年产20万吨甲醇项目可行性报告.docx
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年产20万吨甲醇项目可行性报告
化工过程设计可行性研究报告
------年产20万吨甲醇项目
班级：
组别：
小组成员：
年产20万吨甲醇项目
1.1概述
甲醇是重要的基础化工原料，在世界范围内的化工产品中，其产量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。
广泛用于有机中间体、医药、农药、染料、涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶等其它化工生产中，并还用作溶剂和工业及民用燃料等。
目前甲醇用于化工生产的产品达数百种，主要衍生物有：
甲醛、甲基叔丁基醚、醋酸、甲胺、二甲醚、甲酸甲酯、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、氯甲烷类、合成燃料等。
1.2市场需求预测
1.2.1国外市场分析
1.2.1.1国外甲醇生产现状
2003年全世界甲醇的总生产能力为3952万吨/年，产量为3235万吨，装置平均开工率为81.9%。
其中南中美洲是世界上最大的甲醇生产地区，占世界总生产能力的19.2%，其它依次是中东、北美、亚洲、中东欧、西欧等。
近二十年来，世界甲醇工业与天然气的开发同步发展，新建装置大多建在天然气资源丰富的国家或地区。
由于这些国家或地区的需求有限，因此大量的甲醇出口到美国、西欧和日本，而美国、西欧和日本的甲醇装置由于经济性的原因，已逐步减产或关闭，转而进口甲醇。
如日本曾是世界主要的甲醇生产国，到现在已无甲醇生产，预计这种趋势将会进一步发展。
预计在今后一段时期内世界甲醇的生产能力仍将有较大的增长，特别是在中东等天然气资源丰富的国家或地区。
这些国家将利用当地廉价的油气资源，建设一系列超大型的甲醇生产装置。
预计，到2007年，全世界甲醇的生产能力将达到4974万吨/年。
1.2.1.2国外甲醇消费状况
2003年，世界甲醇的消费量为3235.2万吨。
亚太已经成为世界最大的甲醇消费地区，消费量占世界总量的33.45%，其次是北美占28.73%、西欧占20.24%、中东占6.77%、中东欧占6.05%、南美洲占3.87%、非洲占0.86%。
在世界范围内甲醇的消费结构中，甲醛是最大的消费领域，占总消费量的37%，其次是MTBE/TABE，占28%，第三是醋酸，占7%，其它消费领域所占份额较小。
预计，在2003-2007年间，用于生产甲醛的甲醇需求量将保持2.85%的年均增长速度，MTBE方面的需求量则有较大程度的下降，为-5.08%，醋酸方面的增长较快，为4.75%。
其它增长较快的消费领域有甲醇作直接燃料和TAME，二者的年均增长率将分别达到6.37%和5.97%。
1.2.1.3国外甲醇需求预测
从目前世界甲醇的供求平衡来看，存在供求缺口的是北美、亚洲和西欧。
其中缺口最大的是北美，其次是亚洲和西欧。
甲醇生产过剩最严重的地区是南中美洲，其次是中东和大洋洲。
预计今后世界甲醇地区性供求不平衡的情况将进一步加剧，北美和西欧的甲醇缺口会进一步增大，而亚洲甲醇缺口仍会存在，但变化不会很大。
甲醇过剩的地区，尤其是中南美、中东和大洋洲随着大型甲醇的建设，甲醇过剩会进一步加剧。
预计，在2003-2007年间，全世界范围内甲醇需求仍将保持一定程度的增长，到2007年总需求量将达到3723万吨，年均增长率为3.57%。
从地区来看，美国、西欧和日本等发达国家的甲醇市场已经成熟，其需求将保持低速增长或有一定程度的下降，其中美国由于禁止使用MTBE，使得甲醇的消耗量有一定的下降，年均增长率为-1.59%，西欧的年均增长率为2.07%。
由于亚洲地区经济发展迅速，尤其是中国经济的高速发展，亚洲地区对甲醇的需求量将保持较快的增长速度，整个亚太地区甲醇的年均增长率将达到6.94%。
根据预测，到2007年，全世界甲醇的生产能力将达到4974万吨/年，而届时的需求量仅为3723万吨。
2007年甲醇装置的开工率将降低到74.8%左右，因此，届时甲醇的市场竞争将会十分激烈。
预计到2010年世界甲醇的需求量为4018万吨，2003-2010年间增长速度为3.1%。
根据预测，到2007年，全世界甲醇的生产能力将达到4300-4500万吨/年，而届时的需求量仅为3460万吨。
2007年甲醇装置的开工率将降低到80%-77%之间，因此，届时甲醇的市场竞争将会十分激烈。
1.2.2国内市场分析
1.2.2.1国内甲醇生产现状
2004年中国甲醇生产能力已达600万吨/年，生产装置200多套，产量为440.64万吨。
单套最大规模是上海焦化有限公司和榆林天然气化工厂的20万吨/年甲醇装置。
10-20万吨/年规模的有18套，5~10万吨/年（不含10万吨/年）的有20多套。
其余小甲醇多是煤头的联醇装置。
2004年我国主要甲醇生产装置（单位：
万吨／年）
序号
名 称
生产能力
备 注
1
上海焦化有限公司
20+15
煤
2
四川维尼纶厂
14+10+10
天然气和乙炔尾气
3
榆林天然气化工厂
5+8+10+20
天然气
4
大庆油田甲醇厂
10+10
天然气
5
内蒙古伊化集团
18
天然气
6
川西北甲醇厂
10
天然气
7
长庆油田甲醇厂
10
天然气
8
格尔木炼油厂
10
天然气
9
齐鲁石化公司
10
煤
10
鲁南化肥厂
10
煤
11
哈尔滨气化厂
6+8
煤
12
土哈油田甲醇厂
8
天然气
13
中原气化股份有限公司
2+8
煤
14
山东滕州盛隆焦化厂
12
焦炉气
15
河南蓝天集团遂平化工厂
10+10
煤
16
曲靖大为焦化制供气有限公司
8
焦炉气
17
湖北宜化集团有限责任公司
10
煤
18
浙江巨化集团公司
10
煤
19
湖南智成化工有限公司
12
煤
20
山东兖矿国泰化工有限公司
20
煤
注：
数据由石油和化学工业规划院整理
近年来，我国甲醇产量有较大的增长，1998-2004年间，甲醇产量的年均增长率为19.8%。
虽然国内甲醇产量增长很快，但开工率一直较低，尤其是在1998-2002年间，开工率一直在40-55%之间。
2003和2004年由于甲醇需求旺盛、价格高，开工率上升到近年来的高峰，达到62%和73%。
国内甲醇装置开工率低的主要原因是中国联醇装置能力约占总能力的50%左右，多数联醇装置规模小、产品成本高、缺乏竞争力，造成开工严重不足。
1998～2004年国内甲醇生产情况（单位：
万吨，％）
年份
能力
产量
开工率
1998
359.9
148.87
41.36
1999
368.4
179.37
48.69
2000
370
198.69
53.7
2001
370
206.48
55.81
2002
386
211
53.63
2003
500
298.87
62.29
2004
600
440.64
73.44
注：
数据来自中国石油和化学工业协会
由于国内甲醇市场发展较快，进口量大，利润高，使投资者对大型甲醇项目十分关注，特别是煤产地和天然气产地，在积极研究建设大型甲醇项目的可能，有的已经开展开工建设，这些项目主要有：
在建和计划建设的项目（单位：
万吨/年）
序号
名称
生产能力
备注
进展
1
四川泸天化股份公司
40
天然气
建设
2
河南省中原气化公司
30
天然气
建设
3
中国海洋石油总公司
60
天然气
建设
4
陕西神木煤化工基地
20
煤
建设
5
内蒙古天野化工集团
20
天然气
建设
6
河南开祥电力投资公司
25
煤炭
建设
7
河南永煤集团
50
煤
建设
8
山西焦化集团
12
焦炉气
建设
9
陕西渭化集团
20
煤
建设
10
玉门油田
10
天然气
建设
11
格尔木甲醇厂
30
天然气
建设
12
吐哈油田甲醇厂
新增16
天然气
建设
13
河南中原大化集团
50
煤
建设
14
新疆石油管理局
20
天然气
建设
15
大连化工集团
30
煤
建设
16
山东兖矿集团
20
焦炉气
建设
17
河北建滔集团
10
焦炉气
建设
18
光山化肥厂
20
煤
建设
19
山西天浩化工有限公司
10
焦炉气
建设
20
宁夏煤炭集团
25
煤
建设
21
安徽省淮北中外合资公司
50
煤
设计
22
中新化工股份有限公司
20
煤
设计
23
香港建滔化工集团
75
天然气
前期
24
宁夏宝塔石化集团公司
60
煤
前期
25
重庆化医控股（集团）公司
85
天然气
前期
26
江西正邦集团
20
煤
前期
27
河北新奥集团
60
煤
设计
注：
数据由石油和化学工业规划院整理
经不完全统计，新建项目产能达到1000万吨左右，经分析后预计在2007年前后将新增甲醇生产能力在600--700万吨/年左右，届时我国甲醇生产能力将达到1200--1300万吨／年，考虑到不具备竞争能力的小型甲醇装置将逐步淘汰的发展趋势，预计到2007年，国内实际新增甲醇能力在500-600万吨/年左右，届时国内甲醇的生产能力将达到1100--1200万吨/年左右。
1.2.2.2甲醇消费状况
近年我国甲醇需求增长迅速，消费量由1998年的215.1万吨增长到2004年的573.21万吨，1998~2004年年均增长速度为17.7%。
虽然中国甲醇生产能力已不算低，但是由于规模小、竞争力差，每年还要进口大量的甲醇，除了2002年达到180万吨的高峰以外，其他年份均在130--140万吨之间，2004年进口量为135万吨。
近两年国内甲醇产能的大幅增长，使得甲醇的国内满足率大幅上升，2004年达到历史最高点，国内满足率达76.8%。
满足率上升的主要原因是国内经济的快速增长，使得甲醇的需求大幅增加。
另外世界范围内能源（石油、煤炭、天然气）价格的上涨，造成了化工产品价格大幅飙升，甲醇价格也达到近年来的高峰，而且一直维持在高位徘徊。
甲醇的高价格刺激了企业的生产，使得国内产量大量增加，2002－2004年产量年增长率达到45.9%。
但客观的说，虽然甲醇行业发展很快，但整体水平仍然较低，尤其是煤炭、动力、运费等价格的上涨，使得甲醇成本增加，整个行业的竞争力没有得到明显的改善。
近年国内甲醇供需情况（单位：
万吨，％）
年份
产量
进口量
出口量
表观消费量
国内满足率
1998
148.9
69.1
2.9
215.1
69.22
1999
197.4
137.4
0.1
316.7
62.33
2000
198.7
131
0.5
329.2
60.36
2001
206.5
152.1
1
357.6
57.75
2002
207
180
0.1
386.9
53.50
2003
298.87
140.16
5.08
433.95
68.87
2004
440.64
135.85
3.28
573.21
76.87
注：
数据来自中国石油和化学工业协会和中国海关
甲醇的下游衍生物主要有甲醛、醋酸、甲基叔丁基醚、甲胺、对苯二甲酸二甲酯、聚乙烯醇、甲烷氯化物、甲基丙烯酸甲酯、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯等。
2004年在甲醇衍生物消费结构中，甲醛是第一消费大户，占38.9%，MTBE占第二位，为7.1%，醋酸占第三位，占6.6%。
在甲醇的直接用途中，甲醇作为燃料使用在一些省份发展较快，多是使用在甲醇掺烧汽油和在民用燃料上，2004年所占比例达到11.3%。
2004年中国甲醇的消费结构如下表：
2004年国内甲醇消费结构（单位：
%）
序号
产品名称
比例
1
甲醛
38.9%
2
醋酸
6.6%
3
MTBE
7.1%
4
甲胺
5.8%
5
DMT
2.4%
6
甲烷氯化物
2.4%
7
二甲醚
1.6%
8
医药
8.2%
9
农药
4.9%
10
溶剂
5.1%
11
燃料
11.3%
12
其他
5.7%
合计
100.00%
注：
数据由石油和化学工业规划院整理
1.2.2.3甲醇需求预测
甲醇作为最基础的有机原料，广泛应用于化学工业生产中。
最常见的甲醇衍生物有甲醛、醋酸、甲基叔丁基醚、甲胺、对苯二甲酸二甲酯、聚乙烯醇、甲烷氯化物、甲基丙烯酸甲酯、硫酸二甲酯等。
随着国民经济的快速发展，今后我国甲醇的需求仍将保持较为强劲的增长势头，根据近期国内甲醇消费市场的发展状况分析，预计到2007年我国甲醇的需求量总量为866万吨，年均增长率为14.7%，届时我国甲醇的产能为1100-1200万吨/年左右，考虑一定的开工率，2007年我国甲醇的供求基本平衡，但竞争将十分激烈。
到2012年，我国甲醇总的消费需求量约为1450万吨，年递增率约为10.8%。
其中增幅较大的是用于甲醇燃料、醋酸和二甲醚的生产。
如果考虑到甲醇制烯烃所需的甲醇量，2012年甲醇的总需求量将可能达到2420万吨。
1.2.3国内外产品价格分析
从1996~2005年以来国内甲醇价格波动较大，最低时低于1200元/吨，最高时达到3000元/吨，变动范围超过100%。
近年国内外市场甲醇价格变化情况表（单位：
元/吨，美元/吨）
年份
国内市场价格
进口平均价格
国际市场价格
1996
2450～2600
160.8
140～189
1997
2400～3000
205.9
226～233
1998
1200～2400
117.9
97～138
1999
1250～1500
108.4
100～135
2000
1950～2000
143.8
160～200
2001
1550～1750
139.9
150～168
2002
1360～2250
152.0
130～190
2003
2150～2950
234.0
190～260
2004
2100--2950
254.5
205-295
2005年1-8月
1850--2700
265.6
240--295
平均价格
1826-2410
178.2
163.8-210.3
注：
数据来自石油和化学工业协会和中国海关
国内甲醇价格的大幅波动主要是受到国际市场价格的影响。
1998年、1999年世界甲醇市场竞争激烈，甲醇价格最低跌到1200～1250元/吨。
同期世界原油价格也跌入谷底，最低达到10美元/桶左右，因此，受世界原油价格影响，甲醇价格一直处于较低水平，进口到岸价约为110美元/吨左右。
2000年以来，随着世界原油市场的大幅上涨，甲醇价格也一路上扬，进口平均价格超过140美元/吨，国内甲醇价格也开始走高，甲醇价格曾超过2000元/吨，2001年国内价格又开始回落，企业出厂价最高为1873元/吨，最低为1393元/吨，均价在1550－1750元/吨左右。
进入2002以后，甲醇价格大幅攀升，1月份甲醇为1360元/吨，到年底涨到3000元/吨左右。
2003年和2004年市场甲醇价格基本保持在2100～2850元/吨之间波动。
2005年初，国内甲醇价格基本延续高价位的行情，华东、华南地区市场价格在2600-2750元/吨，二季度甲醇价格有所下跌，主流市场价格降低到2100-2450元/吨，7月和8月国内甲醇价格继续下跌到1900-2000元/吨，近期甲醇价格下跌的主要原因是由于存货较多，但甲醇需求仍然较为平稳。
近年来，国际市场甲醇价格的波动不仅随着市场需求而变化，也与原油、天然气等能源的价格走向有着密切的关联。
在国内市场上，由于近年来进口产品大量涌入，使得国内甲醇的价格已经与国际市场接轨。
从近期国际市场原油、天然气价格的走势及对将来的预期来看，短期内原油、天然气价格难以有较大的下降，有关权威机构预计，即使油价下降也难以降到35美元/桶以下，因此，考虑到甲醇的供求状况以及过去历年的价格变化趋势，预计，短期内国内主要消费市场甲醇价格在2200-2400元/吨之间，中长期甲醇价格将在1900—2100元/吨之间变化。
考虑到本项目产品的目标市场以及由此产生的运输费用等情况，并适当保留一定的余量，本项目经济效益测算甲醇价格选取为1500元/吨。
1.3产品方案及生产规模
1.3.1产品方案
本装置的产品方案为年产甲醇20万吨，甲醇产品符合国家GB338-92标准和国际标准“A-A”级标准，年副产硫磺2.3万吨，符合国家GB-2449－92标准。
同时生产10250Nm3/h的CO供醋酸装置。
1.3.2生产规模
八十年代中后期，根据世界甲醇市场的需求和相关工业技术的水平，世界甲醇装置的规模在30～50万吨/年之间。
进入九十年代，随着中东、南美等地区大规模天然气田的开发，丰富廉价的天然气资源使得世界的甲醇生产向中东和南美等地区集中，供应着世界很多地区甲醇产品的需求，因此甲醇装置的规模不断加大，最大的单系列甲醇装置已达达170万吨/年。
随着由甲醇生产二甲醚和烯烃（MTO和MTP）工艺技术的发展，提出了进一步降低甲醇生产成本的必要性，同时随着相关工业技术水平的不断进步，促进了甲醇装置大型和超大型化的可能性，因此，近年来那些集中向全球供应甲醇的地区，或者与甲醇制二甲醚和烯烃（MTO和MTP）装置联合建设的项目，有建设大型和超大型甲醇装置的趋势，国外170万吨/年的单系列甲醇生产装置正在建设当中。
甲醇装置的大型化可以降低单位甲醇产品的投资费用和财务费用，从而降低甲醇的生产成本。
甲醇装置的经济规模除了和投资成本有关外，还和原料资源量、市场销售份额、建厂地点、交通运输等方面有关。
若建在资源地（如中东或南美等），并且市场销售面向世界各地，则甲醇装置规模在100万吨/年级左右是经济的。
若建厂在个别地区或国家，并且市场销售面向这个地区或国家，则甲醇装置规模在60～80万吨/年是经济的、合理的。
目前国内大型甲醇装置的规模多数在10～20万吨/年之间，以煤为原料甲醇的单套最大规模为20万吨/年，装置规模小，竞争力差。
近期国内新建甲醇装置较多，规模有较大的提高，大型项目规模多在20～60万吨/年之间。
通过以上分析，本着技术先进可靠、提高产品有竞争力的原则，综合考虑国内市场、地区市场、建厂地点、交通运输、企业资源等方面的实际情况，本项目确定甲醇装置建设规模为20万吨/年，已经达到经济规模，将成为国内最大的甲醇装置之一。
1.4工艺技术方案
1.4.1生产工艺技术及比较
本项目采用以煤为原料生产甲醇，主要由煤气化、甲醇合成和甲醇精馏等装置构成。
1.4.1.1煤气化
目前国际上先进的煤气化工艺技术主要是Shell公司的SCGP粉煤加压气化工艺、美国德士古公司的水煤浆加压气化工艺和德国未来能源公司的GSP粉煤加压气化工艺。
近十年来，在中国的化肥工业中，美国德士古公司的水煤浆加压气化工艺已有四套应用的业绩，另外还有几套装置正在建设中。
Shell公司的SCGP工艺是粉煤加压气化工艺，是近年发展起来的先进煤气化工艺之一，已成功地用于联合循环发电工厂的商业运营。
目前国内已有湖北双环、广西柳化、湖南洞氮、湖北枝江等13套装置在建或已签合同。
GSP工艺技术采用气化炉顶干粉加料与反应室周围水冷壁结构，是较为先进的气化技术。
目前国内多家企业计划引进该技术建设大型煤化工装置。
根据本工程的特点，煤气化工艺在Texaco工艺、Shell工艺和GSP工艺中选择。
（1）Texaco水煤浆气化工艺
Texaco工艺采用水煤浆进料、液态排渣、在气流床中加压气化，水煤浆与纯氧在高温高压下反应生成煤气。
国内引进的渭河、鲁南、上海焦化、淮南四套装置，现均已投运，Texaco水煤浆气化工艺具有如下特点：
★对煤种有一定适应性。
国内企业运行证实水煤浆气化对使用煤质有一定的选择性：
气化用煤的灰熔点温度t3值低于1350℃时有利于气化；煤中灰分含量不超过15%为宜，越低越好，煤的热值高于26000kJ/kg，并有较好的成浆性能，使用能制成60～65%浓度的水煤浆之煤种，才能使运行稳定。
★气化压力高。
工业装置使用压力在2.8～6.5MPa之间，可根据使用煤气的需要来选择。
★气化技术成熟。
制备的水煤浆可用隔膜泵来输送，操作安全又便于计量控制。
气化炉为专门设计的热壁炉，为维持1350～1400℃温度下反应，燃烧室内由多层特种耐火砖砌筑。
热回收有激冷和废锅两种类型，可以煤气用途加以选择。
★合成气质量较好。
其有效组分（CO+H2）含量占80%，甲烷量<0.1%。
碳转化率95～98%。
冷煤气效率70～76%，气化指标较为先进。
由于水煤浆中含有35～40%水分，因而氧气用量较大。
★对环境影响较小。
气化过程不产生焦油、萘、酚等污染物，故废水治理简单，易达到排放指标。
高温排出的融渣，冷却固化后可用于建筑材料，填埋时对环境也无影响。
★国产化程度高，投资较低。
国内已经完全掌握了Texaco气化工艺，主要设备都可以国产化，只引进烧嘴、煤浆泵等少量设备，因此，投资省。
★由于国内已经完全掌握了Texaco气化工艺，积累了大量的经验，因此设备制造、安装和工程实施周期短，开车运行经验丰富，达标达产时间短。
（2）壳牌（Shell）干煤粉气化工艺
壳牌（Shell）干煤粉气化工艺在1972年就开始基础研究，1993年在荷兰建成日处理煤量为2000吨的单系列大型气化装置。
壳牌粉煤气化工艺具有如下特点：
★采用干煤粉作气化原料，煤粉用惰气输送，操作十分安全。
对煤种的适应性比较广泛，从较差的褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均可使用；对煤的灰熔点适应范围比其它气化工艺更宽，即使是高灰分、高水分、高硫的煤种也能使用。
★气化温度高，一般在1400～1600℃，碳转化率高达99%。
煤气中甲烷含量极少，不含重烃，CO+H2达到90%。
★氧耗低。
采用干煤粉进料与水煤浆气化相比不需在炉内蒸发水分，氧气用量因而可减少15～25%，从而降低了成本。
配套空分装置规模相对缩小，投资也可相应降低。
★气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里。
水冷壁设计寿命按25年考虑。
正常使用维护量很小，运行周期长，也无需设置备用炉。
★每台气化炉设有4～6个烧嘴，对生产负荷调节更为灵活。
Shell烧嘴保证寿命为8000小时，已超过连续16000小时运行。
★热效率高。
Shell煤气化的冷煤气效率达到78～83%，其余～15%副产高压或中压蒸汽，总的原料煤的热效率达98%。
★对环境影响小。
气化过程无废气排放。
系统排出的融渣和飞灰含碳低，可作为水泥等建筑材料，堆放时也无污染物渗出。
气化污水不含焦油、酚等，容易处理，需要时可作到零排放。
★国产化程度较低，投资较高。
Shell气化炉非常复杂，加工和制造难度大，主要设备如气化炉内件需从国外进口，国产化程度较低，由此造成投资大，是Texaco气化工艺的1.4-1.5倍。
★目前世界上仅有一套用于发电的Shell气化炉在运行，Shell气化炉用于化工生产尚无先例，因此，开车运行经验少，可靠性有待验证。
由于气化炉庞大且复杂，在设备制造、安装和工程实施方面难度大，周期长，预计达标达产时间也较长。
（3）未来能源GSP干煤粉气化工艺
GSP工艺技术于上世纪70年代末由前民主德国的德意志燃料研究所开发，目的是用高灰分褐煤生产民用煤气。
1984年，在黑水泵市（
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