速度增长经济收入已达.8亿元。西南院的科技成果为社会增的利税是国家向该院投入的8倍。目前西南院已建有进行高新技术应研究开发、成果转化、生产经营和高新技术产品的企业化体现已拥有固定资产.亿元。
西南院拥有一批思想解放、勇于探索进的人才现有职工余人有国家级专家人教授级高工29人高工9人工程师8人省级以上荣誉称的人。
根据国务院国办发9988西南院经改制已转化成科技型企业以大科技成果推广力度速发展科技产业并继续强理论基础、应基础研究和前沿研究不断创新保持技术领先地位；将形成科技促进产业发展、产业发展支持科技进步出人才、出成果、出科技产业、出效益的科技进步良性循环。为了促进产业化的步伐经过2年的股份制改造的准备工作提出了将西南院已建成的优秀科技产业进行资产化及股本设计方案并经国家科技部评审推荐、中国证监会委托中国科学院专家组审查通过国家证券会发同意西南院按上报方案改制并试运行经验收合格以西南院优质资产组建并由西南院控股的四川天一科技股份有限司股票已于2年月日在上海交易所正式上网发行。
..研究范围
本报告将论述如下问题
()项目建设的目的、意义。
(2)产品甲醇的国内外市场情况并进行价格分析。
()评述国内外甲醇的生产方法、工艺路线推荐本装置采的方法。
()提供合理、可行的工艺流程及所需的主要工艺设备；提供原料、动力消耗及供应要求。
()确定装置总平面布置。
()规划项目建设进度确定生产组织及劳动定员。
(7)提出本项目的环保治理措施及劳动安全防护措施。
(8)进行投资估算及生产成本估算在此基础上进行财务评价。
(9)对建设项目作总体评价提出存在问题及建议。
本报告研究的具体内容如下
表-报告研究的主要内容
..研究的主要过程
四川天一科技股份有限司工程司在接受建设单位委托后立即组织技术力量投入本项目研究工作建设单位给予了密切配合提供了编写可行性研究报告所需的基础资料工程司有关技术人员查阅了大量技术资料并根椐工厂现有状况进行计算和论证通过技术比较和经济评价推荐了较好的工艺技术方案然后按“化工建设项目可行性报告内容和深度的规定”修订本及“建设项目经济评价方法和参”第二版“化工投资项目经济评价参”有关规定的要求编写本报告经审核、审定合格后打印成册。
.2研究结论
.2.研究的简要结论
⑴本项目能够合理利资源
本装置甲醇产品系综合利工厂副产焦炉气为原料生产的有机化工基础原料装置的建设符合国家的能源政策、环保政策及中煤集团司的发展规划。
⑵采的工艺技术先进
本项目采西南化工研究设计院开发的焦炉气氧—蒸汽转化技术、低压合成甲醇技术工艺先进技术成熟产品度高消耗定额低生产成本低。
⑶环保、安全卫生及消防措施落
采低压法制甲醇三废排放量较小装置建成后对周围环境影响较小同时有效地改善了当地的生态环境符合国家清洁生产的要求。同时在设计中注意安全生产及工业卫生认真贯彻执行国家和地方的各项法规采完善的安全消防措施确保安全生产。
⑷项目在经济上可行
本装置项目投入总资金为7992万元其中建设投资2万元建设期利息为89万元流动资金7万元。年均总成本22万元年均销售收入8万元甲醇售价按8元/吨含税价计算年均利润87万元年均销售税金7万元经济效益较好。全投资内部收益率为2.72税前全部投资所得税前投资回收期.98年含建设期年贷款偿还期为年(含宽限期年)投资利润率8.2投资利税率2.9均远高于行业平均指标在经济上是可行的。
⑸项目抗风险能力较强
本项目盈亏平衡点.2达产第三年具有较强的抗风险能力。当产品售价、产品成本、产量和建设投资等各因向不利方面变化时单因变化内部收益率仍高于行业基准值说明本项目适应市场变化的能力较强具有较强的竞争能力。
.2.2存在的主要问题和建议
⑴因本装置中大部分设备属非标设备,为保证工程进度应尽早与供应商联系落供应厂家和供货时间；
⑵由于本项目属于三废治理项目应该享受许优惠政策而本财务评价未考虑税收政策的优惠否则经济效益会好。建议建设单位争到优惠政策使本项目具有竞争力和抗风险能力；
()本项目技术先进经济效益较好建议上级部门尽快决策使本项目尽快上马早日现其较好的经济效益和社会效益。
附综合技术经济指标表
表-2综合技术经济指标
2市场预测
2.产品性质及途
2..产品性质
甲醇是无色、透明、易挥发的有毒易燃液体能完全溶解于水、丙酮、醇类、酯类及卤代烷类其性质如下
分子式CHOH
分子量2.
沸点.～.7℃
闪点℃(开口容器)、2℃(闭口容器)
自燃点7℃(空气中)
临界温度2℃
临界压力79.×P
蒸汽压.2897×P
比重.79()
密度.8g/ml(℃)
比热2.7～2.J/g℃(2～2℃)
粘度.9厘泊(2℃)
导热系2.9×J/cm·s·
表面张力22.×-N/cm
蒸发潜热.29J/mol(.7℃)
折射率.287(2℃)
熔融热.9J/mol
燃烧热727.8J/mol(2℃液体)
生成热28.79J/mol(2℃液体)
爆炸极限～.体积(空气中)
2..2产品途
甲醇是途十分广泛的基本有机化工原料由甲醇出发可制一百种化工产品。
()甲醇氧化制甲醛
甲醇在高温、浮石银、催化剂或其它固体催化剂存在下直接氧化制甲醛。目前国内外以上的甲醇于制甲醛进而合成树脂、塑料及其他化工原料。如酚醛、脲醛、密胺─甲醛树脂等后者是制餐具、贴面板的新型料。聚甲醛是性能优良的工程塑料其途十分广泛。甲醛还来制,—丁二醇、季戊四醇和乌洛托品等近一百种下游产品。美国还尿醛缩合液作缓效肥料。
(2)甲醇氨化制甲胺
将甲醇与氨按一定比例混合在7～2℃、.～2.MP压力下以活性氧化铝为催化剂进行合成制得一甲胺、二甲胺、三甲胺的混合物再经精馏可得一、二或三甲胺产品。
CHOH+NH→CHNH2+H2O
2CHOH+NH→(CH)2NH+2H2O
CHOH+NH→(CH)N+H2O
一、二、三甲胺于农药、医药、染料方面或作有机原料中间体。
()甲醇羰基化制醋酸
由甲醇和一氧化碳在低压下羰基合成制醋酸被认为是七十年代化学工业的重大突破。自97年建成第一座年产.万吨的醋酸装置以来世界已建成十几套大型甲醇低压羰基合成醋酸装置生产能力达2万吨占世界总醋酸生产能力的以上。
()甲醇酯化可生产各种酯类化合物如甲酸甲酯、硫酸二甲酯、硝酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、丙烯酸甲酯等。
()甲醇与氯气、氢气混合催化反应生成一、二、三氯甲烷直至四氯化碳
CHOH+Cl2+H2→CHCl+HCl+H2O
CHCl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl+HCl
CHCl+Cl2→CCl+HCl
一氯甲烷可作有机硅化合物和含氟树脂的原料又是重要的甲基化剂于生产甲基纤维、季胺化学品等。
二氯甲烷于去漆剂、气雾剂、医药原料及硅片生产。
三氯甲烷可生产HCFC-22作制冷剂或进一步工生产四氟乙烯(F、F)等产品可作有机溶剂、萃剂还可作染料和药物的中间体等。
四氯甲烷可于生产FC-、FC-2等由于对臭氧层的破坏作及温室效应属于"蒙特利尔约"限产品种受限时间为2年。
()甲醇在金属硅铝催化剂或ZSM-型分子筛存在下脱水可制得二甲醚
2CHOH→(CH)2O+H2O
二甲醚有广泛的途在气雾剂生产中以往所的喷射剂主要是氟里昂等氟氯烃类由于氟里昂进入大气将导致大气臭氧层的破坏"蒙特利尔约"呼吁在本世纪内在气雾产品中停止使氟氯烃。我国轻工部已发出通告99年起生产的日化妆品中全面禁止使氟里昂。随着全球范围内限制氟氯烃的使二甲醚作为它的代品其需要量将迅速增目前我国二甲醚生产厂家较少。由甲醇制二甲醚将是甲醇的一个潜在的途。
(7)甲醇脱氢制甲酸甲酯
2CHOH→HCOOCH+2H2
甲酸甲酯是有机合成原料可于制甲酰胺、二甲基甲酰胺等。甲酰胺是医药、香料、染料的原料还可作纸张处理剂纤维工业的柔软剂有机合成的极性溶剂等。二甲基甲酰胺是重要的有机化工原料和优良的溶剂可作气体吸收剂、农药、聚氨酯(PU)合成革以及聚丙烯腈抽丝和丁二烯抽提等领域。
(8)甲醇制甲基叔丁基醚(MTBE)
MTBE具有较好的调和特性从环保和发动机操作两方面考虑均被认为是汽油最好的改良剂MTBE工业因此得以高速发展MTBE被列入世界上种基本化工产品之一每吨MTBE约需消耗.吨甲醇因此可望成为今后甲醇大吨位的一级下游产品。
(9)甲醇作燃料
甲醇掺烧汽油在北美和西欧已合法化在我国也得以开发M汽油(甲醇)已通过国家级鉴定。近年来甲醇还可来制民燃料西南化工研究院的粗甲醇制汇达民燃料的开发已进入工业化阶段已建和在建装置已有套规模为万吨/年汇达民燃料。
()其他
甲醇生物发酵制造甲醇蛋白在国外已进入规模工业化生产阶段。此外甲醇还可于制防腐剂、除锈剂等。
西南化工研究设计院经二十几年研究对甲醇制甲醛、氯甲烷、甲酸甲酯、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲醚、粗甲醇制汇达民燃料等新工艺已开发成功并在国内建立了工业装置现正在开发的产品有醋酸、碳酸二甲酯等为甲醇的化工利开辟了广阔前景。
2.2产品市场供应预测
2.2.国内外市场供应现状
甲醇是碳一化工的基础是重要的有机化工原料。在化工生产中有极为重要的地位作为新的二次能源有很好的发展前景。由于甲醇在国民经济发展中起着重要促进作经济发达国家和发展速度较快的发展中国家对甲醇的发展都很重视。经济越发达、发展速度越快甲醇需求量就越大甲醇生产发展就越快。因此二十世纪8年代以后近2年来甲醇生产一直持续稳步发展特别是99年998年甲醇生产步入快速发展阶段。982年世界甲醇产量不足2万吨99年产量超过7万吨年均增长2.万吨。99年上升到2万吨年均增长万吨。这一年大中型甲醇装置有套其中万吨型7套万吨型套7万吨型有7套。99年世界甲醇产能达到288万吨产量达到2.万吨开车率为89。998年世界甲醇产能发展到7万吨产量达到2.万吨开车率为87.年均增长.万吨增长率为2大大高于甲醇生产此前的增长率。
进入二十一世纪以后虽然世界甲醇生产的增长速度有所减缓但仍呈稳步增长的态势。2年全球甲醇产能达8万吨比上年增了.892年产能879.万吨比上年增了.222年达9万吨比上年增长.92年突破万吨达到万吨比上年增长.72年为.2万吨比上年增长2。
22年全球甲醇生产规模及增长情况见表2-。
表2-2～2年全球甲醇生产规模及增长率
2年甲醇生产主要集中在中南美它占据了世界总能力的2左右。其余生产能力主要分布在北美占7；东欧占2；西欧占；亚洲占；中东占7；大洋洲占；非洲占。
世界最大甲醇生产厂家是美国的Methnex司其在美国、智利和新西兰的甲醇装置生产能力总计占据了世界总生产能力的2左右。由于该司不生产甲醇下游产品因此其甲醇供应量约占世界供应市场的也是世界最大的甲醇供应商。
世界主要甲醇生产厂家如表2-2所列
表2-2世界主要甲醇生产厂家(单位万吨)
我国的甲醇工业始于“一五”期间由原苏联引进的以煤为原料的高压合成甲醇此后又在兰州、太原相继建成同样的甲醇装置。随着氮肥工业的发展又相继配套建设了一批我国特有的合成氨联产甲醇装置。这些装置大都附属于中小氮肥企业规模小、消耗高、成本高。受氮肥价格的影响开车率波动很大。至今很小型装置还维持着这种状态。年代末甲醇产能仅有万吨/年能够现自给。改革开放后特别上世纪末以后甲醇工业得到快速发展2年全国甲醇产能7万吨比上年增长.；2年9万吨增长.；22年.万吨增长.8；2年万吨增长.7；2年7万吨增长2.。随着一批大中型装置的建成投产预计“十一五”期间将有进一步的增长。
22年全国甲醇产能增长情况见表2-。
表2-22年全国甲醇产能增长情况
随着我国经济的快速发展甲醇下游产品对甲醇的需求也大幅增在国内甲醇产能不断增的情况下国内甲醇产量迅速增。98年产量仅有29.8万吨99年.97万吨十年增长；2年为98.9万吨十年增长2。2年达到.万吨比2年增长.是历年增长率最高的一年。近几年国内甲醇产量见表2-。
表2-22年国内甲醇产量增长情况
到2年止我国有甲醇企业共2家共生产甲醇.万吨其中产量超过2万吨的有家全年产量.22万吨占全国产量的2.产量超过万吨的有家合计产量9.89万吨占总产量的.2产量超过万吨的有家全年产量22.8万吨占总产量的27.77其余产量都在万吨以下合计产量2.万吨占总产量的.8。四个最大生产企业是上海焦化有限司、中石化四川维尼纶厂、榆林天然气有限司和大庆油田化工有限司产量分别是2.9万吨、29.万吨、22.7万吨和2.2万吨这几家是目前我国甲醇产量最大的企业。
我国甲醇主要生产厂家如表2-所列
表2-我国甲醇主要生产厂家单位万吨
2.2.2国内外市场供应预测
近几年世界一些具有丰富天然气资源的国家正建或拟建世界级或超大型甲醇装置如拉丁美洲的特立尼达计划2年以前新建8万吨/年、7万吨/年、97.万吨/年三套装置；中东的卡塔尔将分别在其UmmSi和rsLftn建设8万吨/年及万吨/年两套装置；此外东欧、东亚、中东地区的一些国家也计划建规模可观的甲醇装置。若以上计划现2年生产能力将达9万吨/年。同时工业发达国家纷纷关闭一些生产能力在8万吨/年以下、效率不高的甲醇装置。总之预计在今后一段时期内世界甲醇的生产能力仍将有较大的增长特别是在中东等石油输出国。这些国家将利当地廉价的油气资源建设一系列大型的甲醇生产装置供应国际市场。今后一段时期内世界新建和拟建的甲醇装置如表2-所列。
表2-世界新建和拟建的甲醇装置
近年来由于全球经济的发展和下游产品的开发甲醇市场日趋活跃。随着世界油价和其他能源价格的上涨甲醇价格亦在高位运行。为此我国一些投资司和地区特别是有煤和天然气资源的地区以及已有甲醇生产装置的企业都在规划新上甲醇项目现将国内在建、已批、报批的甲醇项目建设情况概括如下
()甲醇项目已被批准正在建设的有8家2个项目含家万吨/年以下规模合计能力8万吨/年。其中以天然气为原料的有个合计能力2万吨/年；以煤为原料的个合计7万吨/年；以焦炉煤气为原料的有家万吨/年。
(2)甲醇项目已被批准但尚未建设的有家合计能力97万吨/年除一家以天然气为原料、一家以焦炉煤气为原料外其余家均以煤为原料能力有万吨/年。
()正在报批过程中的甲醇项目有8家合计万吨/年能力除一家以焦炉煤气为原料、一家部分以天然气为原料外其余基本上都以煤为原料。
此外还有一些在役甲醇装置也不同程度地进行扩能改造；一些2万吨/年的小甲醇项目也在进行。
表2-7正在建设的甲醇装置含改造情况
表2-8已批准准备开工建设的甲醇项目情况
表2-9正在报批过程中的甲醇装置的情况
2.产品市场需求预测
2..国内外市场需求现状
在世界甲醇消中美国是最主要的甲醇消国占据了世界甲醇消总量的其次西欧占22亚洲/太平洋22南美其它国家和地区为。在997-22年间世界甲醇需求量年均增长。目前世界甲醇装置开工率将仅能保持在79左右甲醇市场竞争将日趋激烈。
美国是甲醇最大的生产国和消国由于燃气价位不断攀升甲醇生产装置开工率一直不高近年来甲醇进口量均保持在2万吨左右同时也有少量出口。美国甲醇主要于生产MTBE约占总量的；其次为醋酸占2生产甲醛占。其它溶剂消甲烷氯化物消甲基丙烯酸甲酯消。22年月美国甲醇需求量已达万吨其中MTBE的增长速度将有所减缓增长动力主要来源于甲醛和醋酸市场。
西欧甲醇一直是供不应求年以来自给率均保持在左右每年进口量在2万吨左右。近年来西欧甲醇市场需求量增长不大主要是本地区市场容量有限后续产品发展速率较慢。西欧甲醇主要于生产甲醛约占总消量的其次为MTBE2、醋酸7。22年西欧甲醇需求年均增长速度2左右的其中发展最快的后续产品是甲基丙烯酸甲酯、MTBE。
日本甲醇需求完全依赖进口本土最后一套装置已关闭而消量在2万吨左右。目前日本司采在海外如中东等原料产地合资建厂等方式来解决甲醇来源近年来日本甲醇消基本稳定年均增长率在左右预计今后仍将持续缓慢增长。日本甲醇主要于生产甲醛约占总消量的以下依次为MM、醋酸9、MTBE8、甲烷氯化物7.。
亚太和南美地区甲醇需求的增长将远远高于上述发达国家和地区特别是随着发展中国家环保意识的强MTBE的需求量将快速增长。羰基合成醋酸等先进生产工艺的推广也将大力推进发展中国家甲醇的消。
目前世界甲醇的消结构无明显变化甲醛仍居甲醇消量的首位。世界甲醇消构成见表2-和图2-。
表2-全球甲醇消构成单位万吨/年
上世纪9年代中期以前我国甲醇年消量基本在t左右而8年代后期仅～t进口不到t自给率在9％以上设备开工率也在8％以上。但9年代中期起设备开工率仅％左右大量进口甲醇冲击国内市场尤以2年以后每年进口量在t左右22年达到8t占消总量的％但2年以后形势有所变化进口量开始下降自给率上升到7％以上。我国甲醇的供需情况见表2-和图2-2。
表2-国内近年甲醇产量与表观消量
近年来我国甲醇消增长迅速99年我国甲醇消量约8万吨998年增长到27万吨年均增长率达.9。我国甲醇主要于化学合成其次是燃料和溶剂近年来增长最迅速的是燃料化学品生产和医药市场平稳增长农药和溶剂在总量中所占比例有所下降。预计今后几年由于甲醇大量于掺烧汽油燃料市场将得到迅猛增长。992年我国甲醇消结构变化如下表2-2所示
表2-2近年国内甲醇消构成变化
注MTBE——甲基叔丁基醚
MT——对苯二甲酸二甲酯
M——甲基丙烯酸
MM——甲基丙烯酸甲酯
2..2国内外市场需求预测
99年世界甲醇消量为2万吨997年增长到2万吨左右2年增长到29万吨预计到2年和2年世界甲醇消量将增长到8万吨和2万吨。美国、西欧和亚洲仍是甲醇的最大消市场而亚洲将是未来几年甲醇消增长最快的地区。
世界各地区甲醇供需情况和预测详见表2-。
表2-世界各地区甲醇供需预测单位万吨
我国甲醇主要于化学合成其次是作燃料和溶剂近年来增长最迅速的是燃料。目前国内甲醇主要消在甲醛、MTBE、对苯二甲酸二甲酯MT、农药、醋酸、甲胺、甲基丙烯酸甲酯MM、丙烯酸甲酯M、聚乙烯醇PV等化学品合成方面以及燃料方面。
预测近期内甲醛对甲醇的需求量以每年的速度继续增长28年需要甲醇2万吨；近期内醋酸对甲醇的需求量将继续增长28年需要甲醇万吨再上其他化工产品对甲醇的需求预计28年我国化学工业对甲醇的需求量约2万吨。
在燃料方面为控制城市空气污染国家已施汽油无铅化计划甲醇燃料应的需求将有较大发展。甲醇是一种易燃液体燃烧性能良好辛烷值高抗爆性能好被称为新一代燃料。甲醇掺烧汽油在国内、外一般向汽油中掺混甲醇～提高了汽油的辛烷值避了因四乙基铅引起对大气的污染。近年国内甲醇汽油燃料的开发进展很快目前已生产出以甲醇为燃料的汽车并已经解决甲醇——汽油掺混的诸技术问题。2年月四川省发布了M车甲醇燃料地方标准见表2-随后山西省也发布了M和M车甲醇燃料地方标准见表2-和2-这标志着我国甲醇汽油燃料的发展已经进入了一个比较成熟的阶段。
表2-四川省M车甲醇汽油技术要求与试验方法
表2-山西省M车甲醇汽油技术要求与试验方法
表2-山西省M车甲醇汽油技术要求与试验方法
2年我国甲醇的消量为7.万吨22年我国甲醇的消量为.97万吨2年我国甲醇的消量为7.7万吨至2年我国甲醇的消量增长至7.2万吨。从2年至2年短短三年间我国甲醇的消量增长了2.万吨据有关专家分析我国甲醇消量迅猛增、价格上涨的主要原因是甲醇大量于掺烧汽油据初步估计目前国内每年于掺混在汽油的甲醇量已超过万吨。
今后年内随着越来越的省份颁布车甲醇燃料标准甚至国家车甲醇燃料标准的颁布将有越来越的甲醇于掺烧汽油或直接作为车燃料估计到28年我国每年于掺烧汽油或直接作为车燃料的甲醇量将达到万吨以上甲醇汽油燃料也将成为我国甲醇主要的消领域。
据预测28年我国医药工业约需甲醇8万吨农药需甲醇万吨其他方面需求量约7万吨。
综上所述预计到28年我国甲醇需求总量将达到9万吨以上消构成如表2-7、2-8和图2-所示
表2-7我国28年甲醇预计消构成单位万吨
表2-8我国28年甲醇消构成单位
2.价格现状与预测
2..产品国际市场销售价格
99年国际市场上出现了甲醇供不应求的局面价格暴涨月份美国甲醇价格高达美元/吨。由于甲醇价格高生产甲醇有利可图刺激了许闲置的甲醇装置重新启动；后因对MTBE作汽油剂有争论使MTBE发展受阻甲醇需求急剧下降价格暴跌99年底回落到2美元/吨。999年月美国甲醇最低达772美元/吨。起降价幅度和速度在化工产品历史上是极为罕见的。2年国际甲醇市场的变化由美国甲醇的行情变化而起天然气价格下降、MTBE的问题曾导致国际甲醇行情低迷直到22年上半年国际甲醇行情才得以全面回升。近年来世界甲醇价格变化见表2-9和图2-。
表2-9近年世界甲醇价格单位美元/吨
注FOB离岸价未注明的为成本+运。
2..2产品国内市场销售价格
近年来我国甲醇价格大幅度上涨其原因是社会需求量增致使产品供不应求；国家调整了原油、天然气、粮食等价格使甲醇生产成本增；主要的是受国际市场上甲醇价格行情上涨下跌的影响使甲醇价格波动较大。近年来我国甲醇价格变化情况见表2-2。
表2-2我国甲醇价格变化情况(元/吨)
999年国内甲醇市场平均价格在元/吨左右；2年甲醇价格普遍呈上升趋势甚至高达2元/吨；2年国内甲醇行情受国际甲醇行情影响甲醇价格一度在2～元/吨间波动；22年上半年我国甲醇十分紧俏价格普遍达7～2元/吨下半年甲醇价格上升至22-2元/吨。比年初上涨一倍。
2年一季度国内甲醇价格大幅度上涨2月价格创了8年的新高高达28元/吨左右华东地区最高达到元/吨。甲醇价格骤然上升是受伊拉克战争和委内瑞拉石油工人罢工的影响国际石油价格强劲飚升。由于伊拉克战争结束国际石油价格迅速回落在我国由于SRS的影响国际贸易、生产、交通受到干扰从月下旬开始甲醇价格明显回落最低达到2元/吨在以后的几个月有些波动但价格一般在22元/吨之间十月又开始回升。2年国内甲醇虽然波动较大但整体是在高价位运行。据对主要生产厂家出厂价格统计2年全年平均出厂价为228.元/吨。
2年由于受国际石油价格和国内煤电价格的不断上涨及国际国内消量增的影响2年国内甲醇价格比较平稳仍在较高价下运行。2年主要甲醇生产企业2月平均出厂价格为2.8元/吨全年平均出厂价为22.元/吨比2年增72元/吨。
究其原因主要有以下几点
()受国际甲醇市场的影响。我国约有的甲醇来源于进口国际市场甲醇价格的变化对国内市场影响极大国内甲醇价格基本上是以进口甲醇到港价为基准然后价含关税、商检、仓储、短路途运输、经销商利润等。
(2)国家宏观经济的好转带动了化工市场的活跃化工原料需求强劲增长。
()随着甲醇掺混汽油作汽车燃料技术的成熟以及世界石油价格的居高不下近几年国内汽车燃油掺烧甲醇已非常普及。据调查目前国内汽车燃油中普遍掺混了约～的甲醇而且随着掺烧技术的进步和国家有关法规的出台掺烧比例还有提高的趋势低比例为～、高比例为8～导致甲醇需求量急增。
2年影响国内甲醇市场运行的主要不利因是新建装置大量涌现产能增速过快。目前各地在建或拟建大型项目如全部建成投产新增产能至少在万吨以上将对全国甲醇市场供求关系产生明显影响。但就近期甲醇价格来看目前西南地区甲醇主流价格2～27元/吨华北地区甲醇主流价格2～22元/吨华中地区甲醇主流价格仍然保持在2～2元/吨华南地区甲醇主流价格22～27元/吨华东地区甲醇主流价格2～27元/吨。2年国内甲醇市场总体仍将保持一定的强势。
结合目前甲醇国内外市场价格考虑到我国入TO组织后及未来各种因对甲醇产品价格影响预计今后几年内甲醇价格不会再沿续前几年的高价位但也不会长久地维持2年的低价位。应该恢复到按经济规律的本来价位因此未来几年甲醇市场不会有太大波动本报告采指平滑法对表2-2中的价格据进行预测找出其中主要的发展趋势。
由式
Ft=αxt+(-α)Ft-
式中α—平滑系〈α〈；
xt—历史据序列x在t时的观测值；
Ft和Ft-是t时和t-时的平滑值。
预测2年月以后的甲醇为2278元/吨。
考虑未来各种因对产品价格影响和地区间的价格差异并考虑一定的风险因在本报告书中对产品甲醇的价格按元/吨进行经济效益测算。在本报告书的财务评价中对甲醇价格下降和上涨时还分别作了不确定性分析以供建设单位参考。
2.市场竞争力分析
2..主要竞争对手情况
本装置拟建于山西省零石市其市场竞争对手为国内大型的甲醇生产厂家尤其是以焦炉气为原料的厂家。目前国内以天然气、煤为原料的甲醇生产装置因原料成本较高导致竞争力较弱。
2..2产品市场竞争力分析
本项目产品市场竞争力优势主要在于成本优势。
从今后国内、外能源的发展形势来看煤作为能源和有机化学工业原料在2世纪将占主导地位从这一点来看在今后煤炭价格下降的可能性乎其。
另外天然气价格下降的可能性是不可能的。
产品的竞争主要是产品质量和价格的竞争。本项目的甲醇产品质量将符合GB8-2一等品或优等品要求因此在产品质量方面本项目甲醇产品并不处于劣势。而产品价格的竞争起决定因的主要是产品成本。本项目的原料焦炉气属于副产品价格低廉从这一点来说与国内其它原料的竞争对手相比优势是比较明显的。详细比较见下表。
只要建设单位做好产品的销售工作和内部管理工作那么在今后的市场竞争中就可以立于不败之地。
表2-2几种不同原料路线的甲醇成本比较
2..营销策略
()建议以灵石市为中心近期将西北、华中、华北地区地区作为主要目标市场。
(2)建立较为完善的销售服务网络以满足不同层次户的需求。
()通过有效管理提高生产能力利率和劳动生产率降低成本以具有竞争力的产品价格和优质的产品质量销售户满意的产品。
()产品销售方式对于近距离大客户可采直接销售方式减少中间环节让利给客户；对于远距离市场既可直接销售也可寻找代理商或经销商代理、承包、定点销售以最大限度利经销商营销网络。
2.市场风险
本项目市场风险主要来自三个方面一是市场供求总量的际情况与预测值有偏差；二是项目产品缺乏市场竞争力；三是际价格与预测价格的偏差。
()市场供求总量的偏差
通过任何分析预测的方法预测出来的将来市场供求总量的预测值与际值之间都会有一定偏差。比如说在将来国内市场供应量的预测上现在的分析预测方法大都采统计法即将现在已有的装置和今后年内在建的以及已批准建设正拟建的装置能力在一起再上正准备报批的一些装置的生产能力。而忽略了现有装置中有些可能被淘汰在建和拟建装置中有的可能因为种种原因而导致下马而现正准备报批的装置中有的可能没有被批准另外还有一些现在没有报批而在预测时间内又被批准建设的装置。因此统计法预测的国内市场供应量与际值之间会存在一定偏差。同样将来国内市场需求总量的预测值与际值之间也会产生偏差。而在对国外将来市场的供、需总量的预测上也会与际值产生偏差。
既然出现这种偏差是客观存在的因此我们就不必太在意这种偏差的大小程度而是应该重点研究这种偏差会对本项目甲醇产品今后的销路和价格有何影响。即由此引起的市场风险程度有大才是我们应该重点考虑的问题。
从我国甲醇市场的发展状况来看今后甲醇市场仍会有较大发展这一点是毋庸置疑的。因此在今后年内国内甲醇市场的供求总量还会不断增。现在是市场经济长期出现供大于求或求大于供都是不正常的国家会通过宏观经济调控的手段来进行调节和控制。因此今后的甲醇市场只会在供略过于求及求略过于供之间波动。
从目前国内甲醇的市场情况来看是求大于供因此国家通过大力发展甲醇生产来进行调节。但也不会无节制地发展甲醇生产等甲醇生产发展到一定程度国家会通过宏观经济调控的手段来进行控制。因此对于甲醇生产企业来说不必担心今后会出现甲醇市场长期出现供求严重失调的局面。
对于甲醇生产企业来讲对企业甲醇产品今后的销路和价格影响较大的一种情况是在短期内出现求大于供的状况。这也是市场经济的一种正常现象一旦这种状况出现就会出现激烈竞争甲醇价格大幅下降甲醇生产企业优胜劣汰。在前面我们已经对本项目产品竞争力做了比较详细的分析分析认为与其它主要竞争对手相比本项目产品的最大竞争优势在于产品的质量和成本因此即使出现最不利的状况对本项目甲醇产品的销路影响不大只是在价格方面有一定影响。
综上所述市场供求总量的际情况与预测值之间产生偏差给本项目甲醇产品带来的市场风险一般这种风险发生的可能性较小即使发生造成的损失较小不会影响本项目的可行性。
(2)产品市场竞争力风险因
本项目甲醇产品市场竞争力风险因主要为生产成本因。前面已经分析过与国内主要竞争对手相比本项目甲醇产品的成本优势是比较大的因此本项目甲醇产品的市场竞争力风险因主要来自国外。
目前世界上主要甲醇生产装置仍以石油为原料受国际石油价格不断上涨的影响造成国际甲醇市场价格居高不下。由于受世界能源危机的影响在今后一段时间内国际石油价格仍会保持稳步增长的态势。基于这种情况在今后一段时间内世界主要甲醇生产企业将以石油为原料为主逐步转移到以廉价天然气和煤为原料为主特别是以廉价天然气为原料为主因此世界主要甲醇生产企业纷纷在世界一些具有丰富天然气资源的国家建设或拟建世界级或超大型甲醇装置一旦这些装置建成以后会对国际甲醇市场产生重大影响。这些具有丰富天然气资源的国家和地区的天然气开采成本很低约折合人民币.元/标方左右按此价格推算甲醇成本价约为7元人民币/吨左右这无疑会对国际甲醇市场价格产生重大影响使世界甲醇价格重新回到较低水平。综合各种因分析届时我国进口甲醇的价格将降至8美元/吨到岸价然后价含关税、商检、仓储、短路途运输、经销商利润等最终进口甲醇价格折合人民币为9元/吨这对国内甲醇市场的冲击是比较大的尤其对我国以其他原料如天然气、煤生产甲醇生产成本较高的企业影响颇大。
据估算本项目甲醇产品的生产成本约为元/吨左右虽然进口甲醇的价格大幅下降会给本项目带来比较大的损失但是这种损失程度是本项目可以接受的。
综上所述因产品市场竞争力风险因主要是成本因给本项目带来的市场风险较大而且这种风险发生的可能性较大造成的损失也比较大但是造成的损失程度是本项目可以接受的。
()价格偏差因
通过各种分析预测的方法预测的甲醇产品的价格与际价格会有一定偏差。
目前国内左右的甲醇来自进口因此国内甲醇的市场价格受进口甲醇的价格影响很大而进口甲醇价格又受到国际甲醇市场价格的影响。
前面我们已经分析到由于世界甲醇生产企业将以石油为原料为主生产甲醇逐步转移到以廉价天然气和煤为原料为主特别是以廉价天然气为原料为主在国外具有丰富天然气资源的国家和地区的天然气开采成本很低约折合人民币.元/标方左右按此价格推算甲醇成本价约为7元人民币/吨左右这无疑会对国际甲醇市场价格产生重大影响使世界甲醇价格重新回到较低水平。综合各种因分析今后几年内我国进口甲醇的价格将回落到9元/吨左右。这势必将影响到国内甲醇的市场价格。从以往国内甲醇市场情况来看国内甲醇价格受进口甲醇价格影响很大。并与进口甲醇的价格保持同步。
本报告将本项目甲醇产品的平均售价定为元/吨就是在充分考虑了今后几年进口甲醇可能出现的价格水平范围的基础上来确定的。当然影响甲醇价格的因很但是进口甲醇的价格是影响国内甲醇价格的最主要因。
由于预测价格与际价格不可避的会产生一定程度的偏差因此我们在对本项目进行经济评价时就应该充分考虑这种偏差给本项目带来的不利影响。并充分论证在最不利的情况下本项目的可行性和本项目抗风险的能力。
在可研报告中通常对于预测价格与际价格的偏差给项目带来不利影响的分析做法是首先考虑各种对今后产品价格有较大影响的因并结合近年来产品的价格水平和发展趋势确定产品今后可能出现的价格范围然后确定一个平均价格作为项目财务评价的基准价格来进行财务评价论证项目的经济可行性。在此基础上再考虑由于各种因的影响造成际价格与预测价格的偏差程度来进行敏感性分析。充分论证在最不利的情况下项目的可行性和项目抗风险的能力。
在本可研报告中我们首先考虑各种对今后甲醇产品价格有较大影响的因特别是进口甲醇价格并结合近年来甲醇产品的价格水平和发展趋势确定甲醇产品今后可能出现的价格范围在9元/吨之间并确定按元/吨作为本项目财务评价的基准价格来进行财务评价论证本项目的经济可行性。在此基础上考虑各种不确定因对价格的影响使际价格与预测基准价格产生±的偏差并以此来进行产品价格对项目的敏感性分析。
从甲醇产品价格对本项目的敏感性分析中可以看出即使在最不利的情况下即甲醇产品价格下降时本项目仍然可行。
综上所述因产品价格偏差因给本项目带来的市场风险较大而且这种风险发生的可能性较大造成的损失也比较大但是并不影响项目的可行性。
综上所述建设单位采西南化工研究设计院先进的低压合成甲醇技术利九鑫司丰富的焦炉气和本地区低价电的优势生产使范围较广的甲醇产品具有高技术、低成本的显著特点极具市场竞争优势随着甲醇需求量的不断增长和下游产品的不断开发发展前景非常广阔。
产品方案和生产规模
.产品方案
鉴于作为宝贵化工原料的焦炉煤气被放散既污染环境又浪资源提出回收以化工综合利是本项目的宗旨。
根据我国贫油的国情特别是近年来汽车进入家庭汽车工业飞速发展国内油品供不应求大量进口石油2年进口石油已达亿吨致使国家出现能源安全危机。从焦炉煤气出发可合成甲醇它既可作为化工基础原料也可替代汽油作为洁净的车燃料。后者代替汽油除能降低汽车尾气污染保护环境外还能减少石油进口减轻外汇负担对改善国家能源安全程度有重大作市场前景也非常广阔。为此本项目拟以放散的焦炉煤气为原料生产甲醇产品面向化工和燃料两大市场。
本装置以焦炉气为原料生产最终产品为精甲醇99.9。该产品方案既符合国家的产业政策和环保政策符合规模化生产的要求也符合司的企业发展规划。
.2生产规模
根据甲醇工艺技术条件和焦炭装置所能提供的焦炉气量以及国内对甲醇供需情况的预测确定甲醇装置建设规模为2万吨/年。
按年操作时间为8小时计小时产量为2吨日产量为吨。
.产品质量指标
本装置产品为面向化工和车燃料两大市场的甲醇其产品规格和质量指标分别见表-、表-2、表-。如所生产的化工甲醇欲出口时应执行美国标准。
表-中国化工甲醇国家标准GB8-2
表-2工业甲醇美国联邦标准
表-车燃料甲醇技术标准
工艺技术方案
.原料路线的选择
..原料路线确定的原则和依据
早期甲醇由木或木质干馏制得今天在工业上已经被淘汰。自从92年德国BSF司首次一氧化碳和氢在高温高压下锌铬催化剂现了甲醇合成工业化之后甲醇的工业化合成便得以迅速发展。当前合成法甲醇生产几乎成为目前世界上生产甲醇的唯一方法。
合成甲醇所需的有效化学成份为CO、CO2和H2。从理论上讲凡同时含有该三种成份的气体均可于甲醇合成通过转化的方法能生成这三种组份的物质均可作甲醇生产的原料。
山西省是拥有我国三分之一煤资源的资源大省并已成为世界焦炭生产中心从这一际出发将焦炭生产与碳一化工紧密结合起来把放散的焦炉煤气工成为途广泛的甲醇产品这是对世界环境保护的一大贡献也是建设单位将资源优势转化为经济优势行之有效的途径。因此本项目拟选择焦炉煤气为原料。
焦炉煤气主要含CO、CO2、H2、CH等组份本项目提供的焦炉煤气组成为
表-原料焦炉气组成v
温度2℃
压力mmH2O(G)气柜设计压力
由于焦炉气含氢量高、甲烷含量高、CO和CO2含量低这样的气体经净化后虽然可以直接于甲醇合成但原料和动力消耗将非常高。为了充分利焦炉煤气生产甲醇降低原料和动力消耗焦炉煤气必须进行再转化生产出合成甲醇较理想的合成气再进行甲醇合成。
另外进甲醇合成之前必须将气体中的硫、焦油、萘等有毒成份清除干净以避甲醇催化剂中毒失活。
..2国内外甲醇工艺技术概况
..2.焦炉气制甲醇工艺系统技术
由于国外发达国家的炼焦装置都依托于钢厂建设焦化装置副产的焦炉气得到了综合利独立焦化厂很少因而国外尚无焦炉气制甲醇装置建成投产的报导。
国内的独立焦化企业比较过去由于对焦炉气的综合利和环境保护问题重视不够独立焦化企业副产的焦炉气绝大都直接排往大气造成资源的大量浪并对环境造成极大污染。
焦炉气制甲醇是近十年由中国首先提出的课题。经国内科技人员的努力已有两套装置建成投产。虽然工程设计及有些技术细节上还有一些问题造成装置运转不太正常但流程已打通并产出精甲醇产品说明焦炉气制甲醇的工艺路线是可行的。
..2.2甲醇合成技术
半个世纪以来随着甲醇工业的迅速发展合成甲醇的技术也得以迅速改进。目前世界上合成甲醇的方法主要有以下几种
)高压法(9.～29.MP)
这是最初生产甲醇的方法采锌铬催化剂反应温度为～℃压力9.～29.MP。随着脱硫技术的发展高压法也在逐步采活性高的铜系催化剂以改善合成条件达到提高效率和增产甲醇的效果。高压法虽然有7年的历史但是由于原料及动力消耗大反应温度和压力高生成粗甲醇中有机杂质含量高而且投资大成本高当今其已属于被淘汰的方法。
2)低压法(.MP～8.MP)
这是2世纪年代后期发展起来的甲醇合成技术。低压法基于高活性的铜系催化剂。铜系催化剂活性明显高于锌铬系催化剂反应温度低2～27℃在较低的压力下可得较高的甲醇收率而且选择性好减少了副反应改善了甲醇质量降低了原料的消耗。此外由于压力低不仅动力消耗比高压法降低很而且工艺设备的制造也比高压法容易投资得以降低总之低压法比高压法有显著的优越性。
)中压法(9.8MP～2.MP)
随着甲醇单系列规模的大型化目前最大单系列装置已达日产吨如采低压法势必导致工艺管道和设备非常庞大因此在低压法的基础上适当提高合成压力即发展成为中压法。中压法仍采与低压法相同的铜系催化剂反应温度也与低压法相同因此它具有与低压法相似的优点但由于提高了合成压力相应的动力消耗略有增。
目前世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采低压法或中压法其中尤以低压法为最。英国I.C.I司和德国Lurgi司是低压甲醇合成技术的代表这两种低压法的差别主要在甲醇合成反应器及反应热回收的形式有所不同。ICI低压法甲醇合成塔采层冷激式绝热反应器催化剂量较大合成气大部分作为冷激气体由置于催化剂床层不同高度平行设立的菱形分布器喷入合成塔另一部分合成气由顶部进入合成塔反应后的热气体与冷激气体均匀混合以调节催化床层反应温度并保证气体在催化床层横截面上均匀分布。反应最终气体的热量由废热锅炉产生低压蒸汽或于热锅炉给水回收。该法循环气量比较大反应器内温度分布不均匀呈锯齿形。
Lurgi低压法合成塔为管壳式反应器类似于一台立式固定管板换热器催化剂装填量较少反应热由管隙间沸水汽化带走催化床层温度分布较均匀易控制并且循环气量较小。
我国的甲醇工业是解放后才逐步发展起来的。年代初从原苏联引进高压法甲醇技术分别在吉林、兰州、太原等地建了一批高压法甲醇装置。这些装置规模都比较小且均建在合成氨厂普遍存在技术落后、原料消耗高、成本高等缺点。到了年代末上海吴泾化工厂建了万吨/年改良高压法装置甲醇才有了一定的规模。
7年代后期四川维尼纶厂从英国ICI司引进低压法甲醇技术及年产9.万吨精甲醇成套装置随后山东齐鲁司第二化肥又从德国Lurgi司引进低压法甲醇技术及年产万吨精甲醇的成套装置。从根本上改变了我国没有低压法甲醇装置的局面。但甲醇合成铜系催化剂的供应仍全靠进口。
8年代西南化工研究设计院在国内率先开发出低压合成甲醇工艺技术及相应的铜系甲醇合成催化剂并同时开发了相应的低压合成反应器首先在四川泸州天然气化工厂建成了一套吨/年的工业性示范装置。以后又以单独或合作的形式分别在陕西、江苏、河南、上海、吉林、湖北、四川、新疆等地相继设计建设了套～2t/的低压甲醇装置彻底摆脱了低压甲醇技术及装备全靠进口的局面使我国的甲醇装置能力从8年代初的不足万吨/年发展到998年的近2万吨/年。而且开发的铜系催化剂也完全替代了引进装置的进口催化剂且价格比进口催化剂便宜得不仅为国家节省大量外汇而且也为企业带来长远的经济效益。
目前我国的低压甲醇技术日趋成熟甲醇合成铜系催化剂性能也在不断提高设备管道料的供应及工已完全可立足国内。西南化工研究设计院作为“国家级C化学工程技术研究开发中心”及“国家低压甲醇技术及催化剂技术依托单位”在低压甲醇合成技术方面及C化学领域已积累了不少经验从验室到工程设计从设备料采购检验、装置施工到装置开车验收以及售后服务都培养了相当量且质优良的技术力量队伍完全可以全面承担低压甲醇工程建设的任务。
..工艺技术方案的比较和选择
...焦炉气制甲醇工艺系统方案的比较和选择
焦炉气制甲醇工艺组织过程中重点需要考虑焦炉气的净化、焦炉气的转化问题其中尤以采不同的脱硫方案而导致不同的工艺系统方案组织。其余装置单元与以其它原料生产甲醇的方案类似。
为此焦炉气制甲醇可有以下两个方案可以选择
方案一焦炉气采低压粗脱硫、中压精脱硫方案。工艺流程组织见下图
方案二焦炉气采中压NH湿法粗脱硫、中压精脱硫方案。工艺流程组织见下图
表-2工艺系统方案比较表
通过比较我们认为方案一优于方案二主要有以下原因
焦炉气制甲醇氢碳少。方案二采NH湿法粗脱硫NH溶液对焦炉气溶解脱硫的同时对含碳量较高的有效成份CO2、CmHn溶解损失也较大造成原料消耗增。
2NH脱硫塔出口气体须设冷冻水冷却才能有效回收NH溶液否则价格昂贵的NH溶液损失量较大。而为了提供冷冻水须建冷冻设施投资和电耗增。
由于NH脱硫是物理法解吸的高浓度含硫气体须设克劳斯硫磺回收系统投资增但回收的硫磺质量好便于硫磺销售。
如果采方案二则焦化系统的湿法脱硫应停开气柜中的H2S含量很高。H2S大量溶解在气柜水槽中造成气柜水槽腐蚀严重。同时由于NH脱硫负荷增大导致NH脱硫系统投资增而已建成的焦化脱硫系统不使也造成投资的浪。
由于焦炉气中H2S含量增较使焦炉气压缩机气流通道的质要求苛刻压缩机投资增。
由于增一些设施造成装置占地增大。
由于以上一些原因如果采方案二不仅投资、占地增而且消耗也比方案一高。因此建议选则方案一。
...2焦炉气预处理
从焦化装置送来的焦炉气中还含有大量萘、焦油、粉尘等易凝或易结晶的物质在常温常压下这些物质也许还不会凝结或结晶但经压后由于其分压得以上升造成部分这样的物质的以凝结为液滴或固体颗粒如果不将这些物质尽量除去将对后续工续造成危害甚至危整个装置的安全。
如果焦炉气压缩机采离心式压缩机凝结的液滴或固体颗粒将对离心式压缩机高速转子造成损坏。如果离心式压缩机高速转子受到损害高速转子的动平衡将受到破坏轻则压缩机振动剧重则造成全装置停车甚至压缩机报废。
如果焦炉气压缩机采活塞式压缩机凝结的液滴或固体颗粒将对活塞式压缩机阀瓣造成堵塞或损坏造成压缩机阀瓣大量回气甚至阀瓣不动作严重影响压缩机的打气量、压缩机打气压力甚至停车检修缩短装置连续运转周期。
凝结的液滴或固体颗粒将堵塞压缩机级间冷却器使级间冷却器阻力越来越大造成压缩机必须经常停车以清除级间冷却器中堵塞的凝结物质甚至换级间冷却器的换热内件。
凝结的液滴或固体颗粒可能对压力表测压管造成堵塞使控制系统得到的压力为假。如果这个压力是于控制系统压力的将可能使系统压力超压甚至造成安全事故。
此外凝结的液滴或固体颗粒热到精脱硫需要的温度时会严重结焦会对焦炉气热设备造成堵塞并沉积在氢催化剂和精脱硫剂的表面缩短焦炉气热设备检修周期及氢催化剂和精脱硫催化剂的使寿命。
因此焦炉气在送到后续工序之前应先进行预处理以除去可能对后续工续造成危害的萘、焦油、粉尘等易凝或易结晶的物质。焦炉气的预处理拟采四川天一科技股份有限司针对焦炉气预处理专门开发的变温吸附TS工艺技术可以将焦炉气中的焦油+尘脱至≤.mg/Nm、萘脱至≤mg/Nm完全满足后工续的要求。本技术在套焦炉气制氢装置上使效果很好。
...焦炉气粗脱硫
从焦化装置送来的焦炉气中H2S含量≤mg/Nm有机硫含量≤mg/Nm。为了减少价格较昂贵的高温脱硫剂消耗应采较廉价的脱硫方法对焦炉气进行粗脱硫尽量将易于脱除的H2S脱除干净。
焦炉气粗脱硫既可采湿法也可采干法。由于焦炉气在焦化系统已设有湿法脱硫设施虽然脱硫精度并不很高但已满足按其行业要求但H2S含量已很有限。如果在甲醇装置中再采湿法粗脱硫两套湿法脱硫就显得重复而且湿法脱硫系统投资较高动力消耗也较高。
因此本装置的焦炉气粗脱硫拟采工艺简单、投资较省、消耗较低的常温活性炭干法脱硫技术。活性炭定期过热蒸汽再生含硫磺的再生气经冷却后单质硫磺得以回收。
由于本装置采了干法粗脱硫方案建议强焦化系统湿法脱硫的操作和管理尽量降低送到本系统焦炉气中H2S的含量减少固体脱硫剂消耗。
...焦炉气压缩
根据甲醇装置蒸汽自我平衡的原则干法粗脱硫后的焦炉气拟采电机驱动的活塞式压缩机蒋焦炉气增压至2.MP(Gg)左右送往综合热炉。
...焦炉气精脱硫
焦炉气精脱硫采铁钼催化剂将有机硫转化为无机硫串以ZnO脱硫剂吸收可将焦炉气中总硫脱至≤mg/Nm可以满足氧转化催化剂对硫含量的要求。
本精脱硫方法须在～℃温度下进行焦炉气的热采综合热炉。
焦炉气中剩余的量硫主要为噻吩经氧转化后转化为H2S由后续的常温活性炭脱硫剂吸收。
...氧转化
焦炉气、氧气和水蒸汽从转化炉顶进入焦炉气所含氢气在炉内与氧气燃烧提供转化反应所需热量甲烷在催化剂和高温作下转化为CO、CO2、H2。从转化炉出来的高温转化气经中压废热锅炉、低压废热锅炉、锅炉给水热器、脱盐水热器和采暖水热器回收热量、水冷却器冷却分离冷凝水后得到甲醇合成所需的转化气。转化气经常温活性炭脱硫至总硫≤.ppm后送往联合压缩机。
氧转化炉为本工序关键设备而设备的关键部件在于转化炉烧嘴的选型和设计。
国内外氧转化炉烧嘴主要有两种型式内混式环室式混合烧嘴和外混式中心管式烧嘴。国内过去设计建设的不管是甲醇装置还是合成氨装置由于装置规模都比较小采环室式混合烧嘴比较也有比较丰富的设计制造经验。当装置规模较大时采环室式混合烧嘴可能造成氧气和焦炉气混合的不均匀使烧嘴局部超温转化炉不能保证长周期无故障运行。国外大型转化炉上普遍采中心管式烧嘴火焰分布均匀使转化炉能长周期无故障运行。
本装置甲醇年产量达2万吨已属较大型装置我们在设计中采了中心管式烧嘴使装置可靠。本装置采四川天一科技股份有限司和中国航天推进技术研究院第十一研究所联合开发的中心管式烧嘴。
...7合成气压缩
转化气即新鲜合成气和甲醇合成循环气的气量均较大而且气体很干净很适合采离心式压缩机。
因此转化气和循环气的压缩均采离心式压缩机。由于工艺上要求压缩后的转化气和循环气压力一致、且需混合后送到甲醇合成系统所以合成气压缩机按联合式设计循环气从压缩机中部进入压缩机与压缩到循环气进气压力的转化气在压缩机机壳内混合再经后续压缩段增压至甲醇合成需要的压力送甲醇合成系统。
压缩机由一台凝汽式蒸汽透平驱动。
...8甲醇合成
甲醇生产工艺主要有高压法、低压法、中压法、联醇、三相床等工艺。其对比见下表。
表-甲醇生产工艺对比
目前世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采低压法或中压法其中尤以低压法为最。一般只有在装置规模太大如单系列年产量万吨以上、设备和管道在低压下太庞大时使中压法。
英国I.C.I司和德国Lurgi司是低压甲醇合成技术的代表这两种低压法的差别主要在于甲醇合成反应器型式及反应热回收方式有所不同。
I.C.I反应器为段冷激式结构简单单塔生产能力大。但由于催化剂床层各段为绝热反应使催化剂床层温差较大整个反应器轴向温度呈锯齿状分布反应副产物催化剂使寿命较短循环气压缩功耗大。而且反应热只能在反应器出口设低压废锅回收低压蒸汽。
Lurgi反应器类似一台立式管壳式固定管板换热器管内装催化剂管外充满中压沸腾水蒸发带走反应热。该反应器比I.C.I反应器结构复杂反应器催化剂装填系也不如I.C.I反应器大。但该反应器最大的优点在于催化剂床层温差小单程转化率高杂质生成少循环压缩功消耗低而且合成反应热副产中压蒸汽便于废热综合利。
世界甲醇装置中Lurgi法或类似于Lurgi法的甲醇装置占7以上。正在兴建的甲醇装置也以Lurgi法或类似于Lurgi法的甲醇装置为主。
东洋司开发的MRF型段间接换热径向绝热床反应器及相应工艺反应器催化剂装填系得到适当增大但催化剂床层温差增大导致反应生成的杂质增并使催化剂使寿命缩短。该反应器催化剂使性能间于I.C.I反应器和Lurgi反应器之间。
西南化工研究设计院和华东理工大学联合开发了结合I.C.I和Lurgi反应器特点的绝热等温混合型甲醇合成反应器不仅承继了I.C.I反应器催化剂装填系大、Lurgi反应器床层温差小的优点而且拥有自主知识产权在鲁南化肥厂万吨/年甲醇装置和上海焦化厂2万吨/年甲醇装置上使都非常成功。
本设计采气固相绝热等温混合型甲醇合成反应器合成催化剂采四川天一科技股份有限司研制生产的具有世界先进水平的XNC-98型铜基甲醇合成催化剂。该反应器可有效地利甲醇合成反应热所副产的中压蒸汽温度控制简单灵活触媒生产强度大。目前我国已有较的甲醇厂采这种塔型技术先进成熟可靠。
...9甲醇精馏
甲醇精馏可采两塔精馏流程、三塔精馏流程甚至四塔精馏流程但以两塔精馏和三塔精馏最常。
两塔精馏流程是先在预蒸馏塔中蒸出粗甲醇中溶解的气体及低沸点杂质然后在主蒸馏塔中蒸出合格的产品甲醇。
三塔精馏流程是将主蒸馏塔一分为二第一塔为压操作另一塔为常压操作。第一塔塔顶汽相的冷凝潜热作为常压塔塔釜再沸器的热源现常压塔不需外供热源从而降低能耗。
一般来说两塔流程投资较少而能耗稍高三塔流程则投资稍高而能耗稍低尤其是以蒸汽作为精馏热源时三塔流程节能效果比较明显每吨甲醇大约可节省低压蒸汽.～.吨。
设计应从装置长期节能降耗考虑以尽量降低产品成本。因此本装置甲醇精馏建议采三塔精馏工艺。甲醇精馏塔内件采四川天一科技股份有限司和华东理工大学联合开发的新型导向浮阀塔盘。
...甲醇产品贮罐
甲醇产品贮罐为常压贮罐大甲醇厂一般采平底立式圆筒状弧顶贮罐也有采球罐容器的。立式贮罐单罐容积可以很大而且造价便宜；球罐容器造价较昂贵工和施工难度较大一般在贮存量大、产品常温蒸汽压较高、贮罐操作压力较高的情况下使。因此我们推荐本项目采平底立式圆筒状弧顶贮罐。
由于甲醇蒸发温度也不是很高约.℃在常温常压下也有一定蒸汽分压而且蒸汽分压随温度的升高而增。因此甲醇贮罐一般要求采降温或保温措施以避因环境温度的升高造成甲醇蒸发损失尤其是夏季太阳直射下甲醇蒸发快不仅造成很大的甲醇蒸发损失而且给环境带来严重危害并留下安全隐患。甲醇贮罐降温或保温措施一般有两种一种是直接在贮罐上设喷淋冷却水管使贮罐温度不随环境变化。这种方法投资较低但长期消耗冷却水而且使一段时间后贮罐外壁很不美观；另一种方法是在贮罐外壁设隔热层以阻止外界热量传入罐内。这种方法要增隔热层投资但没有长期消耗操作较低且外形美观。因此本设计推荐采贮罐外壁设隔热层的方法。
...氮氧站
本装置所需的氮气和氧气由新建的空分系统供应。
空分系统由一套使填料塔和前段净化流程分子筛+活性氧化铝的制氧装置组成采分子筛吸附预净化、增压透平膨胀机、填料上塔低温精馏制氧工艺。整套系统包括空气过滤系统、空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛化系统、分馏塔系统、氧气压缩系统、氮气压缩系统、液体贮存及汽化系统、仪控系统、电控系统等。
空气压缩机和氧气压缩机采电机驱动的离心式压缩机氮气压缩机则采电机驱动的活塞式压缩机。
整套装置的控制和联锁由独立的CS系统和紧急停车系统完成。
...2站
设置站的目的是为全装置提供合格的锅炉给水、锅炉药系统、蒸汽冷凝水的回收、锅炉排污水的集中膨胀并冷却、中压蒸汽减温减压制全装置所需低压蒸汽以及采暖水的增压等。
.2工艺过程说明
本装置工艺过程分为焦炉气预处理除萘和焦油系统、干法粗脱硫系统、焦炉气压缩系统、焦炉气精脱硫系统、氧转化系统、转化气精脱硫系统、合成气压缩系统、甲醇合成系统及甲醇精馏系统等。工艺系统流程图如下
各系统工艺过程按系统分述如下
.2.焦炉气预处理系统
来自气柜系统的焦炉气首先进入罗茨风机增压到约mmH2O然后进入由六个吸附塔组成的吸附系统在此除去焦炉气中的大部分萘、焦油及粉尘。塔内装有CN+CN228组成的复合吸附床五个塔同时工作另一个塔再生再生气源为≥℃的过热蒸汽。再生产生的废液进入污水池定时输往焦化污水处理系统。吸附塔的切换周期为天复合床吸附剂使寿命为两年。
经吸附处理后的焦炉气中萘含量已降至mg/Nm以下焦油和尘已降至.mg/Nm以下。
.2.2焦炉气干法粗脱硫系统
经预处理后的焦炉气直接进入由四个脱硫塔分两组设立的可串可并干法脱硫塔进行干法粗脱硫脱硫塔内装填常温活性炭脱硫剂。干法粗脱硫只能脱除H2S而不能脱除有机硫。经粗脱硫后焦炉气中的H2S≤mg/Nm。
经干法粗脱硫后焦炉气送焦炉气压缩系统。
每组的一级粗脱硫罐后的焦炉气应定期分析其中的H2S含量。当其中的H2S达到2mg/Nm时应对脱硫罐串联顺序进行换并对一级脱硫罐中的活性炭过热低压蒸汽进行再生。
.2.焦炉气压缩系统
为满足2万吨/年甲醇生产需要本设计选M2-8/2型焦炉气压缩机四台三开一备。
来自焦炉气干法粗脱硫系统的焦炉气压力约mmH2O、温度℃经过一级进口缓冲器进入各压缩机组一级入口缓冲器并进入压缩机经四级压缩后压力升至2.MP(G)送综合热炉。
压缩机各级排气依次进入出口缓冲罐、冷却器、分离器再进入下一级入口缓冲罐。
.2.焦炉气干法精脱硫系统
经焦炉气压缩机增压后的焦炉气在综合热炉中预热至～℃经铁钼催化剂使焦炉气中的有机硫绝大部分有机硫与焦炉气中的H2反应转化为H2S再ZnO脱硫剂吸收。精脱硫后焦炉气中的总硫≤mg/Nm。
.2.焦炉气氧转化系统
精脱硫后的焦炉气与部分转化中压蒸汽混合进入综合热炉热到约℃后进入氧转化炉顶部与经综合热炉热到约℃后的蒸氧混合气在转化炉烧嘴处燃烧然后在转化炉中下部转化催化剂作下发生甲烷转化反应。反应后的转化气由下部进入转化气热回收系统。
转化气热回收系统按顺序设置有转化气中压废锅、低压废锅、给水预热器、脱盐水热器、采暖水热器、水冷却器、气液分离器等转化气经中压废锅、低压废锅、给水预热器、脱盐水热器、采暖水热器回收热量后再经水冷却气将转化气冷却至≤℃进入气液分离器分离掉冷凝水转化气经常温活性炭脱硫剂将总硫脱至≤.ppm后送合成气联合压缩机。
.2.合成气压缩系统
该离心式压缩机为联合式同时为新鲜合成气和循环气压。
来自氧转化系统的新鲜合成气转化气温度≤℃、压力约.MP(G)经进口分离器分离夹带的液滴后进入合成气压缩机一级入口压后经冷却、分离再进入二级入口。
从甲醇合成系统来的循环气温度≤℃、压力约.MP(G)经循环气分离器分离夹带的液滴后进入压缩二级与新鲜合成气混合经压缩机二级压后出口压力约.9MP(G)不经冷却直接送甲醇合成系统。
为了防止压缩机出现喘振分别从压缩机一级出口管线上引出一根新鲜合成气管道到压缩机一级新鲜合成气进气管道上和从压缩机二级出口管线上引出一根混合合成气管道到压缩机循环气进口管道上回路管线上设回路冷却器以将返回的气体冷却到℃以下。当压缩机进气流量低于某一流量值时防喘振回路中的调节阀自动打开控制返回的气体量以满足防止压缩机喘振的要求。
压缩机靠蒸汽透平驱动蒸汽透平采凝汽式动力蒸汽.2MP、℃蒸汽管网提供的过热蒸汽。过热蒸汽经蒸汽透平后减压、并经透平后的表面冷凝器冷凝后经泵送至站除氧水操作锅炉供水循环使。根据控制蒸汽入量可以很方便地控制透平机的转速从而达到控制压缩机打气量的目的。
.2.7甲醇合成系统
来自合成气压缩系统的合成气入塔气先在入塔气预热器中与出塔气换热升温至反应起始温度然后进入甲醇合成塔进行反应。合成塔出口气体在入塔气预热器中与入塔气换热被降温后依次进入甲醇水冷器、甲醇分离器未反应气体从分离器上部排出其中大部分作为循环气返回压缩机循环段少量未反应气体即甲醇弛放气全部送往氧转化系统作综合热炉燃料。从甲醇分离器分离出的液体粗甲醇进入闪蒸器除去溶解的气体后送往精馏工序生产精甲醇闪蒸气也送往综合热炉燃烧处理并回收热量。
.2.8甲醇精馏系统
粗甲醇经计量碱中和、预热后进入预蒸馏塔从预塔塔顶除去比甲醇沸点低的低沸点物及溶解的气体如甲酸甲酯、二甲醚、一氧化碳、二氧化碳等。
从预塔底出来的预后甲醇基本不含低沸点杂质泵送入压精馏塔精制从压精馏塔顶出来的甲醇蒸汽作为常压精馏塔再沸器热源除达到冷凝压精馏塔顶甲醇蒸汽的目的外同时为常压精馏塔提供热量。冷凝的甲醇蒸汽除抽出部分经冷却后作为产品精甲醇送到精甲醇计量槽外其余部分作为压塔回流液经压塔回流泵全部回到压精馏塔顶部。压塔得到的精甲醇产品约为本装置总产量的一半。
从压塔底部出来的釜液全部送到常压精馏塔中部作为常压精馏塔进料塔顶甲醇蒸汽经冷凝冷却后除部分作为精甲醇产品送到精甲醇计量槽外其余部分作为常压塔回流液经常压塔回流泵全部回到常压塔顶部。常压塔得到的精甲醇产品约为本装置总产量的一半。
甲醇合成过程中由于副反应的发生而生成量乙醇、异丙醇、丁醇、高级烷烃类等杂质这些杂质部分与水和甲醇形成共沸物而不易与甲醇完全分离从而影响产品精甲醇质量。为了控制这些杂质可能对产品精甲醇质量造成的影响从常压精馏塔中下部杂质富集区的几块塔板上抽出部分杂醇油经冷却后装桶出售这样就可以有效控制杂质蒸发进入上部塔板甲醇蒸汽中的量从而达到使精甲醇产品满足要求的目的。
从常压精馏塔塔底部排出比甲醇沸点高的高沸物(如水、乙醇等)经废水泵送到氧转化系统汽提塔处理。
预塔和压精馏塔再沸器热源采本装置.8MP蒸汽管网的低压蒸汽蒸汽的入量根据精馏塔灵敏板温度和蒸汽入量控制蒸汽冷凝水先作预塔进料粗甲醇预热的热源然后送到氧转化系统热力除氧器作为锅炉给水。常压精馏塔再沸器的热源为压塔顶出来的甲醇蒸汽。
.2.9甲醇
来自甲醇精馏系统中间罐区的检验合格的精甲醇产品经泵通过外管道送到本系统产品精甲醇贮罐贮存。
产品装车由产品甲醇泵通过管道送到汽车灌装台由汽车灌装台设置的装车鹤管向汽车罐车外运。
.2.氮氧站
空气过滤和压缩空气首先进入空气吸入过滤器在空气吸入过滤器中除去灰尘和其它颗粒杂质然后进入主空压机经过级压缩后进入空冷塔压缩机级间的热量被中间冷却器中的冷却水带走。
空气的冷却和化空气在进入分子筛吸附器前在空冷塔中冷却以尽可能降低空气温度减少空气中水含量从而降低吸附器的工作负荷并对空气进行洗涤。进入空冷塔上部的冷冻水来自水冷塔它利干燥的出塔污氮进行冷却然后进入空冷塔上部。
分子筛化系统由两台分子筛吸附器组成吸附空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物两台分子筛吸附器一台工作另一台再生。
空气的精馏出吸附器的空气分为两股一股直接进入主换热器冷却后进入下塔另一股为膨胀空气首先经过膨胀机增压端的压缩及后冷却器的冷却再进入主换热器被冷却经膨胀机膨胀后进入上塔中部。下塔的上升气体通过与回流液体接触含氮量不断增。所需的回流液氮来自下塔顶部的冷凝蒸发器在冷凝蒸发器中液氧蒸发氮气冷凝。下塔从上到下产生以下产品氮气、液氮、～8O2的富氧液空。在下塔底部得含氧为8的富氧液空顶部得度为99.99的氮气。下塔底部抽出的富氧液空经过冷器过冷后进入上塔而下塔顶部的氮气则进入冷凝蒸发器中。进入冷凝蒸发器的氮气被液氧冷却成为液氮其中一部分液氮回下塔作为下塔的回流液体另一部分液氮经过冷器过冷后进入上塔参精馏还有部分液氮作为液体产品送出。在上塔中产生底部产生液氧和氧气、上部产生污氮气、顶部产生氮气。各种物流进入上塔经过上塔的进一步分离可在上塔顶部得度为99.999的氮气中上部抽出污氮气底部得度为99.的液氧和氧气。氮气、污氮气经过冷器、主换热器复热后出冷箱；复热后的氮气一部分作为产品气送出另一部分氮气则送水冷却塔回收冷量。复热后的污氮气为成两部分一部分作为分子筛吸附器的再生气另一部分也送入水冷却塔回收冷量。底部抽出的产品氧气去主换热器被复热至常温后送出冷箱。
产品的分布液氧回路液氧从主冷底部排出进入液氧贮槽、气氧回路气氧以.2MPG压力从冷箱输出去氧气透平压缩机、气氮回路上塔低压气氮直接从冷箱输出一部分作为产品气去氮压机另一部分送入水冷塔对水进行冷却、液氮回路液氮从液氮量筒排出进入液氮贮槽、污氮回路一股污氮于分子筛吸附器的再生,另一股送到水冷塔对水进行冷却还有一小部分进入冷箱对冷箱充气、仪表及解冻的干燥空气空分设备仪表处于正常工作状态及解冻的干燥空气从分子筛吸附器的出口抽出后送至仪表空气网络、液体排放从冷箱排出的所有低温液体汇集后送至喷射蒸发器蒸发后排入大气、排气各系统的排气先送至各消声器再排入大气。
.2.站
锅炉给水系统来自转化系统脱盐水热器的脱盐水进入热力除氧槽除氧头上部经从除氧头下部喷入的低压蒸汽在填料层中逆流汽提除去溶解的绝大部分氧气后进入水箱本装置副产的全部蒸汽冷凝水也直接进入水箱与来自除氧头除氧后的脱盐水混合。为使水箱中的除氧水达到水要求向水箱中入一定量联胺溶液进一步化学除氧。水箱中的除氧水从水箱底部送出并在出水管道上入稀氨水调节pH值使之符合锅炉水pH值要求分别经中压锅炉给水泵和低压锅炉给水泵压后送到各废热锅炉汽包。
锅炉药系统站内设有磷酸盐溶液、稀氨水、联胺溶液配制和药系统稀氨水和联胺溶液分别送除氧水箱和水箱出水管道磷酸盐溶液则分别送到各废热锅炉汽包。
中压蒸汽的减温减压本装置内除转化低压废锅和废锅排污闪蒸膨胀副产少量低压蒸汽外无其它低压蒸汽来源不足的低压蒸汽须通过副产中压蒸汽的减温减压提供。本装置副产的中压蒸汽有两个规格转化中压废锅和热炉烟气废锅副产的.9MP(G)中压蒸汽和甲醇合成塔副产的2.～.2MP(G)中压蒸汽减温减压中压蒸汽首先采甲醇合成塔副产的2.～.2MP(G)中压蒸汽不足部分再转化中压废锅和热炉烟气废锅副产的.9MP(G)中压蒸汽。
采暖水压系统本系统只冬季使。来自采暖回水总管的采暖水进入采暖水贮槽缓冲后再采暖水泵压送到转化系统采暖水热器热后送到采暖上水总管。采暖水贮槽设置液位调节系统液位过低时脱盐水补充、液位过高则部分排放。
.消耗定额
表-原料、燃料和工程消耗定额按每吨精甲醇产品
.主要设备选择
..氧转化炉
转化炉的主要设计参
筒体直径mm
设备总高～9mm
转化炉出口转化气温度98℃
操作压力2.MP(G)
催化剂装填量Z2.m
CN228.m
..2焦炉气压缩机主要参
进口压力.MP
进口温度℃
压缩焦炉气总气量27mol/h
出口压力2.MP
出口温度不冷却
压缩机型式离心式
总轴功率27
驱动方式电机电等级V/Hz。
压缩机量开备每台压缩气量72mol/h轴功率292
..合成气联合压缩机主要参
新鲜气压缩段
进口压力.MP
进口温度℃
压缩气量7mol/h
出口压力.9MP
出口温度不冷却
压缩机形式离心式
2循环气压缩段
进口压力.MP
进口温度℃
