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四川天一科技股份有限公司
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甲醇气相法制二甲醚生产技术
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1、二甲醚产业

二甲醚是洁净环保型燃料,是国家认可并鼓励发展的替代能源。在高油价时代,煤基二甲醚产业将成为有效控制我国石油对外依赖度的主力军。二甲醚替代液化石油气(LPG)已被消费者认可,国家发展改革委、建设部、农业部分别颁布了相关标准。二甲醚替代液化石油气(LPG)不仅是作为民用燃料,工业用如陶瓷、玻璃烧制,金属切割与焊接等消费量也很大。二甲醚将来更大的用途是替代柴油,作为车用、船用、发电用发动机的燃料。我国的柴油消费量已经超过1.2亿吨/年,液化石油气消费量也在2000万吨/年,因此二甲醚的产业前景是相当广阔的。甲醇制二甲醚生产装置的特点是投资少,产值高,见效快,如每吨产品有200元左右的利润,一般1-3年即可收回投资。为了推广使用二甲醚,财政部、国家税务总局日前发布《关于二甲醚增值税适用税率问题的通知》(财税[2008]72号)规定,为促进二甲醚的推广使用,决定自2008年7月1日起,对二甲醚按13%的增值税税率征收增值税。

2、二甲醚生产方法

目前国内外二甲醚生产方法主要有两类:合成气一步法和甲醇法,而甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。
合成气一步法工业化技术尚未完全成熟。按现有技术水平,生产成本比甲醇法高,技术缺陷有待弥补、技术关键有待探索、突破。目前已投产的和拟建在建的二甲醚生产装置都是甲醇法。而液相法生产工艺由于操作压力低、单台反应器产能低、有一定污染,造成装置投资高、电力消耗高,不宜大面积推广。
甲醇气相法是现阶段最经济合理的二甲醚生产方法。目前国内外拟建和在建的上规模的二甲醚生产装置均为甲醇气相法。

3、 本公司甲醇气相法新技术

研发推广历程
本公司甲醇气相法二甲醚生产技术于1980年代率先在国内研究开发,被列为“八五”科技攻关项目,1994年实现工业化。1990年代就有3套气雾剂级、7套燃料级的装置建成投产,并成功实施了以粗甲醇为原料生产燃料级二甲醚。此后经不断创新改进,形成先进的甲醇气相法新技术。1995年和2003年分别申请两项中国发明专利并获授权,甲醇气相法新技术的主要技术关键已列入这2项专利的权利要求。
2005年12月,首套采用本单位甲醇气相法新技术的二甲醚燃料生产装置在蚌埠新奥燃气公司建成投产,标志着二甲醚生产技术上了一个新的台阶,二甲醚生产成本大幅降低,技术水平世界先进。由于该装置的建成投产的示范效应,国内企业纷纷规划实施建设二甲醚燃料生产装置,再业内形成一股“二甲醚热”。
公司研发、设计技术人员本着“只求更好”、“精益求精”的原则,多年来在节能降耗、降低投资、优化操作上做文章,持续技术创新效果显著,二甲醚生产技术不断改进完善。从工厂生产运行结果看,与国内外现有技术比较,甲醇和水蒸气的消耗最低,从而有效降低了二甲醚生产成本。新技术的先进性和可靠性已在近年投产的30多套装置上得到验证。

国家科技部已指定西南化工研究设计院和四川天一科技股份有限公司为“非石油路线含氧化合物制备关键技术”中“甲醇制二甲醚大型化工程开发”国家科技支撑计划课题的完成单位

※工业化业绩
截至2008年6月,由西南化工研究设计院和四川天一科技股份有限公司转让技术并进行工程设计二甲醚生产能力为10kt/a-400kt/a的装置已超过70,其中100kt/a装置18套、200kt/a装置9套,已投产的100kt/a装置9套、200kt/a装置2套。

※技术特点
本公司的甲醇气相法二甲醚生产技术工艺独特、投资低、生产成本低,主要技术特点如下:
1)与甲醇装置联产时,可以粗甲醇为原料,可大幅度降低生产成本(主要降低蒸汽消耗,每吨二甲醚产品以粗甲醇为原料可减少蒸汽消耗1.5吨左右),以粗甲醇为原料生产二甲醚的技术已经在数套100kt/a装置上得到验证。
2)反应器采用多段冷激式固定床,催化剂装填容量大,投资低,反应温度适当,副反应少,易于大型化。既避免了绝热式固定床反应器温升太高造成副反应增加、甲醇单程转化率偏低的弱点,又克服了换热式固定床和等温管式固定床反应器尺寸大、催化剂装填容量小的缺点(专利保护关键技术)。
3)采用独特的汽化提馏塔结构和分离工艺,不设置用于回收未反应甲醇的甲醇提浓塔,汽化提馏塔具有原料甲醇的汽化、回收甲醇的提浓、分离排除原料带来的水和反应生成的水等三个功能。既简化流程、减少投资,又有效地减少蒸汽消耗。每吨产品二甲醚的蒸汽消耗比国内外同类技术低0.5吨以上。同时也避免了甲醇提浓塔(常压操作)操作过程中的甲醇损耗,有效地保证了甲醇的低消耗(专利保护关键技术)。如不采用本专利技术,则水蒸气消耗很难控制在1.6t/tDME以下。
4)采用自行研究开发的专用催化剂,规模生产,活性好、热稳定性好、脱水反应选择性在99.5%以上。又由于分离过程设置先进合理,甲醇和二甲醚的分离损耗低,有效地保证了甲醇消耗这一主要消耗指标。甲醇消耗低于国内外同类技术。
5)与国内外同类技术相比,不仅技术先进,而且成熟可靠,生产成本最低。

4、产品质量
产品质量符合化工行业标准HG/T3934-2007(见下表)

项目

Ⅰ型

Ⅱ型

二甲醚的质量分数/%    ≥

99.9

99.0

甲醇的质量分数/%    ≤

0.05

0.5

水的质量分数%    ≤

0.03

0.3

铜片腐蚀试验    ≤

----

Ⅰ级

酸度(以H2SO4计)/%    ≤

0.0003

---

注:Ⅰ型产品作制冷剂时检测酸度

5、主要消耗(以每吨产品二甲醚计):

序号

名  称

规  格

单位

消耗

备注

1

甲醇

粗甲醇折纯

t

1.395-1.41

规模、原料纯度差异

2

水蒸气

≥1.0MPa

t

1.05-1.25 规模、原料纯度差异

3

循环冷却水

≥0.3mPa,≤32℃

t/h 70-80 循环量

4

380/220V,50HZ

kwh

6--15 规模、原料纯度差异

6、合作方式

◆技术转让与工程设计

◆技术转让、工程设计与硬件承包

◆技术转让与EPC工程总承包

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