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1、嘉能能源发展有限责任公司250万吨/年甲醇气相催化脱水制二甲醚装置项目可行性研究报告编制时间：2011年5月目 录1 总论11.1 概述11.2 研究结论101.3 综合技术经济指标表122 市场预测142.1 产品的性质和用途142.2 国内外市场需求预测分析212.3 产品目标市场232.4 产品价格分析273 产品方案和生产规模313.1 产品方案313.2 生产规模313.3 二甲醚产品质量指标314 工艺技术方案324.1 国内外生产工艺开发概况324.2 工艺技术的比较与选择344.3 工艺流程简述414.4 消耗定额434.5 自控技术方案434.6 主要工艺设备444.7 标准
2、化475 原辅材料、燃料和动力供应505.1 原料供应505.2 辅助材料505.3 动力供应506 建厂条件及厂址方案536.1 地理位置536.2 厂址方案557 公用工程和辅助设施567.1 总图运输567.2 给排水587.3 电气597.4 供热627.5 仪表空气站637.6 工厂外管637.7 维修637.8 分析化验637.9 贮运设施647.10 土建648 节能658.1 能耗指标658.2 节能措施658.3 能源管理689 环境保护699.1 厂址地理位置699.2 设计采用的环境保护标准699.3 主要污染源及主要污染物699.4 环保治理措施及预期效果719.5 环
3、境管理及监测719.6 清洁生产与总量控制759.7 绿化设计789.8 环保投资799.9 结论与建议7910 劳动保护、安全卫生与消防8110.1 劳动保护与安全卫生8110.2 消防8911 工厂组织和劳动定员9511.1 工厂体制和管理机构9511.2 生产班制和定员9511.3 人员的来源和培训9612 项目实施规划9712.1 建设周期的规划9712.2 项目实施进度规划9713 投资估算和资金筹措9913.1 投资估算9913.2 资金筹措10014 经济效益和社会效益的评价10214.1 经济评价的基本参数10214.2 产品成本和费用估算10314.3 财务分析10414.4
4、 社会效益分析10515 结论与建议10615.1 工艺技术10615.2 经济评价10615.3 社会效益107附表：1. 投资使用计划和资金筹措表2. 固定资产折旧费估算表3. 年总生产成本费用估算表4. 流动资金估算表5. 销售收入和销售税金估算表6. 损益表7. 固定资产投资借款还本付息计算表8. 资金来源与运用表9. 资产负债表10. 财务现金流量表（全部投资）11. 敏感性分析表12. 财务评价主要指标表附图：1. 装置总平面布置图2. 二甲醚合成与精馏工序工艺流程图3. 二甲醚罐区工艺流程图附件：1.项目建议书批复2.项目承办单位营业执照3.组织机构代码证4.政府相关批文5生产许
5、可证6.环评报告7.土地使用证8资金来源证明1 总论1.1 概述1.1.1 项目名称、主办单位、建设地址、企业性质及法人项目名称：250万吨/年二甲醚装置项目可行性研究报告主办单位：安阳市嘉能能源发展有限责任公司项目负责人：孙仲魁建设地址：安阳市殷都区王邵村企业性质：有限责任公司法人代表：程新庄可行性研究报告编制单位：洛阳规划建筑设计有限公司地址：洛阳市西工区玻璃厂路8号院邮政编码：471000电话：0379-63215034 工程咨询等级：甲级发证机关：中华人民共和国国家发展和改革委员会 证件编号：工咨甲12020070038建设单位概况：1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则1.1.2
6、.1 编制依据(1) 建设单位有限公司签订的250万吨/年甲醇气相催化脱水制二甲醚装置可行性研究报告技术咨询合同书。(2) 建设单位提供的可行性研究基础资料。(3) 化计发（1997）426号文化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）。(4) 国务院令第253号，1998年11月29日建设项目环境保护管理条例。(5) 国家计委、建设部计投资发布建设项目经济评价方法与参数（第三版）。(6) 石油计字200168号文件中国石油天然气股份有限公司建设项目经济评价方法与参数（炼油化工销售）。(7) 国石化规发（1999）195号化工建设项目可行性研究投资估算编制办法（修订本）。(8) 国家
7、计委计办投资200215号文投资项目可行性研究指南（试用版）。(9) 国家发展改革委、建设部20061325号文建设项目经济评价方法与参数（第三版）。(10) 安阳市嘉能能源发展有限责任公司的发展思路及规划。1.1.2.2 编制原则(1) 严格执行国家、地方、行业现行法令、法规及各专业的标准规范。(2) 充分依托建设单位在安阳市殷都区王邵村现有的基础工程、公用工程、辅助设施和生活福利设施，尽可能节省投资。(3) 本项目以甲醇为原料，采用先进、成熟、可靠的甲醇气相催化脱水法制二甲醚生产工艺，建设一套250万吨/年新型清洁燃料二甲醚装置，保证项目投产后能安全、稳定、长周期连续运行。(4) 合理布置
8、，节约用地。(5) 严格执行国家有关环境保护、职业安全及工业卫生、消防有关规定，贯彻“安全第一、预防为主”的方针，做到环境保护、劳动安全卫生、消防与工程同步规划、同步实施、同步发展；避免环境污染，确保安全生产。(6) 设计中坚持“一体化、露天化、轻型化、国产化、社会化”的五化方针。(7) 注意节能、节水、降耗、减污、增效，努力降低成本，争取获取最佳经济效益。(8) 合理安排工期，以最快的速度完成工程建设，早投产，早见效益。(9) 对项目的费用和效益，本着实事求是，稳妥可靠的原则进行估算和评价。1.1.3 项目提出的背景、目的和意义1.1.3.1 建设单位基本概况安阳市嘉能能源发展有限责任公司（
9、以下简称安阳嘉能公司）属于安阳市贞元（集团）有限责任公司下属独立子公司。安阳市嘉能能源发展有限责任公司成立于2006年7月，位于安安阳市殷都区王邵村，注册资金2500万元，资产总值5737万元，现有员工73人，大专学历以上人员占公司总人数的80%。是专业从事新能源二甲醚的生产和销售及相关技术的开发应用的厂家，是中国二甲醚标准制定发起五家理事单位之一。公司的发展宗旨是：致力新型清洁车用替代燃料的研发和生产，“奉献绿色能源，创造碧水蓝天”。二甲醚项目采用南京敦先科技有限公司节能型“甲醇气相催化脱水反应法”工艺技术进行生产。该项目被列为市重点建设项目,是安阳市工业结构调整重点项目，项目的实施将为安阳
10、市的经济社会发展提供能源保障,可为安阳市新能源谷的发展和建设形成较大推力。1.1.3.2 项目提出的背景、目的和意义1) 项目提出的背景能源是国民经济可持续发展的物质基础，据BP-Amoco公司研究报道，全世界已探明的化石燃料资源中煤可使用221年，天然气为60年，而石油仅能使用39年，而当前全球一次能源结构中石油占40.6%，煤占25.0%，天然气占24.2%，核能占7.6%，水电占2.7%。我国能源总的特征是“富煤、缺油、贫气”。1993年起我国已成为石油净进口国，2004-2008年，我国原油产量由1.75亿吨增至1.90亿吨，进口量年均增长率为1.7%；而原油净进口量由1.17亿吨增至
11、1.75亿吨，年均增长率达8.3%；对外依赖度由40.2%上升至48%。据预测，2020年我国消费量将达到4.5-5亿吨，对外依赖度将超过60%,严重威胁我国的能源安全。我国天然气总储量为38万亿立方米、煤炭总储量为7200亿吨。我国有80%的煤是通过直接燃烧。因燃烧煤产生的二氧化硫的年排放量已达1900万吨，化学反应产生的大量臭氧、烟雾、酸雨和温室气体，造成我国的经济损失每年高达百亿元以上，成为世界上因大气污染排放造成损失最大的国家之一。我国自1990年开始大量进口液化石油气，伴随着南方沿海地区需求迅速膨胀，年进口量从1990年的11.7万吨增加到2005年的617万吨。现我国城市为667个
12、，其中特大型和大型城市75个、中型城市192个、小型城市400个，城市人口2.8亿，城市石油液化气占有率约50%。商用汽油、煤油和天然气由于含硫等众多复杂成分，对环境污染较为严重；民用液化石油气的杂质更多，且还存在压力过高及爆炸的隐患。另外，我国汽车工业发展较快，同时也带来了车用燃料价格的大幅上涨，汽车燃料的短缺势必制约汽车工业的发展。我国能源短缺和环境保护是国民经济保持持续发展的两大瓶颈。与石油、天然气不同，我国煤炭资源储量丰富，煤炭供应可以完全立足于国内。2007年，国内已查证的煤炭储量7200亿吨，原煤产量达25.23亿吨，我国煤炭资源最少还能够使用200年以上。经过多年的发展，我国煤化
13、工技术日趋成熟，装备国产化程度不断提高。发展甲醇、二甲醚等煤基替代能源符合我国“富煤、缺油”的资源现状，有利于缓解国内石油供需矛盾，也有利于能源产业的持续发展，是维护国家能源安全的重要战略举措。因此，建立多元化的能源战略体系，发展新的煤基清洁型替代能源，解决能源安全和日益严重的环境污染瓶颈问题，使国民经济持续稳定发展，是我国政府面临的十分严峻任务和重要课题。开发研究新型清洁环保燃料，已成为一项重要战略任务。以甲醇生产洁净的二甲醚燃料，作为石油资源的补充，对于解决国内能源短缺和环境保护问题，具有重要的经济意义和战略意义。能源是国民经济可持续发展的物质基础，按市场需求，上世纪90年代初，国内出现一
14、些新型民用燃料，如甲醇燃料、醇醚燃料、二甲醚液化气等，其中以二甲醚最具优势。二甲醚作为洁净环保的替代能源得到了世界各国的广泛重视，国家发改委、科技部、环保总局以2005年第65号联合公告，将醇醚燃料列为了国家鼓励发展的资源综合利用和环境保护技术中的260项技术之一，二甲醚作为新型民用燃料具有以下优点：（1）在同等温度条件下，二甲醚的饱和蒸汽压低于液化气，其储存、运输过程相对安全；（2）二甲醚在空气中的爆炸下限比液化气高一倍，使用过程中相对安全；（3）二甲醚自身含氧，组分单一，碳链短，燃烧性能良好，热效率高，燃烧过程中无残液，无黑烟，是一种优质、清洁的燃料；（4）二甲醚代替液化气作民用清洁燃料与
15、现有液化气的灌装设备、液化气罐及液化气灶基本通用，易于推广使用。据有关部门检测结果表明，在着火性能、燃烧工况、热负荷、热效率、烟气成分等方面符合煤气灶CJ4-83的技术指标；二甲醚燃料及其配套燃具在正常使用条件下，对人体不会造成伤害，空气污染极低；在使用配套的燃具后，室内空气中甲醇、甲醛及一氧化碳残留量，均符合国家居住区大气卫生标准及居室空气质量标准。因此二甲醚单独作为民用燃料，可以替代液化石油气，其性能与液化石油气相似，具有使用方便，燃烧完全，排放的废气无毒，使用安全、卫生等优点，被誉为21世纪最为理想的洁净优质燃料和新能源。2) 项目建设目的和意义开发二甲醚对国家能源安全具有重要的战略意义
16、。我国近几年来原油、成品油、液化石油气净进口量超过消费量的30%，高于国际公认的能源安全警戒线，根据专家预计到2010年我国石油对外依存度将超过50%。石油炼制的油品虽然比较清洁，但我国石油资源已不能满足需求，并且随着石油资源逐渐转向深层，品质也不断降低，含硫量不断上升，给炼制高质量油品带来很大困难。城市汽车尾气的大量排放对城市空气也造成了严重的污染。二甲醚作为燃料，可以在保证我国能源安全的同时，将环境危害降到最低。位于河南北部的安阳市，交通条件十分便利，具有土地资源优势。 工业园区中规划建设的道路网、给排水工程、污水处理工程、邮电通讯工程及供热供气工程为项目实施提供了有利的建设条件。安阳市也
17、为工业园区的建设提供了灵活的投资环境，在土地批租、融资、贷款贴息等方面对园区内项目建设加大扶持力度，为企业营造宽松、稳定的政策环境。因此，安阳贞元集团公司充分利用当地经济条件优势建设年产250万吨二甲醚项目，对企业的发展和当地经济水平的提高都具有良好的经济效益和社会效益。本项目的建设和投产可替代部分进口石油，减少我国石油进口量及石油供应风险，符合国家石油安全战略，是贞元集团发展的一个战略方向。1.1.5 研究范围本可研报告研究范围包括甲醇制二甲醚生产装置及其配套设施。本报告着重对产品市场需求情况；二甲醚生产工艺技术、装置规模及所需配套的公用、辅助设施；装置三废排放及治理；装置消防及安全生产；项
18、目经济效益等方面进行研究分析，作出市场预测分析，提出工艺技术推荐方案，投资估算，对项目经济效益进行财务分析，最后作出研究结论性意见，供建设单位决策。1.2 研究结论1.2.1 本项目符合国家产业政策和能源、环保政策能源短缺和环境保护为环保能源产品的开发带来难得的机遇。建设单位积极建设清洁型燃料二甲醚生产装置完全符合国家产业政策和能源、环保政策。二甲醚是21世纪的超清洁燃料，具有优越的环保性能，除一般的化工用途外，其最大的潜在用途是作为城市煤气和液化气民用清洁燃料的替代用品，并能替代柴油作为发动机燃料，是石油资源的替代能源，发展二甲醚燃料对提高企业经济效益，增强市场竞争力和抗风险能力及可持续发展
19、，将产生重大的现实意义和深远的历史意义。1.2.2 产品市场前景良好二甲醚不仅是重要的化工原料，而且具有优越的环保性能，其最大的用途是作为城市煤气和液化气民用清洁燃料及环保型能源车用燃料的代用品，建设部2007年8月21日公布的城镇燃气用二甲醚（CJ/T259-2007）行业标准已于2008年1月1日实施，重庆市已出台了液化石油气二甲醚混合燃料地方标准，已于2009年12月1日执行，广东省等其他 沿海城市的地方标准也将相继出台，河南省二甲醚混合燃料地方标准也正在蕴量之中，三个月后将正式出台。这预示着广泛应用二甲醚新能源的开始，随着燃料级二甲醚作为民用和车用燃料的需求量大幅增加，专家预测，未来3
20、年内随着燃料级二甲醚作为民用和车用燃料的需求量大幅增加，2011年二甲醚需求将超过1000万吨，二甲醚生产一定会有飞跃式的发展，其市场前景广阔。1.2.3 采用的工艺技术先进、可靠本项目采用先进的甲醇气相催化脱水制二甲醚技术，经脱水、精馏制得二甲醚产品，该工艺具有工艺流程短、能耗低、三废少、质量高等特点，装置技术先进、成熟、可靠，投产后可以长期稳定、安全、满负荷地运行。1.2.4 环保、安全卫生及消防措施落实本项目对“三废”采取综合治理措施，确保所有排放物可达标排放，投产后不会对环境造成污染。同时在设计中注意安全生产和工业卫生，认真贯彻国家和地方的各项法规，采取了完善的安全消防措施，建成投产后
21、可保证安全生产。1.2.5 项目在经济上可行当原料甲醇价格按2000元/吨、产品二甲醚价格按3300元/吨计算时（均为含税价），本项目的项目投入总资金为51272万元，其中建设投资36140万元，建设期利息436万元，流动资金14696万元。项目建成投产后，项目的年均总成本为242912万元，实现年均销售收入260228万元，年均销售税金-4620万元，年均利润总额为21936万元。经计算，项目的投资利润率为42.79%，投资利税率为33.77%，财务内部收益率(税前)为52.52%，动态投资回收期(税前)为3.2年（含建设期一年）。1.2.6 项目具有较强的抗风险能力本装置的盈亏平衡点分别为
22、27.6%（生产能力利用率，达产第三年），具有较强的抗风险能力。1.2.7 存在的主要问题和建议本项目产品为甲醇的下游产品，产品市场前景广阔。但是国内准备建设的企业很多，这就要看谁建设快、投产快，短期内占领市场。安阳市嘉能能源发展有限责任公司具有多年的能源生产、管理、销售经验，具有资金、技术、人才、管理优势，因此建议该公司立即成立二甲醚产品建设领导小组，做好该产品的市场调研，尽快决策、启动、实施250万吨/年燃料级二甲醚项目，早日实现其较好的经济效益和社会效益。1.3 综合技术经济指标表表1-2 综合技术经济指标序号指标名称单位数量备注一建设规模二甲醚万吨/年100燃料级二商品量二甲醚万吨/年
23、100燃料级三年操作时间小时8000四主要原材料消耗1甲醇(折100%)万吨/年1402催化剂吨/次1603年1换3燃料煤万吨/年16五公用工程消耗1电度/时9000含公用工程2一次水吨/时2403循环冷却水吨/时12000已折电耗4仪表空气Nm3/h2405蒸汽吨/时85已折煤耗六三废排放量1废气Nm3/h1717.5做燃料2废水t/h62.93废催化剂吨/年53.3七运输量吨/年21388481运入量吨/年12785442运出量吨/年860304八劳动定员人149九装置占地面积亩286十建构筑物占地面积m220897十一主要设备台数台(套)82十二产品综合能耗GJ/t271.64十三项目投
24、入总资金万元512721建设投资万元361402建设期利息万元4363流动资金万元14696十四年均销售收入万元330000十五年平均总成本万元303000十六年均销售税金万元-4620增值税13%十七年均利润总额万元27000十八年均所得税万元5484十九财务评价指标1财务内部收益率%52.52税前财务内部收益率%41.07税后2动态投资回收期年3.2税前动态投资回收期年3.71税后3财务净现值万元106380税前财务净现值万元74740税后4投资利税率%32.775投资利润率%42.796资本金净利润率%63.067盈亏平衡点%27.6 2 市场预测2.1 产品的性质和用途2.1.1 产品
25、性质二甲醚，dimethylether，又称木醚、甲醚，(简称”二甲醚”或”DME”)，分子量46.069，分子式CH3OCH3，在室温和常压下是一种无色、有轻微醚香味的气体(压缩状态下为液体)。二甲醚具有优良的混溶性，能同大多数极性和非极性有机溶剂混溶。二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂，加入少量助剂后就可与水以任意比互溶。毒性试验表明，二甲醚毒性很弱，无致癌性。其物化性质如下：沸点：-26.9(102.3kPa)闪点：-42.4(开杯)自燃点：350临界温度：128.8临界压力：6.32MPa临界密度：0.2174g/ml蒸汽压：0.53MPa（20）密度：0.
26、661g/ml（20）粘度（气体）：86.5Pa.s（20）燃烧热（气态）：1455kJ/mol生成热（气态）：-186.5kJ/mol熔融热：108.3kJ/kg蒸发热：468.4kJ/kg（-26.8）爆炸极限：3.4528.7%（Vol%，在空气中）。2.1.2 产品用途二甲醚是一种重要的甲醇下游产品，因其特有的分子结构和理化性质，用途十分广泛。它主要作为甲基化剂，也可用作冷冻剂、溶剂、浸出剂、麻醉剂、燃料等。同时还在制药、染料、农药等工业中有着广泛的用途。其具体用途如下：（1）作为液化石油气的替代物液化石油气（LPG）目前在城镇已广为使用，以弥补城市管道煤气之不足，但由于国内产量有限，
27、每年需大量进口LPG以满足消费需求，目前进口量已占到消费量的3240%，表2-1为我国近年石油液化气的进口量。表2-1 近年我国石油液化气进口量（单位：104t）年份1990199819992000200120052010进口量11.74775544824899291460*消费量1363145915522101/*预测值如果二甲醚价格合适，取代LPG进口，则估计2010年需燃料级二甲醚1920万吨，可见二甲醚在未来510年代替LPG有广阔市场，其市场容量相当可观。表2-2给出了液化石油气（LPG）与二甲醚（DME）性质对比。表2-2 液化石油气与二甲醚性质对比燃料相对分子质量60时蒸汽压平均
28、热值kJ/kg爆炸下限%理论空气量m3/kg理论烟气量m3/kg预混气热值kJ/m3理论燃烧温度37.8时蒸汽压kPaLPG56.61.92457601.711.3212.02390920551200DME46.01.35314503.56.967.4642192250832对比情况表明： 在同等温度下二甲醚的饱和蒸汽压要比石油液化气低，37.8时为832kPa，符合GBlll74-89要求中1380kPa指标，故贮存及运输时更安全。 二甲醚在空气中的爆炸下限比石油液化气高一倍，在使用时二甲醚比石油液化气更安全。 虽然二甲醚热值仅为石油液化气的0.687，但二甲醚自身含氧，在燃烧过程中所需空气
29、量仅为石油液化气的0.615，因此二甲醚预混气热值要比石油液化气高（1.079:1），其理论燃烧温度也比石油液化气高195（9.5%）。二甲醚单独作民用燃料使用还具有下述优点： 由于自身含氧，碳链短，燃烧充分安全，燃烧过程不析碳不会产生黑烟，无残液，燃烧尾气符合国家标准。 二甲醚易于压缩，常温贮存压力1.05MPa，低于石油液化气的1.92MPa，故更为安全，且可利用现有的石油液化气罐，槽等容器及管道，灶具亦可通用，故易于推广。二甲醚在不同季节门窗全开状态下用二甲醚液化气灶燃烧后对有害物残留量的卫生防疫检测结果如表2-3所示，开门窗或抽油烟机影响则见表2-4。表2-3 二甲醚灶燃烧后有害物残留
30、量有害组分夏 季冬 季卫生标准mg/Nm3早餐点火30秒早餐后30秒早餐点火30秒早餐后30秒午餐点火30秒午餐后30秒日均甲醇0.290.060.650.330.350.161.0甲醛0.0260.0200.0290.0210.0260.0200.050CO1.050.562.211.273.212.4910表2-4 二甲醚灶燃烧后环境卫生检测有害物浓度增值开门窗双灶点火关门窗开抽油烟机双杜关门窗不开抽油烟机双灶开门窗本底值mg/Nm3点火期燃烧期点火期燃烧期点火期燃烧期日均二甲醚9.41.48.20.812.32.2-甲醇0.0220.0100.0200.0160.420.34-CO3.5
31、2.62.71.35.84.71.4NOX0.1630.1560.1530.1420.3910.3820.032检测结果表明二甲醚燃料及灶具在正常情况下对人体不会造成伤害，对室内空气也不会造成污染，室内空气中有害物浓度符合国家居住区大气卫生标准和居室空气质量标准。二甲醚灶具亦符合GJ4-83的燃气灶具标准要求，可参见表2-5。表2-5 二甲醚灶具燃料检测结果项 目GJ4-83标准要求实测结果着火率启动10次着火不少于8次100%点火性能0.5和1.5倍压力下能正常点燃正常传火性点燃一孔后4秒钟内传遍所有孔1秒火焰状态均匀、清晰、稳定均匀热负荷不低于2.9kW（2500kcal/h）3.64及3
32、.81kW热效率额定负荷下热效率55%59.5%及60.1%烟气组成CO额定负荷下烟气CO0.05%0.017%及0.021%O2O2不高于14%11%说明：每吨二甲醚可供五户四口之家作炊事燃料使用一年。（2）作为其它民用燃料的掺配组分液化石油气主要组分是低碳烃，它富含C3和C4的烷烃与烯烃，还含有少量C5烃类，由于C5组分沸点较高，蒸汽压较低，又不能与C3或C4组分互溶，故不能随C3或C4组分一起完全燃烧，呈残液留在液化气钢瓶中。如在石油液化气中添加少量二甲醚，它不但能提高C5的气化效率，还增加C3、C4与C5间的互溶性，从而消除液化气钢瓶中残液，避免燃烧时析炭，具有可观的经济效益。二甲醚热
33、值为64686kJ/Nm3，如将一定比例的二甲醚加入到热值为15907kJ/Nm3的城市煤气或热值为37674kJ/Nm3的天然气中，可解决城市煤气供气高峰时气量不足问题，降低城市煤气中CO含量，增加使用安全性，并改善煤气的质量，提高燃气热值。（3）车用燃料我国汽车工业发展迅速，民用汽车需求量将从2000年的186207万辆/年增长到2005年的289327万辆/年，其中货车106120万辆，客车5568万辆，轿车128139万辆，重型货车和大型客车全部使用柴油机，中型货车和客车也大部分采用柴油机，近年轻型货车和客车也开始柴油化，农用车快速发展加快了车用燃料柴油化进程。预计到2005年民用汽车
34、保有量3000万辆将耗柴油4000万吨，加上军用车辆耗柴油110140万吨，对柴油总需求达4200万吨左右，国内石油产量无法满足需要，每年都要花费大量外汇进口原油和成品柴油，影响国家能源安全。二甲醚是良好的柴油替代燃料，它具有下述独特的优点：（1）二甲醚结构中仅含C-H键和C-O键，含氧达34.8%，因而燃烧后生成的炭微粒少，允许采用较大量的废气循环，从而降低尾气中NOx排放量，仅为柴油排放时的30%。（2）二甲醚十六烷值5560，比柴油高27%，起燃温度低，滞燃期比柴油短，尾气NOx排放少，燃烧噪音比柴油低1015dB，接近汽油机噪音水平。（3）二甲醚低热值虽然比柴油低，仅为柴油的64.7%
35、，但二甲醚与空气理论混合气热值比柴油高5%（二甲醚为3066kJ/kg，柴油为2911kJ/kg），故用二甲醚的发动机功率比柴油高1015%。（4）二甲醚的气化潜热为柴油的1.6倍，可大幅降低柴油机的最高燃烧温度。表2-6 二甲醚与柴油的燃料性能对比燃料相对分子质量沸点抗爆性十六烷值低热值kJ/kg理论空燃比自燃温度含氧量%液态密度kg/l20蒸汽压MPa气化潜热kJ/kg粘度CP二甲醚46-26.95560288409.023534.80.6670.514600.15柴油19022018036040504250014.625000.8402904454s表2-7 柴油机使用二甲醚与柴油时性能
36、比较燃料功率（扭距）Nm燃料经济性尾气NOXg/HPH总烃g/HPH总微粒g/HPH最高加速烟度%最大燃烧噪音dB二甲醚230相等1.60.30.02078柴油2003.80.30.08588* 重型卡车柴油机涡轮增压，中冷无废气后处理或废气再循环据西安交大开发的二甲醚汽车在高速公路、城市交通繁忙地段、坡地及洼地长期试车表明二甲醚汽车易起动；换档自如，加速爬坡性能好，最高车速高于原柴油车。丹麦Haldor Topse公司曾用Navistar 8缸7.3升中型车柴油机和AVL LEADER 4缸2升轿车柴油机进行测定，表明二甲醚排放尾气完全可达到全球最严格的加州超低排放（ULEV）标准，结果见表
37、2-8。表2-8 二甲醚用柴油机尾气有害物排放量排放物中 型 车轿 车COg/HPhNOX+非甲烷烃g/HPh非甲烷烃g/HPh颗粒物g/HPh甲醛g/HPhCOg/HPh总烃g/HPhNOXg/HPh颗粒物g/HPhULEV标准7.22.51.30.050.0251.70.040.20.04用二甲醚结果3.22.40.210.0330.0220.6*0.04*0.20* 经尾气催化转化器后测定结果表明：用二甲醚替代柴油可改善柴油机排放尾气的状态，NOx排放仅为柴油的30%，烃类为柴油的40%，CO为柴油的50%，达到欧和美国加州中型载重车及客车尾气超低排放ULEV标准，并存潜力达到欧标准。2
38、008年上海市推出10辆二甲醚城市大客车投入147路公交线上运营。为配合二甲醚业公交车商业化运营，国内首个二甲醚加气站已矗立在上海147路公交线终点站，目前可解决30辆二甲醚公交车的加注问题。二甲醚汽车在上海147路公交线上的试验结果表明，二甲醚公交车比柴油、汽油公交车的动力性更好，可节能5%左右，尾气排放可达欧标准。另外，使用柴油机的大型客车发动机都可以改装为使用二甲醚的发动，费用只要1万元左右，而大规模生产二甲醚的成本与柴油也相差无几。上海交大和上柴股份公司正在研发第二代满足国IV标准二甲醚汽车。在上海首条二甲醚公交示范运行线路开通后，北京、广州、杭州、贵阳、张家港、临沂等城市，也都有意引
39、进上海研制生产的二甲醚汽车，用于城市公交。预计我国2010年和2015年柴油消费量将分别增长到4500万吨和9000万吨，若2010年能取代5%的柴油，2015年可取代10%的柴油，则2010和2015年车用二甲醚的需求量将分别为225万吨和900万吨。（4）制药、染料、溶剂、油漆的中间体二甲醚可与发烟硫酸或三氧化硫进行气相反应，可生成硫酸二甲酯；与苯胺蒸汽反应生成高纯度N,N-二甲基苯胺；羰基化后制得二甲醚甲酯，同系化生成二甲醚乙酯；可制得高产率醋酐和二甲醚乙烯母体亚乙基二甲酯。（5）气雾推进剂从80年代开始，世界各国竞相开发二甲醚用途，将它作为气雾推进剂，目前涉及的范围包括油漆、杀虫剂、发
40、丽香、空气清新剂、发胶、胶水、脱模剂、除锈剂、润滑油等，被称为继压缩气体、氟里昂、丙-丁烷之后的第四代气雾推进剂，在世界上推进剂的用量位于第二。由于氟里昂对大气臭氧层有严重破坏作用而被限制和禁止使用后，二甲醚成为公认的气雾推进剂的理想替代品，这是目前二甲醚的主要用途之一。（6）制冷剂二甲醚可作为氟里昂的代用品用制冷剂，在冷冻食品时可去除异味和臭味。据轻工总会透露，我国家用电冰箱行业已确定了淘汰氟里昂的时间表，将于2005年在冰箱生产中停止使用氟里昂物质，作为氟里昂的代用品二甲醚，它的需求量将会随着氟里昂的禁止使用而越来越大。（7）合成低碳烯烃乙烯是最基本的石油化工原料之一，为解决乙烯来源，国内
41、外正积极进行从甲醇或二甲醚制备乙烯等低碳烯烃混合物。美国UOP、德国Lurgi及中国科学院大连化物所等单位已取得了一些进展。对我国缺油地区更具吸引力。（8）其它高浓度的二甲醚可用作麻醉剂，但麻醉效果比乙醚差；二甲醚可用作聚合物的催化剂和稳定剂；可作为优良的萃取剂和烷基化剂，在合成有机硅化合物和制取高纯度氮化铝-氧化铝-氧化硅陶瓷中作偶合剂，在美国、日本、加拿大等国它作为农作物高效增产剂，是一种极好的速效肥。2.2 二甲醚的国内外生产情况2.2.1 二甲醚的国外生产情况目前国外总生产能力超过24万吨/年以上，产量在15万吨左右（这些统计数据主要指用作气雾剂和制冷剂的二甲醚量，由于二甲醚用作燃料正
42、在兴起，国外一些百万吨级的燃料级二甲醚装置正在建设或筹建之中，尚无建成投产的报道，因此，以上统计数据暂以气雾剂级二甲醚为准）。国外二甲醚的生产主要集中在美国、德国和英国，主要生产厂家有杜邦公司、阿克苏公司、德国联合莱茵褐煤公司、日本住友精化公司等，其中德国联合菜茵褐煤公司和汉堡DMA公司的生产能力较大，均在6万吨/年左右，美国的杜邦公司和荷兰阿克苏-诺贝尔公司的生产能力各为3万吨/年，其它装置的能力大部分在0.51.0万吨/年之间。国外，大约有70%的二甲醚用于气溶胶生产，其他用于中间体生产。近年来由于对氟氯烃使用的禁止和控制，预计2010年国外二甲醚的需求量将超过30万吨/年。表2-9 世界
43、主要二甲醚（气雾剂级）生产厂家序号厂家名称生产能力（万吨/年）1杜邦公司3.02德国联合莱茵河煤燃料公司6.03汉堡DMA公司6.54荷兰阿克苏-诺贝尔公司3.05中国台湾康盛公司1.86日本住友精化公司1.57英国Hamborsidc公司1.08澳大利亚CSR有限公司1.09日本三井东压化学公司0.5合计24.32.2.2 二甲醚国内生产情况我国二甲醚生产起步于20世纪90年代初，早期是从高压法合成甲醇副产物精馏而得，粗甲醇中约含二甲醚3%以上，仅有江苏吴县合成化工厂、武汉硫酸厂等几个厂家生产，规模小，年总产量仅3000吨左右，远远不能满足市场需要。随着二甲醚技术的发展，1994年广东中山化工厂采用气相甲醇脱水法技术建成2500吨/年二甲醚生产装置，生产高纯度的气溶胶级二甲醚，目前装置规模已达5000吨/年。1997广东广氮建成5000吨/年高纯度的气溶胶级二甲醚生产装置。21世纪初，国内陆续又有厂家投产
