30万吨二甲醚制乙醇项目建议书及产品方案.docx

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30万吨二甲醚制乙醇项目建议书及产品方案

二甲醚制30万吨/年乙醇项目

项目建议书

鹤壁腾飞清洁能源有限公司

二○二一年五月

1项目概况3

1.1项目概况3

1.2项目范围3

2市场分析与预测3

2.1中国燃料乙醇市场分析3

2.2国内合成乙醇市场情况4

3生产规模、产品方案及总物料平衡5

3.1生产规模5

3.2产品方案5

3.3总物料平衡7

4工艺技术方案9

4.1工艺说明9

4.2公用工程消耗及占地、定员10

5投资估算12

5.1投资估算依据12

5.2投资估算说明12

6技术经济分析14

6.1单位制造成本14

6.2财务评价15

项目概况

•项目概况

建设单位：

鹤壁腾飞清洁能源有限公司

项目名称：

二甲醚制30万吨/年乙醇项目

项目建设性质：

新建项目

建设地点：

鹤壁市宝山循环经济产业集聚区

•项目范围

鹤壁腾飞清洁能源有限公司拟新建二甲醚制30万吨/年乙醇项目

项目。

表1项目主要工程内容

序号

装置或单元名称

备注

一

工艺装置

1.1

乙醇原料气分离装置

新建

1.2

30万吨/年合成气制乙醇装置

新建

甲醇合成二甲醚单元

宝发能源原有

二甲醚羰基化制乙酸甲酯单元

新建

乙酸甲酯加氢单元

新建

产品分离单元

新建

市场分析与预测

•中国燃料乙醇市场分析

中国发展燃料乙醇产业的初衷是为了消化陈化粮，目前燃料乙醇原料主要为木薯、红薯、木质纤维素等含糖物质，能够替代部分化石能源，节约石油资源。

按我国的标准，乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成，自2002年以来，我国已对燃料乙醇产业累计投资超过200亿元，行业直接就业人口达5万人、并惠及500多万的农业人口。

截至2014年底，我国已批复11个生物燃料乙醇项目，总产能为310万吨，年产销量227万吨，调和汽油2270万吨，占当年全国汽油总消费量的23%。

乙醇汽油在全国11个省区全部和部分区域进行了推广试点。

虽然我国燃料乙醇产业规模处于世界第三位，但占比仅为3%。

与美国、巴西相比，差距明显。

2016年我国燃料乙醇产量仅为260万吨，与美国、巴西的消费量相比具有巨大的发展空间。

中期来看，能源局“十三五”规划提出到2020年我国燃料乙醇产量400万吨，较目前增长54%；而长期看以汽油10%添加比例测算，相比当前有近940万吨的乙醇需求缺口。

此外，乙醇进口关税上调、乙醇汽油试点推广都将对国内燃料乙醇需求形成利好。

总体来看，我国化工领域和燃料乙醇领域并未得到充分发展，若新的乙醇生产技术能够大幅度降低其生产成本，乙醇产业发展将会上到一个新的台阶。

目前，中国燃料乙醇发展缓慢，市场化程度不足，采用“定点生产、定向流通、价格锁定、封闭销售”的模式。

如果政策放开，应用范围推广到全国，且乙醇原油比提高，燃料乙醇的需求空间将急剧扩大。

因我国对纤维素乙醇研发和产业发展的支持力度不足，致使我国纤维素乙醇产业化进程落后于国际先进水平，需要综合利用财政政策、金融政策、税收政策等手段，扶持非粮燃料乙醇，才能使其继续发展。

鉴于生物质燃料乙醇目前仍受制于原料和成本，就给了非生物质乙醇一个发展契机。

•国内合成乙醇市场情况

合成乙醇技术由于成本低，原料资源广泛，环保压力小等因素，成为近来极具竞争力的生产乙醇新途径。

表2国内现有合成乙醇装置产能

厂家

产能

地点

工艺

塞拉尼斯（南京）化工有限公司

27.5

江苏南京

醋酸加氢制95%酒精

凯凌化工（张家港）有限公司

13.6

江苏张家港

醋酸异丙酯加氢制无水酒精

唐山市冀东溶剂有限公司

8

河北唐山

醋酸乙酯加氢制无水酒精

顺达化工

20

河南

醋酸酯化加氢

江苏索普

3

江苏

醋酸酯化加氢

唐山冀东（一期）

10

河北唐山

醋酸酯化加氢

陕西兴化

10

陕西兴化

二甲醚法

合计

92.1

表3未来新增合成乙醇产能统计

公司名称

技术路线

产能

备注

唐山冀东

醋酸酯化加氢

20

陕西榆神

二甲醚法

50

新疆天业

二甲醚法

60

合计

130

•生产规模、产品方案及总物料平衡

•生产规模

•乙醇原料气分离装置

设计规模：

处理75000Nm3/h合成气（实际74150Nm3/h）

操作时间：

8000h

操作弹性：

60~110%

•乙醇装置

设计规模：

30万吨/年（按乙醇产品产量计）

操作时间：

8000h

操作弹性：

60~110%

工作制度：

四班三运转制，每班8小时

•产品方案

•产品、副产品、中间产品

本项目主要产品为乙醇，产品分布见下表：

表4产品一览表

序号

中间产品/产品/副产品名称

产量（万吨/年）

备注

1

乙酸甲酯

40

中间产品也可以做产品

2

乙醇

30.08

目的产品

3

乙酸乙酯

0.48

副产品

4

重组分

0.09

杂醇

•主要产品技术规格

本项目主产品为乙醇，副产乙酸乙酯、重组分。

中间产品乙酸甲酯，也可以做产品。

表5产品乙醇规格（符合GB/T678-2002化学试剂乙醇中化学纯）

项目

指标

乙醇的质量分数（CH3CH2OH），wt%

≥99.5

密度（20℃），g/mL

0.789~0.791

与水混合实验

合格

蒸发残渣的质量分数/%

≤0.001

酸度（以H+计）/（mmol/100g）

≤0.1

碱度（以OH-计）/（mmol/100g）

≤0.03

水分的质量分数/%

≤0.5

甲醇（CH3OH）的质量分数/%

≤0.2

异丙醇（CH3）2CHOH的质量分数/%

≤0.05

羰基化合物（以CO计）的质量分数/%

≤0.005

易炭化物质

合格

还原高锰酸钾物质（以O计）的质量分数/%

≤0.0006

表6乙酸乙酯规格

项目

指标

乙酸乙酯,wt%

≥99.5

乙醇,wt%

≤0.2

水,wt%

≤0.1

表7重组分规格

组分

组成

乙醇,wt%

~43.5

异丙醇+正丙醇,wt%

~56.4

•总物料平衡

本项目采用工艺是：

以合成气和二甲醚为原料，合成气到合成气分离装置分离出H2和CO供乙醇装置使用，二甲醚和H2、CO通过羰基化法制取乙醇。

总物料平衡图见下图2。

表9总物料平衡见表

序号

项目

万吨/年

占乙醇%　

备注

一

原料

1

乙醇原料合成气

24.32

80.85

2

二甲醚

31.68

105.32

进料总计

56

186.17

二

产品

1

乙醇

30.08

100.00

2

乙酸乙酯

0.48

1.60

3

重组分

0.09

0.30

4

乙醇生成甲醇

21.36

71.01

5

不凝气

0.43

1.44

6

解吸气

3.56

11.82

出料合计

表10乙醇原料气分离装置物料平衡

序号

项目

万吨/年

备注　

一

原料

物料名称

万吨/年

Nm3/h

乙醇原料合成气

24.32

63830.26

乙醇回收气1

6.21

7560.00

乙醇回收气2

0.42

2800.00

进料总计

30.95

二

产品

H2

3.42

CO

23.98

解吸气

3.56

出料合计

30.95

表1130万吨/年合成气制乙醇装置物料平衡

序号

项目

万吨/年

备注　

一

原料

H2

3.42

CO

23.98

二甲醚

31.68

进料总计

二

产品

乙醇

30.08

乙酸乙酯

0.48

重组分

0.09

乙醇生成甲醇

21.36

乙醇回收气1

6.21

乙醇回收气2

0.42

不凝气

0.44

合计

•工艺技术方案

•工艺说明

•合成气分离装置

由煤气化装置来的净化合成气，经过合成气分离装置，得到合格的CO和H2作为原料去乙醇装置，合成气分离技术拟采用深冷分离＋PSA技术。

•乙醇装置

乙醇装置拟采用二甲醚羰基化路线，由二甲醚合成单元（宝发能源）、羰基化单元、加氢单元及产品分离单元组成。

另有压缩、加热炉、冷却水站等工艺生产的辅助配套系统。

•二甲醚合成单元

1）反应原理

气相甲醇在分子筛催化剂作用下脱水生产二甲醚（DME）。

反应温度250～270℃，压力为1.2MPa。

反应式如下：

主要反应方程式：

2CH3OH→CH3OCH3+H2O

2）工艺流程简述

a）甲醇脱水反应

原料甲醇经预热后在气化塔内被气化成甲醇蒸汽，甲醇蒸汽与反应产品进行热交换后升温到～240℃进入反应器。

甲醇蒸汽在催化剂和一定温度条件下进行分子间的脱水反应。

b）产品分离

反应出来的粗二甲醚（含甲醇、二甲醚、水）送入DME塔，塔顶气相经过DME塔顶冷凝器冷凝后进入DME塔回流罐，二甲醚冷凝液部分回流，部分经分析合格后作为产品采出，送至二甲醚罐区储存。

•羰基化单元

1）反应原理

一氧化碳与二甲醚在催化剂作用下发生羰基化反应，生成乙酸甲酯。

二甲醚羰基化反应的温度选择在240~260℃（初期～末期），压力选择为5.0MpaG。

主要反应方程式：

CH3OCH3+CO→CH3COOCH3

2）工艺流程简述

本单元包括羰基化反应、乙酸甲酯冷凝、乙酸甲酯精制。

•羰基化反应

CO与二甲醚混合物料进入羰基化反应器，反应温度240~260℃（初期～末期），压力选择为5.0MpaG。

反应器出料依次与CO、二甲醚换热回收热量后进入乙酸甲酯冷凝阶段和精制工序。

•加氢单元

1）反应原理

乙酸甲酯与氢气反应，生成乙醇和甲醇。

加氢反应的温度选择在230~260℃（初期～末期），压力选择为5.0MpaG。

主要反应方程式：

CH3COOCH3+2H2=C2H5OH+CH3OH

2）工艺流程简述

来自羰基化单元精制的乙酸甲酯用泵送至乙酸甲酯预热器和乙酸甲酯蒸发器蒸发后进入进料混合器。

来自原料气分离装置来的新鲜氢气与来自产品分离的循环氢气混合后经预热、过热后在进料混合器中与乙酸甲酯混合后进入加氢反应器。

•产品分离单元

来自粗醇缓冲罐的粗醇减压后，进入乙醇脱轻塔进行产品分离。

冷凝后液相进入乙醇脱轻塔凝液罐，凝液送至乙醇精制塔；不凝气可作为燃料使用，塔底的粗乙醇经乙醇泵送入乙醇精制塔，生产乙醇。

•公用工程消耗及占地、定员

•项目占地及定员

项目占地：

乙醇装置占地300m×300m，

乙醇原料气分离装置占地200m×200m

项目定员：

乙醇装置98人，乙醇原料气分离装置16人。

•各装置公用工程消耗

•合成气分离装置公用工程消耗

表11合成气分离装置公用工程消耗

序号

项目

规格要求

单位

消耗指标

使用情况

1

电

220V50Hz

kWh/h

10.0

连续

380V50Hz

kWh/h

45.0

连续

10kV50Hz

kWh/h

6600.0

连续

10kV50Hz

kWh/h

521.0

连续

2

循环水

30℃

t/h

20.0

间断

3

氮气

＞0.6MPaG

Nm3/次

150000.0

一次性

4

仪表空气

露点＜-20℃

Nm3/h

30.0

连续

•30万吨/年乙醇装置消耗

表13乙醇装置公用工程消耗

序号

名称

规格

单位

每吨产品消耗定额

消量/h

备注

1

循环水

m3

5760

2

新鲜水

m3

10

间断使用

3

脱盐水

t

13.5

间断使用

4

中压蒸汽

4.0MPaG

t

0.4

15.5

5

低压蒸汽

1.0MPaG

t

1.9

72

6

低低压蒸汽

0.5MPaG

t

1.68

65

7

仪表空气

0.7MPaG

Nm3

8

500

8

工厂空气

0.7MPaG

Nm3

间断使用

9

低压氮气

0.43MPaG

Nm3

1000

纯度99.9%

间断使用

10

高压氮气

5.8MPaG

Nm3

10000

纯度99.9%

间断使用

11

天然气

1~1.4MaG

Nm3

500

加热炉间断

12

电

380V/6kV

或10kV

kW·h

379.2

14300

离心压缩机按

电机驱动　

13

自产蒸汽

0.5MPaG

t

-1.48

-55

初期

15

锅炉水

3.0MPaG

t

1.6

60

132℃

•投资估算

本项目的建设投资为41000万元（不含建设期利息和铺底流动资金）。

•投资估算依据

1.中石化咨（2006）关于印发《中国石油化工集团公司石油化工项目可行性研究投资估算编制办法》的通知。

2.中国石油化工集团公司石油化工安装工程概算编制应用数据库（2014）。

3.中国石化建[2008]82号“关于发布《石油化工工程建设设计概算编制办法》（2007版）的通知”。

4.中国石化建[2008]81号“关于发布《石油化工工程建设费用定额》的通知”。

5.中国石化建[2014]321号“关于2014年动态调整石油化工安装工程预算定额及其费用定额的通知”。

6.国家及地方政府有关的文件。

•投资估算说明

1.工艺装置参考国内同类装置估算。

2.征地费：

本次投资估算暂不考虑土地费用。

3.其它费用：

依据中国石油化工集团公司中国石化[2008]81号发布的《石油化工工程建设费用定额》（2007版）计算。

4.预备费：

国内部分基本预备费按固定资产、无形资产、其他资产的6%计算。

表1730万吨/年乙醇项目---建设投资估算表

序号

工程项目或费用名称

规模或主要工程量　　

估算价值（万元）

占投资%

含外币金额

设备购置费

主要材料费

安装费

建筑工程费

其他

合计

（万美元）

一

建设投资

58589.13

20092.10

8671.75

5770.44

26376.42

119499.84

100.00%

（一）

固定资产费用

58589.13

20092.10

8671.75

5770.44

9630.85

102754.27

83.91%

1

工程费用

58589.13

20092.10

8671.75

5770.44

93123.42

77.93%

1.1

工艺生产装置

58351.53

20092.10

7873.61

5342.54

91659.78

76.70%

1.1.1

乙醇原料气分离装置

13444.90

1162.65

904.29

516.73

16028.57

13.41%

1.1.2

乙醇装置

30万吨/年

44906.63

18929.45

6969.33

4825.81

75631.21

63.29%

1.3

防渗处理

262.97

262.97

0.22%

1.4

工器具及生产家具购置费

237.60

237.60

0.2%

1.6

特定条件下的费用

486.54

0.00

486.54

0.41%

1.7

安全生产费

311.60

164.94

476.54

0.40%

2

固定资产其它费

9630.85

9630.85

8.06%

（二）

无形资产费用

9750.00

9750.00

8.16%

（三）

其他资产费用

1363.50

1363.50

1.14%

1

生产人员准备费

1262.25

1262.25

（四）

预备费

5632.07

5632.07

4.71%

1

基本预备费

5632.07

5632.07

可抵扣增值税

7616.58

2612

780.45

560.55

288.93

11858.51

•技术经济分析

本项目为原项目改造项目，计算经济可行性时，原料只考虑甲醇和乙醇实际消耗量，同时能耗只计算此三个装置，收益率按此三个装置核算。

表18原辅料及成品价格

序号

项目

单位

含税价格（元）

备注

一

原料

1

合成气

Nm3

0.8

2

甲醇

Nm3

2200

二

公用工程

1

电

kW·h

0.6

2

循环冷却水

m3

0.2

3

脱盐水

m3

12

4

蒸汽

t

100

5

蒸汽凝液

t

10

6

仪表空气

Nm3

0.2

7

燃料气

Nm3

1.5

驰放气

8

污水

t

4

处理费用

二

产品

1

乙醇

吨

5300

2

乙酸乙酯

5000

3

重组分

3500

•单位制造成本表19单位制造成本

序号

项目

消耗量

单价

总价万元

1

年成本费用

129340.49

1.1

原料

90,747.37

1.11

合成气万Nm3/年

51,064.21

0.80

40,851.37

1.2

人工费

1000

1.3

燃料动力

23,893.12

1.31

电万度/年

17,180.80

0.60

10,308.48

1.32

循环冷却水万吨/年

4,624.00

0.20

924.80

1.33

脱盐水万吨/年

58.80

12.00

705.60

1.34

蒸汽万吨/年

78.00

160.00

12,480.00

1.35

蒸汽凝液万吨/年

-126.00

10.00

-1,260.00

1.36

仪表空气万Nm3/年

424.00

0.20

84.80

1.37

燃料气万Nm3/年

400.00

1.50

600.00

1.38

污水万吨/年

12.36

4.00

49.44

1.4

催化剂

4,200.00

1.5

维修费

2500.00

1.6

年经营期利息

4000

1.7

折旧费

3000

产品乙醇单位制造成本见上表。

其中折旧费按照折旧15年，残值0.05计算，维修费用按照建设费用的0.03计取。

年经营利息按照自有资金30%，借款利息5.5%，正常经营15年。

乙醇生产成本为4310元/吨。

•财务评价表20主要经济指标

序号

项目

数量

万吨

单价

金额万元

1

年销售收入

162,171.90

1.1

乙醇产品

30.08

5,300.00

159,445.70

1.2

乙酸乙酯

0.48

5,000.00

2,410.68

1.3

重组分

0.09

3,500.00

315.51

2

年增值税

11816.95

3

年三项附加税

1418.03

4

年水利基金

113.52

5

年印花税

36.55

6

年所得税

25%

5,647.41

7

年现金净流入

23,582.65

8

年会计净利润

16,942.23

9

内部收益率（所得税后）

25.96%

10

投资回收期（含建设期1年）

年

5.5

鹤壁腾飞清洁能源有限公司