二、发展现状
1.国外
目前,国外最大规模DME生产装置是德国DEA公司在汉堡建设的6.5万t/a装置,已经正常运营多年。
南加州燃气有限公司(SoCalGas)与位于圣地亚哥从事低排放替代燃料业务的奥伯仑(Oberon)燃料公司于2011年8月31日宣布了一项联合研究和开发协议,在美国设计和建造第一套商业化设施,从天然气生产二甲醚(DME),当成运输燃料使用。该设施将设在南加州并生产二甲醚超清洁燃料,可作为柴油和丙烷的替代品,并用于各种非交通用途。二甲醚验证装置将使用奥伯伦(Oberon)公司的专有技术和过程,将使天然气与CO2相混合,在小规模撬装式模块化设施中生产二甲醚,生产能力3000~6000USgal/d。
2.国内
陕西中化能源有限公司投资约60亿元在建矿区年产100万t煤基二甲醚项目。
山西兰花科技创业股份有限公司年产100万t二甲醚项目于2006年中旬在山西晋城奠基。该项目总投资46亿元,分三期进行。一期工程为20万t甲醇、10万t二甲醚。按目前市场预测,一期工程建成投产后年新增销售收入4亿元,新增利润1亿元;项目全部建成后年新增销售收入42亿元,新增利润13亿元。
Me hanex公司与从事能源的新奥集团公司签署供应合同,于2007年下半年由新奥集团公司供应30万t/a甲醇。甲醇将供给20万t/a二甲醚(DME)装置,新奥集团公司在上海附近开发DME装置。Me hanex公司在该DME装置中持股20%。新奥集团公司正在开发DME用为清洁能源。
山东久泰化工与西安交通大学等联合研发的二甲醚清洁能源应用技术、二甲醚替代氟利昂技术、二甲醚混配燃用技术及二甲醚下游产品的开发利用技术均已成熟,已进入了市场应用阶段。
云南解化集有限公司总投资为9.7亿元,设计年生产能力15万t,于2007年底投产。该项目每年可消化劣质煤110万t,可使劣质煤附加值增加5倍,同时每年实现销售收入4.47亿元。该项目以当地褐煤为原料,采用BGL溶渣气化技术提供优质原料气,最终生产出二甲醚和甲醇产品。
宁夏银川采用美国空气产品与化学品公司技术。计划投资47.8亿元筹划年产83万t二甲醚项目。宁夏石化集团公司、中煤四达矿业公司、西安交通大学、原化工部第二设计院、中国成达化学工程公司等参与合作。该项目将由煤炭为起始原料生产二甲醚。项目建设分二个阶段,第一阶段生产21万t/a,第二阶段再扩增62万t/a。
东洋工程公司与宁夏煤炭集团签署合同,建设21万t/a燃料级二甲醚装置,提供技术转让、基础工程和供应催化剂。这是东洋工程公司在中国的第三个二甲醚合同。东洋工程公司还向中国山西兰花清洁能源公司转让其二甲醚(DME)技术。该公司向在中国山西省晋城的14万t/a煤制二甲醚项目提供工艺设计、供应催化剂和技术服务。该装置于2007年底投入商业化生产。生产的DME用作替代燃料和气溶胶。这是东洋工程公司在中国的第四个DME项目。2003年,其首个1万t/a DME装置建在四川省。
中天合创能源公司在内蒙古呼和浩特投建我国最大的煤制二甲醚项目——鄂尔多斯300万t/a二甲醚项目于2007年9月24日启动。中天合创能源公司是在国家发改委的倡导和推动下,由中国中煤能源集团公司、中国石化集团公司、申能(集团)公司、中国银泰投资公司和内豢古满世煤炭集团公司联合组建。建设规模为:煤炭开采2500万t/a、气流床连续煤气化生产甲醇420万t/a、二甲醚30万t/a。
中煤集团是中国第二大煤炭企业,在煤资源方面很有优势,而二甲醚主要是用煤炭来制取。中石化在化工制品生产方面经验丰富,又有完善的加油站网点;申能集团掌握着整个长三角地区的液化燃气的销售,以后二甲醚的生产销售渠道可以得到保证;银泰在融资方面有优势。
久泰能源(张家港)有限公司年产100万t二甲醚项目于2007年4月中旬在江苏张家港开工。这是久泰公司继内蒙古、广州之后开工建设的第三个百万吨级的二甲醚项目。该项目由久泰能源科技有限公司和中国能源有限公司共同投资建设。项目一期工程年产二甲醚30万t,占地150亩,总投资4872万美元,于2007年底建成投产;二期工程设计生产规模为年产二甲醚70万t,2008年初开工建设,年底投产。整个项目建成后,将实现年销售收入50亿元。
内蒙古天河化工有限责任公司在巴彦淖尔市临河高新工业技术园区建设的年产20万t二甲醚生产装置于2007年10月建成投入运行。该装置在充分利用国际科技资源,在原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新等方面取得了专项突破,对提高我国二甲醚产业的自主创新能力有积极的意义。项目投资近2亿元,2006年7月开工建设。
河北凯跃化工集团有限公司年产100万t二甲醚生产装置于2008年6月22日投产成功,产品纯度达到99.5%以上。
2008年9月11日,中国中煤集团公司与河北冀州市银海化肥有限公司在石家庄签署协议,合资成立中煤银海煤化工有限责任公司。合资公司将建设年产100万t二甲醚和与之相配套的氨醇项目。该项目总投资120亿元,将采用水煤浆气化技术实现清洁高效生产。该项目选址冀州循环经济园区,分三期建设。其中一期工程年产30万t氨醇及20万t二甲醚,投资17.3亿元,2008年下半年动工,2010年投产。
目前,大中城市大多已经铺设了十分发达的天然气管网。随着西气东输二线、川气东送管线的建成投产,管道天然气覆盖面将越来越大。液化石油气及其替代产品二甲醚在大中城市的销量萎缩在所难免,甚至会逐步退出大中城市,转而面向城乡结合部或农村等天然气管网覆盖不到的区域。目前,许多中小氮肥企业正好分布在不发达的县城或城乡结合部。这些企业完全可通过建立联醇装置,联产合成氨、碳酸氢铵、尿素、甲醇和二甲醚产品。这样,既能有效化解这些企业产品单一带来的市场风险,又能实现二甲醚的就近销售,是多赢之举。
从发展趋势上看,二甲醚装置规模将向大型化方向发展,从目前的万吨级升级到10万吨级,再升级到百万吨级。
3.市场前景
韩国已经把二甲醚成功用于燃烧锅炉。如果我国能用二甲醚替代液化气和柴油,用于工业企业锅炉的燃料,或者对小县城、小城镇那些污染严重、能耗高且无条件使用天然气的小供热锅炉进行改造,在这些区域全面推广燃烧充分、污染物排放量极少的二甲醚,则不仅可以大幅改善相关区域的空气质量,还将开辟又一个二甲醚应用市场,促进二甲醚产业健康发展。
日本和中国无论在二甲醚工艺开发和规划建规模化装置方面,均走在世界前列。日本主要利用廉价的天然气资源。中国则利用较丰富的煤资源和部分地区较丰足的天然气资源,通过规模装置的建设,必将推动二甲醚应用市场的发展。
2010年,全国车用二甲醚的需求约20万t。2012~2015年间国内二甲醚汽车发展将会加速,2015年车用二甲醚需求量将达到500~700万t。但由于车辆使用二甲醚燃料需要进行车型改造,同时也受到加压储运的限制,二甲醚车用燃料推广难度要大于甲醇代用汽油。
2010年以后,我国天然气供应量大幅增加,供应不足的矛盾有望根本缓解。尤其2001年前后,随着众多千万吨级炼油项目的投产,我国液化石油气供应量将会激增。加上进口部分,甚至可能由现在的供不应求演变为供大于求。届时,热值及使用方便性远不及天然气和液化石油气的二甲醚,竞争力会更加低下,在民用燃气领域的份额不仅难以增加,反而可能大幅萎缩。
二甲醚的未来应规范发展,应从城市走向农村,努力开发城乡结合部消费市场,促进二甲醚产业有序发展。
二甲醚是一个重要的基本有机合成原料与中间体,如二甲醚能取代汽油、柴油成为汽车主要燃料,它的需求量无疑是巨大的。我国民用燃料缺口较大,而且石油资源紧张,不能满足国民经济发展的要求。
此外,更应该从国家能源战略、经济安全和能源可持续发展的高度,充分重视二甲醚等替代能源的技术研发、商业化应用与规模化发展。
中国有超过1亿t的柴油市场,以及3000万t的液化石油气市场,二甲醚作为替代能源前景广阔。而且,目前山东临沂、甘肃兰州、陕西西安等地的出租车已经开始使用二甲醚燃料,二甲醚的价格与石油液化气相比,每吨约便宜两三百元,二甲醚除了具有环保清洁的特点外,二甲醚产品的价格优势也将显示出来。
世界上最大的商用运输产品供应商之一沃尔沃集团经过3年时间实践和综合比较包括生物柴油、甲醇/乙醇、沼气、二甲醚、合成柴油等在内的可再生燃料,最终认为二甲醚将是未来最经济、最适用的可再生替换燃料。这无疑是对二甲醚的又一重大肯定。作为公认最具替代石油资源可能性的清洁型能源,二甲醚有着不可估量的发展潜力。