年產5萬噸甲醇工程項目可行性分析報告

1、目 錄 第一章 概論第二章 市場分析及預測第三章 原燃料煤資源情況第四章 廠址選擇及建廠條件第五章 設計方案第六章 環(huán)境保護及安全生產第七章 機構設置及勞動定員第八章 實施進度計劃第九章 投資估算及資金籌措第十章 經濟效益分析第十一章 項目總評價  第一章 概論 一、項目提出的背景、理由及必要性能源間題是21世紀人類面臨的主題。根據國際能源機構（IEA）及美國能源情報署預計，2003年全球石油需求量為7770萬桶/日，比2002年增加近100萬桶/日2003年全球石油供應量為7860萬桶/日，比預測需求量多160萬桶/日。隨著全球經濟的增長，石油的供需矛

2、盾日趨突出已成為國際政治、經濟、軍事的活動焦點。隨著我國經濟的高速增長，石油消費迅速上升，供需矛盾日趨突出。雖然近幾年原油產量一直保持在1.6億噸左右，居世界第5位，但從總體上講，我國石油資源（尤其是人均資源占有量）十分有限，難以滿足經濟、社會持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的需要。截止2000年底，我國石油累計探明可采儲量61億噸，累計已開采36.1億噸，剩余可采儲量僅為24.9億噸，按2001年我國原油產量1.649億噸計，僅夠開采15年。在剩余石油開采儲量中，低滲或特低滲油、重油、稠油和埋深大于3500米的占50%以上，原油產不足需的狀況越來越嚴重。2000年我國原油對國際市場的依賴度已達到27%，未來1

3、5年可能繼續(xù)上升到4050%。原油依賴度的不斷上升給我國石油安全帶來了很大的難題。七十年代兩次全球性石油危機，曾引起多方經濟和社會的大動蕩，為此成立的國際能源總署（IEA）規(guī)定，各成員國有義務存有相當于90天凈進口量的石油儲備。在實際執(zhí)行過程中，各成員國所建立的石油儲備已遠遠超過IEA規(guī)定的最低限，美、日、德三國的實際儲備規(guī)模分別為168天、161天和127天，而我國的石油儲備僅為21.6天。1996年以來，中國原油產量平均增幅為1.2%，基本在1.561.64億噸/年之間徘徊。2000年我國原油產量為1.626億噸，2001年增加到1.649億噸，增長1.32%。預計2005年、2010年、

4、2015年我國原油產量只能分別達到1.65億噸、1.76億噸、1.85億噸。在排除我國原油出口的前提下，2005年、2010年、2015我國原油缺口數分別為0.95億噸、1.37億噸,1.94億噸。據國際能源機構(IEA)分析，2010年中國石油需求量有一半依賴進口，2020年中國石油需求量有8004依賴進口。為解決我國石油緊缺的問題，國家一方面采取加大勘探力度，擴大勘探范圍增加地質儲量；另一方面采取與海外合作，石油企業(yè)走出國門，實施跨國經營，開拓海外石油進口渠道；再一方面就是開發(fā)新的能源替代產品，減輕經濟、社會發(fā)展對石油供求不足的壓力，這已成為我國石油安全措施的重要內容。這就是項目可研報告研

5、究的主題。甲醇是最理想的石油替代產品，它又是生產高辛烷值汽油添加劑的主要原料。世界各國在經歷了七十年代兩次全球性石油危機后，甲醇生產逐年擴大，其生產裝置日趨大型化。世界甲醇生產能力1991年為2268萬噸，1994年為2557萬噸，1996年為2932萬噸，1997年為3150萬噸，1999年為3562萬噸，2000年達3620萬噸，預計2005年達4039萬噸，2010年達4724萬噸。另有資料預測2005年世界甲醇生產能力將達到4294萬噸，2010年將達到5099萬噸。我國甲醇生產始于六十年代初,1960年未僅有10萬噸生產能力。九十年代以來，我國甲醇工業(yè)發(fā)展迅速，生產能力增長很快，19

6、90年我國甲醇生產能力為86萬噸，1999年為368.4萬噸。據不完全統計，全國有生產廠家200多家，規(guī)模20萬噸/年以上的僅有兩家，10萬噸/年以上的10套，5萬噸/年以上的17套，其余均為小裝置。我國甲醇產21993年為88.6萬噸，1994年達106.96萬噸，1997年達174.33萬噸，1998年下降到148.87萬噸，1999年又下降到124.1萬噸，2000年上升到198.69萬噸,2001年達206.5萬噸,2002年達210.95萬噸。我國甲醇消費全為：1980年26.91萬噸，1990年為60萬噸，1999年達261.5萬噸。我國甲醇的傳統消費領域主要是甲醛、甲胺、MMA、

7、 DMT、聚乙烯醇、硫酸二甲酯等。近年來，隨著甲醇下屬產品的開發(fā)，MTBE、農藥、醋酸、聚甲醛等新裝置的建設，特別是甲醇燃料的推廣應用，甲醇的需求最將大幅度上升，2000年我國甲醉的表觀消費量達329.3萬噸，2001年為357.7萬噸，2002年為393萬噸。本項目研究旨在以楚雄州祿豐縣中村鄉(xiāng)、仁興鎮(zhèn)的褐煤為原料，采用我國自行開發(fā)的粉煤氣化工藝技術，生產甲醇，與汽油摻燒，作用石油的新型替代產品，減輕和緩解我省經濟社會發(fā)展中石油供需矛盾的壓力，使其逐步成為我縣煤及煤化工發(fā)展的一個重點產業(yè)。 第二章市場分析及預測 一、市場分析甲醇的市場主要有兩大方面，一是作為傳統化工原料的市

8、場，主要用于甲醛、甲膠、MMA、DMT，聚乙烯醇、硫酸二甲酯、農藥、醋酸、甲醛等產品的生產。2000年至2002年我國甲醇消費量的構成如果下表：我國甲醇消費量及構成表 單位：萬噸產品2000年 2001年 2002年 消費量占%消費量占%消費量占%甲醛19275.5199.676.4207.572.7PVA2.861.122.921.122.981.04醋酸8.23.2215.25.82289.82甲胺9.93.8910.94.18124.21MTBE93.549.453.629.93.47甲醇摻燒汽油2.440.962.480.952.520.88甲烷氯化物2.

9、61.023.21.2341.4其它27.310.717.26.5918.36.42合計254.2100260.95100285.2100 由上表中數據可見，近幾年我國甲醇產品主要用于甲醛生產，其使用量占總消費量的7075%之間，用于摻燒汽油的童僅占總消費量l%不到。在我國甲醇生產中，化肥廠聯產甲醇占有較大比重，由于碳銨化肥的滯銷，因而影響了甲醇生產；另外，1997年國家再次調整部分化工產品的進口關稅稅率，甲醇進口關稅由12%降至3%，刺激了甲醇的進口，其進口量1991年為7.21萬噸，1995年達20.89萬噸，1999年高達137.39萬噸，進口量已超過國內甲醇產量。2001年甲醇進口關稅

10、稅率調為10%，其進口時有所減少。近年來我國甲醇進出口及供需情況見下表：我國甲醇產量、進出口量、表觀消費量表（單位：萬噸）年份能力產量進口量出口量表觀消費量1996294141.1941.09340.0422182.4121997334.6174.3324.17440.7197.80441998359.9148.8769.12.88215.091999368.4124.1137.390.13261.362000370198.69130.650.045329.2952001403.3206.5152.10.9589357.72002 210.951800.0845393上表數據可見，我

11、國甲醇供需矛盾多年來一直很突出，有的年份進口量大于國內產量，很多年份進口量接近國內產量。從表觀消費量可以看出，我國甲醇消費量一直逐年上升，呈平穩(wěn)上升之勢，而這些僅是甲醇用于傳統產品生產的市場需求，還沒有包括我國今后開發(fā)汽車新型燃料市場的更大需求。 二是作為汽車燃料的市場，這一市場一旦廣泛開發(fā)，其甲醇的需求量，就不是甲醇傳統產品市場消費量可比的。2002年我國全年成品油消費量達12000萬噸，一年大致要500600萬噸的成品油增量。根據2003年我國GDP增長7.5%計，預計今年全國成品油消費總量為1225012500萬噸，同比增長4%左右。如果有1/4的汽車摻燒甲醇10%，即所需甲醇300多萬

12、噸。由于甲醇遲早必定成為汽油的部分替代燃料，因此甲醇生產具有廣闊的市場前景。目前在我國山西，陜西等多煤和天燃氣的省份，開發(fā)甲醇已成為他們的重點產業(yè)。最近報導的標題為“我國開始建設大型石油替代品項目”中，四川滬州市瀘天化集團年產40萬噸甲醇、10萬噸二甲醚項目已破土動工，標志著我國已開始大規(guī)模運用天燃氣及煤化工產品代替石油產品。該項目設計生產能力為日產甲醇1350噸、二甲醚340噸，工程總投資超過10億元，建設期2年，預計年銷售收入7.2億元。瀘天化集團總裁任曉善稱：“甲醇是一種應用廣泛的基礎化工原料和優(yōu)良的清潔燃料，近三年中國的供需缺口均在130萬噸以上。甲醇還是一種重要的有機溶劑，可以摻入汽

13、油或直接作為燃料，在合成燃料和汽油添加劑方面的消費里很大。甲醇燃料作為潔凈能源產品的利用，已有較長時間，并形成了初步的市場，其推廣應用符合國家的能源政策”。我們把他這段話作為甲醇市場分析的總結是非常確切的。 二、市場預測 （一）國內市場預測 根據有關資料介紹，到2010年我國甲醇市場需求量作如下預測： 1.有機化工原料方面：需求量將在200萬噸以上；2.精細化工和多分子化工原料方面：需求量將在82萬噸左右；3.燃料方面：需求量將在265萬噸左右；4.甲醇蛋白：潛在需求量約100萬噸左右。以上需求量約647萬噸，減去潛在需求量及一些可能變動之量，該資料預計到2010年我國甲醇的需求量為417萬噸

14、左右。2010年我國甲醇的消費構成預測如下表：2010年我國甲醇消費構成預測表甲醇應用領域甲醇需求量（萬噸）有機化工原料184農藥34醫(yī)藥18染料10合成樹脂7合成纖維、橡膠13燃料200MTBE65合計531（二）云南省市場預測 本項目的建設立足于云南省汽車汽油摻燒的市場。據云南省化工協會負責人介紹，目前甲醇作為汽車燃料分三種使用方案，一是在汽油中摻入甲醇515%，汽車不需作任何改動；二是86100%燒甲醇，汽車需徹底改為甲醇汽車；三是在汽油中摻入2570%甲醇，需加入添加劑及對汽車作一定改進，南京已有專利技術。 根據上述三種甲醇使用方案，我們宜在我省采取上述的第一種方案，即在汽油中摻入甲醇

15、515%，這樣推廣起來比另外兩個方案容易，而且甲醇作為汽油的替代品也將逐步推廣進行。為此，我們對云南省甲醇摻燒汽油的市場作如下預測： 我省年使用汽油最為200萬噸左右，若按5%、10%、15%的摻燒比例計，則年需甲醇量為10萬噸、20萬噸、30萬噸。這是我省汽車推廣摻燒甲醇最低的市場需求量，它不包括今后汽車進入家庭后用油量的增加以及其它化工產品對甲醇的需求量。因此，在我州東盛化工公司建一條年產甲醇5萬噸的生產線，是具有可靠的市場需求的。   第三章原燃料煤資源情況  一、煤資源和儲量及現有開采條件本建設項目立足于利用楚雄州祿豐縣中村鄉(xiāng)、仁興鎮(zhèn)的豐富的褐煤

16、資源，采用國內近兩年開發(fā)出來的粉煤氣化先進技術，生產合成氣，建設年產5萬噸甲醇裝置。因此，褐煤是本項目的主要原燃料。1、仁興鎮(zhèn)大豬街煤礦（原羅次煤礦）：分布在仁興鎮(zhèn)中所、白馬廟一帶，面積約束力50平公里。含煤層為第三上新層，煤層產狀平緩，地質構造簡單。含煤炭6層，其中M2、M6具有工業(yè)價值。M2為主要煤層，厚望3060米，呈褐或黑褐色，光澤暗淡，木質纖維狀結構，殘存樹莖。露天開采儲量2.1億噸，礦井開采1.9億噸，為一中型褐煤礦床。2、中村煤礦（暫名）：中村煤礦現已控制煤礦體長城500米，寬容320米，呈似層狀產出，頂板埋深層次4.4510.70米，底板埋深有感觸16.8032.50米，總體向

17、南傾伏，北部仰起，傾角35度，局部隊10度，南部較深；礦體厚度8.3022.60米，平均15.96米，東近厚度較大，利于開采；產出形態(tài)受第三系含煤地層控制，煤層產狀與地層產狀一致，埋深和分布受地質構造制約，北部ZK7號鉆孔一帶由于地質構造的抬升，主要煤層已被剝飴盡，鉆孔中僅見0.70米的抬升；礦床在ZK5、ZK3、ZK8一線富厚，厚度可達16.5022.60米，距西河100210米，作為先期開采地段較為適宜。褐煤礦呈黑色、褐黑色灰色、煤塊呈致密塊狀，中等硬度，局部見未完全炭化的木質碎塊，斷口呈貝殼狀，失水后層面裂解成片狀，碎塊狀；煤質不均，頂、底部夾有23厚度2030厘米的泥炭層，據煤樣分析，

18、含水量9.68-22.82%，平均13.73%，揮發(fā)份25.92-39.27%，平均34.64%，灰份24.84-32.79%，平均31.70%，固定炭13.73-23.96%，平均19.92%，,發(fā)熱量2581.30-4071.27千卡/kg,平均3430.29千卡/kg,含硫1.19-3.42%，平均3.14%，煤礦體重工業(yè)1.201.36噸/米，平均1.28噸/米，從上述結果看，屬于煤質中等，能滿足工業(yè)和民用燃料的使者要求。1997年增長率11月在中部龍泉村附近進行了初步地質勘探工作，基本查明了褐煤礦體的埋藏、分布、質量、開采技術條件等，探明了褐煤礦體深僅4.4510.70米，厚度達8.

19、3022.60米，平均15.96米，控制面積0.18平方公里，計算煤儲量255萬噸，煤層向南延伸有增厚的趨勢，預測尚有2千萬噸的儲量，北部地區(qū)已有多處褐煤露頭顯示，有較大的回旋余地，預計全區(qū)煤儲量將達11.5億噸，前景十分誘人。表一、祿豐縣中村褐煤礦煤樣分析成果表工程號樣號位置（M）樣長分析結果備注自至含水量揮發(fā)份灰份發(fā)熱量固定炭含硫ZK22-19.159.650.5028.5030.8942.742656.0513.233.42 ZK22-210.7019.008.3035.5039.2326.964030.4323.452.98 ZK33-19.5026.0016.50

20、27.2531.1624.843268.1721.181.17 ZK44-14.4523.0018.5531.0037.4332.793620.9919.733.00 ZK55-15.5023.0016.0032.0039.2726.314071.3715.405.33 ZK66-15.0016.8011.8032.5038.5730.963783.7520.794.8 ZK88-19.9032.5022.6028.2525.9237.332581.3117.131.3  組合   27.529.3324

21、.23289.3123.272.92  表二、祿豐縣中村褐煤礦煤礦礦體儲量計算表塊段號剖面號斷 面面 積(m2)斷面間距(m)斷面平均面積(m2)計 算公 式塊 段體 積(m3)體重（t/m3）儲 量（噸）C-10.14012.54098.41004055.45V=SL4055451.28519092.6C-20.46784012.52002345.24469050600384小計C級   8745951119481.6D-15.101530200765153000195840D-21.01530983.251001256.6312566316

22、0848.64D-30.4983.2528252001904.25380850487488D-44.828251751.52002288.25457650585792小計D級   1429968.64合計C+D級   2549450.24 二、褐煤質量及煤種評價2003年9月，昆明鋼鐵集團有限責任公司技術中心實驗室對中村鄉(xiāng)、仁興鎮(zhèn)的豐富的褐煤兩個煤樣，進行煤質全分析。分析數據如下： 樣品名稱全水份揮發(fā)份灰份固定炭SP反應性反應度轉鼓后備注1仁興煤41.143.716.6631.550.093<0.0182.51.437

23、1.42 2中村煤34.5435.6924.6828.741.45<0.01752.0674 三、呂合煤質量及煤種評價2002年9月，楚雄東盛化工有限責任公司委托陜西聯合中西部煤氣化工程技術中心及西北化工研究院，對楚呂合褐煤N1K1和N1K5兩個煤樣，進行煤質全分析和實驗室煤種氣化反應性動力學試驗，并對楚雄呂合褐煤作出了綜合性評價。煤分析數據如下：呂合褐煤煤質分析數據表 煤種分析內容煤樣N1K1煤樣N1K5工業(yè)分析Mad22.9323.48Aad9.715.93Vad34.8135.21FCad32.5535.38焦渣特性11熱值MJ/kg18.575(4443.8K

24、cae/kg)19.245( 4604Kcae/kg)灰熔點DT10801250ST12201380FT12701430元素分析Wt%Cad47.4649.33Had3.423.42Oad14.2716.24Nad0.680.69Stad1.530.91 1.通過煤質分析對呂合揭煤的質最評價是：N1 K1 和 NlK5兩個煤都是含水份高（Mad內在結晶水分）含氧高的變質程度較淺的褐煤，灰低、固定炭低、發(fā)熱量低、焦渣特性指數低（基本不結渣）、中低硫，可作為灰熔聚流化床粉煤氣化爐的原料煤種。 2.通過實驗室煤種氣化反應性動力學試驗，煤種評價是：NlK1煤在溫度1050條件下，反應活性（CO2還原率

25、）為92. 2%，反應活性好；N1 K5煤在溫度1050條件下，反應活性為89.3%，反應活性較好。兩個煤樣的氣化效率較高，1050以上時兩個煤種反應性相近。通過煤氣化活性試驗，呂合褐煤N1K1和NlK5煤種反應活性好，均可作為灰熔聚流化床粉煤氣化制合成原料氣的原料煤種。3.在煤質分析和氣化活性試驗的基礎上，提出了呂合褐煤在灰熔聚流化床粉煤氣化工業(yè)試燒的操作參數：操作參數表項目內容單位Nlk1N1k5氣化溫度0C98010509801050氣壓壓力（表）MPa0.050.05產氣率Nm3/kg Coal1.351.41CO+H2MOL%65.0765.61碳轉化率We%90.391.3氧煤比N

26、m3/t Coal294286蒸汽煤比Kg /t Coal5795904.工業(yè)試燒氣化條件(1)氧氣純度：99. 6mo 1%；(2)蒸汽溫度（過熱）：3100C(3)氣化溫度：98010500C(4)氣化壓力：0. 05MPa通過上述分析、測試和試驗，說明呂合褐煤合乎生產合成氣的質量要求，而且提供了利用呂合褐煤進行粉煤氣化的一些重要參數。 祿豐縣中村鄉(xiāng)、仁興鎮(zhèn)的褐煤于呂合褐煤相比，煤質比呂合煤礦的褐煤差一些，但也能滿足生產合成氣的質量要求，從第五章設計方案開始，均于楚雄東盛化工有限公司的設計相同。   第四章廠址選擇及建廠條件 一、廠址選擇廠址選擇在祿

27、豐縣金山企業(yè)工業(yè)園區(qū)內，具有使用土地面積大、交通運輸方便，供電、供水條件具備，已有的公用設施可以利用，可大大減少項目建設投資。也可選擇在中村鄉(xiāng)或仁興鎮(zhèn)，其土地使用、交通運輸、供電、供水條件均于具備。 第五章 設計方案 一、建設規(guī)模：甲醇5萬噸/年；二、產品方案：1.年產甲醇5萬噸；2.年產合成氨1萬噸。三、甲醇產品理化性質 甲醇分子式CH30H，俗稱木醇或木精，是最簡單地一元醇，最基本的有機原料之一，無色透明易燃易揮發(fā)液體，有毒！飲后能致目盲。比重0.7915 (200C)，熔點-97. 8 0C，沸點64. 65 0C。能與水和多數有機溶劑混溶，蒸汽與空氣形成爆炸性混合物

28、，爆炸極限6.036. 5%（體積）。燃燒時生成蘭色火焰，易受氧化或脫氫而成甲醛，用于制造甲醛、醋酸、農藥等多種化工產品，可用于汽車燃料等。四、產品質量標準本產品（精甲醇）執(zhí)行國家GB33892標準，具體指標見下表：項 目指標優(yōu)等品一等品合格品色度（鉑鈷），號 510密度（200C），g/cm30.7910.7920.7910.793沮度范圍(00C,101325Pn),0C沸程（包括64.6±0.10C）,0C 64.0-65.50.81.01.5高錳酸鉀試驗，min 503020水溶性試驗澄清 水分含量，% 0.100.15 酸度（以HCOOH計），% 或堿度

29、（以NH3計），% 0.00150.0030.0050.00020.00080.0015羰基化合物含量（以CH2O計），% 0.0020.0050.01蒸發(fā)殘渣含量，% 0.0010.0030.005五、工藝技術方案本項目采用以煤為原料，獨立系統（單醇）、低壓法合成甲醇生產工藝。主要工藝流程簡圖褐蒸純煤汽氧造氣粗脫硫壓 縮變換  精脫硫脫 碳壓 縮二次脫硫 壓 縮 合 成分 離循環(huán)機放空氣回收       粗甲醇      &

30、#160;     精餾            精甲醇產品     六、工藝技術方案的主要內容 1.造氣采用灰熔聚流化床粉煤氣化技術； 2.造氣配套空分裝置（氧含量99.8）。采用空氣深冷分離制氧，技術成熟可靠，氧純度高； 3.煤氣粗脫硫及變換氣二次脫硫采用DDS脫硫技術； 4.變換采用CO-mO系耐硫低溫變換工藝（全低變）； 5.脫碳采用NHD脫碳工藝； 6.精脫硫采用湖北化研所常溫干

31、法精脫硫技術； 7.甲酵合成采用5. OMPa低壓法及三塔精餾精甲醇工藝； 8.甲醇合成尾氣采用變壓吸附回收氫； 9.主要工藝生產過程分工段采用DCS集散型微機控制系統， 10.甲醇產品貯灌按十天生產貯存量考慮。 本項目甲醇生產工藝主要包括：褐煤氣化制取水煤氣，水煤氣脫硫、氣體壓縮、變換、脫碳、氣體精脫硫，甲醇合成及甲醇精餾等。 各生產裝置工藝分別敘述如下： 1造氣工藝及設備： 目前我國以煤為原料的中小氮肥廠及甲醇廠都是采用固定床、空氣常壓氣化工藝制氣，這種制氣工藝投資十分省，十分成熟、可靠。但煤的熱效率低，只能燒焦炭或無煙塊煤，受煤炭資源條件的限制，一般成本都比較高。 本項目的工藝技術方案的

32、核心是褐煤粉煤氣化技術。同合成氨生產一樣，甲醇生產的主要成本之一是原料。楚雄地區(qū)由于不產焦炭，主要從曲靖富源、貴州盤縣等地調運，入爐焦炭每噸高達500元左右，質次價高，原料供應十分緊張。甲醇項目不可能架用焦炭或無煙塊煤作原料。但楚雄本地有豐富褐煤資源，價格低、運距短，到廠價僅100元左右。目前世界先進的煤氣化技術是德士古水煤漿氣化技術和殼牌粉煤氣化技術，我國有少數幾家大型合成氮裝置，引進采用了這種技術。煤制氣效率達95以上，純氧制氣且是加壓氣化，其壓力可達3.08.0MPa，大大節(jié)省了壓縮氣體功耗，但引進裝置投資太大，一般小規(guī)模的合成氨及甲醇企業(yè)難于承受。對原料煤也有一定要選擇性，技術要求較高

33、。 我國遼寧撫順恩德機械有限公司開發(fā)的恩德粉煤氣化技術以及中科院山西煤炭化學所與陜西秦晉公司共同開發(fā)的灰熔聚流化床粉煤氣化技術，均有自主知識產權，可燒高灰份、高揮發(fā)份的煙煤、褐煤、長焰煤等，煤種適應性強，產氣量大，熱效率高。用蒸汽、富氧或純氧作氣化劉。目前已投入工業(yè)化生產，其中灰熔聚流化床粉煤氣化技術已經成功地應用于合成氮生產?；胰劬哿骰卜勖簹饣夹g是由中科院山西煤炭化學所自行開發(fā)的專利技術。由陜西聯合中西部煤氣化工程技術中心進行總體規(guī)劃和協調，化六院承擔工程設訓，陜西秦晉煤氣化工程設備有限公司承擔設備制造、安裝，在陜西城固化肥廠建設了一套工業(yè)示范裝置。該裝置設計單爐生產規(guī)模為2萬噸合成氨/

34、年，用陜西彬縣煙煤為原料生產合成氮。2001年6月建成投料試車，2003年3月通過省級鑒定測試考核，各項工藝技術參數達到設計要求。工藝設備經多次調整和改進、裝置運行較為穩(wěn)定。 楚雄東盛化工有限責任公司曾兩次組織人員到陜西城化考察，直到目前該裝置仍在穩(wěn)定運行，已連續(xù)穩(wěn)定運行了近6個月。無廢氣排放、無泄漏、無污染。操作環(huán)境整潔。灰熔聚流化床粉煤氣化的工作原理是，粉煤在氣化爐內借助氣化劑（氧氣、蒸汽）的吹入，使床層中的粉煤沸騰流化，在高溫條件下，氣固兩相充分混合接觸，發(fā)生煤的熱解和炭的氧化還原反應，最終達到煤的完全氣化。煤灰在氣化爐中心高溫區(qū)相互粘結團聚成球，由于灰球和炭粒的重量差別，使灰球與炭粒分

35、離，灰球則靠自重落到爐底，定時排出爐外。隨煤氣從爐體上部被帶出的煤粉塵經旋風分離器回收再返回氣化爐內，與新加入爐內的粉煤混合進行氣化反應，形成煤粉及粉煤混合物料的不斷循環(huán)過程，從而提高了煤中炭的轉化率，可達90%以上。灰熔聚流化床粉煤氣化滬結構筒單，爐內無任何傳動機構，運行可靠，操作容易·、維修方便。操作溫度適中（10001100），煤種適應性廣，連續(xù)氣化無廢氣排放，煤氣中幾乎不含煤焦油，煤氣洗滌水中含有機物少，容易處理。原料煤經破碎、篩分、干燥、粒度(8mm，水份<5%，經螺旋輸送機正壓加入氣化護內，用變頻調速電機調節(jié)進煤最。增濕螺旋排渣機將熱值冷卻后排出。第二旋風分離器排出

36、的細煤灰，經雙螺旋增濕器冷卻增濕后排出，消除了熱干灰排放飛揚污染環(huán)境。二旋分離下來的極細煤粉（達300目）可回收作為炭黑加工原料出售。氣化和空分操作控制全部用DCS集中在一個控制室內操作。工藝流程簡圖示意：粉煤純氧過熱蒸汽氣化爐 第一旋風分離器第二旋風分離器廢熱鍋爐蒸汽過熱器軟水加熱器循環(huán)物料   渣斗   排灰裝置   煤氣氣柜煤氣洗滌塔 排渣 排灰2002年9月，雄州東盛公司委托陜西聯合中西部煤氣化工程技術中心，對楚雄呂合褐煤煤樣進行煤質全分析和實驗室煤種氣化反應性動力學試驗。根據試驗數據，

37、對呂合褐煤進行了煤種綜合評價。(1)楚雄呂合褐煤是含水高（Mad內在結晶水），含氧高、含揮發(fā)份高的變質程度較淺的褐煤，灰份低，固定碳低，發(fā)熱量偏低，焦渣特性低（基本不結值），中低硫。(2)煤種在10500C條件下，反應活性（CO2還原率）92. 2%，反應活性好，煤氣化過程中碳的轉化率高（90.3），氣體中有效氣體成份較好，氧煤比和蒸汽煤比較低。(3)由于呂合褐煤固定碳和發(fā)熱量較低，原料消耗較高。(4)呂合褐煤可作為灰熔聚流化粉煤氣化爐的原料煤種，楚雄呂合褐煤工業(yè)分析數據（由西北化工研究院提供）?；曳荩篈ad5. 21；水份：Mad23. 48；固定炭：FCad35. 31；揮發(fā)份：Vad35

38、. 21；全硫：StadO. 91；熱值：19. 245MJkg (4604Kcaekg)灰熔點：（T2）1220-13800C煤氣成份：CO 32.06%； H2 36.55% C02 23.11%； CH4 2. 0%； N2 5. 84%_ 本項目造氣工藝擬采用灰熔聚流化床粉煤氣化技術，以本地呂合褐煤為原料，制取水煤氣生產甲醇。 主要設備及技術參數： (1)粉煤氣化爐2臺 下部氣化段內2400/外3200，上部分離段內3600外4200 煤氣產量：142bONm3時.臺x228500Nm3時 操作壓力：0. 05MPa操作溫度：980-1100 入爐粉煤：粒度<8毫米、水份<

39、5% 空分裝置1套氧氣產量：6000Nm3/n 含氧純度：99.8%電動空壓機，空氣深冷分離制氧。（3）廢熱鍋爐2臺 產生1. 6MPa的飽和蒸汽，產汽量11.6噸小時，自產蒸汽自用有余，可并網外供一部分。 (4)蒸汽過熱器F300m2兩臺 產生0. 4MPa ，310過熱蒸汽，供造氣爐自用。 （5）一級旋風分離器、二級旋風分離器各2臺一級旋風分離器下來的物料送至造氣爐循環(huán)使用，出口煤氣中含塵量 <30g/Nm3；二級旋風分離器出口煤氣中含塵量35mg / Nm3 。兩級高效旋風分離器除塵效率達9899%，內襯耐熱及耐磨材料。(6)軟水預熱器2臺(7)煤氣冷卻塔（共用）1臺(8)備煤氣系

40、統按每小時處理煤量20噸設計1套備煤系統裝置包括：原料煤庫、破碎、輸送、篩分、干燥等設備及廠房，干粉煤貯倉、進料系統等。(9)電除塵器（共用）1臺2.水煤氣粗脫硫工藝及設備煤氣的粗脫硫大多采用濕法脫硫，方法也很多，而選擇脫硫的方法原則是：工藝技術先進；有較高的脫硫效率；阻力小、脫硫劑成本低，運行費用低，容易再生，對設備腐蝕小、對環(huán)境污染較小等。本設計擬選用DDS法脫硫新工藝，作為粗煤氣和變換氣的二次脫硫。由北京大學化學與分子工程學院魏雄輝博士開發(fā)的DDS催化劑脫硫新技術這項技術是由DDS催化劑的含鐵化合物的堿性溶液（簡稱DDS溶液），吸收氣體中的無機硫、有機硫和二氧化碳。經數十家化肥企業(yè)的應用

41、及生產實踐證明，半水煤氣用DDS脫硫后H2S含量可達2068mg /m3，變換氣脫硫后H2S含量可達12mg/m3。DDS脫硫溶液循環(huán)量小，設備腐蝕小，脫硫效率高，脫硫塔內不積硫、不堵塔、系統阻力小。脫硫再生后產生的硫泡沫通過分離裝置分離后，作為硫膏出售。脫硫前煤氣中含H2S11. 5g/Nm3；脫硫后煤氣中含H2S<0. 07g/Nm3。 脫硫工段主要設備選型： (1)羅茨鼓風機Q=247m3/min，出口壓力49KPa3臺 配用電機JS137-6-280KW380V（2開1備）。 (2)脫硫塔3600 H=30000 1臺 (3)電除塵器34513265 H=12600 1臺 輸出電

42、壓4045KV，輸入電壓220V (4)溶液再生槽57004800 H=6880 1臺 (5)脫硫液泵Q=360m3/n H=50m 2臺（一開一備） 富液再生泵Q=360m3/n H=71m 2臺（一開一備） 3.變換工藝及設備一氧化碳的變換過程，既是原料氣的凈化過程，又是原料制氫過程的繼續(xù)。目前，國內中、小型氮肥廠及甲醇廠所采用的變換工藝有中溫變換工藝、中申低、中低低及全低變工藝等。對于合成氨生產來說，原料氣中CO是有害氣體，必須通過各種凈化工藝手段將它清除，要求有較高的變換率，使變換氣中CO含量在1.0一1.5，對甲醇（單醇）生產廠來說，CO是合成甲醉必須有的有效氣體成份，在變換工藝中只

43、能是將原料氣中一部分CO變換成C02和H2，要求較低的變換率(40%左右)，以滿足甲醇合成凈化氣中H2-C02/CO+C022. 12. 3氫碳比要求。由于甲醇生產要求變換氣中CO含量較高，變換過程中汽氣比較小，不宜采用中溫變換工藝，因中變催化劑屬Fe-Cr系,，會因過低的汽氣比而產生F一T副反應，使CO和H2發(fā)生烴化反應，一方面消耗了氫，還會影響甲醇催化劑的安全運行，影響甲醇產品質量。 本項目采用CoM。系全低變低溫變換工藝。操作壓力0. 8Mpa，與中變相比，全低變有以下優(yōu)越性：同樣的生產能力裝置，催化劑量減少一半，降低了床層阻力，提高了變換爐的設備能力；變換爐入口溫在200以下，床層溫度

44、下降了100-200，氣體體積縮小大約25，降低了系統阻力，減少壓縮機功率消耗節(jié)能。由于反應溫度下降，減少熱損失，從而提高了熱回收效率，進一步降低蒸汽消耗；可減少換熱面積一半左右，由于甲醉生產要求較低的變換率，Co-M。系催化劑能適應較低的汽氣比，蒸汽用量大大減少，工藝裝置大大簡化，可省掉第一、第二熱水飽和塔及第一、二熱水泵等設備，進一步降低系統阻力，降低能耗，節(jié)能效果顯著。 C0M0系催化劑冷熱強度較高，從根本上解決了中變催化劑粉化問題；催化劑使用壽命長，一般可用5年左右，最長的已使用7年。 全低變工藝流程： 壓縮來水煤氣焦炭過濾器第一熱交換器管內第二熱交換器管內電加熱器低變爐第二熱交換器管

45、間第一熱交換管間增濕器軟水加熱器水冷卻器變換氣至二次脫硫 主要設備： 變換爐：3200 H=11000二段式 1臺； 第一熱交換器：1000 F=150m2 2臺； 第二熱交換器：1000 F=200m2 1臺； 電加熱器：W=280Kw 1臺； 軟水加熱器：1000 F=180m2 1臺； 變換氣水冷卻器（不銹鋼板式換熱器）F=260m2 1臺 4.脫碳工藝及設備 脫碳裝置是脫除變換氣中的C02，以提高原料氣中的Co和 H2的濃度，有利于甲醉合成，同時減少對C02壓縮所帶來的動力消耗。甲醇生產對原料氣中C02含最要求不象合成氮生產中的那樣高，相反，CO2的存在一方面有利于提高甲醇催化劑的活性

46、，同時CO 2也還可以參加甲醇反應（但轉化率比CO低得多），所以甲醇生產原料氣中必須保留一定量的C02。 變換氣脫碳的方法很多，中、小氮肥廠常用的有PC法（碳酸丙烯酯法），MDEA法（N一甲基二乙醉胺法）；NHD法、PSA法（分子篩變壓吸附法）等。本設計選用NHD法脫碳工藝。裝置處理氣量約27000Nm3/n。 NHD是南京化學工業(yè)公司（集團）研究所近幾年來開發(fā)的一種優(yōu)良的物理吸收溶劑，它的主要組分為聚乙二醇二甲醚。NHD主要特點有：(1)溶劑循環(huán)量小、能耗低、氣體凈化度高、吸收效率高、溶劑蒸汽壓極低，揮發(fā)損耗少；溶劑無腐蝕性，設備大多采用碳鋼制造，投資較??；(3)溶劑不氧化、不降解，有良好的

47、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；(4)溶劑本身不起泡，操作中不需添加消泡劑，溶劑無毒、無奧、無味、對人、畜及環(huán)境無毒害；(5)工藝流程簡單，操作穩(wěn)定方便，(6)由于NHD脫碳的吸收和再生過程基本不耗蒸汽，不耗冷卻水，故能降低運行費用。NHD凈化技術已獲中國專利，被列為“九五”國家級科技成果重點推廣計劃。NHD技術特別適用于以煤為原料，硫化物和二氧化碳含t較高的合成氮甲醉等裝里的氣體凈化以及城市煤氣中酸性氣體的脫除，適合我國國情。NHD技術目前已有幾十家化工企業(yè)采用，取得了良好的經濟效益。受到越來越多，特別是新建企業(yè)的普遍歡迎。本甲醇生產項目，由于采用灰熔聚流化床粉煤氣化工藝，原料氣中C02比較高，更適宜

48、選用NHD脫碳技術。NHD脫碳采用低溫吸收、二級閃蒸、空氣氣提再生工藝。NHD不僅可以脫碳，還可以脫除變換氣中的COS, CS2等有機硫。主要設備：脫碳塔 1臺 貧液泵 2臺（一開一備）氣提塔 1臺 富液泵 2臺（一開一備）換熱器 1臺 空氣鼓風機 2臺（一開一備）氮冷器 1臺 冰機 2臺（一開一備）空氣冷卻器 1臺 溶劑冷卻器 1臺 高壓閃蒸槽 1臺低壓閃蒸楷 1臺5.精脫硫工藝及設備在甲醇工業(yè)生產中，甲醇催化劑對原料氣中硫化物（主要是H2S、COS- CS2等）特別敏感，微量的硫化物就會引起甲醇催化劑中毒，使其使用壽命大大縮短。 90年代以前，由于我國脫硫技術相對落后，原料氣中硫化物含量不

49、能滿足甲醇生產要求，使得昂貴的銅系甲醇催化劑一般只能使用三個月左右，好的才半年時間，少則一個月甚至更短時間，就失去活性而被迫頻繁更換。增加了甲醇生產成本，限制了甲醇生產的發(fā)展。在合成氨生產中。一般中小型廠對原料氣中硫化物含最低于10PPm（1 PPm為百萬分之一），而在甲醇生產中，則要求精制原料氣中總硫含量須小于0. 1 PPm。一般的濕法脫硫肯定無法滿足這一要求。 90年代初，湖北化學研究所開發(fā)成功的常溫精脫硫工藝技術，首先在甲醇行業(yè)中運用。在國內、國際上均具有先進水平，已獲國家專利。完全可以滿足甲醇催化劑對精脫硫的要求。生產實踐表明：許多廠采用了湖北化工研究所的常溫精脫硫新工藝技術后，甲醇

50、催化劑使用壽命大大延長，一般使用壽命在3年以上，甚至5年時間。本設計選用湖北化工研究所的JTL4常溫精脫硫工藝。第一脫硫塔填裝兩段T102 (EAC-2)特種活性炭脫除H2S；第二脫硫塔填裝EZX多功能脫硫劑脫除COS，CS2。 該工藝技術的最大特點是，在常溫下對有機硫的轉化和脫除效果很好，省去了加熱降溫設備的投資和運行中的熱能消耗及降溫費用。工藝流程相當簡單，占地面積小、投資省。原料氣全氣量通過，不需人工調控，不受工藝條件影響。 6.甲醇合成工藝及設備 本項目采用獨立系統（單醇），5. 0MPa壓合成甲醇工藝，合成塔內件采用杭州林達化工技術工程有限公司開發(fā)的JW均溫型低壓合成塔。采用銅墓甲醇

51、合成催化劑。 由于甲醉合成反應熱大，幾乎是合成氮反應熱的二倍，甲醇催化劑耐熱性比氨催化劑耐熱性差，使用溫度范圍較小，故甲醇合成塔內件設計要求十分關鍵。杭州林達公司開發(fā)的JW均溫型甲醇合成塔內件具有結構簡單可靠，床層軸向、徑向溫差小、易還原徹底，塔阻力小、生產強度高等特點，已在國內200多家廠使用，取得很好的效果。林達公司低壓甲醇合成技術已于2000年獲得中國專利，與國內國外同類型的低壓甲醇塔相比，空時產率高（kg甲醇m3觸媒），觸媒裝填系數高達70，比國內外使用的管殼式甲醇合成塔高一倍，與之相比，還有結構簡單、體積小、投資省。國內采用林達低壓甲醇醉合成技術的有哈爾濱煤氣化廠（8萬噸年），河南中

52、原氣化廠（8萬噸年），江蘇武進（2萬噸年），山東墾利等都是以水煤氣為原料的低壓甲醇裝置。云南曲靖以焦爐氣轉化氣為原料，采用林達公司2000低壓甲醇合成技術生產7萬噸年甲醉裝置正在擬建。甲醉合成工藝流程5. 5Mpa精制原料氣油分氣氣換熱器開工電爐合成塔廢熱鍋爐氣氣換熱器水冷器甲醇分離器循環(huán)機油分合成塔甲醉分離器分離出粗甲醇中間貯糟甲醇貯糟。甲醇合成放空氣經回收氮后放空。合成壓力：5. 0Mpa，反應溫度：220230。主要設備：甲醇反應器：內1800 H14600 1臺催化劑裝填量16m3廢熱鍋爐：9001800 F=138m2 1臺開工電爐：1200 功率W=700KW 1臺氣氣換熱器： F=900m2 1臺油分：1500 1臺醇分：1500 1臺水冷器：F=550m2 1臺循環(huán)機：DW-40/47-54 （一開一備） 2臺Q=40m3/min 配用電動機：800KW/6000V 7.甲醇精餾工藝及設備 合成得到的粗甲醇中含有水、高級醇、醛、酮、烷、烴等雜質，必須通過精餾將粗醇變?yōu)榉蠘藴实木状肌?本項