甲醇制汽油工艺文档格式.docx

1、（4） 动力性强甲醇汽油能有效地预防和消除汽车部件的积炭形成，有利疏通油路，延长车辆发动机寿命，辛烷值高，抗爆性好，降低油耗噪音，具有高效动力节省燃油，可提高发动机的效率，增强动力5。（5）替代性好甲醇汽油将工业原料一甲醇，经高科技改性后，大比例加入汽油中，替代车用能源，可节约替代大量石油资源，符合国家政策导向，有助于缓解因石油资源枯竭造成的紧张局面。（6）环保性好甲醇汽油由于含氧量高，燃烧充分，能有效地减少50%以上的有害气体排放，其中CO 、HC 和NOx排放降低90%以上，经国家权威机构的多项检测，各项指标均已达到欧IV标准，减少排放，满足环保需求，大大改善生态环境。（7）便捷推广甲醇汽

2、油常温下存放，品质有效期可达到2年之久，有效的解决了贮存、运输和销售各环节所需的时间。（8）品质稳定甲醇汽油在35高温气候条件下使用，汽车油路不会发生气阻现象，同时在气候零下35的低温条件下，不分层，不乳化，发动机可正常起动，特别适应高寒地区规模化生产和使用，低温易启动、高温无气阻。2 技术发展历程与FT过程相比较，甲醇制汽油（MTG）技术的优点是能量效率高、流程简单及装置投资少，缺点是只能生产汽油和LPG馏分。MTG工艺是在Mobil公司的甲醇通过ZSM一5分子筛催化剂转化为芳烃的基础上发展而来的。Mobil法甲醇制汽油技术于1976年公布，其总流程是首先以煤或天然气作原料生产合成气，再用合

3、成气制甲醇，最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。该工艺有两种形式：固定床和流化床，在实验室规模和中试装置中，广泛地进行了研究。新西兰政府曾于1979年引进Mlobil公司技术，在国内建成了l785td的甲醇转化制汽油工业化装置，并成功运转，由于当时油价较低，装置运行连年亏损，最终停止运转并拆除。目前，MTG工业化装置稳定运行的只有晋煤集团天溪煤制油分公司。3 MTG工艺流程3.1 国外技术及发展现状 根据反应器的不同，现有的MTG 工艺路线可以分为3 条，即经典的固定床工艺、流化床工艺及多管式反应器工艺6-7。3.2 固定床工艺MTG固定床工艺流程是由两步脱水反应器系统组成：在第l步反应器内，生成

4、接近平衡的甲醇二甲醚水混合物；在含有ZSM-5催化剂的第2步反应器中生成烃。第2步产品后冷却，使之在高压分离器中闪蒸，得到的轻质气体循环回第2步反应器，以控制反应温度的上升。最后去分馏塔，分离出液态烃、气态烃和水。循环气与出脱水反应器的气体体积比是9，控制温度可以增加汽油的收率。当反应产物中测定出未反应的甲醇时，表明催化剂结炭，活性已达不到要求。此时，采取空气与氮混合气燃烧法除去催化剂表面的积炭，从而使反应器内的催化剂再生。工业化的流程中并联设置4台转化反应器，3台运转，l台再生催化剂。生成物中除了极少的C1和C2，并副产少量的C3和C4外，80左右为C+5。从烃类产物中可以得到85的汽油，其

5、辛烷值（研究法）高达93，其余是液化石油气和少量的燃料气。MTG 固定床工艺于1985 年首次推向工业化，在新西兰Motunui 投运了一套装置。该装置已运行10 年，以天然气为原料生产甲醇，再合成汽油，汽油产量达57 万吨/年，是继南非Sasol 之后世界第二座大型工业化合成油厂。固定床反应器工艺的优点是转化率比较高、工艺成熟，缺点是工艺过程和设备复杂、能耗高、投资高8。山西晋城煤业集团公司年产30 万吨甲醇10 万吨汽油示范项目已于2009 年6 月28 日正式出油，经过近60 h 的开车运转，于6 月30 日18 时30 分顺利产出第一桶合格油品9。该项目以晋城高硫煤为原料，采用中国科学

6、院山西煤炭化学研究所灰熔聚流化床加压气化技术、国内甲醇合成、引进Mobil公司的MTG 技术。3.3流化床工艺Mobil公司在德国进行了流化床技术的试验开发，规模相当于l 800ta。主要装置有流化床反应器、再生塔和外冷却器。原料甲醇和水按一定比例配料并进行气化，过热后进入流化床反应器。流化床反应器顶部出来的反应产物经除去夹带的催化剂后，进行冷却，分离为水、稳定的汽油和轻烃。流化床中的反应是急剧的放热反应，采用外部冷却器移走热量10,11。为了控制催化剂表面积炭，将一部分催化剂循环至再生塔。由于不断加入新鲜催化剂，使反应器内的催化剂性能保持基本稳定，从而带来了生产操作和产品质量的稳定。MTG

7、流化床工艺具有下述特点：汽油收率比固定床法略高；操作中易移去反应热，可将反应热用来生产高压蒸汽；循环量比固定床大大降低。该工艺完成中试以后，由于当时德国的甲醇成本高，在西欧无法与炼油厂竞争，故而没有进行工业化设计12,133.4 多管式反应器工艺多管式反应器原料甲醇和循环气与反应器出来的气体进行热交换，将温度调整到所需要的反应温度。气体与甲醇的混合物从上部进人多管式反应器，通过管内装填的催化剂催化转化为烃。反应热由多管式反应器壳程循环的熔融盐带人蒸汽发生器中，产生高压蒸汽14。从多管式反应器出来的生成物通过热交换器冷却至常温。与液态烃及水分离后的循环气由压缩机循环回转化工序。通过氮气和空气混合

8、气燃烧的方法除去催化剂表面的积炭，使催化剂再生15。从分离器出来的烃进入稳定塔，在塔上部将碳数小于4的烃和惰性组分分离，塔底产物为碳数4的烃类。将塔上部产物送入甲醇合成装置，作为工艺气或燃烧气使用，或在C3C4回收塔作为C3C4烃回收使用。该技术由鲁奇公司与Mobil 公司共同开发，它与固定床法不同，在一台多管式反应器内将甲醇转换为烃类，也可以称为一步法。4 国内技术中国科学院山西煤炭化学研究所自20 世纪70年代开始至今，一直致力于煤间接液化制油的技术开发。该技术省略了甲醇转化制二甲醚的步骤，使甲醇在ZSM-5分子筛催化剂的作用下一步转化为汽油和少量LPG产品。几十年来完成了固定床液化技术（

9、MFT）的小试、中试及工业性实验16。在开展MFT 合成汽油工艺技术研究开发的基础上，山西煤炭化学研究所也进行了MTG 技术的研究开发。2007 年12 月11日，利用山西煤炭化学研究所独立开发的催化剂和由山西煤炭化学研究所与赛鼎工程有限公司合作开发的固定床绝热反应器一步法甲醇转化制汽油工艺，在云南解化集团有限公司建设的3500 t/a 合成汽油工业示范装置一次投料开车成功，生产出合格的93 号汽油产品，装置运行正常，达到了设计要求。山西煤炭化学研究所MTG 技术中试结果见表117。表1 山西煤化所MTG 技术中试结果项 目数量中试规模（日处理甲醇）/kg500汽油选择性/%3738所用分子筛

10、催化剂ZSM-5LPG 选择性/%34催化剂单炉寿命/d22产品汽油中低烯烃含量/%515汽油辛烷值（RON）93.99汽油特点苯含量低，无硫每吨产品消耗甲醇（汽油+LPG）/t2.485甲醇汽油未来的发展方向国内外实践表明甲醇可以作为一种汽油的替代能源并大规模推广，甲醇汽车是我国新能源汽车战略中的重要组成部分，属于醇醚类汽车的代表，2007年甲醇燃料与二甲醚被国家发改委确定为今后20-30年过渡性车用替代燃料。相对于电动汽车、氢燃料汽车等，甲醇汽油具有技术可行性、大规模应用可行性、经济可行性等多方面优势，是更加现实的新能源路径之一18。甲醇汽油应用中遇到的技术问题已经解决；甲醇汽油的常规排放

11、低于常用汽油，非常规排放在现有技术下可以达到甚至超过常用汽油排放水平。甲醇汽油毒性在可控范围内，国内外实践表明在遵守操作规范情况下甲醇汽油可以大规模推广。加州7年推广得出结论认为推广甲醇汽油可以作为减少空气污染的一项战略性的措施。2007年发改委颁布我国醇醚燃料及醇醚清洁汽车发展专题报告（征求意见稿）后，国内甲醇-二甲醚产业迅速发展19。2007年和2008年甲醇产能增长速度分别高达76%和43%，产能过剩局面已显。目前国内甲醇企业三分之一完全停产，二分之一开工率不足50%。中国石油和化学工业协会副秘书长胡迁林近期透露，正在力推对于使用甲醇汽油的新能源混合动力汽车的补贴政策出台，对于使用二甲醚

12、的混合动力汽车的补贴政策的出台没有悬念20,21。未来国家关于甲醇-二甲醚替代能源国家标准的出台和国际原油价格的再次上涨将成为行业主要推动力6 结论甲醇在我国已基本实现向大型化发展的方向，这样就为我国煤化工的发展奠定了良好的基础，也为甲醇在我国的能源安全扮演新的角色奠定了坚实的工业基础。甲醇汽油作为我国新的石油替代产品，目前在市场推广上受到重重阻力，但是，它作为一种清洁、安全、经济的新能源，随着汽车技术的发展及甲醇汽油配制技术的突破，它必将会成为我国石油替能源中的重要角色。参考文献1 顾宗勤. 缓解甲醇产能过剩的方向之选J. 中国化工信息，2009（37）：9.2 钟洪权，王亚明，张松甲醇汽油

13、的技术进展及应用前景J.云南化工，2006，（10）3 徐辉有关甲醇汽油的特性分析和应用J西安能源，2006，（11）4 唐宏青. 甲醇制汽油工艺技术（上）J. 化工催化剂及甲醇技术，2008（3）：11-15.5 唐宏青. 甲醇制汽油工艺技术（下）J. 化工催化剂及甲醇技术，2008（4）：19-23.6 M.Harmann Angew.Chen.Int.Ed.43（2004）58807 California Air Resources Board . The California Reformulated Gasoline Regulations（effective 2008-08-29）

14、.8J.C.GROEN.W.Zhu.S.Brouwer.S.J.Huynink.F.Kapeijn.J.A.Moulijn.J.Perez-Ramirez.J.Am.Chem.Soc.129（2007）355.9 PETER F W，JONATHAN M T.Fifteen years of fuel methanol distribution.10 甲醇燃料在美国受冷落J.节能与环保，2008，28（4）：6. 11J.C.Groen.J.A.Mouliji.J.Perez-Ramirez.Micropor.Mesopor.Mater.87（2005）153.12 Estimated Number of Alternative-Fueled Vehiclesin Useand Fuel Consumption ，19922007.13Nanjing Haoan CoNew P