【正文】 應(yīng)器中再將甲醇和二甲基醚轉(zhuǎn)化為烴類。原料甲醇和水按一定比例配料并進行汽化，過熱到 177℃后進入流化床反應(yīng)器。生成物中 Cl 和 C2 極少，同時副產(chǎn)少量的 C3和 C4， 80％左右是 C5C10 的汽油，其辛烴值 (研究法 )高達 93。這還是僅僅指原料而已，不包括其它。反應(yīng)速率的控制步驟是含氧物轉(zhuǎn)化為烯烴，它是一種自催化反應(yīng)，如果沒有烯烴，反應(yīng)速率就緩慢，若增加烯烴濃度，反應(yīng)就加 快，因此采用輕烴再循環(huán)的辦法，對提高反應(yīng)速率有利。而在目前所用的 FT 合成法 [用鐵系催化劑由 (CO+H2)直接合成烴類的方法 ]所得到的烴類，主要是直鏈的烯烴和烷烴，且碳原子數(shù)分布范圍較廣，產(chǎn)物中有半數(shù)是蠟，裂解后主要是柴油。如果將沸石進行改性，適當改變反應(yīng)條件，生成物的組分分布就會發(fā)生變化。其中尤以?？松?— 美孚甲醇制汽油工藝（ MTG)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。由于世界煤儲藏量遠比石油和天然氣多得多，再加上世界上的石油越來越短缺。日本汽車研究所也曾先后用大型公共汽車、載貨車使用 M8 M100 燃料，進行道路試驗，以檢驗發(fā)動機的耐久性、可靠性。該生產(chǎn)工藝路線先進，原料安全，污染物排放量少，是目前較為合理的工藝技術(shù)路線，也是今后發(fā)展的重點。在芳烴含量方面，甲醇轉(zhuǎn)化得到的汽油中苯含量不 到 1%，目前執(zhí)行的汽油國標對苯含量的要求是小于 %，北京地方標準和國Ⅴ汽油標準對苯的含量要求則是小于 1%。 3. 產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品方案 本裝置以甲醇為原料，通過兩步法 MTG 工藝經(jīng)二甲醚生產(chǎn)最終產(chǎn)品烴基燃料，并在傳統(tǒng) MTG 工藝的基礎(chǔ)上，組合液化氣芳構(gòu)化（ LTA）和重芳烴輕質(zhì)化工藝，將其變成 MTG+LTA+重芳烴輕質(zhì)化耦合工藝，進一步降低產(chǎn)物中市場價格較低的液化氣和重芳烴含量，提高市價較高 的汽油產(chǎn)率。汽油服務(wù)于汽油機。所得油品具有良好的蒸發(fā)性和抗腐蝕性， MTG 汽油產(chǎn)品超過歐Ⅲ 、 Ⅳ 、 Ⅴ標準，油品成份雜質(zhì)品種少、含硫低、品質(zhì)高、屬優(yōu)質(zhì)汽油，且抗 震 爆性能好，辛烷值合乎國Ⅴ 92汽油標準。 山西大土河焦化有限公司 積極調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，將煤資源轉(zhuǎn)化為環(huán)保型能源產(chǎn)品。 公司技術(shù)力量雄厚，具有國際一流氣動和煤化工專家； 是全球領(lǐng)先的 能源設(shè)備、多相催化劑供應(yīng)商和技術(shù)供應(yīng)商。 （ 3） 在設(shè)備選型上本著技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠的原則進行，設(shè)備全部國產(chǎn)化。 可行性研究報告編制的依據(jù)和原則 編制依據(jù) （ 1） 公司提供的《甲醇制烴基燃料可行性研究基礎(chǔ)資料》； （ 2） 化計發(fā)（ 1997） 426 號文《化 工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容和深度的規(guī)定》（修訂本）。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)化得到的汽油當中也基本上檢測不到硫。 此外硫含量高也是我國汽油面臨的主要問題之一。 中小二甲醚企業(yè)生存之路 目前，二甲醚企業(yè)的過快擴張可能將導(dǎo)致國內(nèi)二甲醚供大于求，新興“ 3M”技術(shù)中 MTO、 MTP 技術(shù)投資極大，產(chǎn)品線較長且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于甲醇產(chǎn)能的快速釋放，且技術(shù)也不甚成熟。 美國 Mobil 公司 1976 年開發(fā)成功的 ZSM5 型合成沸石催化劑從甲醇制汽油(methanol to gasoline，簡稱 MTG)的方法最引人注目。 現(xiàn)在國內(nèi)在建和擬建的 MTO 項目多達 18 個以上，總規(guī)模 1410 萬噸 /年，存在很大風(fēng)險。二甲醚成本三一能源重工有限公司 15 縮水嚴重，價格下行引發(fā)更大規(guī)模的觀望情緒，由于二甲醚產(chǎn)能產(chǎn)量嚴重過剩，產(chǎn)品價格大跌，致使大量二甲醚企業(yè)虧損停產(chǎn)， 2021 年二甲醚生產(chǎn)企業(yè)開工率不足50%。 近幾年來，隨著國內(nèi)對二甲醚未來前景的良好預(yù)期，國內(nèi)二甲醚產(chǎn)能呈井噴式增長，由于其應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)遲遲難盡人意，《二甲醚行業(yè)市場分析及前景預(yù)測報告》資料顯示目前二甲醚除主 要 用于摻燒液化氣石油氣外，在膠黏劑、氣霧劑、制冷劑和醫(yī)藥麻醉劑等領(lǐng)域應(yīng)用很少。專家建議：一是提高甲醇行業(yè)準入門檻，建立落后產(chǎn)能退出機制，合理配置資源，保證甲醇行業(yè)的有序健康發(fā)展；二是從甲醇制烯烴、甲醇燃料、發(fā)展下游精細 化工 產(chǎn)品等方面積極拓展優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈，解決甲醇市場上下游結(jié)構(gòu)失調(diào)問題；三是加強對甲醇價格的監(jiān)測預(yù)警，提高采購規(guī)模 增強議價話語權(quán)，同時合理運用 貿(mào)易 保護政策，保護我國甲醇產(chǎn)業(yè)。由于近年來內(nèi)蒙古煤炭資源大開發(fā)，煤化工產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，大批煤制甲醇項目 不斷上馬，致使甲醇產(chǎn)量急劇上升。 20212021 年甲醇產(chǎn)量復(fù)合年均增幅 23%。 1）國內(nèi)甲醇產(chǎn)能、產(chǎn)量嚴重過剩 世界經(jīng)濟格局中以中國為代表的新興發(fā)展中國家能源需求強勁。 2021 年中國石油凈進口量 億噸，石油對外依存度達到 58%，據(jù)國際能源組織報告，現(xiàn)在中國已成為全球僅次于美國的世界第二大石油消費國。 山西大土河 焦化 有限 責(zé)任 公司 560kt/a 甲醇制烴基燃料項目 可行性研究報告 三一能源重工有限公司 TriTech 2021 年 12 月 上海 三一能源重工有限公司 2 編 制 : 李青峰 、陶然、李思隆、崔小健、周鵬、李燦彪、楊娟麗、鄧聰、 楊文營 校 審 : 陶建芳、李同慶 審 核 : 張清潔 、單學(xué)彪 三一能源重工有限公司 3 目錄 1. 總論 概述 項目名稱、項目業(yè)主、企業(yè)性質(zhì)及法人 建設(shè)單位基本概況 項目提出的背景、目的和意義 項目提出的背景 國內(nèi)甲醇產(chǎn)能、產(chǎn)量嚴重過剩，國外甲醇價格低廉，進口沖擊嚴重。就我國來講，在整個石油消費市場中，汽油、柴油的消費超過總消費量的 50%以上，其中交通燃料占 70%以上， 2021 年中國已超過美國成為世界第一大汽車消費市場 ,全年產(chǎn)銷雙超 1900 萬輛，中國本土汽車工業(yè)成為中國的支柱產(chǎn)業(yè)，占中國 GDP 的 20%左右。 國內(nèi)甲醇產(chǎn)能、產(chǎn)量嚴重過剩，國外甲醇價格低廉，進口沖擊嚴重。 2021 年中國 甲醇 生產(chǎn)繼續(xù)保持旺盛的增長勢頭，產(chǎn)量達到 2586 萬噸，同比增加 %。 值得關(guān)注的是 2021 年內(nèi)蒙古甲醇產(chǎn)量首次超過山東，居全國首位。我國甲醇產(chǎn)能過剩嚴重且短期難以有所改變的現(xiàn)象亟待引起關(guān)注。 2021 甲醇進出口表 產(chǎn)品 年份 月份 進口量 進 口金額 出口量 出口金額 （千克） （美元） （千克） （美元） 甲醇 2021年 1月 400133157 147271210 8278877 3368152 甲醇 2021年 2月 391406754 148439632 15356242 5901452 甲醇 2021年 3月 491538657 188333569 556774 269861 甲醇 2021年 4月 500029133 193928622 190026 148571 甲醇 2021年 5月 421044098 168023423 254535 174471 甲醇 2021年 6月 267401158 107215864 10508140 4288212 甲醇 2021年 7月 259237261 98,879,043 148366 123,954 甲醇 2021年 8月 424571352 158,802,317 183612 145,192 三一能源重工有限公司 14 甲醇 2021年 9月 368803457 134,930,296 111510 125,418 甲醇 2021年 10月 472958935 173,566,149 143772 131,758 甲醇 2021年 11月 468418758 173,271,012 5196223 1,980,436 甲醇 2021年 12月 535752078 194,639,191 26421616 9,814,801 甲醇 2021年 總量 5001120766 1,887,300, 67349693 26,472, 國內(nèi)二甲醚企業(yè)開工不足 50% 2021 年國內(nèi)二甲醚投產(chǎn)并正常運營企業(yè)共有 79 家，規(guī)劃建設(shè)階段二甲醚項目超過 20 個，屆時國 內(nèi)二甲醚總產(chǎn)能將突破 2021 萬噸關(guān)口。據(jù)統(tǒng)計今年 3 月份開工率為 37%，而 5 月份的開工率只有 28%。甲醇市場發(fā)展趨勢中，甲醇制乙烯（ MTO）、甲醇制丙烯（ MTP）、甲醇制汽油（ MTG）三大甲醇下游新技術(shù)（簡稱 3M 技術(shù)）目前在國內(nèi)都處于工業(yè)化試驗推廣階段。 甲醇雖然能直接摻合到汽油中作甲醇 — 汽油混合燃料，但是因甲醇有腐蝕性，且燃燒熱值低，顯然把它轉(zhuǎn)化成汽油要比將它摻合到汽油中使用更具吸引力。 Mobil 法提供了從非石油資源變成高辛烷值汽油新合成路線的最后一步，與 FT 煤液化工藝相比，汽油質(zhì)量好，且更為廉價。我國液體燃料面臨兩個迫切問題，一是總量不足，每年從國外進口大量的原油和成品油；二是品質(zhì)不高，我國汽油的近 80%來自 FCC 過程，存在的最大問題是烯烴含量高。其基本的流程是，煤炭氣化，脫硫、變換，得到清潔的合成氣，再采用成熟的甲醇合成工藝得到甲醇，以甲醇為原料，采用本技術(shù)轉(zhuǎn)化，得到汽油。該工藝不僅可以有效利用現(xiàn)有設(shè)備及公用工程，而且可以靈活多變，產(chǎn)品可以是二甲醚，也可以是汽油，通過工藝參數(shù)的調(diào)整還可以多產(chǎn)芳烴以適應(yīng)市場的變化，提高經(jīng)濟效益。 （ 2） 采用先進、成熟、可靠的甲醇經(jīng)二甲醚制烴基燃料生產(chǎn)工藝，保證項目投產(chǎn)后能安全、穩(wěn)定、長期連續(xù)運行。是集科學(xué)研究、工程開發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、生產(chǎn)和信息調(diào)研為一體的綜合性企業(yè)。 能源短 缺和環(huán)境保護為環(huán)保能源產(chǎn)品的開發(fā)帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。并配合國內(nèi)技術(shù)比較成熟的液化氣芳構(gòu)化和重芳烴輕質(zhì)化工藝，將其變成 MTG+LTA+重芳烴輕質(zhì)化耦合工藝，進一步降低產(chǎn)物中市場價格較低的液化氣和重芳烴含量，提高市價較高的汽油產(chǎn)三一能源重工有限公司 21 率。 產(chǎn)品的用途 三一能源重工有限公司 23 汽油的用途 汽油是用量最大的輕質(zhì)石油產(chǎn)品之一，是引擎的一種重要燃料。 溶劑汽油則用于橡膠、油漆、油脂、香料等工業(yè)。同時，采用本技術(shù)生產(chǎn)的汽油中，烯烴含量很低，通常在 10%以下，完全可以滿足北京地方標準和國Ⅴ汽油標準對烯烴含量的要求。 清潔生產(chǎn) 本項目以甲醇為原料合成汽油。美國對甲醇燃料和甲醇汽車進行開發(fā) 和應(yīng)用，重點開發(fā)燃燒 M85（含甲醇 85%）、 M100（含甲醇 100%）專用甲醇燃料汽車。但是把它轉(zhuǎn)化成汽油要比摻和到汽油中使用更具吸引力。 CH4+H2O— CO+H2(天然氣的轉(zhuǎn)化 ) C + H2O— CO+H2(煤的氣化 ) CO+2H2— CH3OH (甲醇的 合成 ) nCH3OH— (CH2)n + nH2O (烴類的合成 ) 甲醇工業(yè)制各類烴的工藝概況 圖 1 甲醇原料化工工藝圖 甲醇制汽油的工藝方法及原理 目前，世界上利用甲醇制汽油的工業(yè)方法主要有： 三一能源重工有限公司 28 ?？松?— 美孚甲醇制汽油工藝（ MTG)、費托合成工藝（ FT）、托普索一體化汽油合成技術(shù)工藝 (TIGAS)、一步法甲醇轉(zhuǎn)化制汽油技術(shù)工藝。由這個方法制造的烴類，其組分分布有如下特征： (1)基本上不生成碳數(shù)為 11 以上的烴類 ,Mobil 方法中碳數(shù)不能得到 11 以上的烴類，是采用 ZSM— 5 沸石分子篩的特點。在無四乙基鉛的情況下，產(chǎn)物汽油的辛烷值為 90～ 95。以上的芳香烴、鏈烷烴等，最終形成 C2C11 的烴類混合物。也就是說， 甲醇最多能轉(zhuǎn)化為 lt 汽油。 操作條件和產(chǎn)品收率列于表 l。流化床反應(yīng)器包括一個濃相段，其下部為稀相提升管。 MTG 流化床法工藝具有下述特點： ： 三一能源重工有限公司 34 ，可將反應(yīng)熱用來生產(chǎn)高壓蒸汽： 。用氮和空氣的混合氣燃燒除去催化劑表面積炭使之再生。當加氫裂解時， HZSM5 沸石積炭量僅為絲光沸石 的1/40～ 1/50,HZSM5 沸石是 ZSM5 沸石的酸性形式。 FT 合成總的工藝流程主要包括煤氣化、氣體凈化、變換和重整、合成和產(chǎn)品三一能源重工有限公司 37 精制改質(zhì)等部分。與“美孚”開發(fā)的傳統(tǒng)甲醇制汽油工藝不同。除了促進熱力學(xué)反應(yīng)外 ,反應(yīng)速度快，甚至甲醇 /二甲醚反應(yīng)器在中等壓力和低循環(huán)比 (小于 1)時也可實現(xiàn)。絕熱式固定床反應(yīng)器造價比較便宜，通三一能源重工有限公司 39 過原料控制、循環(huán)氣進料控制等手段可以有效降低熱效應(yīng)帶來的溫升問題。在整個周期內(nèi)選擇性有變化，汽油收率在所得烴類中平均占 85%。計劃 10 萬噸 /年產(chǎn)汽油， 2021 年 投產(chǎn)。美孚公司傳統(tǒng)工藝（晉煤天溪 ）汽油收率為 70