地下气化生产甲醇项目建议书

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1、五万吨甲醇项目建议书姓名：李国率班级：应化0902学号：2009040901目 录一、 项目的目的意义和必要性二、 工艺技术方案 (技术来源、技术水平、技术特点等)三. 投资估算、资金筹措经济效益初步分析四. 结论一、项目的目的意义和必要性产品的市场分析煤炭地下气化可生产洁净的燃料气，用于民用、工业锅炉燃烧和发电，更可生产廉价的化工原料气，用于合成氨、甲醇、汽油等。煤炭地下气化煤气的生产成本低于地面煤气化的生产成本，其比较如表2.1所示。 项 目 地面气化 地下气化基建投资（元/m3） 350450 120150成本（元/m3） 0.40.6 0.150.25生产工艺 备煤、选煤 建地下气化炉

2、环境保护 有灰碴排放 无灰碴、污染物少表2.1 地下气化和地面气化比较企业能否在目前形势下生存和发展，关键在于生产成本是否具有竞争力，特别是面临中国加入WTO，在国内产品与国外产品面对面地竞争形势下，企业的产品必须具有与国外产品相抗衡的能力。煤炭地下气化技术拥有我国独立的知识产权，以地下气化煤气为龙头的合成装置和设备，基本上能够在中国制造。技术自主和设备的国产化，大大降低了建设投资，缩短了建设周期，原料气成本低，从而大大降低了合成甲醇、聚甲醛的生产成本，极具市场竞争能力。甲醇市场分析甲醇是一种应用广泛的基础化工原料，它的用途几乎没有一种有机化工原料能与之相比。在化工、医药、轻纺、工程塑料、染料

3、等领域有着广泛的用途。在化工生产中，甲醇用于生产甲醛、醋酸、甲烷氯化物、甲胺、甲基叔丁基醚（MTBE）、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、二甲醚、丙烯酸甲酯、甲基丙希酸甲酯等。近年来我国甲醇生产发展迅速。20世纪90年代初，我国甲醇年生产能力尚不足100万吨，目前我国共有生产企业200多家，总年产能力达328万吨。以煤为原料的甲醇装置，最大的是上海太平洋化工集团公司的20万吨/年生产装置，其次是哈尔滨煤气厂14万吨/年和义马煤气厂8万吨/年。近年来，国内外市场竞争日趋激烈，国内甲醇生产装置多数规模较小，技术落后质量差，将不断被淘汰，国外产品质优价廉挤了进来。未来市场需求增加旺盛，建设能生产质优价廉

4、产品的先进大型装置，前景看好。2.项目意义 (1) 充分开发利用煤炭资源 据调查，大雁矿区许多呆滞、遗留的各种煤柱，不宜、或不能、或不经济使用传统的物理采煤法进行开采，但可用地下气化方式加以回收，因此可大大提高煤炭资源的利用率，延长矿井服务年限。(2) 盘活煤矿企业固定资产存量，开拓新的就业渠道现有矿井经过多年的生产，积累了大量的固定资产，形成了庞大的职工队伍，但随着褐煤市场疲软、产量下降，使矿井固定资产闲置，人员下岗。煤炭地下气化可充分利用矿井现有的技术和物质条件建设地下气化炉 和气化站。如矿井的供电、供水、道路、房屋等公共设施，矿井的开拓系统、设备等都可利用。矿井经过多年的开采，地质资料清

5、楚，地下水业已疏干，这些都为地下气化创造了有利的条件。煤炭地下气化可大力发展煤化工产业，创造更多的就业渠道。(3) 提高煤矿企业经济效益，形成新的经济增长点 煤炭地下气化减少了许多中间环节的投资，生产成本又低于天然气和地面造气，可赢得更大的利润。因此煤炭地下气化技术的推广应用，将提高煤矿经济效益，形成新的经济增长点，促进煤炭工业结构调整和产业升级换代。(4) 保护生态环境内蒙古自治区有辽阔、美丽的大草原，国家西部大开发首先以不破坏环境为前提。但传统的井工采煤会造成地面塌陷、矸石外排、地表沙化、大气和尘土污染等一系列问题。煤矸石自燃排出大量烟尘及SO2、CO、H2S等有害气体，严重污染大气环境。

6、煤炭的洗选、运输、贮存和加工利用也给环境造成较大的污染，如污水、煤尘及有害气体的排放。而煤炭地下气化燃烧的灰渣存在井下，大大减小地表塌陷量，无固体物质排放，因此煤炭地下气化减少了对地表环境的破坏。地下气化产出的煤气可以集中净化，脱除其中焦油、硫和粉尘等有害物质，并且采用分离或吸收技术将CO2分离出来集中贮存或回填到气化空间里，从而得到洁净煤气。因此煤炭地下气化技术在提高了煤炭资源利用水平的同时，将环境保护的重点放在源头，而非末端治理，是一项符合可持续发展战略的环境友好的绿色技术，有利于草原环境的保护，符合国家西部大开发的战略。 江泽民总书记曾题词：“中国矿业大学煤炭地下气化试验，从煤炭资源的充

7、分利用以及经济效益来讲值得进一步研究”。著名科学家钱学森来信祝贺说：“煤炭地下气化的试验成功，无疑是煤炭工业的巨大革命”。随着煤炭地下气化技术的实施及科研成果的推广应用，一个以煤炭地下气化为“龙头”的大型煤、电、化工联合企业将展现在世人面前。二.工艺技术方案1.气化工艺及安全技术方案煤层情况大雁三矿煤系地层为侏罗系上统扎赉诺尔群伊敏组与大磨拐河组，其主要可采煤层发育于大磨拐河组。区内赋存可采及局部可采煤层17层。煤层埋藏深度： 区内煤层埋藏深度在海拔+640 +180m之间。煤层倾角：煤层倾角在830 之间，平均倾角15。煤层平均厚度大于4m。储量 17号煤层 1019.6万吨18号煤层 98

8、9.2万吨西二采区17、18煤层储量合计为2008.8万吨。煤质17号和18号煤层颜色一般为黑褐色，条痕为浅褐色，具弱沥青光泽或暗淡光泽，结构为似条带状，偶尔可见带状或木质结构，具块状或层状结构，断口参差状，裂隙发育，硬度在13之间，韧性较强，比重为1.61，容重为1.26，属暗淡型或半暗型煤。据本区煤样化验结果，煤质指标如下： 水份（Wf）：2.6920.08/9.57% 灰份（Ag）：7.0339.77/23.34%，属中等灰份。 挥发分（Vr）：39.0653.75/45.30%，属高挥发分。 粘结性：1，属弱粘结性。 硫（Sqg）：0.092.20/0.48%，属低硫。 磷（Pg）：0

9、.020.149/0.038%，属低磷。 氢（Hr）：4.336.06/5.22% 。 氮（Nr）：0.922.39/1.63% 。 腐植酸（Hfm）：2.779.87/7.64% 。 褐煤腊（EfB）；0.12.27，平均0.544，属低等。 碳（Cr）：70.2476.93%，平均74.15% 。 含油率（Tf ）：5.0317.12%，平均8.16%，属中油煤。 灰熔点（T2 ）：10901400，平均1358，属难熔灰。发热量：(QfDT )：15.427.7/22.1MJ/kg （QrDT ）：27.332.0/29.9MJ/kg本区煤岩鉴定其变质阶段为0阶段。煤种单一，煤化程度低，

10、均属褐煤。根据大雁煤质及煤层赋存情况，将采用具有我国独立知识产权的长通道、大断面、纯氧连续气化煤炭地下气化新工艺，能够实现对煤气产量和质量的控制。本项目采用多炉联合运行，能够满足合成甲醇原料气的要求。按日产65万m3合成气的生产规模计算，选定气化区可气化20年以上，有扩大再生产的资源储备。煤层顶板岩石为沙质泥岩，底板为泥岩和沙质泥岩，埋深大密闭性好，现有采区与气化区间距大于500m，采取一定的密闭措施后，不会产生气化区气体向周围采区扩散的现象，在安全上是可靠的。2.甲醇生产工艺技术方案甲醇合成是将造气至净化工艺制得的主要含CO、CO2和H2的新鲜气，在加压和一定温度下合成反应生成粗甲醇。新鲜气

11、主要成份是CO、CO2和H2，且根据化学计量要求及考虑到反应速率，(H2-CO2) 与(CO+CO2)的摩尔比一般在2.052.15范围内。由净化工序得到的新鲜气在合成工艺上如不能充分利用制取甲醇，不论物料或是能量都是很大损失，所以甲醇合成工艺是甲醇生成的关键工艺。在多种甲醇合成工艺中主要有以下三种：高压法，应用锌铬催化剂的高压合成工艺，在压力为30MPa，温度为360400下操作。此法特点是技术成熟，但投资及生产成本较高；低压法，应用铜基催化剂的低压合成工艺，在压力45MPa，温度为200300下操作。其代表性工艺有I.C.I低压法和Lurgi低压法。I.C.I低压甲醇法采用51-1型铜基催

12、化剂，合成压力5MPa。该法合成塔结构简单，但设备庞大，单程转化率较低，且有副反应。Lurgi低压法主要特点是采用管束式合成塔，其合成甲醇投资和操作费用低，操作方便，单程气体转化率较高，但合成塔结构较为复杂，装卸催化剂不太方便；中压法是在低压法研究基础上发展起来的，它能更有效地降低建厂费用和甲醇生成成本，但是催化剂制造成本昂贵，催化剂使用寿命降低。根据以上甲醇合成工艺的难易程度，操作便利以及投资和成本低的因素，选择Lurgi低压法工艺合成甲醇。该工艺比I.C.I法空时产率高倍左右，使生产费用大为减少，热能充分利用。Lurgi法的循环气与新鲜气的比例低，不仅减少动力消耗，而且缩小了设备与管线、管

13、件的尺寸，可节省设备费用。Lurgi低压甲醇合成流程：合成工艺流程: 由脱碳工艺来的4.86MPa、40的高氢气体与循环气混合，进入压缩机加压到5.14MPa，温度48，经换热器预热到225，进入甲醇合成塔的列管中，在5MPa、240260温度下，在铜基催化剂的作用下，CO、CO2和H2部分转化成甲醇。合成塔的结构是一个副产蒸汽的管式反应器，管内装催化剂，管外为沸腾水。甲醇合成反应放出的热很快被沸腾水移走。合成塔壳程的锅炉给水是自然循环的，这样通过控制沸腾水上的蒸汽压力，可以保持恒定的反应温度，变化0.1MPa相当于1.5。4.93MPa、255的出塔气体与进塔气换热后温度降到91.5，经锅炉

14、给水换热器冷却到60，再经水冷却器冷却到40，在4.82 MPa压力下进入甲醇分离器，分离器出来的气体大部分回到压缩机入口，少部分排放送辅助锅炉作燃料，液体粗甲醇则送精馏工段。Lurgi低压法合成甲醇的主要特点是采用管束式合成塔。这种合成塔温度易于控制，同时，由于换热方式好，催化剂层温度分布均匀，可以防止铜催化剂过热，对催化剂寿命有利，且副反应大大减少，允许含CO高的新鲜气进入合成系统，因而单程气体转化率较高，反应器出口甲醇含量左右，循环气量较少，其结果是设备、管道尺寸小，动力消耗低。合成塔不需要开工炉，开工简便。在Lurgi系统中即使循环机发生故障，系统的升温同样是允许的，只要将蒸汽通过一个

15、喷射泵加入到合成塔的水侧，保持合成塔的温度。合成塔可以副产中压蒸汽。流程中的设备和管线的材料都经过仔细选择，反应器材料不含铁，换热器的列管是不锈钢的，以防止合成气中达到露点的CO2腐蚀；另一方面是防止气体的110130范围内与铁形成羰基铁，高于此温度又分解，使催化剂活性下降，并使生成高级烃的反应加剧。系统的管道由合成塔出口管一直到粗甲醇分离器均采用不锈钢。从分离器出口到合成塔入口的管道均采用低合金钢管，防止氢腐蚀。低合金钢内主要含Cr和Mo。由于Lurgi法粗甲醇质量高，所以大约由70%直接用于甲醇生产而不经过蒸馏。三.投资估算、资金筹措经济效益初步分析1. 项目总投资88768.83万元其中

16、:基本建设投资 82388.37万元， 固定资产费用： 58647.58万元； 无形资产费用： 13285.80万元 递延资产费用： 4081.42万元 工程预备费用： 6373.58万元2. 项目投资用以下方式筹集。申请国家投入资本金31070万元，占投资的35%；申请国家或地方政府高新技术产业化补贴8877万元，占投资的10%；企业自筹22192万元，占投资的25%；其余的26630万元，由招商引资或银行贷款解决。3. 经济指标估评如下:(1) 年销售收入： 34899.29万元(2) 年利润总额： 13667.53万元(3) 投资利润率： 15.12 %(4) 投资利税率： 20.62

17、%(5) 财务内部收益率： 21.52 %(6) 投资回收期： 7.38年(7) 盈亏平衡点BEP： 46.70 %4.资金需用计划 2003年投资总额为 5200万元，其中：项目可行性调研 10万元实验室试验 200万元项目实施方案设计 20万元地下气化炉建设 3638万元其它 1332万元总计： 5200万元 2004年项目投资为23635.93万元煤气净化到产品回收等地面设施建设;合成甲醇装置建立;合成甲醛装置建立； 2005年项目投资为32955.35万元用于完成项目中间工程。 2006年项目投资为20597.9万元完成全部项目工程。四、结 论 经市场分析、技术方案论证、经济效益分析，初步结论如下：1. 采用具有我国独立知识产权的煤炭地下气化高新技术，该技术先进、可靠、能耗低、污染少。本工程设备基本在国内采购，可节省大量的建设资金。2. 采用煤炭地下气化技术生产合成气，可大大降低的生产成本，使产品具有较强的市场竞争力。3. 甲醇和聚甲醛具有广阔的市场。4. 本项目技术经济分析是可行的，并具有一定的抗风险能力，将会有更好的经济效益。5. 本项目实施具有显著的经济效益和社会效益，加快了煤炭企业的优化升级和科技进步，同时也有利于区域经济的发展，对推动大雁矿区的经济发展、生态环境的保护、走上可持续发展的道路都具有十分重要的意义。8