【正文】 格低廉，生產(chǎn)成本極低 國外甲醇９５％以上以天然氣為原料生產(chǎn)，中東、中南美地區(qū)天然氣資源豐富，價(jià)格低廉，目前已經(jīng)成為世界甲醇的主要產(chǎn)地，兩個(gè)地區(qū)的甲醇生產(chǎn)能力分別占世界甲醇總生產(chǎn)能力的 %和 24%，其甲醇裝置規(guī)模大多在 2500— 5000t/d 之間 。 2021 年，無疑是國內(nèi)甲醇企業(yè)近十年最凄苦的一年，除極少數(shù)企業(yè)盈利外， 80%以上甲醇企業(yè)虧損或持平。與甲醇實(shí)際產(chǎn)量相比，其生產(chǎn)能力增長(zhǎng)更是迅猛，繼 2021 年突破 2021 萬噸 之后， 2021 年生產(chǎn)能力總量突破4000 萬噸大關(guān)，達(dá)到 4254 萬噸， 2021 年甲醇產(chǎn)能繼續(xù)保持高增長(zhǎng)率，總產(chǎn)能接近6000 萬噸，達(dá)到 5866 萬噸，產(chǎn)能增長(zhǎng)率 %。中國“缺油、少氣、富煤”，一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭占 2/3 以上。超過進(jìn)口依存度安全標(biāo)準(zhǔn) 50%的警戒線；對(duì)于石油資源缺乏的我國來說，大量依靠石油進(jìn)口，無論是從政治 方面還是經(jīng)濟(jì)方面考慮，能源短缺已成為重大的社會(huì)問題。 國內(nèi)二甲醚企業(yè)開工不足 50% 甲醇制汽油技術(shù)重獲青睞 “ 3M”技術(shù)獲得較大發(fā)展 中小二甲醚企業(yè)生存之路 甲醇制汽油項(xiàng)目建設(shè)的必要性 可行性研究報(bào)告編制的依據(jù)和原則 編制依據(jù) 編制原則 技術(shù)依托單位和技術(shù)來源 研究范圍 研究結(jié)論 本項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)政策和能源環(huán)保政策。傳統(tǒng)的石油、天然氣資源日漸匱乏；尋求替代新能源將 成為未來世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵所在。因此國家要求燃油指標(biāo)在 2021 年底達(dá)到歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)， 2021 年底達(dá)到歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。在客觀的利潤(rùn)回報(bào)驅(qū)使下，甲醇裝置新建及擴(kuò)產(chǎn)愈演愈烈，甲醇產(chǎn)能保持著較高的增長(zhǎng)速度。同 2021 年比較，其中產(chǎn)量增幅較高的省份是青海、內(nèi)蒙古、重慶、陜西，同比增速分別達(dá)到 %、 %、 %、 % 區(qū)域 公司名稱 新 /擴(kuò)建產(chǎn)能 2021 年產(chǎn)能 2021 年產(chǎn)能 投產(chǎn)時(shí)間 河北 河北峰煤焦化有限公司 20 10 30 2021 1 月 山東 山東滕州鳳凰化肥有限公司 36 36 72 2021 1 月 上海 上海焦化 （安徽無為華誼化工園） 60 80 140 2021 1 月 四川 四川省達(dá)州鋼鐵集團(tuán)責(zé)任有限公司 20 30 50 2021 2 月 新疆 新疆廣匯實(shí)業(yè)投資（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 120 0 120 2021 2 月 云南 云南云天化集團(tuán)有限公司 26 6 32 2021 2 月 山西 山西焦煤集團(tuán)五麟煤焦開發(fā)有限責(zé)任公司 8 0 8 2021 2月 山東 山東鐵雄新沙 20 0 20 2021 4 月 山東 山東盛隆煤焦化 15 10 25 2021 3 月 內(nèi)蒙 內(nèi)蒙古東華能源有限責(zé)任公司 60 0 60 2021 4 月 內(nèi)蒙 世林煤化工有限公司 30 0 30 2021 4 月 陜西 華電榆林天然氣化工有限公司 60 61 121 2021 4 月 三一能源重工有限公司 12 內(nèi)蒙 內(nèi)蒙鄂爾多斯金誠泰化工有限責(zé)任公司 60 0 60 2021 4 月 山西 山西永鑫煤焦化有限責(zé)任公司 20 10 30 2021 4 月 江蘇 徐州華裕煤氣 15 0 15 2021 4月 山西 山西省金通焦集團(tuán)有限公司 10 0 10 2021 4月 山西 山西大土河焦化 20 0 20 2021 4月 。目前我國甲醇年消耗量?jī)H為 2200 萬噸，國內(nèi)甲醇企業(yè)目前開工率為 64%，部分企業(yè)迫于出貨壓力，紛紛調(diào)低裝置負(fù)荷 。 3）進(jìn)口甲醇的沖擊 2021 年 112 月累計(jì)進(jìn)口甲醇 萬噸，平均進(jìn)口價(jià)為 美元 /噸； 2021年 112 月累計(jì)出口甲醇 萬噸，平均出口價(jià)為 美元 /噸。面對(duì)遲遲不見好轉(zhuǎn)的國內(nèi)醚市，國內(nèi)多數(shù)二甲醚企業(yè)早已跌入虧損行列，中國產(chǎn)業(yè)洞察網(wǎng)分析師表示部分廠家虧損已達(dá) 200 元 /噸水平，部分廠家因不堪成本壓力選擇停工、減產(chǎn)，安徽中聯(lián)、蚌埠新能、蒙城金源、江蘇中油以及湖北幾家煉廠均已停產(chǎn)，并短期內(nèi)無開工計(jì)劃。國內(nèi)甲醛、二甲醚、醋酸產(chǎn)能均已飽和，大力開發(fā)甲醇其它下游工業(yè)，是利用過量的甲醇產(chǎn)能的必要且唯一的手段。 MTP 的工藝數(shù)據(jù)已經(jīng)比較完善，但尚未經(jīng)工業(yè)化示范裝置驗(yàn)證，其三一能源重工有限公司 16 最大風(fēng)險(xiǎn)是催化劑壽命以及后面聚合裝置 缺乏配合經(jīng)驗(yàn)。 MTG 法無需將粗甲醇中其它含氮化合物除去，存在的少量副產(chǎn)物是液化石油氣和高熱值燃料氣。為追 求利潤(rùn)，國內(nèi)某些煉廠將品質(zhì)較好的汽油出口至發(fā)達(dá)國家賺取價(jià)差，進(jìn)一步導(dǎo)致國內(nèi)汽油缺口加大，汽油價(jià)格不斷升高。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)。第一步所采取的工藝和目前國內(nèi)的二甲醚流程類似，只需要在其后另加一套制汽油反應(yīng)器即可。 編制原則 （ 1） 嚴(yán)格執(zhí)行國家、地方、行業(yè)現(xiàn)行法令、法規(guī)及各專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 技術(shù)依托單位和技術(shù)來源 三一能源重工與美國 TriTech ENERGY. IIC公司主要從事 煤化工領(lǐng)域成套設(shè)備的研究、開發(fā)、咨詢服務(wù)。 研究結(jié)論 本項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)政策和能源環(huán)保政策。 采用的工藝技術(shù)先進(jìn)、可靠 本項(xiàng)目采用目前世界上最成熟的甲醇經(jīng)二甲醚制汽油的兩步法 MTG 工藝技術(shù)，該工藝先進(jìn)、可靠，甲醇轉(zhuǎn)化率及汽油收率高。 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 表 11 560000t/a 甲醇制烴基燃料項(xiàng)目綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號(hào) 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)量 備注 一 建設(shè)規(guī)模 1 甲醇處理量 萬噸 /年 56 2 汽油 萬噸 /年 二 商品量 噸 /年 1 汽油 噸 /年 211080 2 液化氣 噸 /年 29280 3 燃料氣 噸 /年 4880 三 年操作時(shí)間 小時(shí) 8000 四 主要原材料消耗 1 甲醇 萬 噸 /年 56 2 各種催化劑、藥品 噸 /年 60+ 五 公用工程消耗 1 設(shè)備容量 /計(jì)算負(fù)荷 KW 5800 2 裝機(jī)容量 KW 8700 3 電耗 萬 kwh 3715 4 一次水 萬噸 /年 80 5 鍋爐給水 萬噸 /年 三一能源重工有限公司 22 6 循環(huán)冷卻水 萬噸 /年 4320 7 煤 萬噸 /年 8 儀表空氣 萬 Nm3/年 144 六 三廢排放量 1 廢氣 萬 Nm3/年 672 鍋爐燃燒 2 廢水 萬噸 /年 處理后自用 3 廢渣 噸 /年 33687 廢催化劑、煤渣 七 運(yùn)輸量 噸 /年 1 運(yùn)入量 噸 /年 617082 2 運(yùn)出量 噸 /年 八 勞動(dòng)定員 人 37 九 占地面積 畝 100 十 建構(gòu)筑物占地面積 ㎡ 28110 十一 主要設(shè)備臺(tái)數(shù) 臺(tái)（套） 75 十二 綜合能耗 GJ/t 十三 工程總投資額 萬元 50000 十四 年均銷售收入 萬元 199914 十五 年平均總成本 萬元 142741 十七 年均 稅前總 利潤(rùn) 萬元 57173 2. 市場(chǎng)預(yù)測(cè) 產(chǎn)品的性質(zhì) 汽油 汽油為無色或淡黃色易揮發(fā)液體，具有特殊臭味 .分子式 C5H12 C12H26 (脂肪烴和環(huán)烴 )，分子量 72170 閃點(diǎn)： 50℃ 熔點(diǎn)： 60℃ 沸點(diǎn)： 40～ 200℃ 溶解性：不溶于水，易溶于苯、二硫化碳、醇、脂肪 密度：相對(duì)密度 (水 =1)～ 相對(duì)密度 (空氣 =1)： 穩(wěn)定性：穩(wěn)定 危險(xiǎn)標(biāo)記： 7(易燃液體 ) 主要用途：主要用作汽油機(jī)的燃料，用于橡膠、制鞋、印刷、制革、顏料等行業(yè)，也可用作機(jī)械零件的去污劑。廣泛用于汽車、摩托 車、快艇、直升飛機(jī)、農(nóng)林業(yè)用飛機(jī)等。上述流程中，在甲醇合成以前已經(jīng)將合成氣中的硫脫除到 （千萬分之一）以下，甲醇產(chǎn)品中已經(jīng)基本上不含硫，由此轉(zhuǎn)化得到的汽油當(dāng)中也基本上檢測(cè)不到硫?？紤]到市場(chǎng)開發(fā)需要一定過程，所以一期建設(shè)甲醇處理規(guī)模 56 萬噸 /年 MTG 裝置是可行的，并建議新建廠區(qū)預(yù)留擴(kuò)建用地，以備后續(xù)擴(kuò)建需要。上世紀(jì)二十年代甲醇汽油開始用作車用燃料；在二次世界大戰(zhàn)期間，甲醇汽油廣泛應(yīng)用于德國；上世紀(jì)七十年代受二次石油危機(jī)的影響，美國、日本、德國和瑞典等國先后投入人力、物力進(jìn)行甲醇燃料及甲醇汽車配套技術(shù)的研究開發(fā) 。 甲醇雖然能直接摻和到汽油中作甲醇 — 汽油混合燃料。如果將已經(jīng)成熟的甲醇合成技術(shù)適當(dāng)?shù)亟M合，就可以實(shí)現(xiàn)合成汽油工業(yè)的綜合工藝。這是一個(gè)相當(dāng)好的方法，在常壓～ 3 MPa 壓力、 330～ 410℃的條件下，甲醇的轉(zhuǎn)化率達(dá) 100％，且催化劑的活性還不易衰減。另一部分是脂肪族烴類，其中支鏈烴類占多數(shù)。 CH3OH→ 1/2CH3OCH3+1/2H2O+ l/2CH3OCH3→ (CH2)烯 +l/2H2O+ （ 2）起始的脫水反應(yīng)很快地形成了甲醇、二甲醚和水的混合物，含氧物進(jìn)一步脫三一能源重工有限公司 30 水得到 C2C5 輕質(zhì) 烯烴， 當(dāng)甲醇脫水反應(yīng)已完成后，進(jìn)一步反應(yīng)則是 C2C5 烯烴的縮合、環(huán)化，進(jìn)一步生成分子量更高的、在汽油沸程內(nèi)的烴類。這個(gè)數(shù)值是 0． 4375，即每噸甲醇最多能夠得到 437． 5kg 的烴類。工業(yè)化的流程中并聯(lián)設(shè)置 3 臺(tái)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器， 2 臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)， l 臺(tái)再生催化劑。 其工藝流程圖 4： 三一能源重工有限公司 33 圖 4MTG流化床法工藝流程圖 主要裝置有流化床反應(yīng)器、再生塔和外冷卻器。 MTG 流化床法每生產(chǎn) lt 汽油約需 甲醇。液態(tài)烴與水和循環(huán)氣分離后，循環(huán)氣由壓縮機(jī)循環(huán)回轉(zhuǎn)化工序。 在甲醇制汽油的反應(yīng)中， ZSM5 沸石與其它沸石相比不僅 C— C 鍵的形成能力三一能源重工有限公司 36 強(qiáng)，而且活性下降也較慢。其反應(yīng)過程可以用下式表示： FT 合成主要化學(xué)反應(yīng)： 生成烷烴： nCO+(2n+1)H2=CnH2n+2+nH2O 生成烯烴 : nCO+(2n)H2=CnH2n+nH2O 副反應(yīng)： 生成甲烷 :CO+3H2=CH4+H2O 生成甲醇 :CO+2H2=CH3OH 生成乙醇 :2CO+4H2=C2H5OH+H20 積碳反應(yīng) :2CO=C+CO2 除了以上 6 個(gè)反應(yīng)以外，還有生成更高碳數(shù)的醇以及醛、酮、酸、酯等含氧化合物的副反應(yīng)，還有水煤氣變換反應(yīng) H2O+CO→ H2+CO2 等。 托普索一體化汽油合成技術(shù)工藝 (TIGAS) 1）工藝簡(jiǎn)介 托普索一體化汽油合成技術(shù) (TIGAS)早在 80 年代初期就已經(jīng)被開發(fā)。因?yàn)樗簹庾儞Q反應(yīng)也在甲醇 /二甲醚合成反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生，反應(yīng)如下： CO+H2O→ CO2+H2 合成甲醇 /二甲醚的理想轉(zhuǎn)化率在 H2/CO 比例等于 1． 0 時(shí)實(shí)現(xiàn)。列管式反應(yīng)器控制比較簡(jiǎn)單，但 是投資太大，催化劑頻繁再生對(duì)裝置耐溫性能要求較高，同樣不建議作為甲醇制汽油的反應(yīng)器選擇。每一周期可維持約 22 天。 （ 2）產(chǎn)率最高 山西晉城無煙煤礦公司采用 Mobil 公司 MTG 工藝，于 2021 年開始建設(shè)甲醇制汽油（ MTG）裝置，該裝置包括煤制甲醇裝置和甲醇制油裝置，總投資 22 億。 最大化生產(chǎn)汽油組分。脫丁烷塔塔頂 氣經(jīng)水冷器冷凝冷卻后進(jìn)入脫丁烷塔回流罐，排放出來的不凝氣體作為燃料氣使用；脫丁烷塔頂回流罐液體一部分作為回流返回塔頂，另一部分經(jīng)升溫后進(jìn)入芳構(gòu)化反應(yīng)器，將其中低碳。而我們耦合工藝的創(chuàng)新性在于將液化氣通過芳構(gòu)化的方式轉(zhuǎn)化為汽油組分，進(jìn)一步和重芳烴發(fā)生高溫歧化脫烷基化反應(yīng)，將重芳烴同時(shí)轉(zhuǎn)化成汽油組分。該甲醇制汽油（ MTG）裝置汽油產(chǎn)率只有 70%。 通過以上分析，我公司開發(fā)了甲醇?xì)庀嗝撍贫酌阎破偷墓に嚶肪€。一步法工藝雖然投資上有所降低，但是該示范工藝得出的結(jié)論卻不容樂觀，每噸汽油消耗的甲醇平均在 3 噸以上，與兩段法相比略高，這可能是因?yàn)槠浞磻?yīng)過程較劇烈導(dǎo)致。 以下整體反應(yīng)在 TIGAS 工藝中發(fā)生： 3CO+3H2→ 2(CH2)+H2O+CO2 在第一步轉(zhuǎn)化中 ,合成氣 基于特殊的 Cu 催化劑轉(zhuǎn)化為甲醇 /二甲醚。 TIGAS 在新西蘭的 Motunui 被驗(yàn)證可以延伸至上游實(shí)現(xiàn)一 步法．直接在單條回路中將合成氣轉(zhuǎn)化為汽油，不需要對(duì)甲醇冷凝和后續(xù)再沸。合成氣中的氫氣與一氧化碳的摩爾比要求在 2～ 。 用 Y 型分子篩不能生產(chǎn)芳烴，用絲光沸石時(shí)，在 300℃時(shí)也只能生成少量芳構(gòu)化產(chǎn)物，但 HZSM5 沸石在 300℃時(shí)已發(fā)生明顯的芳構(gòu)化。從分離器出來的烴進(jìn)入穩(wěn)定塔，在塔上部將 C4 以下烴和惰性組分分離，塔底產(chǎn)物為 C4 以上烴。 (3)多管式反應(yīng)器法（ Lurqi— Mobil） Mobil 工藝是在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)將甲醇部分轉(zhuǎn)化為二甲基醚，在另一個(gè)反