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四川天一科技股份有限公司
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甲醇氣相法制二甲醚生產技術
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1、二甲醚產業

二甲醚是潔凈環保型燃料,是國家認可并鼓勵發展的替代能源。在高油價時代,煤基二甲醚產業將成為有效控制我國石油對外依賴度的主力軍。二甲醚替代液化石油氣(LPG)已被消費者認可,國家發展改革委、建設部、農業部分別頒布了相關標準。二甲醚替代液化石油氣(LPG)不僅是作為民用燃料,工業用如陶瓷、玻璃燒制,金屬切割與焊接等消費量也很大。二甲醚將來更大的用途是替代柴油,作為車用、船用、發電用發動機的燃料。我國的柴油消費量已經超過1.2億噸/年,液化石油氣消費量也在2000萬噸/年,因此二甲醚的產業前景是相當廣闊的。甲醇制二甲醚生產裝置的特點是投資少,產值高,見效快,如每噸產品有200元左右的利潤,一般1-3年即可收回投資。為了推廣使用二甲醚,財政部、國家稅務總局日前發布《關于二甲醚增值稅適用稅率問題的通知》(財稅[2008]72號)規定,為促進二甲醚的推廣使用,決定自2008年7月1日起,對二甲醚按13%的增值稅稅率征收增值稅。

2、二甲醚生產方法

目前國內外二甲醚生產方法主要有兩類:合成氣一步法和甲醇法,而甲醇法又分為甲醇氣相法和甲醇液相法。
合成氣一步法工業化技術尚未完全成熟。按現有技術水平,生產成本比甲醇法高,技術缺陷有待彌補、技術關鍵有待探索、突破。目前已投產的和擬建在建的二甲醚生產裝置都是甲醇法。而液相法生產工藝由于操作壓力低、單臺反應器產能低、有一定污染,造成裝置投資高、電力消耗高,不宜大面積推廣。
甲醇氣相法是現階段最經濟合理的二甲醚生產方法。目前國內外擬建和在建的上規模的二甲醚生產裝置均為甲醇氣相法。

3、 本公司甲醇氣相法新技術

研發推廣歷程
本公司甲醇氣相法二甲醚生產技術于1980年代率先在國內研究開發,被列為“八五”科技攻關項目,1994年實現工業化。1990年代就有3套氣霧劑級、7套燃料級的裝置建成投產,并成功實施了以粗甲醇為原料生產燃料級二甲醚。此后經不斷創新改進,形成先進的甲醇氣相法新技術。1995年和2003年分別申請兩項中國發明專利并獲授權,甲醇氣相法新技術的主要技術關鍵已列入這2項專利的權利要求。
2005年12月,首套采用本單位甲醇氣相法新技術的二甲醚燃料生產裝置在蚌埠新奧燃氣公司建成投產,標志著二甲醚生產技術上了一個新的臺階,二甲醚生產成本大幅降低,技術水平世界先進。由于該裝置的建成投產的示范效應,國內企業紛紛規劃實施建設二甲醚燃料生產裝置,再業內形成一股“二甲醚熱”。
公司研發、設計技術人員本著“只求更好”、“精益求精”的原則,多年來在節能降耗、降低投資、優化操作上做文章,持續技術創新效果顯著,二甲醚生產技術不斷改進完善。從工廠生產運行結果看,與國內外現有技術比較,甲醇和水蒸氣的消耗最低,從而有效降低了二甲醚生產成本。新技術的先進性和可靠性已在近年投產的30多套裝置上得到驗證。

國家科技部已指定西南化工研究設計院和四川天一科技股份有限公司為“非石油路線含氧化合物制備關鍵技術”中“甲醇制二甲醚大型化工程開發”國家科技支撐計劃課題的完成單位

※工業化業績
截至2008年6月,由西南化工研究設計院和四川天一科技股份有限公司轉讓技術并進行工程設計二甲醚生產能力為10kt/a-400kt/a的裝置已超過70,其中100kt/a裝置18套、200kt/a裝置9套,已投產的100kt/a裝置9套、200kt/a裝置2套。

※技術特點
本公司的甲醇氣相法二甲醚生產技術工藝獨特、投資低、生產成本低,主要技術特點如下:
1)與甲醇裝置聯產時,可以粗甲醇為原料,可大幅度降低生產成本(主要降低蒸汽消耗,每噸二甲醚產品以粗甲醇為原料可減少蒸汽消耗1.5噸左右),以粗甲醇為原料生產二甲醚的技術已經在數套100kt/a裝置上得到驗證。
2)反應器采用多段冷激式固定床,催化劑裝填容量大,投資低,反應溫度適當,副反應少,易于大型化。既避免了絕熱式固定床反應器溫升太高造成副反應增加、甲醇單程轉化率偏低的弱點,又克服了換熱式固定床和等溫管式固定床反應器尺寸大、催化劑裝填容量小的缺點(專利保護關鍵技術)。
3)采用獨特的汽化提餾塔結構和分離工藝,不設置用于回收未反應甲醇的甲醇提濃塔,汽化提餾塔具有原料甲醇的汽化、回收甲醇的提濃、分離排除原料帶來的水和反應生成的水等三個功能。既簡化流程、減少投資,又有效地減少蒸汽消耗。每噸產品二甲醚的蒸汽消耗比國內外同類技術低0.5噸以上。同時也避免了甲醇提濃塔(常壓操作)操作過程中的甲醇損耗,有效地保證了甲醇的低消耗(專利保護關鍵技術)。如不采用本專利技術,則水蒸氣消耗很難控制在1.6t/tDME以下。
4)采用自行研究開發的專用催化劑,規模生產,活性好、熱穩定性好、脫水反應選擇性在99.5%以上。又由于分離過程設置先進合理,甲醇和二甲醚的分離損耗低,有效地保證了甲醇消耗這一主要消耗指標。甲醇消耗低于國內外同類技術。
5)與國內外同類技術相比,不僅技術先進,而且成熟可靠,生產成本最低。

4、產品質量
產品質量符合化工行業標準HG/T3934-2007(見下表)

項目

Ⅰ型

Ⅱ型

二甲醚的質量分數/%    ≥

99.9

99.0

甲醇的質量分數/%    ≤

0.05

0.5

水的質量分數%    ≤

0.03

0.3

銅片腐蝕試驗    ≤

----

Ⅰ級

酸度(以H2SO4計)/%    ≤

0.0003

---

注:Ⅰ型產品作制冷劑時檢測酸度

5、主要消耗(以每噸產品二甲醚計):

序號

名  稱

規  格

單位

消耗

備注

1

甲醇

粗甲醇折純

t

1.395-1.41

規模、原料純度差異

2

水蒸氣

≥1.0MPa

t

1.05-1.25 規模、原料純度差異

3

循環冷卻水

≥0.3mPa,≤32℃

t/h 70-80 循環量

4

380/220V,50HZ

kwh

6--15 規模、原料純度差異

6、合作方式

◆技術轉讓與工程設計

◆技術轉讓、工程設計與硬件承包

◆技術轉讓與EPC工程總承包

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