各种生产甲醇方法的计算

近20年来，甲醇生产发展很快，技术不断提高，生产规模逐年扩大，生产工艺逐步成熟，各项技术指标不断完善，近10多年来，世界合成甲醇技术有了很大的发展，其趋势为原料路线多样化、生产规模大型化、合成催化剂高效化、气体净化精细化、过程控制自动化以及联合生产普遍化。从而使合成技术更加优化。

1、天然气生产甲醇单耗及成本

1.1天然气生产甲醇单耗及成本

表1-1 天然气生产甲醇单耗及成本

1.2天然气制甲醇成本估算公式

天然气制甲醇成本估算公式： 

甲醇工厂成本 = 天然气单价 * 1000 + 300  

比如 天然气单价 1.00元 甲醇工厂成本为1300元

另外，还要看是否用天然气自备电厂发电，有自备电厂的，甲醇单耗中，每吨甲醇多消耗天然气300~400方。天然气便宜的时候，天然气制甲醇厂都有自备电厂，吐哈油田甲醇厂的自备电厂是后面为降低成本扩建的。

以天然气生产甲醇的成本主要取决于天然气的价格（同时也与天然气的成分及采用工艺关）：

每立方米天然气在1.0元时甲醇成本在1500元左右。每立方米天然气在1.2元时甲醇成本在1800元左右。 每立方米天然气在1.5元时甲醇成本在2000元左右。

二、煤生产甲醇单耗及成本

2.1煤生产甲醇单耗及成本

表2-1 煤生产甲醇单耗及成本

以煤制甲醇，原料（原料煤、燃料煤）及动力的成本一般占到甲醇总成本的80%以上，其中原料煤约占60%。先进气化工艺（水煤浆，SHELL尚未有投运的业绩）目前的甲醇生产成本在1600元/吨左右（煤价480元/吨。 以无烟煤的原料生产甲醇（主要是联醇），目前的甲生产成本在2000元/吨以上（煤价700元/吨）。

2.2 20万吨/年煤制甲醇综合技术经济指标

表2-2 某公司20万吨/年煤制甲醇综合技术经济指标

2.3 50万吨/年煤制甲醇综合技术经济指标

2.3.1 德士古煤气化工艺生产50万吨/年甲醇

2.3.1.1基本要求

(1)原料煤和燃料煤  原料煤采用神华煤，燃料煤采用义马煤。

(2)装置能力  根据2台φ3.2 mm气化炉在压力6.5 MPa下的产气能力，气化装置总有效气(CO+H2)为180000m3／h，由此可确定工厂产品能力为：精甲醇54 ×104t／a(67.43 t／h)。

(3)外供蒸汽  要求为醋酸装置提供的蒸汽品质为1.8 MPa，340℃，100t／h。

2.3.1.2工艺技术   

工艺流程和物料平衡

    工艺方框流程见图2-1，物料平衡见表2-3。

图2-1 德士古煤气化工艺生产甲醇工艺流程

表2-3 德士古煤气化工艺生产甲醇物料平衡表

2.3.1.3能耗、操作成本和投资

    全厂综合能耗和原材料单价见表2-5(折精甲醇82.70t／h，以吨甲醇计算)。全厂投资估算见表2-6。

表2-5 综合能耗和原材料单价

表2-6 德士古煤气化工艺生产甲醇投资估算

2.3.2壳牌煤气化工艺生产50万吨/年甲醇

2.3.2.1 基本要求

    (1)原料煤和燃料煤  原料煤和燃料煤均采用义马煤，其煤质典型组分见表2。

    (2)装置能力  根据1台φ4850 mm气化炉在压力4.2 MPa下产气能力，气化装置总有效气(CO+H2)为150000m3／h，因此确定工厂产品生产能力为：精甲醇42.8×104t／a(53.49 t／h)；一氧化碳34.5×104t／a(34 500m3／h)；

    (3)外供蒸汽

    要求为醋酸装置提供的蒸汽品质为1.8 MPa，340℃，100 t／h。

2.3.2.2  工艺技术方案

工艺流程及物料平衡

    工艺方框流程见图2-2，物料平衡见表2-7。

图2-2 壳牌煤气化工艺生产工艺流程

表2-7 壳牌煤气化工艺生产甲醇物料平衡表

2.3.2.3能耗、操作成本及投资

全厂综合能耗及原材料单价见表2-8(折精甲醇68.76t／h，以吨甲醇计算)。全厂投资见表2-9。

表2-8 壳牌煤气化工艺综合能耗及原材料单价

表2-9 壳牌煤气化工艺生产甲醇投资估算

2.3.3综合比较结果分析

通过综合技术经济比较以及借鉴国内2种气化工艺已成功运行经验，可以得出以下结论。

    (1)从已运行的工业化装置来分析，德士古煤气化工艺比壳牌煤气化工艺对煤种的选择性要求高，国内适合德土古煤气化工艺且有运行经验的煤种不多。由于受到资源及储量等方面限制，适合于德土古煤气化工艺的煤价会越来越高，其经济性也将受很大影响。

    (2)从工艺路线来分析，2种气化工艺配置差别不大，气化压力高的有一定优势。

    (3)从全厂综合能耗来分析，采用壳牌煤气化工艺生产甲醇的全厂综合能耗明显低于德士古煤气化工艺，吨甲醇能耗差值达到11.21 GJ／t。综合能耗低的主要原因是壳牌煤气化工艺的热效率比德士古煤气化工艺高，热能利用率也高，德士古煤气化工艺大量的低品位能量(低压蒸汽为30.4t／h)无下游用户，而且碳转化率也较低。

    (4)从全厂投资来分析，采用德士古煤气化工艺的投资为4 730元／t甲醇，采用壳牌煤气化工艺的投资为5 500元／t甲醇，两者相差770元／t甲醇。主要原因是壳牌煤气化装置引进范围较大，投资较高。

    (5)从操作成本来分析，以市场神华煤的价格570元／t、义马煤的价格480元／t计算(如果按实际热值计算，以神华煤为基准，义马煤价应为396元／t)，德士古煤气化工艺生产甲醇操作成本为1 236.8元／吨甲醇，壳牌煤气化工艺生产甲醇操作成本为1118.62元／吨甲醇，两者相差118.18元／吨甲醇。静态投资回收期为：7.0÷118.18=6.5(a)，项目投资回收期相对较短。

    综上所述，壳牌煤气化工艺生产甲醇投资高，但能耗低、操作成本低，而两者工艺路线及配置差别不大。因此对于欲投资煤化工的开发商来讲，经济效益应该是第一位的，且煤种及煤价是首要考虑因素，如果煤价越便宜，采用壳牌煤气化工艺的优势则越显著。

3、焦炉气生产甲醇单耗及成本

3.1焦炉气生产甲醇单耗及成本

表3-1 焦炉气生产甲醇单耗及成本

以焦炉煤气为原料生产甲醇主要成本来自焦炉气的价格，但企业均与焦化企业为同一集团，所以核算的焦炉气价格不会太高，在每个立方米0.4元时，甲醇成本也应该在1500元以上了。焦炉气应该能做到1000以内，属于环保项目 估计有税收优惠，煤炭车间成本应该在 1000~1150左右 加上别的 总成本大概1500。天然气现在的价格看 差不多得2000了。

3.2各工艺技术经济比较

焦炉气制甲醇的工艺主要是指焦炉气转化为合成气和合成气脱硫的工艺流程，而由合成气制甲醇的工艺则与天然气制甲醇，或煤气化制甲醇的相关工艺基本是一样的，在此不加阐述。焦炉气转化工艺。即焦炉气中甲烷转化成CO和H2的工艺，可分蒸气转化法，催化部分氧化法，非催化部分氧化法3种。
表3-2 工艺技术经济比较

表3-3 催化部分氧化法能耗

表3-4 非催化部分氧化法能耗

3.3生产规模及产品方案

生产规模：甲醇50万吨年，单系列，年操作8000小时。

表3-4产品方案表

3.4主要原材料及动力消耗

表3-5 主要原材料表

表3-6 动力消耗表

3.5投资估算及主要技术经济指标

表3-7 50万吨/年甲醇投资估算及技术经济指标表

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