氧化碳与氢合成发电机燃料醇类醛类和其他有机产品 已经成为现实，用氧化碳与氢合成领域具有极大的理论意义和实用价值，因为从这两 种可自任何燃料得到最简单的物质，可以合成出各种极有经济价值的有机化合物。氧 化碳成为合成的基本原料，因为由它与化合物在适当的催化剂及操作条件下相互作用， 就可以制出各种各样的有机化合物。如制造甲酸甲酯醋酸甲醇碳酸二甲 酯二甲基甲酰胺，二异氰酸酯，二甲醚„等等。 许多碳化工产品生产厂家为获取氧化碳气源采用水煤气法，经净化提浓，作 为原料，如浙江厂，为得到高浓度气，用变压吸附法提浓半水煤气，投 资用了约万元左右，相当于获得每气，投资万元。如用黄磷尾气净 化，其投资不到其，山东淄博有机胺厂，年为引进美国装置配套的 气用半水煤气提浓浙江江山化工总厂年为引进美国装置配套的气用半水 煤气提浓山东二二议二二二谎工札舢酗。 为此，弥勒磷电化工有限责任公司委托昆明理工大学为该公司黄磷厂进行黄磷尾 气净化生产二甲醚项目可行性研究。 工厂概况 概况 云南县磷电化工有限责任公司，是弥勒县电力公司创办的多种经营项目之，即 磷电综合生产黄磷。期工程为，黄磷电炉套，设计能力为年产黄磷。 总图布置上留有再扩建套的余地。并留有发展水电生产炼铝工业的空地。期工程于 年破土动工，年月日建成，投料试车产出了黄磷合格产品，实 现了次试车成功，至年已生产出合格产品黄磷，年产黄磷超过了设计能力， 现已形成了较稳定的生产秩序，生产运行正常，对弥勒县的经济建设，作出了较大贡献。 期工程投资万元，其中环保投资万元。 公司拥有电专业，电子计算专业，化工专业，市场营销专业，上建专业等，各种专 业高级中初级技术人员数十名，各种专业有机配合，管理水平逐年提高。去年的黄磷产量，达到了年产水平，为设计能力的倍，电能消耗为每吨黄磷 ，实现了优质高产低消耗低成本，产品质量达到国家特级晶标准，市场前景 好。在同行业年度的评比中，公司的生产技术指标位居榜首。 同时，公司的经济效益也逐年上升，年年连续利润较好。公司现有职工 人，其中吸纳了社会残疾人员人，办成个社会福利企业，给社会减轻了部份负 担，同时政府部门也给公司定的优惠政策，职工收入逐年提高。 弥勒县水电资源十分丰富，除己建成的水电站万外，万水电站己在 筹建中。公司现有的公用工程，稍加改造扩建即可满足年产黄磷的需要，产生 的黄磷尾气达，相当于的氧化碳，可为综合利用黄磷尾气生产 新产品提供足够的气源。 黄磷尾气排放情况 黄磷尾气的成分分析 在云南省科技厅的支持下，昆明理工大学近些年对黄磷尾气的净化和开发利用作了 系统深入的研究。以下是年昆明理工大学对相关黄磷企业昆阳磷肥厂江磷集 团公司的黄磷尾气测定结果如下 砷的分析 样品号采样温度采样体积大气压采样时间砷含量 Ⅱ ，此络合物在空气中发烟，而在水或醇中则分解。二 甲醚还可选择性氯化为各种氯代衍生物。当二甲醚与发烟硫酸或三氧化硫气体反应时， 可生成硫酸二甲酯与苯胺蒸汽反应时可生成高纯度，二甲基苯胺二甲醚羟基化 后还可制得乙酸甲酯。 二甲醚的用途 二甲醚广泛用作气溶胶喷射剂溶剂制冷剂烷基化剂三氟化硼络合剂及特殊 燃料等，在制药染料农药和日化等工业中有许多独特的用途。高纯度的二甲醚尚 可用作麻醉剂。 年代以后，国际上气溶胶工业得到迅速发展，尤其是气雾剂生产中，气雾推进剂 主要采用氟氯烃，由于其对大气臭氧层有破坏作用，目前国际上已开始全面停止生产和 使用氟氯烃。二甲醚作为氟氯烃替代物在气雾剂制品中显示出良好的性能如不污染环 境，与各种树脂和溶剂具有良好的相溶性，毒性很微弱，可用水或氟制剂做阻燃剂，能 使喷雾产品不易受潮等。此外，二甲醚还具有成本低，投资省，价格合理，制造技术不 太复杂等特点，从而被人们认为是种新代理想的气雾剂用推进剂。 目前，在西欧各国，二甲醚在民用气溶胶制品中已是必不可少的氟氯烃替代物，大 约有的二甲醚用于气溶胶生产。二甲醚还可用作制冷剂，当利用二甲醚冷冻食品时可不沾异味或臭味，这将是二甲 醚的重要潜在市场。 另外，利用二甲醚可以生产许多重要的石化产品。早期的二甲醚主要作为甲基化剂 用于生产硫酸二甲酯。而二甲醚可经羰基化加氢甲酰化和氧化二聚等反应转化为重要 的化学晶，这些化学品是许多高附加值特种化学品合成中不可缺少的原料。 二甲醚作为汽车发动机的清洁燃料和民用清洁燃料将使二甲醚成为大宗产品，这也 是它的最重要的用途。因此，二甲醚的主要用途有 用作氯氟烃的替代品 用作化工原料 用作汽车发动机的清洁燃料 用作民用清洁燃料 直项目研究工作的依据和范围 研究依据 根据建设单位的委托，按照化工部预可行性研究规范作为依据。 研究的范围 研究工作的范围包括弥勒黄磷厂黄磷尾气的净化方法的选择及其工艺，以及用净 化后的氧化碳合成二甲醚，作为清洁的工业燃料的生产工艺确定，以及全套工艺的技 术经济评价。 研究工作概况 年月昆明理工大学有关研究人员与弥勒黄磷厂共同协商关于黄磷尾气综合利 用的合作意向 年月校方研究人员到弥勒黄磷厂对工厂情况进行调研 加年月受委托方与厂方共同调研 年月弥勒黄磷厂委托昆明理工大学进行可行性研究定项目委托书 年月调研收集资料 年月完成可行性研究报告 年月底请有关专家评审并签 研究结论概要 黄磷尾气经净化变换后步法生产工艺技术可行 二甲醚的合成工艺方法很多，根据国内现有技术对各种生产高纯度二甲醚 的技术经济进行比较，般认为，在小吨位吨年时，气相甲醇脱水法的投资和 生产成本高于以硫酸作催化剂的液相甲醇脱水法，其主要原因是增加了自控部分在实 现更大规模生产时吨年，气相甲醇脱水法工艺将占有明显的优势。合成气 步法因水煤气发生及净化部分所占比例较大，故小吨位时，设备投资较高，但在大规 模生产时，吨投资将大幅度下降，其成本优势将变得明显。 当然，上述分析是对切从零开始合成二甲醚的工程进行分析的。如果企业已具有 定的资源或其它优势，合成二甲醚的技术经济将有所不同。 黄磷尾气步法制得的既可作民用燃料，汽柴油发动机燃料，也可制 备高附加值化工产品 从产品质量方面考虑，硫酸法制得的产品难以脱除其中的微量硫化物，故产品二甲 醚有异味。气相甲醇脱水法生产工艺，只要原料甲醇质量有保证，可生产纯度高达 的无臭二甲醚产品，该产品适用于对二甲醚纯度有较高要求的气雾剂产品，也 可以作制冷剂，甚至可用于医用气雾剂的抛射剂。由合成气步法制得的二甲醚可很容 易地作民用燃料或汽柴油发动机燃料二甲醚含量同时，进步分离后，也可 达到的纯度，适合于做附加值高的化工产品。 。黄磷尾气制项目符合国家政策，社会和经济效益显著 对于具有资源的黄磷企业而言，采用合成气法合成二甲醚，可以将黄磷尾气得 到综合利用，本项目产品方案和建设规模符合建设厂的实际情况，同时本项目符合当前 国家环保和能源发展的方针政策，因此选择黄磷尾气制二甲醚项目是合理的。不仅增加 黄磷企业的经济效益，而且有利于改善废气污染状况，其社会效益将更为显著。 建设方案的主要技术经济指标 对于具有资源的黄磷企业，年产吨二甲醚的生产装置的主要技术经济指标 如下方法催化剂反应温度反应压力转化二甲醚选 总投资万元车间成本二甲醚纯 率择性 元吨度 合成气多功能催 步法化剂 口 存在问题 黄磷生产企业开发综合利用尾气生产二甲醚的工艺，这不仅有利于改善环境污染状 况，而且可以提高企业的经济效益。但由于我国黄磷生产企业的生产规模有限，其生产 过程所产生的尾气量也受到定限制，因此，现有规模二甲醚还难以达到规模 经济的模式。 第章二甲醚市场预测和拟建规模 市场预测 虽然二甲醚目前的市场有限，世界年产量只有万吨，但在当今世界能源紧张， 原油价格再高涨和禁止使用对大气臭氧层有破坏作用的氟氯烃的条件下，二甲醚作为 清洁燃料，在不远的将来将会成为大宗产品。日本最近设立专门机构，加紧开发清洁燃 料二甲醚的生产技术。 甲醚分子中的两个碳原子被个氧原子分开，由于分子中没有碳 碳链，以及高的含氧量，因此，燃烧完全，燃烧后颗粒的排放量极低。同时，由于二甲 醚的这种简单分子结构，在燃烧过程中几乎不可能形成聚合芳烃化合物和苯甲 苯和二甲苯。二甲醚可以作为世纪内燃机车的超清洁燃料，它是替代汽油柴油等 燃料的最佳能源。 二甲醚替代液化石油气作为民用清洁燃料，是液化石油气的理想替代品，二甲醚在 储存运输使用等方面都比液化石油气更安全，因此，二甲醚作为民用燃料具有广阔 的应用前景。在生产黄磷的地区可以当地生产，就近销售，减少运输成本，价格可低于液化石油气。由于云南的液化石油气，依靠省外运进，运输紧张时难以保证供应，因而 燃料二甲醚是生产黄磷地区解决民用清洁燃料的最佳途径。 另外，二甲醚也是种重要的精细化工产品，具有十分广泛的用途，在其它化工领 域的应用前景也非常广泛。据预测在二十世纪，二甲醚将成为大宗产品。拟设规模及 工艺技术方案 云南省弥勒县磷电化工有限责任公司的黄磷尾气量为，利用这些尾气， 拟建设年产吨的民用燃料二甲醚装置。本项目采用黄磷尾气通过净化变换制氢 合成气步法直接合成二甲醚的工艺技术方案。 基础资料 第章厂址及建厂条件