甲醇制汽油可行性报告.doc
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1、 甲醇制汽油可行性报告正文目录一、 甲醇概述1. 甲醇简介-32. 甲醇物化性质-43. 甲醇的用途-44. 甲醇制法-45. 甲醇对人体的危害-4二、 国内生产情况和分析1. 甲醇市场分析-52. 2006年10万吨以上的甲醇生产企业-63. 拟在建100万吨以上的甲醇项目-7三、 甲醇制二甲醚1. 二甲醚物化性质-82. 甲醇气相法制二甲醚的反应原理-83. 工艺流程-94. JH202催化剂的工业应用-105. 甲醇气相与液相催化性能比较-116. 二甲醚作为清洁能源必将代替民用燃料-117. 二甲醚与LPC相比的经济性-12四、 甲醇制汽油生产技术1. 甲醇制汽油的时代背景-132.市
2、场竞争迫使开发甲醇下游产品-15、173.甲醇制汽油的工艺-174.甲醇制汽油的操作条件和产品-185.烃类产品组成-196.甲醇消耗-197.经济效益比较-198.甲醇制汽油的原料及公用工程消耗-209.工艺技术设计费用-20一、甲醇概述1、甲醇是什么甲醇系结构最为简单的饱和一元醇,化学式CH3OH,又称“木醇”。是无色有酒精气味易挥发的液体。有毒,误饮510毫升能双目失明,大量饮用会导致死亡。甲醇易燃,其蒸气与空气能形成爆炸混合物,甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气,同时放出热量。方程式:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 工业制法和储备工业上用一氧化碳和氢气的混合气(合成气)在一定的
3、条件下制备甲醇。甲醇可用做溶剂和燃料,也是一种化工原料,主要用于生产甲醛。甲醇分子中,碳原子以sp3杂化轨道成键,氧原子以sp3杂化轨道成键,为极性子。主要参数如下: IUPAC英文名MethanolCAS号67-56-1RTECS号PC1400000SMILESCO化学式CH3OH摩尔质量32.04 g/mol外观无色液体密度0.7915 g/cm³熔点97.8 (176K)沸点64.8 (337K)在水中的溶解度互溶酸解离常数15.5黏度0.59 mPa.s(20 )危险性警示性质标准词R11,R23/24/25,R39/23/24/25安全建议标准词S1/2,S7,S16,S3
4、6/37,S45闪点12.222、理化性质甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体,略带酒精气味,常温下对金属无腐蚀性(铅、铝除外)。分子量32.04,相对密度0.7915(20/4),熔点-97.8,沸点64.8,闪点12.22,自燃点463.89,蒸气密度1.11,蒸气压13.33KPa(100mmHg 21.2),甲醇蒸气与空气混合物爆炸极限6%-36.5 %(体积比),能与水、乙醇、乙醚 、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶,遇热、明火或氧化剂易燃烧。燃烧反应式为: 2CH3OH + 3O2 2CO2 + 4H2O。 3、用途甲醇用途广泛,是基础的有机化工原料和优质燃料。主要应
5、用于精细化工、塑料等领域,用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多种有机产品,也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料,目前甲醇制二甲醚、甲醇制丙烯、甲醇制汽油项目都非常适合中国的国情和社会发展的需要,同时也可加入汽油掺烧。发展前景十分广阔。 4、甲醇制法甲醇生产技术及制法 主要是合成法,尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成甲醇可以固体(如煤、焦炭)液体(如原油、重油、轻油)或气体(如天然气及其他可燃性气体)为原料,经造气净化(脱硫)变换,除去二氧化碳,配制成一定的合成气(一氧化碳和氢)。在不同的催化剂存在下,选用不同的工艺条件。单产甲醇(分高压法和中压法),
6、或与合成氨联产甲醇(联醇法)。将合成后的粗甲醇,经预精馏脱除甲醚,精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法,但因其能耗大,加工复杂,材质要求苛刻,产品中副产物多,今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。2H2 + CO CH3OH 3H2 + CO2 CH3OH + H2O5、健康危害甲醇被大众所熟知,是因为其毒性。工业酒精中大约含有4%的甲醇,被不法分子当作食用酒精制作假酒,而被人饮用后,就会产生甲醇中毒。甲醇的致命剂量大约是70毫升。甲醇有较强的毒性,对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘
7、膜和视力。急性中毒症状有:头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明,继而呼吸困难,最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒反应为:眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、视力减退、消化障碍。甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应,误服一小杯超过10克就能造成双目失明,饮入量大造成死亡。致死量为30毫升以上,甲醇在体内不易排出, 会发生蓄积,在体内氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生产工厂,我国有关部门规定,空气中允许甲醇浓度为50mg/m3,在有甲醇气的现场工作需戴防毒面具,废水要处理后才能排放,允许含量小于200mgL。二、国内生产情况和分析1.甲醇市场分析20世纪50年代,甲醇生产作原料主要是煤、焦炭、焦炉气。
8、到20世纪60年代,天然气逐步成为制造甲醇的主要原料,因为它简化了流程,便于输送,降低了成本。从甲醇生产的实际情况核算,采用天然气为原料要比采用煤为原料投资降低35%,成本降低50%。目前国际上甲醇总产量中约有70%左右是以天然气为原料。但是,随着能源的紧张,我国已禁止新企业采用天然气制甲醇,以煤为原料生产甲醇的比例将会上升,因为从世界能源结构来看,世界煤的贮藏量远远超过天然气和石油,中国情况更是如此。2007年9月国家发改委发布天然气利用政策,政策规定我国将优先发展城市燃气、禁止以天然气为原料生产甲醇。这一政策将对我国甲醇生产原料路线产生较大的影响。近几年来,国内甲醇在下游需求及油价飞涨的驱
9、使下,保持较高的增长速度,价格居高不下。在客观的利润回报驱使下,甲醇装置新建及扩产愈演愈烈,甲醇产能仍然保持着较高的增长速度。从地域分布特点来看,华北、华东、华中作为国内生产重地,三地总产能占到全国产能的70%,随着河南龙宇煤化工、中原大化等大规模装置的集中投产,华中地区2008年总产能较2007年增加约200万吨,成为2008年全国扩产最多的地区。2008年中国甲醇新扩建产能近800万吨,增速较2007年上扬33个百分点。我国共有甲醇生产企业约230家,产能合计2800万吨/年;产量为1126.3万吨,同比增长6.4%。2008年,国内甲醇表现消费量同比增长13.4%,达到1232.9万吨,
10、其中净进口量为143.4万吨。进入2008年下半年以来,受全球金融危机的影响,国内外甲醇市场需求锐减。上半年,国内甲醇市场整体呈现持续弱势震荡,国内甲醇行业开工率在30%左右,1-7月份,国内甲醇产量为590.5万吨,同比下降10.4%。就在国内甲醇市场低迷的境况下又遭遇国外低价甲醇的大量涌入。2009年1-7月份统计数据显示,我国进口甲醇387万吨,与2008年同期相比增加了4.5倍多;并且进口甲醇的平均价格为每吨不足200美元,与2008年同期相比降低了58.3%。就2009年上半年,进口甲醇占到我国甲醇消费总量的60%以上。2、2006年10万吨以上的甲醇生产企业2006年我国甲醇产量1
11、0万吨以上的生产企业。据资料显示,2006-2007年我国拟建、在建甲醇项目有100个以上,其中包括在产厂家的扩建改造,焦炉煤气制甲醇等。2006年我国甲醇产量10万吨以上的生产企业序 号公 司 名 称生产工艺生产能力(万吨/年)产量/万吨1愉林天然气化工有限责任公司天然气45.036.2202上海焦化有限公司煤35.035.6683沪天化(集团)有限公司天然气40.0033.2684中国石化集团四川维尼纶厂乙炔尾气天然气35.0023.9175蓝天集团光山化工有限公司联醇20.0023.9176兖矿国泰化工有限公司煤24.023.4067河南蓝天集团有限公司逐平化工厂联醇20.020.532
12、8山西丰喜肥业(集团)股份有限公司联醇20.019.9529大庆油田化工有限公司天然气20.019.62310山东省联盟化工集团有限公司联醇15.018.55911陕西神木化学工业有限公司煤20.018.35512苏里格天然气化工股份有限公司天然气18.017.98013河南蓝天集团有限公司中原甲醇厂天然气40.017.44514宁津县永兴化工有限责任公司中原甲醇厂联醇20.017.01615湖北宜化集团有限责任公司联醇20.015.86316中国天然气股份公司青海分公司天然气40.015.43717兖矿鲁南化肥厂联醇15.015.30918中国石油建滔化工有限公司煤60.014.95319河
13、南省煤气(集团)有限公司义马气化厂煤14.013.46920巨化集团公司联醇10.011.43921哈尔滨气化厂焦炉气14.011.30122长庆油田公司天然气10.010.3013、拟在建100万吨以上的甲醇项目单位:万吨/年企业名称规 模原料预计建设周期全部一般中国神华煤制油有限公司180180煤2010中天合创420420煤2007-2010赤峰泽楷能源化工有限公司18060煤2008-2010山东新汶矿业集团有限责任公司23060煤兖矿煤业榆林能化公司23060煤陕西中化益业能源投资有限公司24060煤山西华运煤电股份有限公司180煤鹤岗华鹤煤化股份有限公司240120煤鲁能宝清煤电化
14、项目有限公司180180煤2007-2011合计22101260在这种情况下,国家不得不给疯狂上马的煤化工项目泼冷水。今年9月底,国务院批准并转发了十部委上报的关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见。国家发改委产业协调司表示,今后对煤化工行业项目管理将实施严格审批,已批未建的要停。今后三年要停止审批单纯扩大产能的焦炭、电石、甲醇等煤化工项目。三、甲醇制二甲醚1、物化性质二甲醚简称DME,在常压下是一种无色气体,具有轻微醚香味,具有优良的溶解性,易溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等有机溶剂;易燃,燃烧时火焰略带光亮;常温下DME具有惰性,不易自动氧化,无腐蚀,无致癌性,毒性,蒸
15、汽有刺激和麻醉作用。由于二甲醚易压缩、易储存、燃烧效率高,污染低,可替代液化石油气(LPG)、煤气作民用燃料。下表比较, 城镇燃气二甲醚、柴油、液化石油气(LPG)和压缩天然气(CNG)的物化特性。二甲醚、柴油、LPC和CNG的物化特性比较性质二甲醚柴油LPGCNG化学式CH3OCH3C7HYC3H8、C4H10CH4相对分子质量46.07190-22044-5616.04液态密度/(kg/m3)667820-880501445沸点/-24.9175-360-42-162十六烷值55-6040-551010自然温度/235250470650低位发热量(气态)/(MJ/kg)28.942.546
16、.450.0汽化潜热/(KJ/kg)467.7250-300426.0510理论空气比/(kg/kg)9.014.613.517.3动力粘度(20)/mpa.s0.152-40.15-爆炸极限(空气中)/%3.4-170.6-0.652.1-9.44.7-152007年8月21日,建设部关于发布行业产品标准城镇燃气二甲醚的公告,批准城镇燃气用二甲醚为城镇建设行业产品标准,编号为CJ/T259-2007,自2008年1月1日起实施。该标准的实施表明,二甲醚作为液化气的替代燃料已具合法身份,将正式作为替代燃料推广。不仅如此,国家标准管理委员会还建议将城镇燃气用二甲醚行业标准上升为国家标准。2、甲醇
17、气相法制二甲醚甲醇气相法是将甲醇蒸气通过固体酸催化剂床层,发生非均相反应脱水制得二甲醚。甲醇脱水反应的化学反应式为:2CH3OH CH3OCH3+H2OCH3OCH3 CH4+H2+COCO+H2O CO2+H2该工艺生产技术成熟,工艺流程相对较简单,具有规模大,操作控制容易,无腐蚀等优点,是目前我国使用最多的二甲醚工业生产方法。3、甲醇气相法制二甲醚液化气工艺流程 来自甲醇原料罐的原料甲醇经甲醇计量泵按设定的流量进入甲醇汽化塔内被加热升温(蒸汽压力1.0mpa),甲醇蒸汽压力0.7mpa,温度150进入换热器经开工电炉升温至240进入反应器,高温甲醇蒸汽在催化剂上转化为二甲醚和水,期间脱水反
18、应是放热反应,开通冷激气(150)将反应器温度维持在350-380之间。从反应器出口的高温物料360,经气体换热器、甲醇预热器、粗甲醚预热器、粗甲醚冷凝器,逐步降温冷却成常温进入粗甲醚储罐。液相为二甲醚、甲醇和水的混合物,经泵加压送到精馏塔进一步分离,得到二甲醚产品。气相为一氧化碳、二氧化碳、甲烷和其他少量不凝性气体,经洗涤液洗涤后不凝性气体放空,液体回粗甲醚罐重新利用。精馏塔塔顶气相为二甲醚,二甲醚和少量甲醇进入回流罐,当液位上至50%时开启回流泵打全回流,精馏塔塔顶温度维持在40左右,一个小时后分析二甲醚纯度即为99.9%。甲醇汽化换热脱水反应冷却吸收精馏分离产品储 罐 尾气 产品二甲醚
19、甲醇 粗甲醚废水 甲醇回收4、甲醇制二甲醚催化剂应用情况介绍) 公司基本情况河北凯跃集团化工有限公司经过十几年的发展,现已形成以化肥、甲醇、甲醛等煤化工产业为主体,木业、房地产、煤炭销售等产业为辅助的综合性大型民营企业集团。现有员工近千名,拥有的甲醛、甲醇、碳酸氢铵、1370宽幅冷轧薄板精整、全氢罩式退火炉、高密度板、中密度板、三聚氰胺贴面板等数十条具有国内先进水平的生产线,各种生产设备2400多台套,数公里的专用铁路线,5万平方米的专用火车货站,5万平方米商品房、50万平方米的厂区及20万平方米的厂房。其下属的甲醛公司,以年产32万吨甲醛的生产能力,成为中国最大的甲醛企业。并在化肥、甲醇、木
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