1、长治市华亿世纪化工有限公司二期节能降耗改造可行性研究报告河南省化肥工业公司2004 年 6 月 27 日项目概述项目内容：合成氨联产 10000t/a 二甲醚、5000t/a 甲醇技术改造。项目总投资：醇醚部分 938.8 万元，合成氨扩产配套部分200 万元，合计 1138.8 万元。经济效益：每年新增产值 4600 万元、利润 1867 万元、税收 760 万元。目 录第一章 企业概况 .第二章 需求预测 .第三章 工厂规模和技术方案 .第四章 原材料、燃料及动力供应 .第五章 建厂条件 .第六章 环境保护 .第七章 劳动安全工业卫生 .第八章 消防 .第九章 工厂组织、劳动定员和人员培训
2、 .第十章 项目实施规划 .第九章 投资估算和资金筹措 .第十章 财务评价及效益分析 .附表 1 建设投资估算表 .附表 2 二甲醚单位成本表 .附 图 联产二甲醚流程示意图 .35第一章 企业概况一.企业概况长治市华亿世纪化工有限公司是原长治县化肥厂，占地面积 9650 万平方米，拥有固定资产 2000 万元，年合成氨生产能力为 2.5万吨。被我公司依法收购后，先后投入 500 余万余对企业生产工艺进行整体平衡和优化，对设备进行了更新和改进，制定和完善了各项管理措施和制度，为企业进入良性发展目标打下了坚实的基础。二.项目建设的目的和意义能源是国民经济发展的基础，中国经济发展中最值得注意的关键
3、问题之一就是能源结构问题。我国石油、天然气资源相对不足，从 1993 年起，我国已从石油出口国变为进口国，且石油短缺状况呈逐年递增态势。2002 年，我国进口原油 7000 万吨，成品油 3000万吨。据预测 ，到 2005 年，我国石油 进口量将达到 11500 万吨，2010 年将达到 15000 万吨。因此，今后我国对能源的需求完全建立在石油和天然气进口上是危险的和不可靠的，必须实施多元化能源政策。与此相反，我国煤炭储量世界第一，已探明的一次性能源总量中煤占 96%，每年产量占世界产量的 35%左右，达 1213 亿吨。因此，在能源产业方面，煤炭开发和综合利用必将成为我国经济可持续发展的
4、重要支柱。但目前我国煤炭的利用大部分以直接燃烧方式进行，效率低下，浪费严 重，同 时对环境造成 较大污染。2000 年我国煤的一次能源消费量占 63%，而世界平均 值仅占 25%，绝对量消耗仅次于美国。因此，尽快采用高效洁净煤技术，将煤炭转化为二次能源，对于我国经济发展、环境保护与生态平衡具有重要意义。随着煤化工和“碳一” 化学 发展，人 们越来越关注煤除了制合成氨和甲醇以外的其他化工产品及煤作为替代石油资源的新途径。随着二甲醚工业化技术完善及煤化工多联产技术的成熟，二甲醚作为液化石油气、柴油燃料替代品及化工原料等具有巨大发展潜力。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
5、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份， 对环境破坏较为严重；民用液化石油气杂质更多，且还存在压力过高及爆炸隐患。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大幅上涨，汽车燃料短缺势必制约汽车工业发展。因此，依靠煤的汽化和液化，发展清 洁燃料，也是我国经济高速发展面临的现实问题。化肥煤液化综合利用技术，符合国家当前宏观产业技术发展规划，具有 较高的科技含量。该项目既充分利用化肥厂原有设备，同时又以 发展新型能源二甲醚进行产品结构调整、拉长了产业链条、大幅提高了经济效益。该项目是利用合成氨生产过程中待净化除去的少量 CO 和 CO2及部分 H2联产 二甲醚及甲醇混
6、合液体物，由于该混合物具有良好的可燃性，较高的热值，优异的动力性能，不仅 可替代汽油、柴油、天然气、液化石油气等传统能源产品，同时具有高效、环保的特点，是二十一世纪新型能源。该项目对“ 如何利用合成氨厂现有设备，发展煤的液化技术”，形成能源 产业化提供了一种新的尝试，具有广泛的示范意义和深远的历史意义。截止 2001 年底，在我国以煤为原料的中、小合成氨生产企业共有近 500 家，合成氨生产能力约 2100 万吨，是我国支农战线上的主流企业，遍布全国基层的县、乡， 拥有较为 完善的销售网络。这些企业在现有基础上稍加改造，即可成为二甲醚生产的主导企业，可生产 99.9%的精制二甲醚和民用燃料，为
7、 我国中、小氮肥企业在短时间内成为农用化肥、工业及民用燃料、精细化工生产基地打下良好的基础。同 时， 对 增强企业自我积累能力、完成税收任务、减轻投资主体对企业补贴负担，使其更好地为农业生产服务，推动农村全面实现小康。因此， 该项目不仅有巨大的经济效益，也有良好的社会意义。长治市华亿世纪化工有限公司隶属于山西省潞安矿务局王庄煤矿，担负 着如何将煤炭资源转化为附加值更高的煤化工产品的示范任务。在生 产化肥设备的基础上，进一步拉长产业链条，生产出既符合国家产业发展政策，又具有良好经济效益的产品，是该公司规划发展的目标。长治市华亿世纪化工有限公司把二期节能降耗改造目标放在甲醇、二甲醚技术改造上，符合
8、该公司发展战略，该项目建成投产后，不仅起到了节能降耗、优化生产工艺、提高经济效益的目的，同时也可为企业的发展培养出生产、管理人才，锻炼一批化工生产队伍，为更大的煤化工工业项目的实施奠定基础。三.生产装置现状公司现有合成氨生产能力 2.5 万吨，主要设备如下：设 备 名 称 规 格 型 号 数量（台、套）造气工段煤气发生炉 2400 3综合余热回收器 700m2 1脱硫工段静电除焦油器 2400 1填料脱硫塔 240023000 1罗茨风机 D6063250 2压缩工段压缩机 L3.3/320 10碳化工段碳化塔 2400 2综合塔 2000/1600 1变换工段饱和热水塔 180021500
9、1中变炉 2400 1（装 B116 催 化 剂 20 吨 ）低变炉 1800 1（装 B303 催 化 剂 20 吨 ）精炼工段铜塔 600 1（内装规整填料）合成工段合成塔 600 2脱碳工段两段法变压吸附一套，处理气量 9000m3/h。第二章 需求预测一、产品现状及产品用途二甲醚（DMA）是一种无色、无毒、环境友好的化合物。它作为环境友好的燃料只是最近几年才提出的，并立即得到全世界能源界的广泛关注，其分子式是 CH3OCH3，物理性能和液化石油气（LPG，一般是丙烷和丁 烷的混合物）相似，表 1 是二甲醚，柴油，和 LPG 的物理化学性 质比较。表 1 柴油和二甲醚的化学性质和物理性质
10、物理性质 单位 二甲醚 柴油 液化石油气分子式 CH3OCH3 CxHy C3H8C4H10分子量 47 190220 4456沸点 24.9 180360 42.1液化密度 g/cm3 0.668 0.84 0.501化学计量空气/燃料比 kg/kg 9.0 14.6 12.72辛烷值 5560 4055气化潜热 kJ/kg 460(20) 270低热值 MJ/kg 28.43 42.5 46.36着火点 235 250 470液体粘度 0.15 4.45.4含碳百分比 % 52.2 86 81.8含氢百分比 % 13.0 14 18.217.9含氧百分比 % 34.8 0 0在 20下的气
11、体 压力 bar 5.1 0 8.4从表 1 可以看出，二甲醚的性质和液化石油气（LPG）十分相似，在较低 压力（5.1bar ）就是液态，故液化石油气的基础设施完全适用于二甲醚，二甲醚长途运输可以用油罐车，低压管道，也可以用 15kg 重的罐分配到用户。它的热值，由于含氧量达 35%，热值较低，是 LPG 的 61%，是柴油的 67%，相当于乙醇，是汽油的 2/3。二甲醚由于其良好的产品性能及优越的环保性能，应用范围和前景也越来越广阔。1、替代液化石油气 二甲醚的物理性质与液化石油气相似，可替代液化气作为民用燃料。其特点：一是可燃性好。二甲醚本身就是含氧燃料添加剂，燃烧充分，不析炭，几乎无残
12、留物，废气无毒，符合卫生标准。二是液化压力低，常温下蒸气压力约 0.5MPa，低于液化气和天然气，在室温下可压缩成液体，可用液化气储罐灌装，确保运输安全，同时因其常温下 为气体，不需预热，随用随开，快捷方便。三是无毒，二甲醚对 人体呼吸道、皮肤有轻微刺激作用，但对人体无毒性反应。四是安全可以控制，其爆炸下限比液化气高 1.3 倍，爆炸隐患大大缩小。五是燃烧值高，为 31590kJ/kg。2、替代柴油发动机燃料 柴油发动机的主要问题是尾气氮氧化物与黑烟的排放，会形成酸雨，并破坏臭氧层。由于二甲醚良好的燃烧性和高辛烷值，可作为理想的柴油发动机洁净燃料，可直接压燃，并实现低 NOx 排放， 实现无烟
13、、无硫燃烧。目前，我国使用无铅汽油已提上日程，柴油发动机污染问题也已开始受到重视。随着我国汽车保有量增加，二甲醚替代柴油燃料的前景广阔。此外，二甲醚还可用作燃料电池、火力发电厂等燃料，通过二甲醚分解制取低碳烯烃等。3、替代现有的气雾推动剂 由于老式气雾推动剂“氟里昂”对大气臭氧层具有破坏作用，已全部淘汰，改用液化气和二甲醚。二甲醚以其无毒无味，且便于制成水溶性气雾剂，价格低廉，较好的环境保护，已日益被广大使用企业认可。河南省鹤壁天元化工股份有限公司一家年需二甲醚气雾推动剂就在万吨以上，市场潜力巨大。4、高纯度二甲醚是良好的精细化工原料 取代氯氟烃制冷剂（用于无氟冰箱和空调器等），以及用作其它数
14、十种下游精细化工产品。如：醋酸、药 品、乙 烯、醋酸甲酯、二甲基苯胺等，同 时还是一种最理想的环保型发泡剂。5、高纯度二甲醚还是良好的助燃燃料 高纯度二甲醚在化工生产过程中，可使低位能的废气和烟道气，在燃烧炉中喷加二甲醚，利用余热加空气二次燃烧，使可燃物进一步燃烧，提高温度用于发电，使排入大气中的有毒有害气体含量大大降低，更有利于环保要求。同时高纯度二甲醚还是替代乙炔进行气焊气割的良好燃料。因此，二甲醚作为商品已被世界各国广泛关注，称为二十一世纪的阳光工程。在新世纪全面建设小康社会，大力发展节能环保工程的新形式下，以二甲醚为主要能源产品战略的实施，将会有不可替代的作用！国内现在建二甲醚工程生产能力约 100 万吨。二产品需求预测二甲醚工业化技术完善及煤化工多联产技术正在日臻成熟，二甲醚作为液化石油气、柴油燃料替代品及化工原料等具有巨大发展潜力。2000 年我国进口的 3000 万吨成品油中有 2000 万吨是液化石油气，而目前我国液化气年消费量在 35004000 万吨。如果用二甲醚替代进口部分液化气，约需二甲醚 2500 万吨/ 年。但我国现有二甲醚产量最多为 33.5 万吨/年，均用于气溶胶，尚未大量用于燃料。因此，
