煤制甲醇项目(最终版)

....专业资料精心整理雄伟煤化有限公司60万t/a煤制甲醇项目建议书项目人员：曾雄伟毛龙龙方建李永朋时间：2015年10月....专业资料精心整理第一部分项目背景甲醇是结构最为简单的饱和一元醇，又称“木醇”或“木精”，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机化工原料，用途极为广泛。主要用于制造甲醛、二甲醚、醋酸、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲醇汽油、甲醇烯烃等方面。近年来，国内外在甲醇芳烃方面进行了应用。我国甲醇工业始于20世纪50年代，随着国内经济发展的不断增长，甲醇下游产品需求的拉动，甲醇行业发展迅猛。从2004年到2012年甲醇产能和产量大幅增长，2012年产能首次超过5000万t，产量也达到2640万t。2013年我国甲醇产能已达5650万t，产量约2878万t，已经成为世界第一大甲醇生产国，见图1。从甲醇产能的区域分布来看，甲醇的产能主要集中在西北、山东、华北等地区。从2013年各省市产量分布情况来看，排名前五的有内蒙、山东、陕西、河南及山西，内蒙古精甲醇的产量达563万t［2］，约占全国总产量20%，其次是山东、陕西、河南和山西，这五省合计约占总产量的63%。内蒙古、山西、陕西等地凭借其资源优势，成为甲醇生....专业资料精心整理产企业最为青睐的地区，向资源地集中成为我国甲醇产能布局的主导趋势。受资源因素限制，我国的甲醇生产多以煤为原料，并有焦炉煤气和天然气工艺。2013年我国甲醇产能中，煤制甲醇产能3610万t，占比64%，天然气制甲醇产能1080万t，占比19%，焦炉煤气制甲醇产能960万t，占比17%［3］。受国家治理大气污染、加快淘汰钢铁等“两高”行业落后产能以及经济增速放缓等因素的影响，对焦炭的需求将会减少，从而使焦炉煤气制甲醇装置面临原料短缺的局面，因此焦炉煤制甲醇产能会降低。天然气制甲醇装置，则受到天然气供应不足和气价攀升双重制约，也将大幅限产。据金银岛统计数据显示，截至2013年12月中旬，国内气头装置开工负荷在三成左右，低于国内平均开工水平，甘肃及新疆气头企业普遍停车。2013年全国甲醇生产企业有300余家，其中产能在100万t以上的企业占总产能的58．9%，形成了神华、中海油、兖矿、远兴能源、华谊、久泰、河南能化、大唐、晋煤、新奥、新疆广汇等18家百万吨级超大型甲醇生产企业，见表1。这些百万吨甲醇企业大致可以分为三类，第一类是以神华集团、久泰化工为代表的大型化、规模化、基地化的煤制甲醇企业，靠近煤炭资源富集区域，其综合竞争力在当前竞争环境下最强，也符合国家产业政策方向;第二类是以晋煤集团、河南能源化工集团为代表的，在国内多地分布，有多个较小规模的煤制甲醇装置构成的甲醇企业，在煤价下降的情况下，其竞争力有所提升;第三类是以“三桶油”为代表的天然气路线企业，在天然气价格高企的情况下，这类企业的产量将受到抑制。....专业资料精心整理第二部分产品市场分析1中国甲醇需求情况与国内甲醇产量的快速增长相比，近年来我国甲醇的消费量也经历了一个迅速提升的过程。2013年我国甲醇国内表观消费量为3287万t，是2004年表观消费量573万t的5．73倍，成为世界第一大甲醇消费国，2004－2013年10年间我国甲醇表观消费量年均增长率达到21%以上，但产能大于需求的局面更加明显，见图2所示。目前我国甲醇消费地区分布情况为:华东地区位居甲醇消费榜首，之所以如此主要是该地区下游甲醛、二甲醚、冰醋酸、甲醇汽油对原料的需求明显高于其他地区;华北地区凭借着稳定的甲醛、二甲醚、甲醇汽油需求的支撑，表观消费量占据全国第二;华南地区、华中地区消费量也比较大;西北地区作为甲醇生产重地，消费量很少。甲醇下游分布主要可分为三大部分:传统需求(以甲醛和醋酸为代表)、燃料(二甲醚和甲醇汽油)、煤制烯烃(MTO/MTP)。从下游需求的分布来看，2013年煤制烯烃已经占据甲醇的主要消费领域，其次是甲醛、二甲醚、醋酸、甲醇汽油等。受到经济下行影响，目前甲醇生产甲醛、醋酸、二甲醚等....专业资料精心整理传统下游产品已经薄利难销。甲醇正在转向甲醇制烯烃和甲醇燃料，2013年这两者已经占甲醇消费量的40%，尤其是甲醇制烯烃需求增长显著，如表2所示。2015年国内甲醇进出口量来源：石化资讯网2甲醇价格分析进入2015年，甲醇市场行情依然“难续前缘”，2015年上半年价格总体呈现“下跌后回升再震荡”的态势。截止6月30日，甲醇国内市场价格约为2316元/吨，整体上升了10.81%，分别在1月中旬达到最低点1864元/吨，4月底达到最高点2318元/吨。半年内高点与低点价差454元/吨。分阶段来看：第一阶段：急跌下行：进入2015年，甲醇市场延续了2014年....专业资料精心整理第4季度的低温，基本面全面大跌，内外均出现下跌局面。基本面看，甲醇现货供应充裕，传统下游甲醛、二甲醚行情依旧低迷；原油暴跌背景下，烯企业以出货为主，逐步调低出厂价格，甲醇价格一路看跌，重心不断加深下移，直到1月底，下游补货需求增加。第二阶段：回暖上行：经历1月寒冬，2月国际原油价格开始暴涨，对烯烃及二甲醚产品形成传导性利好支撑；同时拉动甲醇期货价格上涨，在甲醇期货强势攀升的背景下，国内甲醇现货价格持续推高，消费地山东等市场询盘有明显改观，两大港口及内地行情多有走高，2-3月涨幅更是达到了19.14%。在3月中旬3.15曝出的“调和汽油”问题与原油价格持续下跌的双重因素下，甲醇价格出现一波下跌，但在国际油价企稳反弹、企业装置检修集中、开工率偏低、西北地区货源紧张以及下游需求复苏预期良好等多重利好下，4月甲醇价格不减上行势头，4月底荣登半年内价格最高点。走势图如下，2015年上半年甲醇价格走势来源：中商情报网....专业资料精心整理3甲醇供需预测据不完全统计，2014年预计有1450万t新增产能投放，到年底预计中国甲醇产能达到7100万t，2015年新增甲醇790万t，2016年新增1340万t，2017年新增420万t，在2014－2017年新增的甲醇产能中主要是因为配套烯烃装置而增加的，这样2017年底预计中国的甲醇产能将会达到9650万t，预计2018年总产能将达到1亿t，2018－2020年甲醇产能增幅将呈下降趋势。未来三年最重要的增长领域将是煤制烯烃，其次是甲醇汽油领域，预计到2018年甲醇需求量将会达到7400万t左右，这样甲醇行业的产能利用率将会较目前有明显的提高，甲醇行业的盈利将会增加，产能阶段性过剩的矛盾也将得到缓解。第三部分产品方案及拟建规模1甲醇的生产方案比较1．1天然气制甲醇天然气的主要成分为甲烷，其氢碳比高，硫等杂质含量低，因此是生产甲醇的理想原料。在中东和拉美等天然气资源丰富的地区，甲醇生产装置大多选择该路线。现在美国页岩气革命造成当地天然气价格处于历史低位，使得美国天然气甲醇产能开始扩张。而我国由于天然气价格的大幅上涨，没有价格优势，该路线已经失去了经济性，部分产能被迫关闭。1．2煤制甲醇....专业资料精心整理与天然气相比，中国煤炭资源丰富。作为煤的清洁利用方向之一的煤制甲醇，近年来得到了快速发展。水煤浆、粉煤气化等生产能力大、转化效率高、污染低、煤种适应性广的新一代煤气化技术在中国得到了推广应用，带来了中国煤制甲醇产业的快速发展。近年来煤炭价格的大幅度下滑，提升了煤制甲醇工艺的竞争力。1．3焦炉煤气制甲醇焦炭生产过程中，副产焦炉煤气，一般每吨干煤可生产焦炉气300～350m3。其主要成分为氢气(55%～60%)和甲烷(23%～27%)［1］，焦炉煤气富氢的特点决定了其是生产甲醇的优质原料。焦炉煤气制甲醇投资低、建设周期短、生产成本低，因此成为焦炭企业进行焦炉煤气利用、发展下游产品的重要方式。但受到中国钢铁行业的影响，焦炭需求不旺，造成焦炉纷纷降低负荷，这就对焦炉煤气制甲醇装置的开车率造成重大影响。国外甲醇的主要原料以天然气为主，我国甲醇主要以煤为原料。未来，将出现国外的天然气甲醇和我国的煤制甲醇两种工艺长期共存竞争的局面。2拟建规模雄伟煤化有限公司甲醇厂一期拟建60万t/a。第四部分工艺技术方案1概况煤制甲醇的过程主要有4个步骤：首先将煤气化制成合成气；接着将合成气变换；然后将转换后的合成气净化；最后将净化合成气制成粗甲醇并精馏，最终产出合格的甲醇。....专业资料精心整理煤制甲醇——经济性a）主要问题就整个煤制烯烃行业自身所面临的经济性问题来讲主要有：投资大，融资难度大。原材料及能耗大，水耗高。b）问题核心煤制甲醇作为煤制烯烃的主要环节以及技术核心，主要面对的也是这2个难题。总结下来就是：1、缩小前期投资规模2、节能降耗。同时在整个煤制甲醇流程的所有单元中能耗最高的是甲醇精馏单元，甲醇精馏技术的革新对于缩小投资规模、降低全厂能耗有至关重要的作用，也是煤制甲醇节能降耗的技术核心。煤制甲醇——节能降耗煤制甲醇工艺成套节能降耗技术针对缩小前期投资规模及节能降耗的问题，目前国内已有的煤气化工业示范装置主要有，惠生-壳牌新型混合气化炉示范装置。装置采用煤制甲醇工艺成套节能降耗技术，针对目前的甲醇双效精馏中，常压塔塔顶甲醇蒸汽需要用大量冷公用工程来冷却，与此同时必须消耗大量的热公用工程来加热高压塔塔釜液体，造成了冷、热公用工程的双重消耗。随着甲醇装置规模不断扩大，即使采用双效精馏工艺，能耗总量非常巨大的情况。惠生采用另一种有自主知识产权的技术工艺——甲醇热泵精馏工艺。热泵精馏工艺不设加压塔，而是直接压缩精馏塔（常压）塔顶精甲醇气体，提高塔顶精甲醇气体的压力和冷凝温度，作为精馏塔塔釜再沸器或....专业资料精心整理中间再沸器的热源，从而极大节省了塔釜热公用工程和塔顶冷公用工程消耗。采用甲醇热泵精馏工艺的装置因为不设加压塔，直接省去了这部分的投资规模，与废锅流程相比投资幅度降低了40-45%。以年产45万吨甲醇的煤制甲醇装置为例，与典型的甲醇双效精馏、水冷余热发电工艺相比，采用煤制甲醇工艺成套节能降耗技术：1吨甲醇水耗降低30%，每年可以节水167万吨，运行能耗降低17%。通过煤气化制合成气，然后将合成气净化，接着将净化合成气制成甲醇，甲醇转化制烯烃，烯烃聚合工艺路线生产聚烯烃。简单来说可分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。而将煤制成净化合成气后，除了甲醇还能生产出氢气、一氧化碳、合成气、硫磺等产品，而甲醇除了制成烯烃化学品外，还能制成如醇类、醚类、胺类、脂类、有机酸类等化学品，因此大部分煤化工企业都会维持产品的多样性。甲醇是煤制烯烃工艺的中间产品，如果甲醇成本过高，将导致煤制烯烃路线在经济上与石脑油路线和天然气路线缺乏竞争力，此外，MTO需要有数量巨大且供应稳定的甲醇原料，只有煤制甲醇装置与甲醇制烯烃装置一体化建设才能规避原料风险。因此，在煤炭产地附近建设工厂，以廉价的煤炭为原料，通过大规模装置生产低成本的甲醇，使煤制烯烃工艺路线具有了经济上的可行性。目前中国煤气化技术和合成气制甲醇技术的应用都已经比较成熟，而甲醇制烯烃技术经过多年的发展在理论上和实验装置上也已经比较完善。....专业资料精心整理2工艺比较(1)通过对GE气化炉、多喷嘴对置式水煤浆气化炉的数值模拟计算结果的对比表明，多喷嘴对置式气化炉较GE气化炉干有效气成分提高5．07％，碳转化率提高2．04％，水解率提高7．08％，单位有效产气氧耗节省约7．32％，单位有效产气煤耗节省约11．00％．(2)新型水煤浆气化炉较多喷嘴对置式气化炉干有效气成分提高5．34％，碳转化率提高0．75％，水解率提高2．91％，单位有效产气氧耗节省约5．26％，单位有效产气煤耗节省约6．55％．由此得出，从热态数值模拟计算结果来看，新型水煤浆气化炉的优势不言而喻，且新型水煤浆气化炉若采用新型水煤浆气化喷嘴，其成本将会大幅降低．3拟采用工艺基于以上研究对比，我们决定采用以下工艺：雄伟煤化工厂以煤为原料，采用水煤浆加压气化技术制备粗合成气，经部分耐硫变换调整粗煤气中H2和CO比例，低温甲醇洗物理吸收法脱除酸性气体，得到满足甲醇合成要求的精制合成气，采用低压甲醇合成技术制取粗甲醇，再经三塔精馏获得精甲醇。从低温甲醇洗