【正文】 由二甲醚反應(yīng)器出來的二甲醚、甲醇及水的混合物與循環(huán)氣預(yù)熱器來的循環(huán)氣混合后進(jìn)入 MTG 反應(yīng)器。 國內(nèi)公司設(shè)計(jì)不合理能耗高，產(chǎn)率低。 MTG+LTA+重芳烴輕質(zhì)化耦合增值工藝 重芳烴歧化工藝中烷基具備轉(zhuǎn)移受體，重芳烴轉(zhuǎn)化能力較強(qiáng)，可以達(dá)到 50%以上。因該反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)器有較高的要求。 一步法甲醇轉(zhuǎn)化制汽油技術(shù)工藝 2021 年，中科院山西煤化所開發(fā)一步法 MTG 技術(shù)，已在其能源化工中試基地完成中試。甲醇 /二甲醚和汽油合成發(fā)生在單條回路，其中有兩個(gè)循環(huán)點(diǎn)：一條在上游甲醇 /二甲醚合成 (以達(dá)到合成氣的高轉(zhuǎn)化率 )，另一條在甲醇 /二甲醚和汽油合成之間 (以控制放熱 )。此外，近年來正在開發(fā)的漿態(tài)反應(yīng)器，則適宜于直接利用德士古煤氣化爐或魯奇熔渣氣化爐生產(chǎn)的氫氣與一氧化碳之摩爾比為～ 的合成氣。還在其它許多工藝過程中使用，如石油餾分脫蠟；從乙烯和苯制取乙苯；甲苯歧化為苯和二甲苯。這種擇型合成沸石具有兩種 相互交叉的孔道，橢圓形十圓環(huán)直孔道和圓形正弦狀彎曲孔道 ,其大小恰巧足以生產(chǎn)在汽油沸程內(nèi)的烴類。氣體與甲醇的混合物從上部進(jìn)入多管式反應(yīng)器，通過管內(nèi)裝填的催化劑催化轉(zhuǎn)化為烴。為了控制催化劑表面積炭，將一部分催化劑循環(huán)至再生塔。使用的也是 Mobil 的 ZSM— 5 催化劑。出轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的氣體，一部分預(yù)熱原料甲醇，一部分與循環(huán)氣換熱，然后去汽油分離塔，分離出液態(tài)烴、氣態(tài)烴和水。更長的烴分子不能穿過通道，而且在進(jìn)一步的反應(yīng)中被打斷。 2） MTG 工藝反應(yīng)原理 : (1）甲醇轉(zhuǎn)化的反應(yīng)較復(fù)雜，首先甲醇脫氫轉(zhuǎn)化為低分子烯烴，再進(jìn)一步與較大分子的烯烴反應(yīng)生成烷烴、環(huán)烷烴和芳烴組分。 (3)副產(chǎn)物價(jià)值高 ,該工藝產(chǎn)生的少量副產(chǎn)物是液化 石油氣和高熱值燃料氣。 Mobil 法甲醇制汽油技術(shù)首次發(fā)表于 1976 年，它首先以煤或天然氣作原料生產(chǎn)合成氣，再以合成氣制甲醇，最后將粗甲醇轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油。這種方法制得的汽油抗爆震性能 好；不存在常用汽油中的硫、氯等組分；而烴類組成與常用汽油很相似。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，瑞典、新西蘭已推廣使用 M15汽油，意大利計(jì)劃用含甲醇 80%的混合燃料代替汽油。 表 32 裝置規(guī)模 三一能源重工有限公司 25 序號(hào) 名稱 數(shù)值 備注 1 原料甲醇處理量 560000t/a 2 汽油產(chǎn)量 211080t/a 超歐 V 3 液化氣 29280t/a 4 燃料氣 4880t/a 5 年操作時(shí)間 8000h/a 產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量指標(biāo) 汽油指標(biāo) MTG 汽油報(bào)告單 項(xiàng)目 單位 國三 MTG產(chǎn)品 美孚 歐 V 辛烷值（ RON） 93 92 92 92 密度（ 15℃） g/cm3 餾程 初餾點(diǎn) /℃ 37 35 35 10%蒸發(fā)溫度 /℃ 不高于 70 49 70 50%蒸發(fā)溫度 /℃ 不高于 120 91 120 90%蒸發(fā)溫度 /℃ 不高于 190 161 190 終餾點(diǎn)℃ 不高于 205 172 205 殘留量 /%（體積分?jǐn)?shù)） 不大于 2 2 蒸汽壓 5月 1日至 10月 31日/Kpa 不大于 72 4265 實(shí) 際膠質(zhì) /（ mg/100mL) 不大于 5 1 誘導(dǎo)期 /min 不小于 480 1200 1000 400 硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 不大于 銅片腐蝕（ ） /級(jí) 不大于 1 1a 1a 1a 博士試驗(yàn) 通過 通過 通過 通過 水溶性酸或堿 無 無 無 無 機(jī)械雜質(zhì) 無 無 無 無 水分 % 無 無 無 無 甲醇含量 無 無 無 氧含量 無 無 鉛含量 無 無 無 鐵含 量 無 無 無 錳含量 無 無 芳烴含量 /%（體積分?jǐn)?shù)） 不大于 40 35 烯烴含量 /%（體積分?jǐn)?shù)） 不大于 30 25 飽和烴含量 /%（體積分?jǐn)?shù)） 不大于 苯 含量 1 1 液化氣質(zhì)量指標(biāo) 主要含 C3\C4,熱值 11000 大卡 /kg 燃料氣質(zhì)量指標(biāo) 主要含 C1\C2,熱值 7000 大卡 /kg 4. 工藝技術(shù)方案 三一能源重工有限公司 26 甲醇制汽油工藝技術(shù) 甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，它在化工、醫(yī)藥、輕工、紡織等行業(yè)具有廣泛的用途。公司計(jì)劃一期項(xiàng)目年處理甲醇 56 萬噸，主要產(chǎn)品汽油產(chǎn)量約 211080 噸 /年，總烴基燃料產(chǎn)量約 245240 噸 /年。 表 31 產(chǎn)品方案情況表 序號(hào) 產(chǎn)品方案 生產(chǎn)規(guī)模 t/a 備注 1 汽油 211080 超歐Ⅴ 2 液化氣 29280 3 燃料氣 4880 產(chǎn)業(yè)政策、發(fā)展規(guī)劃和清潔生產(chǎn) 產(chǎn)業(yè)政策 國內(nèi)旺盛的汽油需求和日益匱乏的石油資源迫使我國能源供應(yīng)尋找新 的出路。 根據(jù)制造過程可分為直餾汽油、熱裂化汽油、催化裂化汽油、重整汽油、焦化汽油、疊合汽油、加氫裂化汽油、裂解汽油和烷基化汽油、合成汽油等。同時(shí)在設(shè)計(jì)中注意安全生產(chǎn)和工業(yè)衛(wèi)生，認(rèn)真貫徹國家和地方的各項(xiàng)法規(guī)，采取了完善的安全消防措 施，建成投產(chǎn)后可保證安全生產(chǎn)。 產(chǎn)品市場(chǎng)前景良好 原油價(jià)格的增長和汽車保有量的增加，使汽油價(jià)格不斷上漲。 公司擁有國際一流的下列專有技術(shù)、催化劑及成套裝備 。 （ 6） 合理安排工期，以最快的速度完成工程建設(shè)，早投產(chǎn)，早見效益。 （ 5） 石油計(jì)字 [2021]68 號(hào)文件《中國石油天然氣股份有限公司建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)》（煉油化工銷售）。顯然，本技術(shù)生產(chǎn)的汽油在苯含量方面也很好的滿足了新標(biāo)準(zhǔn)的要求。 原油價(jià)格的增長和汽車保有量的增 加，使汽油價(jià)格不斷上漲。同時(shí)中國的汽車消費(fèi)量占全球總消費(fèi)量的比例達(dá)到 12%以上，在 2021 年底，中國已超過美國成為世界第一大汽車消費(fèi)市場(chǎng)。 國際 上 MTG 技術(shù)是成熟的，但國內(nèi)都還在工業(yè)化試驗(yàn)。 MTO最大的風(fēng)險(xiǎn)是催化劑的壽命， MTO 不是最終工藝，后面要有聚合裝置和碳四處理裝置，不僅投資巨大，還缺乏配合的經(jīng)驗(yàn)，因此應(yīng)先經(jīng)過示范而后才能大規(guī)模工業(yè)化。 2021 年甲醛占全球甲醇消費(fèi)的 27%；其次是二甲醚，占 19%；第三是甲醇汽油，占 12%；醋酸和 MTO、 MTP 也占據(jù)較大份額，均占全球消費(fèi)的 11%。 在產(chǎn)能飛漲的同時(shí)，二甲醚市場(chǎng)需求逐漸飽和，國內(nèi) 90%以上的二甲醚主要用于與液化氣的摻燒，由于液化氣需求增長有限，二甲醚在摻燒領(lǐng)域的需求增長也較為有限。國內(nèi)天然氣甲醇 的生產(chǎn)成本在 803— 1431 元 /t，煤制甲醇 1154— 1969元 /t,焦?fàn)t氣甲醇生產(chǎn)成本約為 1222 元 /t，國外甲醇具有很強(qiáng)的生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)；目前國內(nèi)甲醇產(chǎn)能大量過剩，再加上進(jìn)口甲醇的沖擊，甲醇生產(chǎn)企業(yè)處境艱難。中商情報(bào)網(wǎng)發(fā)布的《 20212021 年中國甲醇行業(yè)預(yù)測(cè)及 投資策略 研究報(bào)告 》數(shù)據(jù)顯示： 2021 年全國的產(chǎn)量達(dá) 萬噸，同比增長 %。中大型裝置大多配套有下游產(chǎn)品，延伸了產(chǎn)業(yè)鏈。中國煤炭儲(chǔ)量豐富，開展煤基能源研究，促進(jìn)能源利用多樣化，一直是國內(nèi)能源化工研究的熱點(diǎn)。因此，世界各國都在尋求和三一能源重工有限公司 10 研制替代石油的環(huán)保新能源。在中國油氣資源逐步減少、能源結(jié)構(gòu)多元發(fā)展的大背景下，發(fā)展高效潔凈能源，實(shí)施石油替代戰(zhàn)略，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重大舉措。 近期國際金融危機(jī)逐漸緩解，原油價(jià)格持續(xù)穩(wěn)定回升，公司發(fā)展甲醇制汽油項(xiàng)目，具有市場(chǎng)先天優(yōu)勢(shì)、原料比較優(yōu)勢(shì)和環(huán)境后發(fā)優(yōu)勢(shì)。我國是一個(gè)缺油、少氣、富煤的國家，從我國資源條件出發(fā)，走煤制醇、醚、氫燃料，代替汽、柴油之路，是解決汽車大發(fā)展、能源以及環(huán)境問題的必由之路。煤制甲醇 ,是固體能源向 液體能源轉(zhuǎn)變非常重要的一步。其中，內(nèi)蒙、山東、山西、陜西、新疆新增產(chǎn)能位列前五， 5 省合計(jì)占新增產(chǎn)能的近 6 成 。 從各省市的產(chǎn)量來看， 2021 年 112 月，內(nèi)蒙古自治區(qū)精甲醇的產(chǎn)量達(dá) 萬噸，占全國總產(chǎn)量的 %。為了減輕甲醇市場(chǎng)的壓力，國家建議 :第一、在甲醇產(chǎn)能較為集中的地區(qū)，建設(shè)大型甲醇制汽油、烴類裝置，減少甲醇商品量，生產(chǎn)國內(nèi)短缺的石化 產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的附加值和競(jìng)爭(zhēng)能力； 第二、距離大中城市較近的甲醇生產(chǎn)企業(yè)，增加甲烷化裝置，生產(chǎn)合成天然氣，作為城市調(diào)峰氣源。 數(shù)據(jù)顯示今年年后國內(nèi)二甲醚價(jià)格一直處于下跌趨勢(shì)，從 2 月下旬（ 2 月 18號(hào)）年內(nèi)最高點(diǎn) 元 /噸到目前（ 6 月 4 號(hào)）的 元 /噸，震蕩下跌了 元 /噸，跌幅達(dá)到 %。 中國近年來，隨著 MTO、 MTP 等新興消費(fèi)領(lǐng)域的興起，甲醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變化。 MTP 在國際上也沒有先例。云南解放軍化肥廠已完成 3500 噸 /年 MTG 工業(yè)化試驗(yàn)； 2021 年 1 月 13 日山西晉城進(jìn)行了萬噸級(jí)甲醇合成汽油工業(yè)試驗(yàn)；山西晉南煤業(yè)集團(tuán)引進(jìn)國外 MTG 技術(shù)建成 30 萬噸 /年甲醇、 10萬噸 /年汽油裝置，于 2021 年 6 月 30 日產(chǎn)出第一桶合格汽油。到 2020 年，中國本土汽車產(chǎn)量將達(dá)到 2021 萬輛，汽車工業(yè)成為中國的支柱產(chǎn)業(yè)，占中國 GDP 的 20%左右。 2021 年 8 月份國內(nèi)成品 93汽油價(jià)格為 8500～ 8900 元，雖然國際汽油價(jià)格在某個(gè)階段可能受國際金融和政治局勢(shì)影響出現(xiàn)短時(shí)下跌，但從長遠(yuǎn)來看，汽油價(jià)格會(huì)不斷攀升。甲醇制汽油技術(shù)對(duì)于解決國內(nèi)嚴(yán)重過剩的甲醇和二甲醚產(chǎn)三一能源重工有限公司 18 能，也是非常有必要的。國石化規(guī)發(fā)（ 1999） 195 號(hào)《化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究投資估算編制辦法》（修訂本）。 （ 7） 嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)，職業(yè)安全及工業(yè)衛(wèi)生有關(guān)規(guī)定，貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針，做到環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)、勞動(dòng)衛(wèi)生與工程同步規(guī)劃、同步實(shí)施、同步發(fā)展；避免環(huán)境污染，保證安全生產(chǎn)。 煤、焦?fàn)t氣制 甲醇 煤、焦?fàn)t氣制甲烷 甲醇制 二甲醚 甲醇制汽油 焦?fàn)t氣制汽油 甲醇制芳烴 甲醇制乙烯 甲醇制丙烯 苯加氫 重苯加氫 煤焦油加氫 三一能源重工有限公司 20 尿素聯(lián)產(chǎn)三聚氰胺 研究范圍 本可研報(bào)告研究范圍包括甲醇制二甲醚制汽油生產(chǎn)裝置及其所需的公用、配套設(shè)施。 2021 年 12 月份國內(nèi)成品 93汽油價(jià)格為 9600 元 /噸，雖然國際汽油價(jià)格在某個(gè)階段可能受國際金融和政治局勢(shì)影響出現(xiàn)短時(shí)下跌，但 從長遠(yuǎn)來看，汽油價(jià)格會(huì)不斷攀升。 項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上可行 裝置項(xiàng)目總投資為 50000 萬元。 根據(jù)用途可分為航空汽油、車用汽油、溶劑汽油等三大類。三一能源重工有限公司 24 甲醇制汽油工藝是目前技術(shù)比較成熟，經(jīng)濟(jì)上可行的能源替代技術(shù)。產(chǎn)品主要供應(yīng)當(dāng)?shù)丶爸車貐^(qū)民用燃料市場(chǎng)。隨著世界石油資源的日益匱乏和甲醇生產(chǎn)成本的降低，甲醇作為新的石化原料來源已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，因此利用甲醇做燃料，甲醇汽油燃料，甲醇制汽油等想法引起世界的關(guān)注。而德國 已大量推廣使用甲醇汽油作為汽車的燃料。 1979年新西蘭政府決定在新西蘭新普利茅斯建設(shè)一套 14500桶／日工業(yè)裝置，該裝置的所有權(quán) 75％歸新西蘭政府． 25％歸埃克森美孚公司，裝置于 1985年投產(chǎn)并成功地運(yùn)三一能源重工有限公司 27 行了大約 10年，后改為化學(xué)級(jí)甲醇生產(chǎn)裝置。該工藝有固定床、流化床和多管式反應(yīng)器法三種工藝。 (4)產(chǎn)物性能優(yōu)良 ,產(chǎn)物油作為汽油使用時(shí)，性能是非常優(yōu)良的。用 ZSM5 沸石把甲醇轉(zhuǎn)化成汽油可以表示為： H2O H2O 石蠟烴 CH3OH→ CH3OCH3→ C2C5→ 芳烴 環(huán)烷烴 上述過程也可用如下反應(yīng)表示： nCH3OH→ (CH2)n 十 nH2O 該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，甲醇可以完全轉(zhuǎn)化。這一特點(diǎn)保證了甲醇轉(zhuǎn)化汽油工藝的高選擇性。當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物中測(cè)定出未反應(yīng)的甲醇時(shí)，表明催化劑已經(jīng)結(jié)碳，活性達(dá)不到要求。該技術(shù)也獲得了西德政府的資助。l983 年，該聯(lián)合公司又改造了反應(yīng)器，把原先在外部冷卻催化劑的方法改為在反應(yīng)器內(nèi)部加一個(gè)冷卻器。反應(yīng)熱由多管式反應(yīng)器殼循環(huán)的熔融鹽帶入蒸汽發(fā)生器中產(chǎn)生高壓蒸汽。 由于 ZSM5 合成沸石具有特定結(jié)構(gòu)和孔道尺寸，所以它能使汽油沸點(diǎn)范圍內(nèi)的烴分子通過，而臨界尺寸大于均四甲基苯的分子很難通過。 費(fèi)托合成工藝（ FT 工藝） 費(fèi)托合成 (FischerTropsch synthesis)是煤間接液化技術(shù)之一，它以合成氣 (CO 和H2)為原料在催化劑 (主要是鐵系 )和適當(dāng)反應(yīng)條件下合成以石蠟烴為主的液體燃料的工藝過程。鐵系化合物是費(fèi)托合成催化劑較好的活性組分。對(duì)于 H2/CO 比例在 (或更少 )的煤基合成氣，內(nèi)部 CO2 脫除系統(tǒng)也包含在其中。目前，正在建立萬噸級(jí)的示范廠裝置。比較以上各種工藝較理想的是兩步法 :第一步甲醇在固定床