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二甲醚.doc

二甲醚

遺莣那段情
2019-05-18 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《二甲醚doc》,可适用于综合领域

、二甲醚的市场预测以二甲醚为原料的主导产品其三个系列燃气、燃油和制冷剂的应用取得突破性进展它们的生产路线构思新颖、技术独特。以科学的配比和适当方式将二甲醚与C、C完全混溶。即成优质的可燃性液化气该液化气无毒、无烟、不积炭、“残液”量少热值高(约大卡kg)比同等重量kg装置的普通液化气连续燃烧时间可长小时左右。经有关部门检测符合《国家液化石油气标准》受到广大用户的青睐。被列为国家科委重点推广项目之一。由于二甲醚液化燃气的安全、清洁方面已越来越受到青睐。据报道日本对管道煤气的安全性反而有点不放心却对钢瓶液化气情有独钟在我国液化气已十分普及而二甲醚液化气及性质比石油液化气优越成本不比液化石油气高而石油液化气年我国就进口万吨因此二甲醚液化气市场十分广阔。将二甲醚加进汽(柴)油中可提高油品的辛烷值(十六烷值)具有明显的燃烧经济性不仅改善车辆的冷启动性和加速性能而且降低尾气排放。据统计仅北京市就有多万辆汽车全国拥有量不少于万辆按每辆每年烧油两吨计就得万吨汽(柴)油而我年进口石油达万吨因此二甲醚作为能源替代品已迫在眉捷。以二甲醚为基础原料配制的环保制冷剂具有无毒无害、安全可靠、化学性能稳定单位容积制冷量大流动阻力小在常温和低温范围内压力适中热效率高等优点是一种很有前景的氟利昂长期性替代物。几乎与此同时环保型“绿色制冷剂”的市场需求量越来越大尤其是汽车空调制冷剂(俗称“雪种”)是汽车空调的重要冷源。随着我国加入WTO“安全、可靠、舒适”是汽车工业发展的方向而汽车空调是提高汽车档次和市场竞争力的不可缺少的一部分。目前汽车空调制冷剂市场还没有规范的管理体系处于逐步完善阶段正朝着环保节能型方向发展。我国政府已宣布加入修改后的“蒙特利尔议定书”向国际社会作出承诺至年停止生产CFC类氟利昂。因此必须加快“绿色制冷剂的研究和生产”。据制冷协会的不完全统计我国每年制剂(还不包括各种气雾剂、发泡剂、灭火剂等在内)的消耗量约万吨总值约亿元仅汽车空调制冷剂的消耗量占整个市场的而且今后还在不断增加巨大的市场潜力和新技术的交叉渗透为二甲醚开辟了广阔的发展空间。、结论将资源优势和技术优势结合大力发展我国碳一化学二甲醚作为清洁燃料系列产品作为能源的替代品具有非常广阔的前景二甲醚先进技术的开发成功将煤化工、石油化工、天燃气化工有机结合融为一体、相辅相成它将产生显著的社会效益对开辟节能新领域具有十分现实和深远意义。 二甲醚(DME)是一种最简单的脂肪醚又称木醚、甲醚主要用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等另外也可用于化学品合成用途比较广泛。二甲醚市场应用现状及未来发展目前全球DME的生产能力约为kta产量约kta其中我国生产能力约kta。目前全球DME的消费主要集中在以下几个方面。做气雾剂、制冷剂和发泡剂世纪年代以后气溶胶工业得到了迅速发展在气雾剂产品中的气雾剂(抛射剂)主要采用氯氟烃。近年来人们逐渐认识到氯氟烃对大气臭氧层的破坏作用逐步开始采用其他代用品。研究表明二甲醚作为氯氟烃的替代品具有无腐蚀、无毒、水溶性、溶性好等特点是一种理想的气雾剂。另外其成本低、价格便宜在西欧各国已经成为民用气溶胶制品的氯氟烃的替代品。此外其容易液化的特性也引起研究者的重视许多国家正在开发以二甲醚代替氯氟烃做制冷剂的技术。二甲醚还可作为泡沫塑料产品的发泡剂。气雾剂是目前DME的主要消费领域年美国在这一领域消耗DME约为kt。二甲醚做溶剂、化工原料DME还可以来生产硫酸二甲酯、二甲基硫醚等化工产品。二甲醚做燃料DME具有燃料的主要性质其热值约为MJm且其自身含氧能够充分燃烧不析碳、无残液是一种理想的清洁燃料。但目前由于其成本较高、生产及应用研究深度以及替代积极性等问题限制了在燃料领域的应用。未来DME应用的最大的潜在市场是作为柴油代用燃料。目前全世界交通燃料的消耗量在Mt左右如果DME做替代燃料研究一旦取得重大突破对DME的需求将是惊人的。DME做代用燃料的研究进展DME可直接作为汽车燃料其燃烧效果比甲醇好除具有甲醇燃料的优点外还克服了低温启动性和加速性能差的缺点。据美国有关资料报道DME具有较高的十六烷值是柴油发动机的理想燃料。美国一些机构对DME替代柴油做了大量工作进行了燃烧性能对比。在中型载货汽车上的试验研究结果显示DME和柴油在热效率、碳氢化合物CO的排放上是具有可比性的。其氮氧化物的排放量比柴油约低。排放指标符合美国加州标准。但和美国修订后的载客小汽车的排放标准相比有些指标还达不到DME的应用研究还需深入进行。比较数据如表所示(中型载货汽车实验数据及标准)。表DME燃料排放和美国排放标准对比gkW·h 项目DME美国标准) CO)NOX)非甲醇碳氢化合物颗粒    注:)为内燃机改进后的数据。)为-年美国柴油客车标准。我国西安交通大学能源与动力工程学院汽车工程系在美国福特汽车公司和国家自然科学基金委员会的资助下进行大量研究工作采用DME代替柴油实现了柴油机超低排放与柴油机相比燃用DME后发动机完全消除了碳烟排放氮氧化物排放降低%~未燃碳氢排放降低CO排放降低排放指标不仅满足欧洲Ⅱ和Ⅲ标准而且接近欧洲将于年实施排放标准和美国加州超低排放标准。据报道我国宁夏地区拟建设kta的煤基二甲醚装置据悉已通过中国国际咨询公司组织的评估。该项目计划投资亿元引进外资与加拿大麦耐特联合公司签定了合作协议书技术采用美国空气动力公司的技术。该项目的主要优势是原料煤因为宁夏的灵武矿区有Mt以上的特低灰、特低硫、特低磷、低熔点、气化性能好的煤资源。DME也可以用于联合循环发电装置的燃料。发电系统一般采用合成气做燃料。在发电低负荷的时候可以将合成气转化为DME产品这样就可以方便地贮存以便高负荷时再用或外销出去。其效果类似于联合循环发电用甲醇做燃料。据资料报道英国BP公司与印度石油公司、天然气局印度公司决定在中东地区合资建设世界第一套大型燃料型DME工厂产品用做电厂燃料规模为kta总投资约亿美元。DME的生产技术进展二甲醚的工业生产技术主要有甲醇脱水工艺和合成气直接合成工艺。甲醇脱水工艺在世纪年代实现工业化按反应相的不同又可分为液相甲醇法和气相甲醇法。液相甲醇法最初采用硫酸作催化剂该工艺具有反应温度低(小于℃)、转化率高()、选择性好的优点但同时具有设备腐蚀严重、污水污染大、操作条件恶劣等缺点。目前国外已废除该工艺。气相法利用结晶硅酸铝等做催化剂进行甲醇气相脱水制得二甲醚该法最早由Mobil公司和Esso公司开发成功我国的西南化工研究院和上海石化院也均开发了自己的技术。该法反应温度要比液相法高(在℃以上)甲醇单程转化率(约左右)也低于液相法但生产成本相当。目前世界上绝大多数装置采用的技术即为气相脱水法。合成气直接合成二甲醚工艺就是将合成甲醇和甲醇脱水两个反应在一个反应器内完成。该法又分为两种气固相法和三相床法。和甲醇脱水法相比一步法工艺具有流程短、投资省、能耗低等优点而且可获得较高的单程转化率。据报道一步法合成二甲醚工艺二甲醚的成本比甲醇脱水法低左右。国外开发此技术的公司主要有美国的空气产品和化学公司、丹麦的托普索(Topsфe)公司等且已经有一步法合成二甲醚工业装置建成的报道。国内研究也方兴未艾清华大学、浙江大学、西南化工研究院、兰化研究院等单位均致力于该工艺的研究。由兰化研究院、兰化化肥厂与兰州化物所共同开发的一步法制二甲醚小试已通过原中石化总公司组织的技术鉴定目前在做工业放大工作。据报道西南化工研究院也开发成功该技术并建设了多套工业装置规模已达到万吨级。由浙江大学开发的合成气一步法生产DME技术已在湖北田力公司建成ta的工业化装置。合成气一步法工艺是未来的发展方向。二甲醚替代柴油的经济性分析国外二甲醚的生产成本情况根据国外相关资料报道按年美国情况在美国海湾地区建设套kta的大型DME装置的投资估算情况如表所示(为了显示原材料在成本中所占的比重将在中东地区建设同一装置的投资及成本情况也列入表以作比较)。表美国及中东DME生产技术装置的投资估算比较 项目美国海湾中东  甲醇气相脱水技术空气产品公司合成气一步法技术甲醇气相脱水技术空气产品公司合成气一步法技术 总投资额百万美元总装置投资界区内投资氧气生产合成气生产甲醇生产DME生产提纯界区外投资其他工程投资流动资金产品成本美元t现金成本可变成本净原材料成本公用工程固定成本折旧          表中采用甲醇脱水技术的装置包含相匹配的甲醇装置甲醇技术采用鲁奇公司低压天然气合成技术。合成气一步法装置则以天然气为起始原料。对于甲醇脱水技术如不考虑建设配套的甲醇装置而外购原料则在美国海湾地区建设同样规模的装置需投资约万美元。当甲醇价格为美元t时产品成本为美元t比配套建设甲醇装置的产品成本高美元(-=)。由表中数据可以看出天然气价格对产品成本影响非常大。在天然气价格便宜的中东地区(约元m)采用相同的甲醇脱水工艺建同规模的装置产品成本较天然气价格较高的美国海湾地区(约元m)低美元t采用合成气一步法工艺产品成本降低约美元t降幅均在左右。替代柴油的经济性分析以表中装置产品成本为分析对象在美国海湾地区年燃料柴油的价格为美元tL的DME和L的柴油发热量相同因此DME的价格低于美元t时和柴油才有竞争力换言之按美国甲醇脱水制二甲醚装置的成本美元t考虑当柴油价格高于美元t时DME则在经济上可行。很显然在目前技术水平下无论美国还是中东地区DME的最低成本为美元t因此DME还不具备和柴油竞争的优势。在天然气价格高的地区原料费用在成本中占的比例很大产品成本对原料价格的敏感度很高未来产品成本的降低寄希望于天然气价格的降低。而在天然气资源丰富的地区因原料费用很低折旧费用相对较大DME装置的规模优势对产品的成本影响会很明显。对比我国的情况我国天然气资源量相对较少价格相对较高。无疑天然气价格将是影响DME成本的重要因素。由于我国无同类型的装置暂以美国地区的甲醇脱水工艺装置投资及公用工程消耗为参考在我国建设kta的DME工厂每吨DME耗天然气m如天然气价格按我国供应化肥企业的天然气井口价元m加净化费元m为元m考虑DME的产品成本约为元t(含税下同可视为DME的最低保本价)t柴油和tDME发热量相同。由于未来DME做燃料是否征收消费税以及税率多少还是未知数故暂按不征收考虑。当柴油价格为元t时(含各种税)两者经济性相同当柴油价格高于元t时DME具有竞争优势。年中国石化集团公司#柴油年平均出厂价格为元t高于元t可见按全年水平DME具有一定的竞争优势当然以上结果的基础立足于天然气的低价格元m。对不同天然气价格时DME生产成本和具有相同经济性的柴油价格进行研究结果见表。可以看出如要和年我国#柴油的价格相比具有竞争性则天然气的价格不能高于元m。表不同气价下甲醇脱水工艺的DME成本和相对应的临界柴油价格 天然气价格元·m- DME完全成本(含税)元·t相对应的临界柴油价格元·t        如建设合成气一步法工艺装置投资及消耗同样以美国海湾地区kta装置为基准如天然气价格仍采用元m每吨DME消耗天然气mDME的产品成本约为元t与此价格具有相同竞争力的柴油价格为元t若柴油价格高于此价格则DME具有经济性好的优势。若DME的成本能和年平均柴油价格元t相竞争则天然气价格不能高于元m。此价格比甲醇脱水技术装置的竞争价格(元m)高元m。显然合成气一步法工艺技术更具有竞争优势。以上均基于在几个天然气价位下对DME不征收消费税时和柴油价格(含消费税)进行经济性比较。如将来对DME做燃料征收一定的消费税将会对DME替代柴油的经济性产生一定影响。DME在燃料领域已勾画出良好的发展前景在该领域的研究方兴未艾。但由于受原油、天然气价格、技术成熟度以及政府相关政策等多种因素的影响DME的大规模应用应该说还有一定的不确定性预计在这一领域的大规模应用还需假以时日。结论合成气一步法生产DME工艺是技术发展的方向。目前已经有多家公司宣称开发成功一步法工艺但规模还相对较小燃料级大规模工业装置的生产技术有待进一步发展完善。DME能否替代部分传统燃料市场还要看其经济性怎样。这其中受多种因素影响如原油价格、煤或天然气价格、财税政策、配套设施等。总之在目前DME的市场还未出现很大增长燃料领域市场未得到大力开拓的情况下建设大规模DME装置的时机目前暂不成熟。但是DME所显示出的市场前景是十分广阔的对此要有明确的认识。另外作为我国的燃料市场柴汽比结构长期失调制约了我国炼油工业的发展和平衡。再加上乙醇汽油的使用这种矛盾更加突出。因此我国应加强DME替代柴油的研究工作以解决这一矛盾。二甲醚简称DME是一种无毒含氧燃料它可以从煤、天然气、生物质等多种资源中制取二甲醚含氢量高且容易液化能实现高效清洁燃烧燃烧时完全不冒黑烟是柴油理想的替代燃料在交通运输、发电近年来欧美、日、韩等发达国家十分看好二甲醚燃料汽车的市场前景和环保效益纷纷开展二甲醚燃料发动机与汽车的研发。在欧洲VOLVO汽车公司研制出了燃用二甲醚燃料的大客车样车用于试车与示范。在日本NKK公司和交通公害研究所分别研制了燃用二甲醚燃料的卡车样车计划在~年内小规模推广。针对我国自然条件和“富煤、少油、有气”的能源资源特色发展洁净二次能源二甲醚对于我国经济发展、环境保护与生态平衡具有重大战略意义。上海交通大学、上海汽车工业(集团)总公司、上海柴油机股份有限公司和上海焦化厂正在联合开发二甲醚燃料城市公交汽车目标是计划建立示范车队推广二甲醚燃料汽车。、民用等领域有着十分美好的应用前景。黄震说作为世界上人口最多的发展中国家我国能源的开发利用面临着经济发展和环境保护的巨大压力能源已经成为我国可持续发展的关键。鉴于我国煤炭资源丰富油气资源有限天然气资源分布较为分散、距用能中心较远管网系统很不发达可再生资源在总体能源平衡中不可能占较大份额等国情如何合理利用我国的能源资源尤其是煤炭资源寻找新型的清洁能源载体已经迫在眉睫。黄震表示:从煤炭、天然气、煤层气和生物质制得洁净的二次能源--二甲醚能广泛用于汽车、小型热电冷联供、发动机热泵、大型燃气轮机、燃料电池及家庭灶具、热水器等。据悉这种传统能源的补充产品已经在我国生产用二甲醚驱动的汽车等也已经在上海研制成功。 

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