发电厂CCS系统及年产20万吨精甲醇分厂设计可行性分析

可行性研究报告项目名称：珠海火力发电厂CCS系统及年产20万吨精甲醇分厂设计指导老师： 叶勇设计队伍：创劲创业团队学 校：华南理工大学日 期：二O一0年八月目录Chapter 1.总论61.1 项目概况61.1.1 项目性质61.1.2 项目拟建地点61.1.3 项目投产规划61.1.4 研究报告依据61.2 项目背景71.3 技术简介91.3.1 总技术流程101.3.2 CCS技术101.3.3甲醇生产技术101.3.4 工艺简单评价111.4 项目经济效果111.4.1投资概况111.4.2运营概况111.4.3主要技术经济指标111.5结论12Chapter 2.市场分析132.1产品概述132.1.1甲醇 Methanol132.1.2 二氧化碳 Carbon Dioxide192.2市场分析222.2.1. 世界甲醇市场分析，生产现状及预测222.2.2 消费现状及预测242.2.3国内市场分析252.2.4最新市场预测及评估28Chapter 3.技术和生产333.1生产方案说明333.1.1总流程图简述333.1.2 工艺反应原理343.2 设计说明353.2.1 CCS系统设计说明353.2.2甲醇新工艺设计说明36Chapter 4.建设规模394.1 设计依据394.2 企业分析394.2.1 企业本身所特有的SWOT环境394.3 规模确定404.3.1 初步规模404.3.2 规模下经济评估40Chapter 5.厂区建设425.1厂址选择425.1.1厂址选择原则425.1.2厂址的地理位置概述425.1.3 临港工业区地理优势435.1.4珠海发电厂46Chapter 6.经济分析496.1总投资估算496.1.1 固定资产建设投资估算496.1.2 流动资金676.1.3 建设项目总投资676.2 资金筹措686.2.1资金来源686.2.2应行贷款还款方式686.2.3 资金筹措计划686.2.4 投资规模696.3 财务及经济评价696.3.1 财务评价696.3.2 经济评价756.3.3盈利能力分析81Chapter 1. 总论1.1 项目概况1.1.1 项目性质本项目捕集燃煤发电厂尾气中的二氧化碳气体，与氢气反应制备甲醇。二氧化碳年收集量40万吨，甲醇年产量20万吨。主要盈利产品为甲醇，副产品为二氧化碳。1.1.2 项目拟建地点广东省珠海市临港工业区，珠海发电厂附近22464平方米的工业用地。 1.1.3 项目投产规划本项目分为两期工程建设完成。第一期工程：燃煤发电厂尾气二氧化碳废气收集与富集厂区建设，由2011年年初开始施工建设，建设期为一年，调试后，可于2012年投入生产。第二期工程：二氧化碳与氢气联合生产甲醇厂区建设，由2012年年初投建，建设期为一年，次年年底可实现甲醇生产。本项目总建设期为24个月，甲醇生产项目初步规划运作至2022年年底。二氧化碳尾气处理则与珠海发电厂共同工作。所以本项目周期以甲醇生产年限计算。1.1.4 研究报告依据1、 化工建设项目可行性研究报告的深度和内容规定，19942、 石油和化工工业法规汇编，20093、 各种可持续发展、科学发展规划和低碳经济相关资料和报道4、 化工设计相关规范与标准5、 中国期刊网常用数据库1.2 项目背景伴随着生物质能、风能、太阳能、水能、化石能、核能等的使用，人类逐步从原始文明走向农业文明和工业文明。而随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识，不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害，大气中二氧化碳浓度升高将带来的全球气候变化，也已被确认为不争的事实。现在国家和世界都在追求低碳经济，而且科学家预言低碳经济将成为第四次产业革命。在2010年两会上，生态环保、可持续发展成为两会的主题，全国政协一号提案内容就是谈低碳环保。温家宝政府工作报告在今年要重点抓好八个方面工作中指出：国际金融危机正在催生新的科技革命和产业革命。发展战略性新兴产业，抢占经济科技制高点，决定国家的未来，必须抓住机遇，明确重点，有所作为。要大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业。同时指出要打好节能减排攻坚战和持久战；要大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源建设。这都为2010年中国经济发展的低碳之路指明了方向。2009年哥本哈根气候变化会议的召开，以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式-低碳经济呈现在世界人民面前，发展低碳经济已成为世界各国的共识，倡导低碳消费也已成为世界人民新的生活方式。世界各发达经济体都把发展低碳经济，把发展新能源、新的汽车动力、清洁能源、生物产业等作为走出国际金融危机新的增长点。奥巴马上任之后就在美国国内积极推动气候立法，令众议院通过了清洁能源安全法案(ACES)。欧盟提出在2013年前投资1050亿欧元，用于环保项目和相关就业，支持欧盟区的绿色产业，保持其在绿色技术领域的世界领先地位。英国在2009年7月公布的低碳转型规划中，明确提出企业要最大限度地抓住低碳经济这一发展机遇，在经济转型中确保总体经济资源和利益的公平分配。日本则制定了最优生产、最优消费、最少废弃的经济发展战略。由此不难看出，低碳经济将逐步成为全球意识形态和国际主流价值观，低碳经济以其独特的优势和巨大的市场已经成为世界经济发展的热点。一场以低碳经济为核心的产业革命已经出现，低碳经济不但是未来世界经济发展结构的大方向，更已成为全球经济新的支柱之一，也是我国占据世界经济竞争制高点的关键。随着我国经济实力的迅速提高，对世界经济的影响明显增强，越来越多的目光投向中国，国际社会要求中国承担大国责任的呼声日盛。我国在低碳经济时代的大国责任，重要的体现在减排与发展低碳产业方面。2009年9月，胡锦涛主席在联合国气候变化峰会上承诺，中国将进一步把应对气候变化纳入经济社会发展规划，并继续采取强有力的措施。一是加强节能、提高能效工作，争取到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年有显著下降。二是大力发展可再生能源和核能，争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15左右。三是大力增加森林碳汇，争取到2020年森林面积比2005年增加4000万公顷，森林蓄积量比2005年增加13亿立方米。四是大力发展绿色经济，积极发展低碳经济和循环经济，研发和推广气候友好技术。这个承诺，充分反映出作为一个发展中大国的国际责任，作为能源消耗和生产大国，这一承诺无疑为我国未来的发展敲定了经济的发展方向-低碳经济，但同时也给中国企业的发展带来了新的挑战。但是，需要看到的是，在我国，由于低碳技术涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门以及在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域，几乎涵盖了GDP的支柱产业。而我国正处于工业化、城市化、现代化快速发展阶段，重化工业发展迅速，大规模基础设施建设不可能停止，能源需求的快速增长也一时难以改变。因此，能源结构的调整、产业结构的调整以及技术的革新就成为未来一段时间我国经济发展重点问题。国家也势必将出台一系列扶植政策，以继续加快淘汰落后产能、遏制高耗能、高排放行业过快增长，推动重点领域节能减排，同时逐步在税收、财政等方面加大对低碳经济的支持力度。在即将出台的战略性新兴产业振兴规划中，资源能耗低也是关键的选择条件，目前已经将新能源、节能环保、电动汽车、新材料、新医药、生物育种和信息产业作为未来的战略性产业，给予重点扶持。企业需要做好一切准备迎接这一变化，将低碳经济纳入战略规划。做好低碳经济规划在未来将关乎企业的生死存亡，企业如果期望在此次转型契机中获得先机，就必须现在开始重新审视自己的定位和发展战略。发展低碳经济是企业义不容辞的责任，也将给企业带来巨大的商机和广阔的发展前景。根据汇丰(HSBC)的一项研究显示，2008年，全球气候变化行业中的上市企业(包括可再生能源发电、核能、能源管理、水处理和垃圾处理企业)的营业总额达到了5340亿美元，超过了5300亿美元的航天与国防业的营业总额。尽管全球出现了经济衰退，但低碳行业2008年的收入仍大幅增长了75%。这一增长速度更超过了斯特恩报告(Stern Report)中的预测。这份里程碑式的报告预测到2050年时，低碳商品和服务行业的年收入将达5000亿美元。据统计资料，燃煤发电厂是二氧化碳主要来源。所以收集捕捉燃煤厂排放出来的二氧化碳具有非常重要的意义，不但符合节能减排和低碳经济，而且还能利用二氧化碳生产甲醇，增加经济效益。所以，综上所述，本项目在节能减排和低碳经济上有重要意义，符合国家可持续发展规划。1.3 技术简介为响应国家低碳经济政策，本项目主要是利用CCS技术获得燃煤电厂排放的大量尾气中二氧化碳。并以收集到的二氧化碳外加氢原料制取甲醇。本项目选择在交通便捷的广东省珠海市的临港工业区，工厂建在大型火力发电厂珠海发电厂附近的工业用地上。本项目的重点在二氧化碳的收集与封存上，并综合利用二氧化碳。所收集的二氧化碳最主要与氢气反应制备甲醇，甲醇年产量达到20万吨。1.3.1 总技术流程1.3.2 CCS技术收集CO2生产过程中的主要化学反应方程式:R2CH3N+CO2+H2O R2CH3NH3+HCO3-1 1.3.3甲醇生产技术生产甲醇主要化学反应方程式：反应方程：CO+2H2 CH3OH CO2+3H2 CH3OH+ H2O1.3.4 工艺简单评价本项目先利用CCS技术收集燃煤发电厂烟气中的二氧化碳，废气的二氧化碳捕集率达到94.04%，生产的二氧化碳纯度达到99%，已经达到工业 级产品要求，完全符合甲醇生产使用以及作为工业用二氧化碳贸易。 生产甲醇部分以CCS收集到的二氧化碳为原料，购进氢气为另一原料。在工艺中，采用了铜基催化剂，经过两步反应的催化加氢以及不断循环，并在精馏塔的精馏分离后获得纯度在99.9%以上的甲醇。已经达到优等品级别，产品质量较高，能够取得较高经济效益。本工艺反应温度低，二氧化碳转化率高，工艺过程简单，能耗低，全过程无三废产生，绿色环保，且将成本控制到最低，原子利用率高，容易实现工业化；且在减少二氧化碳对大气排放的同时，开发了生产甲醇原料的新途径。1.4 项目经济效果1.4.1投资概况 项目总投资32892.77万元，其中工程建设投资7464.7万元。其中向银行贷款三千万元，其余资金为自有资金。1.4.2运营概况 生产期内项目年运营成本为34584.38万元，年平均利润18202.44，投资回收期为3.7年。本项目总的财务评价指标达到行业基准值（详见主要技术经济指标表），所以本项目能获得很好的经济效益，在经济上可行。1.4.3主要技术经济指标序号指标名称单位数值1设计规模万吨/年202年操作日小时/年72003原料及辅助材料消耗万元/年32891.1784工厂用地面积平方米224645建筑面积平方米75116总定员人1727总投资万元32892.778全厂总产值万元/年5414569产品年总成本万元/年3506810投资回收期年3.711全投资净现值万元201367.212投资利润率%62.28%13投资利税率%13.98%14贷款偿还期年31.5结论投资本项目符合国家可持续发展的整体战略规划，是一个重要的节能减排化工项目，可以作为模范项目推广，能为节能减排作出非常重要的贡献，项目的社会效益非常高。本项目采用成熟的MDEA技术收集二氧化碳，以及利用二氧化碳和氢气生产甲醇，具有一定的突破性，且生产流程设计合理，各项生产指标均达到国家一级标准，生产产品也能够符合国家和行业标准。本项目在技术上可行性非常高。最主要的是本项目没有废气废水排放，符合绿色化学要求，并且可以作为一个节能减排的示范项目推广，技术上的优势和效益非常明显。通过保守性市场预测和严谨计算得出本项目盈利能力良好，在经济上可行性也非常高。Chapter 2. 市场分析2.1产品概述2.1.1甲醇 Methanol甲醇易燃，其蒸气与空气能形成爆炸混合物，甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气，同时放出热量。方程式：2CH3OH+3O22CO2+4H2O 工业制法和储备工业上用一氧化碳和氢气的混合气（合成气）在一定的条件下制备甲醇。甲醇可用做溶剂和燃料，也是一种化工原料，主要用于生产甲醛。甲醇分子中，碳原子以sp3杂化轨道成键，氧原子以sp3杂化轨道成键，为极性子。主要参数见下：2.1.1.1理化性质图 1 甲醇的锯架投影式甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，常温下对金属无腐蚀性（铅、铝除外），略有酒精气味。分子量32.04，相对密度0.792(20/4)，熔点-97.8，沸点64.5，燃烧热725.76KJ/mol，闪点12.22，自燃点463.89，蒸气密度1.11，蒸气压13.33KPa(100mmHg 21.2)，蒸气与空气混合物爆炸极限636.5 %（体积比），能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，但是不与石油醚混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。燃烧反应式为：2CH3OH + 3O2 2CO2 + 4H2O2.1.1.2 用途作为一种基本的有机合成原料，甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。甲醇和氨反应可以制造一甲胺。2.1.1.3制法图 2 甲醇产品甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为：2H2 + CO CH3OH合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。2.1.1.4健康危害甲醇被大众所熟知，是因为其毒性。工业酒精中大约含有4%的甲醇，被不法分子当作食用酒精制作假酒，而被人饮用后，就会产生甲醇中毒。甲醇的致命剂量大约是70毫升，酒中人饮用的最高限量为o.lg/Kg。甲醇有较强的毒性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。急性中毒症状有：头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明，继而呼吸困难，最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒反应为：眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、视力减退、消化障碍。甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应，误服一小杯超过10克就能造成双目失明，饮入量大造成死亡。致死量为30毫升以上，甲醇在体内不易排出, 会发生蓄积，在体内氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生产工厂，我国有关部门规定，空气中允许甲醇浓度为50mg/m3，在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具，废水要处理后才能排放，允许含量小于200mgL。甲醇的中毒机理是，甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸（俗称蚁酸），然后对人体产生伤害。常见的症状是，先是产生喝醉的感觉，数小时后头痛，恶心，呕吐，以及视线模糊。严重者会失明，乃至丧命。失明的原因是，甲醇的代谢产物甲酸会累积在眼睛部位，破坏视觉神经细胞。脑神经也会受到破坏，产生永久性损害。甲酸进入血液后，会使组织酸性越来越强，损害肾脏导致肾衰竭。2.1.1.5 解毒方法甲醇中毒，通常可以用乙醇解毒法。其原理是，甲醇本身无毒，而代谢产物有毒，因此可以通过抑制代谢的方法来解毒。甲醇和乙醇在人体的代谢都是同一种酶，而这种酶和乙醇更具亲和力。因此，甲醇中毒者，可以通过饮用烈性酒（酒精度通常在60度以上）的方式来缓解甲醇代谢，进而使之排出体外。而甲醇已经代谢产生的甲酸，可以通过服用小苏打（碳酸氢钠）的方式来中和。急性甲醇中毒患者应及时送医院抢救。误饮甲醇者，早期可用苏打水洗胃，以排除甲醇在胃内的贮留。超过 3日者，可用发汗剂及泻药。遇到视力紊乱时，应反复进行腰椎穿刺，以预防视神经萎缩，并给以大量维生素 B族和血管扩张剂，或给以氧气吸入和少量多次输血。也可采用针刺和中药等治疗。2.1.1.6泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。甲醇汽油甲醇汽油是指把甲醇部分添加在汽油里，用甲醇燃料助溶剂复配的M系列混合燃料。其中：M15(在汽油里添加15甲醇)清洁甲醇汽油为车用燃料，分别应用于各种汽油发动机，可以在不改变现行发动机结构的条件下，替代成品汽油使用，并可与成品油混用。甲醇混合燃料的热效率、动力性、启动性、经济性良好，具有降低排放、节省石油、安全方便等特点。世界各国根据不同国情，研发了M3、M5、M15、M20、M50、M85、M100等不同掺和比的甲醇汽油。目前，商用甲醇主要为M85(85甲醇+15汽油)和 M100，M100性能优于M85，具有更大的环境优越性。2.1.1.7甲醇工业行业简介甲醇生产过程比较简单,原料来源多样,煤、石油和天然气均可制甲醇。甲醇用途广泛,它的下游产品多达几百种。近年来由于世界各国环保意识的加强,特别是美国国会于1990年11月15日通过清洁空气法修正案以后,甲醇的身价备增,全球甲醇的需求增长加快。中国甲醇产业发展速度丝毫不逊于任何一国，仅靠最近5年的快速发展，中国甲醇产量就跃居全球首位。但是，正如正在发育期的孩子一样，只是个头高并不能证明就是身体健康。相反，过高的个头可能还是一种病态。甲醇属低附加值化工产品。低成本是该类产品竞争的核心，也是生产企业采取的重要竞争战略，是企业安身立命的关键。低成本需要优化各种影响产品成本的生产要素，包括原料价格、工艺路线、融资成本、装置规模和物流费用。国内外甲醇工业现状目前国内甲醇装置规模普遍较小，且多采用煤头路线，以煤为原料的约占到78%；单位产能投资高，约为国外大型甲醇装置投资的2倍，导致财务费用和折旧费用高。这些都影响成本。据了解，我国有近200家甲醇生产企业，但其中10万吨/年以上的装置却只占20%，最大的甲醇生产装置产能也就是60万吨/年，其余80%都是10万吨/年以下的装置。根据这样的装置格局，业内普遍估计，目前我国甲醇生产成本大约在1400元1800元/吨（约200美元/吨）。一旦出现市场供过于求的局面，国内甲醇价格有可能要下跌到约2000元/吨，甚至更低。这对产能规模小、单位产能投资较高的国内大部分甲醇生产企业来讲会压力剧增。而以中东和中南美洲为代表的国外甲醇装置普遍规模较大。目前国际上最大规模的甲醇装置产能已达到170万吨/年。2008年4月底，沙特甲醇公司170万吨/年的巨型甲醇装置在阿尔朱拜勒投产，使得该公司5套大型甲醇装置的总产能达到480万吨/年。国外企业装置规模大，公用设施分摊投资就少，且采用天然气路线，单位产能投资大幅下降，成本竞争力大为增强。据石油和化工规划院分析，目前国外天然气产地在建的大型甲醇生产装置成本只有6080美元/吨。不仅如此，国外大型甲醇装置多以天然气为原料，采用天然气两段转化或自热转化技术，包括德国鲁奇公司、丹麦托普索公司、英国卜内门化工公司和日本三菱公司等企业的技术。相对煤基甲醇技术，天然气转化技术成熟可靠，转化规模受甲醇规模影响较小，装置紧凑，占地面积小。尽管近年来国际市场天然气价格也在上涨，但国外甲醇生产企业依靠长期供应协议将价格影响因素降至最低。而我国大部分甲醇生产以煤为原料，气化装置规模有限和占地面积大的先天缺陷制约着甲醇生产装置向大型化发展。同时近年来煤炭价格的大幅度上涨对本来还具有一定成本优势的煤基甲醇产生较大影响，再加上煤基甲醇大多建在西部地区，运输费用较高。种种因素进一步削弱了煤基甲醇的价格竞争力。国外大型甲醇装置集中投产后，传统的销售渠道无法消化骤然增多的甲醇。2010年之前，国外甲醇以低价冲击中国市场几无悬念。产品能耗：60吉焦/吨PK30吉焦/吨现实是：国外甲醇生产规模大，技术先进，管理严格，能耗低，产品质量稳定；国内大甲醇装置的产品质量已经达到国际水平，但许多小甲醇或联醇装置产品质量尚不稳定。据全国化学工程技术委员会副主任、中石化宁波工程有限公司副总工程师唐宏青介绍，国内煤基甲醇每吨产品能耗为5060吉焦，耗煤1.6吨左右，耗水2230吨。以天然气为原料生产的甲醇每吨产品能耗约为40吉焦，耗天然气9001150立方米，耗水1620吨。我国小型联醇装置每吨产品耗能则高达70吉焦。而国外大型甲醇装置基本都以天然气为原料，并且每吨产品能耗只有2530吉焦，耗天然气760920立方米，耗水1015吨。另外，由于我国甲醇生产大多采用煤基路线，酸性气体和灰渣排放量较大，需投入较多资金建设环保处理设施。而国外以天然气为原料的大型甲醇装置，基本属于清洁生产，对环境影响较小，环保投入也相应较小。运输成本：55美元/吨PK25美元/吨许多业内专家都向记者提到了国内甲醇生产的一个先天不足：我国甲醇生产所需原料煤炭、天然气主要集中在经济较落后、交通不便的西部，而我国甲醇市场消费中心在华东和华南地区。西部甲醇运到华东和华南地区需铁路或公路的长途运输，运输费用最高达400元/吨（约55美元/吨）。甲醇产地与消费地相距较远，导致交通运输成为今后我国甲醇发展的主要瓶颈。而大甲醇装置集中的中东和中南美洲地区，同时也是世界上天然气资源最为丰富的地区，资源地和甲醇生产装置与沿海地区距离较近，生产装置紧靠甲醇装运码头，甲醇产品全部采用海路运输，运输方便。据统计，从中东、中南美洲和澳洲地区将甲醇运到亚洲主港地每吨产品的运费只有25美元左右，运输费用较低。而且，在物流方面，即使条件好的国内甲醇企业也仅有厂内储运和铁路装运设施，国内目前还没有全国性更没有世界性的甲醇中转运输基地，没有甲醇大型专用运输工具。而国外甲醇生产商大多在世界各地建有大型甲醇中转基地和储运设施，拥有自己或长期租用的甲醇运输船队。投资模式：单打独斗PK合作运营如果谈到国内甲醇生产的后天不足，业内专家认为主要是目前国内甲醇装置建设大多是独资企业，少有合资合作。这对于动辙投资上百亿元的甲醇及下游产品项目来说，无疑加大了融资难度和投资风险。而国外甲醇装置大多为合资合作建设与运营。一般股东构成包括投资商、专利商、销售商和资源供应商等，且投资商和股东委托专业资产管理公司协助运营。这样便能有效解决融资问题，降低资金成本和投资风险，并在技术、原料供应和产品销售等方面得到保证，最大限度地优化各种生产要素，提高项目竞争力。2.1.2 二氧化碳 Carbon Dioxide二氧化碳是空气中常见的化合物，其分子式为CO，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳认为是造成温室效应的主要来源。2.1.2.1 二氧化碳的用途气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。二氧化碳在焊接领域应用广泛.如：二氧化碳气体保护焊，是目前生产中应用最多的方法固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工降雨，也常在舞美中用于制造烟雾。图 3二氧化碳球棍模型二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，常温下密度比空气略大，受热膨胀后则会聚集于上方.也常被用作灭火剂,但Mg燃烧时不能用CO来灭火,因为:2Mg+CO=2MgO+C(点燃)二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料，温室中常用二氧化碳作肥料。CO+HO光合作用总反应：CO + H0 （CHO） + O注意：光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物不仅是糖类，还有氨基酸（无蛋白质）、脂肪，因此光合作用产物应当是有机物。液体二氧化碳密度1.1克/厘米3。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳，俗称干冰，是一种低温致冷剂，密度为1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水，20时每100体积水可溶88体积二氧化碳，一部分跟水反应生成碳酸。化学性质稳定，没有可燃性，一般不支持燃烧，但活泼金属可在二氧化碳中燃烧，如点燃的镁条可在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。二氧化碳是酸性氧化物，可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。无毒，但空气中二氧化碳含量过高时，也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火。二氧化碳在大气中约占总体积的0.03，人呼出的气体中二氧化碳约占4。实验室中常用盐酸跟大理石反应制取二氧化碳，工业上用煅烧石灰石或酿酒的发酵气中来获得二氧化碳.2.1.2.2 二氧化碳的产生（1）凡是有机物（包括动植物）在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出CO2。（2）石油、石腊、煤炭、天然气燃烧过程中，也要释放出CO2。（3）石油、煤碳在生产化工产品过程中，也会释放出CO2。（4）所有粪便、腐植酸在发酵，熟化的过程中也能释放出CO2。（5）所有动物在呼吸过程中，都要吸氧气吐出CO2。（6）所有绿色植物都吸收CO2释放出氧气，进行光合作用。CO2气体，就是这样，在自然生态平衡中，进行无声无息的循环。2.1.2.3 二氧化碳的制法工业制法: 高温煅烧石灰石 CaCO=高温煅烧= CaO + CO实验室制法:盐酸和大理石或石灰石反应 CaCO 2HCl = CaCl HO CO NaCO 2HCl = 2NaCl+HO CO民间制法: 小苏打（碳酸氢钠）和白醋反应 NaHCO+ CHCOOH = CHCOONa + HO + CO2.1.2.4 其他性质二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。CO分子有16个价电子，基态为线性分子，属Dh 点群。CO分子中碳氧键键长为116pm,介于碳氧双键（乙醛中CO键长为124pm）和碳氧三键（CO分子中CO键长为112.8pm）之间，说明它已具有一定程度的叁键特性。因此，有人认为在CO分子中可能存在着离域的大键，即碳原子除了与氧原子形成两个键外，还形成两个三中心四电子的大键。17世纪初，比利时化学家范海尔蒙特(J.B. Van. Helmont 15771644)在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时，发现二氧化碳。1757年，J. Black第一个应用定量的方法研究这种气体 。1773年，拉瓦锡(A. L. Lavoisier) 把碳放在氧气中加热，得到被他称为“碳酸”的二氧化碳气体，测出质量组成为碳23.528.9%,氧71.176.5%。1823年，迈克尔法拉第(M. Faraday)发现，加压可以使二氧化碳气体液化。1835年，M. Thilorier制得固态二氧化碳(干冰)。1884年，在德国建成第一家生产液态二氧化碳的工厂。在自然界中二氧化碳含量丰富，为大气组成的一部分。二氧化碳也包含在某些天然气或油田伴生气中以及碳酸盐形成的矿石中。大气里含二氧化碳为0.030.04%（体积比），总量约2.751012t, 主要由含碳物质燃烧和动物的新陈代谢产生。在国民经济各部门，二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收，目前，商用产品的纯度不低于99%（体积）。2.1.2.5 二氧化碳的危害现在地球上气温越来越高，是因为二氧化碳增多造成的。因为二氧化碳具有保温的作用，现在这支小部队的成员越来越多，使温度升高，近100年，全球气温升高0.6，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.54.5。海平面升高，也是二氧化碳增多造成的，近100年，海平面上升14厘米，到21世纪中叶，海平面将会上升25140厘米，海平面的上升，亚马逊雨林将会消失，两极海洋的冰块也将融化。所有这些变化对野生动物而言无异于灭顶之灾。空气中含有约0.03%二氧化碳，但由于人类活动（如化石燃料燃烧）影响，近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高旨在遏止二氧化碳过量排放的京都议定书已经生效，有望通过国际合作遏止温室效应。2.2市场分析2.2.1. 世界甲醇市场分析，生产现状及预测2.2.1.1现状1923 年BASF 公司在德国Leuna 建成首套高压法装置，1966 年ICI 公司建成300 t /d 低压装置。1973 年Lurgi 公司建成以渣油为原料的20 万t /a 低压法装置。甲醇生产技术一直在不断改进之中。目前，高新技术向甲醇工业的渗透又使甲醇单系列装置向大型化方向发展，许多新工艺层出不穷，并成为当前甲醇工业最重要发展趋势。近几年，全球甲醇供需基本平衡。2004 年，世界甲醇产能达到4 060 万t/a，产量为3 300 万t，装置平均开工率为81.3%。北美洲曾是世界上最大的甲醇生产地区，2000 年产能占世界总产能的20%，2004 年则下降为8%，拉美则上升至20.3%；中东和亚太地区产能增长迅速，2004 年分别占全球总产能的19.2%和25%；欧洲占总产能的18.6% （东欧占9.6%、西欧占9.0%）；大洋洲占6.4%；非洲占2.5% 1。2005 年全球甲醇总产能为4 117.5万t /a，其中北美364.6 万t /a，南美1 062.9 万t /a，欧洲768.5 万t /a，中东和北非890.9 万t /a，亚太地区1 030.6 万t / a 2。目前， 30 万t / a 以上的装置合计产能达3 051.2 万t / a，占世界甲醇总产能的74.1%。2006 年世界甲醇总生产能力为4 695 万t / a。预测世界甲醇装置新建和扩建速度明显加快，并继续向大型化方向发展。尽管有业内人士发出了产能已接近过剩的警告，但高利润仍促使一些天然气资源丰富的国家积极建设年产量百万吨级的甲醇装置，甲醇生产进入历史上最大规模的产能扩张期。20072010 年全球甲醇主要在建和拟建产能的19.2%和25%；欧洲占总产能的18.6% （东欧占9.6%、西欧占9.0%）；大洋洲占6.4%；非洲占2.5% 1。2005 年全球甲醇总产能为4 117.5万t /a，其中北美364.6 万t /a，南美1 062.9 万t /a，欧洲768.5 万t /a，中东和北非890.9 万t /a，亚太地区1 030.6 万t / a 2。目前， 30 万t / a 以上的装置合计产能达3 051.2 万t / a，占世界甲醇总产能的74.1%。2006 年世界甲醇总生产能力为4 695 万t / a。2.2.1.2预测世界甲醇装置新建和扩建速度明显加快，并继续向大型化方向发展。尽管有业内人士发出了产能已接近过剩的警告，但高利润仍促使一些天然气资源丰富的国家积极建设年产量百万吨级的甲醇装置，甲醇生产进入历史上最大规模的产能扩张期。20072010 年全球甲醇主要在建和拟建项目见表1 1，2。据SRI 咨询公司分析，今后5 年世界甲醇产能将以年均5.7%的速度增长，预计到2007 年产能将出现过剩；2009 年产能将达5 357万t /a，2015 年产能可达6 517 万t /a。随着世界甲醇生产重心向中东、南美和非洲等天然气资源丰富的国家和地区转移，美国、西欧和日本已由过去的甲醇自产自给转变为甲醇的主要进口国，而加拿大、拉美、东欧（俄罗斯）、中东及非洲则成为甲醇的主要出口国家和地区。未来几年世界甲醇产量将稳步增加，一批大型甲醇装置的建设将给原料成本较高的非经济规模企业带来巨大压力，从而推动甲醇行业重组和资源合理配置，实现供需平衡。随着新增装置的陆续投产，甲醇市场价格将由高位回落。2.2.2 消费现状及预测 2.2.2.1现状据Nexant Chem Systems 公司的最新统计，2003 年世界甲醇的消费量为3 235.2 万t 3。亚太已经成为世界最大的甲醇消费地区，消费量占世界总量的33.45%，2004 年世界甲醇消费量为3 180万t 1。2005 年，世界甲醇消费量约为3 560 万t，世界甲醇消费的主要地区是亚太、北美和西欧地区，消费比例分别为34.81%、27.41%和19.96%，在世界范围内甲醇的消费结构中，甲醛是最大的消费领域，占总消费量的36%；其次是MTBE，占14%；第三是醋酸，占11%，其它消费领域所占份额较小，2001年至2005 年全球主要地区甲醇消费构成见表2。2006年全球甲醇需求量约为3 800 万t 左右。近年来全球甲醇需求年均增长率约4%，相当于新建一座世界规模甲醇厂的年产量。预计2010 年世界甲醇需求量将达到4 226 万t 2。世界甲醇生产格局的变化将导致消费格局的重大变化，美国、欧洲、日本等发达国家和地区甲醇消费已由自给转变为逐步依靠进口，而加拿大、拉丁美洲、俄罗斯、中东及非洲等国家和地区已成为甲醇出口基地。甲醇产品世界贸易量迅速增长，2000 年世界甲醇贸易量为1 020 万t，2005 年达到1 309 万t，年均增长5.1%。美国2000 年进口甲醇222 万t，2005 年达286 万t，年均增长5.2%；欧洲2000 年进口甲醇324 万t，2005 年达411 万t，年均增长4.9%；日本2000 年进口甲醇244 万t，2005 年达306 万t，年均增长4.6%；东亚(不含日本) 2000 年进口甲醇229 万t，2005 年达305 万t，年均增长5.9%。东亚各国，尤其是日本，将是今后几年甲醇进口增长最快的国家。2.2.2. 2 预测 下面是前几年甲醇市场的实际需求资料：据预测，未来5 年全球甲醇需求将以年均2%的速度增长。2.2.3国内市场分析如下表所示为我国境内甲醇的主要生产地域2.2.3.1产能快速增长自2006年以来，我国甲醇产能就一直保持快速增长的态势，平均每年新增产能400多万吨。2008年，甲醇产能为2600多万吨；2009年，全国甲醇产能增加了525万吨，总产能达到3200万吨。共有21家企业新增甲醇产能。其中，新增产能在3O万吨以上的有6家，分别是：内古新奥达旗装置(60万吨)、陕西成阳化学工业公司(60万吨)、陕西兖矿煤业榆林能化公司(60万吨)、江苏索普化工公司(50万吨)、上海东方希望集团东能化工公司(40万吨)、山西天脊潞安化工公司(30万吨)。新增产能在1O万2O万吨的有15家。从地域看，新增产能大多集中在山西、陕西、内蒙古等产煤大省，其中山西有7家，新增产能125万吨；内蒙古有4家，新增产能130万吨；陕西有2家，新增产能120万吨。山西新增产能多是小的焦炉气质甲醇装置，最大的产能装置为30万吨。内蒙古和陕西多是大的煤基装置，内蒙古有2家4O万吨以上的装置，陕西2家企业的新增产能均为60万吨，这些装置规模较大，生产成本相对较低。今年，我国甲醇产能仍将有较大增长，预计将投产的装置总规模超过500万吨，这些装置主要集中在内蒙古和宁夏，其中最大的是大唐多伦煤基烯烃项目，其配套建设的甲醇装置产能约为170万吨。如果这些装置如期完工，预计到今年底，我国甲醇总产能将达到3700万吨左右，产能增长的速度远远快于市场需求的增长。2.2.3.2低价品大规模涌入在我国甲醇产能不断大幅增长的同时，2009年1月，价格已跌至不到1700元吨。2009年以来，价格一直在低位徘徊，到了2009年底，由于我国河北、山西、陕西、内蒙古等地普降大雪，气温骤降，为保民生，政府要求优先供应居民生活取暖用气，以天然气为原料的甲醇企业纷纷减产或停产，使得国内甲醇产量减少，同时恶劣天气也使得物流运输问题出现，推高了甲醇价格，达到2800元吨。最近，甲醇价格又有回落，预计2010年我国市场的甲醇平均价格在23002500元吨。我国市场甲醇的需求量的增长却相对滞后。2009年，我国市场甲醇的需求量约为1600万吨，比上年仅增长了4 。此外，在我国市场甲醇供需严重失衡的情况下，近年来国外大量低价甲醇又大举进军我国市场，更加重了供需矛盾。2009年，我国甲醇的进口量约为520万吨，而同期国内市场甲醇的需求总量为1600万吨，进口货占据了国内近三分之一的市场份额。进口甲醇大多来自中东地区，该地区天然气价格低廉，甲醇装置规模大，生产成本仅为国内企业的一半多，有的用油田伴生气为原料，成本更低，具有绝对的竞争优势。而且从中东到中国的海运费在300元吨左右，而我国煤制甲醇装置大多集中在西北地区，运到华东地区仅铁路运费就达600元吨左右，公路的运费价格更高。国内甲醇在生产成本、物流等方面都竞争不过国外产品。华东和华南的港口长期被国际上低价的甲醇充斥，港口价格和内地价格长期倒挂，给内地甲醇造成极大的压力。在大量低价进口甲醇对国内甲醇产业发展构成严重损伤的情况下，2009年6月24日，我国商务部宣布对原产于沙特、马来西亚、印尼、新西兰等国的进口甲醇进行反倾销立案调查，目前调查还未有初步结果。虽然立案以后甲醇的进口量有所减少，但并未根本改变市场形势。2.2.3.3国内开工率较低在国内大量甲醇装置不断完工投产以及进口低价甲醇的双重挤压下，我国甲醇企业的开工率一直很低。2009年初，全国甲醇企业总体开工率仅为28 ，2009年全年的开工率仅为35 左右。由于生产甲醇的厂商主要集中于便于获取原料煤的我国的西北地区，或者说便于获取天然气的内蒙古等地，相反在我国的长三角的广大地区如上海，浙江，江苏等地，以及我国的珠三角像广州，深圳，佛山，珠海等地去缺少能能够生产甲醇的化工企业，而这些地方却是甲醇希求量巨大的经济繁荣区。2.2.4最新市场预测及评估2.2.4.1 2009年甲醇市场分析2009年是甲醇市场变化非常大的一年，自2002年以来的牛市行情基本上在2009年走到了尽头，市场的特征完全不同于前几年，景气度大幅下降，价格跌宕起伏，进口甲醇冲击严重，产量首次出现负增长，行业利润大幅缩水，生产厂家苦苦支撑。具体说来，市场呈现以下三方面的特点：一、开工率大幅下降，产量首次出现负增长自2002年以来，我国甲醇行业进入了大发展时期，基本上每个月的产量增幅都在10%以上。然而在2009年，这种情况却发生了重大变化，虽然甲醇产能还在大幅度增加，但由于需求疲软、进口甲醇大量冲击以及销售价格低、企业亏损严重等多方面原因，导致甲醇开工率大幅下降，2009年甲醇开工率只有34%，为历年来最低。甲醇产量呈现明显的滞长，特别是在2009年上半年，每个月产量都是负增长，111月，全国共生产甲醇1021.6万吨，较上年同期减少1.9%，全年的甲醇产量预计在1100万吨左右，比2008年略有下降。二、需求疲软，年均价创7年来新低由于金融危机对实体经济的冲击还在继续，2009年，甲醇的下游行业甲醇、冰醋酸、二甲醚等需求都比较疲软，较2008年下降20%，全国的甲醇需求年总量在1000万吨左右，比2008年减少200万吨左右。由于需求疲软以及进口甲醇低价倾销等原因，2009年前10个月我国的甲醇价格基本上都在2000元吨价，下同）以下的低位徘徊，特别是年初时甲醇出厂价更是跌破了1600元大关，最低价在1550元左右，创了近8年来的新低，基本上恢复到了2002年时的价格水平。但在11月中下旬后，在通货膨胀预期加大、整体化工产品价格上扬、电价及煤价上涨、生产成本上升、市场库存低、需求旺盛等多种因素影响下，甲醇价格出现了大幅上涨行情，在短短的10多天时间里，甲醇价格普遍上涨了400500元，高的超过了600元，最高出厂价达到了2900元。12月中旬后甲醇价格有所回落，到年底时甲醇出厂报价大多为25002600元，以全年次高价位收盘。综观全年的价格走势，呈现明显的低开高走特征。由于全年甲醇价格在低价位的时间比较长，虽然有后两个月的大幅拉升，但全年平均价格仍然比较低，2009年甲醇均价较2008年下降了30%，为近7年来甲醇均价最低的一年。三、进口甲醇严重冲击国内市场，被迫启动反倾销调查由于全球性金融危机造成国际甲醇市场供大于求，而我国是世界上最大的甲醇消费国，外商便把目光对准我国，利用低价将过剩甲醇倾销至我国。2009年我国甲醇进口总量创历史最高水平，111月全国甲产业发展Industrial development2010.02 57醇进口总量为493.64万吨，全年有可能达到近520万吨，超过前四年进口累积总量。据统计，2005至2008四年我国的甲醇进口总量，也不过473.35万吨，不足500万吨。大量进口低价甲醇的冲击，使国内甲醇市场雪上加霜，对我国甲醇行业造成了严重损害。为此，商务部于2009年6月24日决定，对原产于沙特阿拉伯、马来西亚、印度尼西亚、新西兰的进口甲醇进行反倾销立案调查。2.2.4.2 2010年甲醇市场预测一、供需矛盾突出，市场难有大的作为由于自2002年以来，我国甲醇市场出现了一波前所未有的强劲上扬行情，甲醇产品获利丰厚，高的时候每吨纯利润上千元，国内新建、扩建的甲醇装置大量涌现，远远超过了需求增长速度。近5年来，我国甲醇产能增长量超过世界其他国家前10年产能增长之和。仅内蒙古、陕西、宁夏等地新上的甲醇项目总产能就有约2000万吨。2009年，全国甲醇产能已高达3200万吨，实际产量约1100万吨，过剩产能超2000万吨。2010年，国内甲醇产能预计将超过3 4 0 0万吨，产量预计较2 0 0 9年有所增加，在1300万吨左右，过剩产能预计超过2100万吨，成为产能过剩最为严重的一年。而从需求情况看，2010年国内甲醇的传统下游产业甲醛、农药等行业增速放缓，对甲醇需求量变化不大，最有希望的是醋酸和二甲醚两个行业。2009年，我国醋酸产能已高达569万吨，比2008年增长率56.32%，二甲醚产能约800万吨。若按满负荷计算，约分别需要甲醇320万吨和1160万吨。但实际开工率远低于此，醋酸开工率一般只有50%左右，二甲醚开工率30%左右，两者相加甲醇需求量在470万吨左右。总体看，2010年甲醇需求量较2009年有所增加，预计在1200万吨左右，基本上能恢复到2008年时的水平。严重的产能过剩将对甲醇市场产生明显的负面影响：行情不好时，减产停产企业众多；而当行情略有好转时，原本停产的装置又会迅速启动，增加产品供应，打压价格上行。总体看，2010年甲醇市场难有大的作为。二、成本支撑，价格水平料比2009年高我国甲醇生产主要以煤和天然气为原料，2010年煤炭价格仍将居高不下，有专家预测2010年电煤价格将上涨5%8%，而天然气价格在2010年上调的可能性极大，并且涨幅预计将超过煤炭价格。所以从生产成本看，2010年甲醇价格水平将比2009年高，基本上在2000元以上的水平运行，再像2009年年初那样价格跌至1500、1600元的可能性极小，2010年甲醇价格高点预计会突破3000元大关。三、地域性特点更加突出，市场存在着一定的区域性和阶段性机会我国甲醇企业分布的区域性特征十分明显，主要表现在生产地和消费地不一致，生产地主要集中在有天然气和煤炭原料优势的西北地区、华北地区，而消费地主要集中在沿海经济发达地区。据统计，华东地区约占我国甲醇消费量的.6%，华北地区20%，华中地区18%，西北地区14.8%，西南地区9.8%，其他地区9.8%。甲醇主要消费地的广东、上海、江苏、浙江一带，甲醇总产量不足160万吨，仅占全国甲醇总产量的12.4%。2010年随着西北地区大甲醇装置的不断建成投产，这种情况将更加突出。由于生产地远离消费地，有时会出现因运输紧张导致货源一时供给不上，而产生区域性价格上涨，给市场带来一定机会。另外，近年来甲醇市场的一大特点是波动性比较大，年内最高价与最低价相比，波动幅度一般都在30%以上，有些甚至达到了100%，主要原因是影响甲醇价格的因素比较多，市场不够成熟，投机心理强，另外我国甲醇价格受国际市场的影响比较大，而近年来国际甲醇价格的波动幅度也比较大，预计2010年我国甲醇市场仍将保持大幅波动这一特征。不论是甲醇生产企业还是甲醇流通企业，都要善于抓住甲醇市场的阶段性波动机会，争取创造更好的经济效益。四、反倾销利剑高悬，进口甲醇对国内市场的冲击有望减小启动反倾销调查，对我国甲醇市场产生了明显的正面影响。自从去年6月启动反倾销调查以来，国内进口甲醇到货逐渐减少，进入去年10月后，外方对华月供量基本保持在20万30万吨之间。2010年反倾销的余威仍在，进口甲醇对国内市场的冲击有望减小。另外，由于自去年12月份后，国际油价持续上涨，到今年1月上旬时已达83美元/桶，使得国际甲醇生产成本上升，进口甲醇的成本优势不再明显，与国内甲醇价格的价差缩小，这也将减少进口甲醇对国内甲醇市场的冲击。五、甲醇汽油及甲醇燃料进展情况，值得密切关注去年5月20日和7月2日，国家标准化管理委员会颁布了车用燃料甲醇和车用甲醇汽油(M85)两项国家标准，并分别于去年11月1日和12月1日开始实施。这两项标准的相继发布实施，表明政策在开放甲醇车用燃料方面取得了突破性进展，给甲醇汽油及甲醇燃料推广注入了活力。从理论上看，目前我国每年的汽柴油消费量在2亿吨左右，如果往里面掺5%的甲醇，就需要1000万吨甲醇，往里掺10%的甲醇，就需要2000万吨甲醇，这是个巨大的市场，将为过剩的甲醇寻找到新的出路。但也要看到，虽然新标准已颁布，但甲醇汽油及甲醇燃料发展之路不可能一步而蹴，