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2000年之后,二甲醚的应用有了全新的突破,重要性开始大大提高。而导致这一变化的根源在于人们发现二甲醚在燃料替代方面有独特的优势。
二甲醚的生产应用已经有近百年的历史了,但我们似乎刚刚才认识它。
1966年,《蒙特利尔协议》的执行限制了氟里昂的使用,二甲醚作为一种有效的替代物开始被广泛应用于各类气雾剂的生产中,并显示出其良好的性能。二甲醚不污染环境,毒性微弱,对金属无腐蚀,易液化,特别是水溶剂和醇溶性较好,作为气雾剂具有双重功能,即推进剂和溶剂。同时,其具有喷雾产品不易受潮,生产成本低,建设投资少,制造技术不太复杂的优点,被公认为新一代理想的气雾剂推进剂。之后,二甲醚的功能主要定位于推进剂、制冷剂、泡沫剂和化工原料,用量一直有限。
2002年,世界(不包括中国)总生产能力仅为20.8万吨/年,产量为15万吨,开工率为72%。国外二甲醚的主要生产厂家有美国杜邦公司、荷兰AKZO公司、德国DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等,其中德国DEA公司的生产能力最大,生产能力为6.5万吨/年。
中国对二甲醚的研究开发起步较晚,90年代以前,我国只有几个企业生产二甲醚,单台能力只有年产几百吨,全国的年总产量仅三、五千吨。到2002年,我国总生产能力为3.18万吨/年,产量约为2万吨左右,开工率仅为63%。(见图表)
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/kjcf/kjcf200604/kjcf20060404-1-l.jpg)
2003年8月由泸天化与日本东洋工程公司合作开发的两步法二甲醚万吨级生产装置投产,2004年,山东久泰也将产能扩大到5万吨。加中国台湾康盛公司二甲醚生产能力约为2万吨/年,中国总生产能力提高到12万吨左右,依然谈不上规模。
仿佛一夜之间,二甲醚生产突然有了反转性变化。在开工率不足的情况下,全世界开始大规模兴建百万吨级的二甲醚生产装置。
二甲醚开发公司(由道达尔菲纳埃尔夫公司和日本8家公司组成的财团)计划建设能力为2500吨/天的商业化二甲醚装置。
日本东洋工程公司完成了在中东建设单系列250万吨/年二甲醚装置的可行性验证,预计该装置预计于2006年建成。
BP公司、印度天然气管理局、印度石油公司将投资6亿美元建设180万吨/年商业化二甲醚生产厂,用以替代石脑油、柴油和LPG,建设工作已于2002年开始。
日本财团(三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠商事)组成的合资公司将在澳大利亚建设150万吨/年的大规模二甲醚装置,2002年完成可研报告,2004年开始建设,定于2006年投产。
还有一组数据:(见图表)
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/kjcf/kjcf200604/kjcf20060404-2-l.jpg)
其中,2000年之后关于二甲醚生产工艺和设备开发的专利占了70%以上。
这些迹象无不说明二甲醚的应用有了全新的突破,重要性开始大大提高。而导致这一变化的根源在于人们发现二甲醚在燃料替代方面有独特的优势。
新一代的清洁能源
二甲醚自身含氧,组分单一,碳链短,十六烷值高,燃烧性良好,热效率高,燃烧过程中无残液、无黑烟,具有优良的压缩性,这些特征适合压燃式发动机,是柴油发动机理想的替代燃料。
2000年,西安交通大学能源与动力工程学院汽车工程系采用DME代替柴油,进行柴油发动机试验研究,并与一汽合作开发了我国第一辆改用二甲醚的柴油发动机汽车,实验表明使用DME后可使发动机功率提高10-15%,热效率提高2-3%,噪音降低10-15%。
2005年5月6日,上海交通大学燃烧与环境技术研究中心研制的我国第一台二甲醚城市客车上路。该车采用了自主研发的D6114ZLQB 二甲醚燃料发动机,经国家重型汽车质量监督检测中心和国家机动车产品质量监督检验中心检测,该车动力强劲,车内外噪声比原型车下降2.5个分贝;排放远优于欧Ⅲ排放限值、碳烟排放为零,彻底解决了城市公交车冒黑烟的问题。这意味着二甲醚作为柴油替代燃料完全可在大型交通工具上使用。
2005年,我国生产柴油11062万吨,净出口仅100万吨,自给率101%。其中75%左右的柴油用于交通运输。即使按5%替代,届时的数字足以给生产厂商足够的想象空间。
另外,二甲醚也可民用燃料,这方面国内的技术更为成熟。二甲醚具有易压缩、易贮存的特点。同等温度下,二甲醚饱和蒸气压低于液化石油气,因而其贮存、运输比液化石油气更安全;虽然二甲醚的热值比液化气低,但由于二甲醚自身含氧,在燃烧过程中所需空气量远低于液化气,因此,二甲醚的预混气热值及理论燃烧温度均高于液化石油气。若二甲醚单独用作燃料,其压力等级符合液化气的要求,可用现有的液化气罐集中统一罐装,灶具也可与液化气灶具通用。二甲醚本身含氧,燃烧充分,不析炭,无残液,可以以一定比例掺入到城市煤气或天然气中,改善燃气质量,使其充分燃烧至尽,提高热值。有专家介绍,一罐添加15%二甲醚的15公斤装液化石油气,可以比正常情况多使用4个小时。
2005年,我国生产液化石油气1450万吨左右,进口573.08万吨,即使二甲醚只做部分替代,所需数量也极为可观。
成本的吸引力
二甲醚脱胎于甲醇,约1.6吨甲醇可制一吨二甲醚。国内甲醇市场价格波动范围大,低时一吨1000余元,高时达到2500元以上,相应的二甲醚价格也难以保持稳定,山东久泰之前曾表示可以把二甲醚成本控制在3000元以内,这应该有资源因素在内。山东久泰公司与内蒙古鄂尔多斯市合作建设的100万吨/年DME装置,配套150万吨/年甲醇装置,成本价格极低。据称甲醇成本低于800元/吨,DME成本也在1400元/吨以下。但这显然与鄂尔多斯市伊金霍洛旗丰富的煤资源有关。而目前国内甲醇价格普遍在2000元左右,如果生产厂商没有其他优势,靠购买甲醇生产,成本很难低于3000元。因此,二甲醚和甲醇需要联动建设。这对投资额就产生一定要求。
幸运的是目前能源价格飞涨。国内柴油价格去年调价后出厂中准价在3920-4150元,零售价上浮8%,价格在4250-4480元。汽油零售价在5000元以上。
液化气的批发价格在去年10月就飚升到4900元/吨。一月中旬,各地零售价突破6000元/吨,广东地区的液化石油气市场零售价最高达到了每吨7300元。相形之下,二甲醚作为替代品,在价格上也占据了主动。
市场潜力和成本空间俱备,又有着清洁能源和替代能源的重大意义,二甲醚生产企业纷纷扩张产能也是理所当然。
2005年4月24日,山东久泰和洛克菲勒合资的久泰能源100万吨二甲醚项目(一期工程)在内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗开工建设。项目计划投资60亿元,项目建成后可形成年产150万吨甲醇、100万吨二甲醚的生产能力。一期工程总投资27亿元。
泸天化40万吨/年甲醇和20万吨/年二甲醚项目,总投资10.28亿元,已开工建设。
宁夏83万吨/年煤基二甲醚工程,计划投资47.8亿元,利用国外资金,采用美国Air Products&Chemicals公司的技术,已与加拿大麦耐特联合公司签订了合作协议书。
陕西榆林正在筹建年产20万吨的二甲醚生产项目。
此外,山东兖州、陕西神府、陕西渭河、河北邢台、新疆、大庆等地也有建设大型甲醇/二甲醚项目的设想。
二甲醚的车用燃料替代之惑
技术层面的问题最终会得到解决,但分析研究各种替代能源作车用燃料的经济可行性是一项社会系统工程。他涉及燃料生产及销售环节,包括生产储存、运输、配送、零售等涉及汽车生产环节,包括发动机改进、零部件材料改变、车辆维护、车用润滑油调整等;涉及数以亿计的最终消费者;涉及法规标准制定、交通运输、安全、消防、环保等政府部门,既要考虑投资成本,又要考虑生产成本,更要考虑社会运行成本,还要考虑监管法规。现在出现并在一定程度上推广的车用燃料包括甲醇、乙醇、氢能、生物柴油、合成柴油(GTL)等等,二甲醚与其相比各有优劣,能否被认定为主流能源,形成标准,从而带动相关建设,还是一件不确定的事情。在此基础上,过度扩张产能,风险是不言而喻的。
有专家指出,二甲醚从其燃烧特性看,是一种理想的清洁燃料,但作为车用燃料也并非没有缺陷。
一、一种燃料要实现商业化应用,必须在各种不同自然地理环境、不同气候条件下重复进行长周期的行车试验以得到准确的结果,要经过汽车生产商、汽车燃料生产供应商的一致认可。而这需要时间,并不能保证最后的结果。美国的国际著名咨询机构斯坦福研究所认为,二甲醚取代柴油作交通燃料的可行性要得到切实的成功论证,还需要花费5~10年的时间。
二、二甲醚沸点低,常温下蒸气压高,爆炸范围宽,作为车用燃料,面向流动性极大的交通运输车辆,从生产地到零售点需要建设专用储存、运输、零售设施,必须和现有的汽油、柴油销售系统一样形成一个完整的体系;且对这些设施的安全要求明显高于汽油、柴油。需要较高的综合成本。
三、二甲醚是甲醇的延伸产品,从产能到价格都受甲醇制约。建二甲醚生产装置就要建配套的甲醇生产装置,成本、规模比较上都不占优势。目前甲醇做为车用燃料替代品还具有一些技术障碍,但并非不能解决。如果甲醇能得以推广,二甲醚的车用前途就比较黯淡了。
四、国外产品竞争。近年来,Topsoe公司、美国空气产品公司、日本JFE股份和日本酸素等10家公司合资开发成功了由合成气一步法制二甲醚的技术,可降低投资及成本。空气产品公司估算,采用其一步法合成技术,利用中东的廉价天然气作原料,建设规模为240万吨/年的二甲醚装置投资为10.15亿美元。每吨二甲醚的产品成本约96美元。对于国内缺少资源优势的企业,冲击极大。
相形之下,二甲醚替代液化石油气,作为民用替代燃料的前景应该更被看好。
二甲醚的生产应用已经有近百年的历史了,但我们似乎刚刚才认识它。
1966年,《蒙特利尔协议》的执行限制了氟里昂的使用,二甲醚作为一种有效的替代物开始被广泛应用于各类气雾剂的生产中,并显示出其良好的性能。二甲醚不污染环境,毒性微弱,对金属无腐蚀,易液化,特别是水溶剂和醇溶性较好,作为气雾剂具有双重功能,即推进剂和溶剂。同时,其具有喷雾产品不易受潮,生产成本低,建设投资少,制造技术不太复杂的优点,被公认为新一代理想的气雾剂推进剂。之后,二甲醚的功能主要定位于推进剂、制冷剂、泡沫剂和化工原料,用量一直有限。
2002年,世界(不包括中国)总生产能力仅为20.8万吨/年,产量为15万吨,开工率为72%。国外二甲醚的主要生产厂家有美国杜邦公司、荷兰AKZO公司、德国DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等,其中德国DEA公司的生产能力最大,生产能力为6.5万吨/年。
中国对二甲醚的研究开发起步较晚,90年代以前,我国只有几个企业生产二甲醚,单台能力只有年产几百吨,全国的年总产量仅三、五千吨。到2002年,我国总生产能力为3.18万吨/年,产量约为2万吨左右,开工率仅为63%。(见图表)
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/kjcf/kjcf200604/kjcf20060404-1-l.jpg)
2003年8月由泸天化与日本东洋工程公司合作开发的两步法二甲醚万吨级生产装置投产,2004年,山东久泰也将产能扩大到5万吨。加中国台湾康盛公司二甲醚生产能力约为2万吨/年,中国总生产能力提高到12万吨左右,依然谈不上规模。
仿佛一夜之间,二甲醚生产突然有了反转性变化。在开工率不足的情况下,全世界开始大规模兴建百万吨级的二甲醚生产装置。
二甲醚开发公司(由道达尔菲纳埃尔夫公司和日本8家公司组成的财团)计划建设能力为2500吨/天的商业化二甲醚装置。
日本东洋工程公司完成了在中东建设单系列250万吨/年二甲醚装置的可行性验证,预计该装置预计于2006年建成。
BP公司、印度天然气管理局、印度石油公司将投资6亿美元建设180万吨/年商业化二甲醚生产厂,用以替代石脑油、柴油和LPG,建设工作已于2002年开始。
日本财团(三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠商事)组成的合资公司将在澳大利亚建设150万吨/年的大规模二甲醚装置,2002年完成可研报告,2004年开始建设,定于2006年投产。
还有一组数据:(见图表)
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/kjcf/kjcf200604/kjcf20060404-2-l.jpg)
其中,2000年之后关于二甲醚生产工艺和设备开发的专利占了70%以上。
这些迹象无不说明二甲醚的应用有了全新的突破,重要性开始大大提高。而导致这一变化的根源在于人们发现二甲醚在燃料替代方面有独特的优势。
新一代的清洁能源
二甲醚自身含氧,组分单一,碳链短,十六烷值高,燃烧性良好,热效率高,燃烧过程中无残液、无黑烟,具有优良的压缩性,这些特征适合压燃式发动机,是柴油发动机理想的替代燃料。
2000年,西安交通大学能源与动力工程学院汽车工程系采用DME代替柴油,进行柴油发动机试验研究,并与一汽合作开发了我国第一辆改用二甲醚的柴油发动机汽车,实验表明使用DME后可使发动机功率提高10-15%,热效率提高2-3%,噪音降低10-15%。
2005年5月6日,上海交通大学燃烧与环境技术研究中心研制的我国第一台二甲醚城市客车上路。该车采用了自主研发的D6114ZLQB 二甲醚燃料发动机,经国家重型汽车质量监督检测中心和国家机动车产品质量监督检验中心检测,该车动力强劲,车内外噪声比原型车下降2.5个分贝;排放远优于欧Ⅲ排放限值、碳烟排放为零,彻底解决了城市公交车冒黑烟的问题。这意味着二甲醚作为柴油替代燃料完全可在大型交通工具上使用。
2005年,我国生产柴油11062万吨,净出口仅100万吨,自给率101%。其中75%左右的柴油用于交通运输。即使按5%替代,届时的数字足以给生产厂商足够的想象空间。
另外,二甲醚也可民用燃料,这方面国内的技术更为成熟。二甲醚具有易压缩、易贮存的特点。同等温度下,二甲醚饱和蒸气压低于液化石油气,因而其贮存、运输比液化石油气更安全;虽然二甲醚的热值比液化气低,但由于二甲醚自身含氧,在燃烧过程中所需空气量远低于液化气,因此,二甲醚的预混气热值及理论燃烧温度均高于液化石油气。若二甲醚单独用作燃料,其压力等级符合液化气的要求,可用现有的液化气罐集中统一罐装,灶具也可与液化气灶具通用。二甲醚本身含氧,燃烧充分,不析炭,无残液,可以以一定比例掺入到城市煤气或天然气中,改善燃气质量,使其充分燃烧至尽,提高热值。有专家介绍,一罐添加15%二甲醚的15公斤装液化石油气,可以比正常情况多使用4个小时。
2005年,我国生产液化石油气1450万吨左右,进口573.08万吨,即使二甲醚只做部分替代,所需数量也极为可观。
成本的吸引力
二甲醚脱胎于甲醇,约1.6吨甲醇可制一吨二甲醚。国内甲醇市场价格波动范围大,低时一吨1000余元,高时达到2500元以上,相应的二甲醚价格也难以保持稳定,山东久泰之前曾表示可以把二甲醚成本控制在3000元以内,这应该有资源因素在内。山东久泰公司与内蒙古鄂尔多斯市合作建设的100万吨/年DME装置,配套150万吨/年甲醇装置,成本价格极低。据称甲醇成本低于800元/吨,DME成本也在1400元/吨以下。但这显然与鄂尔多斯市伊金霍洛旗丰富的煤资源有关。而目前国内甲醇价格普遍在2000元左右,如果生产厂商没有其他优势,靠购买甲醇生产,成本很难低于3000元。因此,二甲醚和甲醇需要联动建设。这对投资额就产生一定要求。
幸运的是目前能源价格飞涨。国内柴油价格去年调价后出厂中准价在3920-4150元,零售价上浮8%,价格在4250-4480元。汽油零售价在5000元以上。
液化气的批发价格在去年10月就飚升到4900元/吨。一月中旬,各地零售价突破6000元/吨,广东地区的液化石油气市场零售价最高达到了每吨7300元。相形之下,二甲醚作为替代品,在价格上也占据了主动。
市场潜力和成本空间俱备,又有着清洁能源和替代能源的重大意义,二甲醚生产企业纷纷扩张产能也是理所当然。
2005年4月24日,山东久泰和洛克菲勒合资的久泰能源100万吨二甲醚项目(一期工程)在内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗开工建设。项目计划投资60亿元,项目建成后可形成年产150万吨甲醇、100万吨二甲醚的生产能力。一期工程总投资27亿元。
泸天化40万吨/年甲醇和20万吨/年二甲醚项目,总投资10.28亿元,已开工建设。
宁夏83万吨/年煤基二甲醚工程,计划投资47.8亿元,利用国外资金,采用美国Air Products&Chemicals公司的技术,已与加拿大麦耐特联合公司签订了合作协议书。
陕西榆林正在筹建年产20万吨的二甲醚生产项目。
此外,山东兖州、陕西神府、陕西渭河、河北邢台、新疆、大庆等地也有建设大型甲醇/二甲醚项目的设想。
二甲醚的车用燃料替代之惑
技术层面的问题最终会得到解决,但分析研究各种替代能源作车用燃料的经济可行性是一项社会系统工程。他涉及燃料生产及销售环节,包括生产储存、运输、配送、零售等涉及汽车生产环节,包括发动机改进、零部件材料改变、车辆维护、车用润滑油调整等;涉及数以亿计的最终消费者;涉及法规标准制定、交通运输、安全、消防、环保等政府部门,既要考虑投资成本,又要考虑生产成本,更要考虑社会运行成本,还要考虑监管法规。现在出现并在一定程度上推广的车用燃料包括甲醇、乙醇、氢能、生物柴油、合成柴油(GTL)等等,二甲醚与其相比各有优劣,能否被认定为主流能源,形成标准,从而带动相关建设,还是一件不确定的事情。在此基础上,过度扩张产能,风险是不言而喻的。
有专家指出,二甲醚从其燃烧特性看,是一种理想的清洁燃料,但作为车用燃料也并非没有缺陷。
一、一种燃料要实现商业化应用,必须在各种不同自然地理环境、不同气候条件下重复进行长周期的行车试验以得到准确的结果,要经过汽车生产商、汽车燃料生产供应商的一致认可。而这需要时间,并不能保证最后的结果。美国的国际著名咨询机构斯坦福研究所认为,二甲醚取代柴油作交通燃料的可行性要得到切实的成功论证,还需要花费5~10年的时间。
二、二甲醚沸点低,常温下蒸气压高,爆炸范围宽,作为车用燃料,面向流动性极大的交通运输车辆,从生产地到零售点需要建设专用储存、运输、零售设施,必须和现有的汽油、柴油销售系统一样形成一个完整的体系;且对这些设施的安全要求明显高于汽油、柴油。需要较高的综合成本。
三、二甲醚是甲醇的延伸产品,从产能到价格都受甲醇制约。建二甲醚生产装置就要建配套的甲醇生产装置,成本、规模比较上都不占优势。目前甲醇做为车用燃料替代品还具有一些技术障碍,但并非不能解决。如果甲醇能得以推广,二甲醚的车用前途就比较黯淡了。
四、国外产品竞争。近年来,Topsoe公司、美国空气产品公司、日本JFE股份和日本酸素等10家公司合资开发成功了由合成气一步法制二甲醚的技术,可降低投资及成本。空气产品公司估算,采用其一步法合成技术,利用中东的廉价天然气作原料,建设规模为240万吨/年的二甲醚装置投资为10.15亿美元。每吨二甲醚的产品成本约96美元。对于国内缺少资源优势的企业,冲击极大。
相形之下,二甲醚替代液化石油气,作为民用替代燃料的前景应该更被看好。