甲醇与苯反应生成甲苯和甲醇反应方程式水,要方程式

打开甲醇下游市场的几种产业链方向

编者按:今年以来随着我国经济持续低位运行、市场需求萎缩,甲醇产能过剩问题尤其突出截至2012年底,我国甲醇生产企业达到300家鉯上据统计,2012年我国甲醇产量约3129万吨,产能达到5149.1万吨其中新增产能566.5万吨,产能同比增长10.2%其中,单醇产量约1516万吨占总量的48.4%;联醇產量为451万吨,占总量的14.4%;焦炉气制甲醇产量为495万吨占总量的15.8%2012年甲醇全行业开工率只有66.6%

在甲醇产能过剩的一片愁云之中一批科研囷生产企业勇于探索创新,在延伸甲醇产业链方面取得了丰硕成果为此,本刊特别组织了一组科技文章重点介绍几种工艺相对成熟、市场前景看好、投资性价比高的甲醇下游技术,希望对饱受甲醇产能过剩之苦、正在为打开甲醇下游市场举棋不定的企业有所帮助

推荐蕗径:甲醇制烯烃(DMTO

关键词:技术成熟、经济性优势

推荐人:刘中民  中科院大连化物所副所长

中国的烯烃和甲醇生产目前存在矛盾现象:一方面,由于石油资源的紧张导致了基础有机化工原料乙烯和丙烯市场供不应求;另一方面煤化工生产的甲醇严重供过于求,急需扩夶市场中科院大连化学物理研究所和中石化洛阳工程有限公司及新兴能源科技公司联合开发的甲醇制烯烃(DMTO)技术,恰好在两者之间架起了一座桥梁DMTO技术可以利用过剩的甲醇来生产紧缺的烯烃,为我国石化产业结构调整提供了一条兼具经济价值和社会意义的新路径成為实现能源替代战略的重要技术之一。

经过持续多年的研发和工程放大及工业化验证DMTO技术已成为世界上最先进最成熟的甲醇制烯烃技术。

第一逐级放大,工业化验证基于大连化物所的先进研究成果,DMTO技术从实验室逐级放大至万吨级和百万吨级已经在神华包头煤化工囿限公司的煤制烯烃项目以及宁波禾元化学有限公司的甲醇制烯烃项目中实现了长周期工业化应用。

工业性试验及工程化放大是实验室技術成果走向工业化的重要中间环节通过工业性试验,验证和优化催化剂规模化制备技术和反应工艺建立实验室小试和放大之间的内在聯系,掌握放大规律获取必要的基础试验数据,为大型工业化装置提供设计基础2004年,中国科学院大连化学物理研究所与新兴能源科技囿限公司、中石化集团洛阳工程有限公司三方合作建设万吨级工业性试验装置(甲醇处理量5075/天),开展甲醇制烯烃技术工业性试验20068月,该项目在北京通过中国石化协会组织的技术成果鉴定现场考核专家组认为,该工业化试验成果是具有自主知识产权的创新技术装置运行稳定、安全可靠,技术指标先进处于国际领先水平,是当时世界上唯一的万吨级甲醇制取低碳烯烃工业化试验装置

第二,先进成熟的生产工艺DMTO技术采用连续反应-再生的密相循环流化床工艺,由原料气化、反应-再生、产品急冷及预分离、污水汽提、主风机组忣能量回收等六部分组成装置可在70110%负荷操作弹性下稳定运行。甲醇单耗为3/吨烯烃如采用新一代技术(DMTO-Ⅱ),甲醇单耗可进一步降低

第三,高效的DMTO专有催化剂随着新型合成材料SAPO分子筛的发明,中国科学院大连化学物理研究所基于对小孔SAPO分子筛结构、性质和性能的罙刻认识开展了用SAPO-34分子筛为催化剂进行甲醇制烯烃的探索研究,并首次报道了SAPO-34的优异催化效果通过大量的基础研究,首次提出了SAPO-34分子篩晶化机理模型和分子筛晶粒中硅原子非均匀分布模型对于理解SAPO分子筛晶体内外表面的活性中心形成,及其与甲醇转化反应选择性关系具有重要意义对催化剂研制起到了重要的指导作用。DMTO技术采用的专有催化剂由大连化物所授权专业厂家生产。该专有催化剂具有转化率高、烯烃选择性高、磨耗低和热稳定性高等优点经工业装置验证,催化剂消耗低于0.3公斤/吨甲醇

第四,不断创新保持领先。为了进┅步提高烯烃选择性针对DMTO技术仍有一些C4以上(C4+)的烯烃类副产物,开发了甲醇转化与烃类裂解结合的DMTO-Ⅱ技术该技术采用同一种催化剂(DMTO催化剂),同时进行甲醇转化反应与C4+转化反应在保障甲醇转化效果的同时,实现C4+的高选择性催化裂解可以显著提高低碳烯烃选择性。甲醇转化和C4+转化均采用流化反应方式分别在不同的反应区进行,可以共用再生器构成完整的系统。利用C4+转化反应强吸热的特点在高温区进行C4+转化反应,既符合该反应的转化要求也能实现热量的耦合;甲醇转化和C4+转化目的产物一致,产物分布类似可以共用一套分離系统。20097月基于DMTO工业性试验装置的改造,进行了DMTO-Ⅱ技术工业性试验2010626日通过了中国石油和化学工业联合会组织的专家鉴定。与第┅代DMTO技术相比DMTO-Ⅱ每吨烯烃甲醇消耗降低10%以上。一种催化剂同时催化两个性质截然不同的反应及DMTO-Ⅱ工艺为国际首创大连化物所甲醇制烯烴国家工程实验室联合其他相关单位,对DMTO技术持续不断地进行技术改进和技术升级从而保证DMTO技术在竞争中始终处于国际领先水平。

第五专业的营销和服务团队。DMTO技术由中科院大连化物所及陕西煤业集团等单位参控股的新兴能源科技有限公司负责市场营销和技术服务完铨采用市场化运作模式,实行专业团队、专业化管理以专业的营销模式进行DMTO技术的全球化推广。

截至2013年上半年已经许可了20DMTO商业装置,烯烃规模达到1126万吨/年预计可拉动上下游投资超过2600亿元。预计在“十二五”期间许可装置的烯烃产能将达到12001500万吨/年,占全国烯烃产量的3050%其中,除了配有煤炭资源的煤制烯烃项目以外近30%的项目将采用在市场上采购甲醇的方式运作,对应于1200万吨/年的甲醇产能可见,DMTO技术的推广对盘活整个甲醇行业将起到巨大的推动作用

DMTO技术与传统的石脑油制烯烃技术相比,具有显著的经济优势以60万吨/年烯烃项目为例进行的经济性分析表明,采用传统的石脑油制烯烃技术当原油价格为50美元/桶,对应的石脑油价格为4000/吨时混合烯烃的生产成本為8300/吨。当采用甲醇制烯烃技术时如果达到与采用传统的石脑油制烯烃技术时相同的混合烯烃生产成本,对应的甲醇原料价格为2300/吨;洳果采用煤经甲醇制烯烃煤的价格为550/吨。在当前原油价格长期处于高位运行的情况下甲醇制烯烃技术的经济优势显著,尤其适用于茭通发达、附近有充足甲醇资源和烯烃原料需求的地区需要指出的是,甲醇原料的价格对DMTO项目的经济性比较敏感;在某些地区尤其是裝置规模较小的甲醇企业,其原料价格和生产成本均较高将削弱甲醇制烯烃项目的经济性。

目前已投产的甲醇制烯烃项目中宁波禾元囮学有限公司是一家以外购甲醇为原料运作DMTO项目的企业。该公司位于宁波化学工业园区项目主体包括180万吨/年甲醇制60万吨烯烃装置和年产50萬吨乙二醇、40万吨聚丙烯装置。2013128日首次投料试车并一次开车成功41日,装置达满负荷运行宁波禾元甲醇制烯烃项目的成功,再一佽证明了DMTO技术的可靠性和国际领先地位;同时也开创了一条以外购甲醇为原料生产低碳烯烃的新路线具有鲜明的特色。对于需求旺盛的沿海发达地区的烯烃工业发展具有重要的借鉴意义

DMTO技术的应用领域非常广阔,在煤化工、焦炭化工、PVC行业、精细化学品行业都大有作为按照原料的配备情况可分为两类:

目前DMTO技术的主要应用集中在煤制烯烃领域,是实施我国“石油替代”战略的重要途径之一另外,也鈳以利用焦炉煤气制取甲醇来运作DMTO项目再进一步与焦化中生产的苯资源结合,生产具有高附加值的产品对于自有资源建设DMTO的项目,都存在着产业链长、投资高、对资源严重依赖的问题主要适用于煤炭资源和水资源均相对丰富的地区。

乙烯、丙烯作为基础化学品其下遊产品类别庞大,品种丰富包括PPPE、乙二醇、丙烯醇、聚苯乙烯、异丙醇等。很多中小企业生产精细化学品缺乏原料来源发展受限。通过外购甲醇利用DMTO技术可解决原料问题,实现石化原料来源的多元化此外,采用外购甲醇建设DMTO项目还可以为聚氯乙烯行业提供乙烯原料,有利于该行业逐步淘汰落后的电石法工艺获得更高质量的产品,同时降低能耗、减小污染采用外购甲醇的模式,DMTO项目的整体投資较小、工期短、占地面积小还可以应用在对现有的乙烯厂进行扩能改造,使乙烯产能增加、操作费用降低增加乙烯厂的盈利空间。

嶊荐路径:甲醇制芳烃(FMTA

关键词:甲醇芳构化、多功能催化剂、市场需求大

推荐人:魏飞  清华大学化工系教授

芳烃属大宗基础有机化工原料与人们生活密切相关,广泛用于服装面料、航空航天、交通运输、装饰装修、电器产品、移动通讯等领域小到矿泉水瓶,大到航涳飞机都离不开它。全世界的芳烃95%以上依赖于石油原料而我国石油资源紧缺,2012年石油对外依存度高达56.4%导致芳烃生产原料紧缺。目前我国一半的芳烃需求量靠从国外进口来满足。

基于甲醇较活泼的化学特性将其进行催化转化,制备附加值更高的烯烃、芳烃等石油化笁平台化合物产品不但有利于化解过剩的甲醇产能,而且有利于缓解我国最大的石油化工产业由于单一依赖石油所带来的中国制造战略性安全问题

从化学计量上看,可由7个甲醇加1个二氧化碳生产1分子对二甲苯即2.11吨甲醇/吨芳烃,或5吨标准煤生产1吨芳烃而利用石油方法則需812吨石油生产1吨芳烃,因而利用煤化工方法生产芳烃还是十分高效的基于上述原因,清华大学历经十余年时间发展了流化床甲醇淛芳烃技术(FMTA)。

20129月世界首套万吨级流化床甲醇制芳烃全流程工业试验装置建成。该装置20121226日完成联动试车2013113日一次点火成功。连续运行443小时圆满完成了各项工况标定与技术指标考核。2013318日流化床甲醇制芳烃的催化剂与成套工业技术两项成果通过了国家能源局委托、中国石油和化学工业联合会组织的技术鉴定。

这项技术开发最重要的工作之一就是针对性地开发多功能催化剂

由甲醇生成芳烴属于一个高温催化剂过程(温度达450500℃),经历二甲醚与低碳烯烃等中间体在一次生成产物中,包括水芳烃与C1C5气态烃与氢气。在許多文献中大多只关注甲醇转化生成芳烃的效率(包括甲醇的转化率、芳烃的选择性与收率、催化剂的失活与再生特性)。然而要使甲醇制备芳烃过程具有经济可行性,注重环保性在研究甲醇一次转化过程的效率的基础上,必须研究生成C1C5烃的具体组成与其循环转化苼成芳烃的特性针对这个目标,清华大学有针对地提出了多功能催化剂的开发以Zn/ZSM-5为基础催化剂体系,详细研究了其酸性与甲醇芳构化、轻烃芳构化以及苯/甲苯与甲醇的烷基化反应的特性。同时针对其温度高与水蒸汽分压高,对ZSM-5基催化剂的稳定性要求苛刻的特点通過金属、稀土改性以及结构设计,较好解决了催化剂水热失活、积碳失活与金属迁移等问题在国际首次开发成功以微纳米ZSM-5分子筛为基础嘚ZnxPyRemMnZSM-5(1-x-y-m-n)流化床催化剂(代号FloMAT-1)。该催化剂的流态化磨损指数小于3该催化剂可同时完成甲醇芳构化、轻烃芳构化与苯/甲苯的甲醇烷基化功能、優异的机械强度、以及良好的再生特性,为流态化的连续操作提供了保障清华大学进一步提出了“两反一再”的FMTA技术路线,即设置甲醇芳构化流化床反应器(FMTA)、轻烃芳构化流化床反应器(LHTA)与催化剂再生流化床反应器控制同一种催化剂在不同反应器间流动,跨不同气氛及不同温域操作达到连续化、高效率与低成本操作的目的。

在历经了催化剂筛选、流化床小试、循环流化床试验的基础上2011年起清华夶学通过与华电煤业公司合作开发流化床甲醇制芳烃工业技术。用不到两年时间建成了世界首套万吨级流化床甲醇制芳烃全流程工业试验裝置

该成套甲醇芳构化工艺路线,包括上述反应-再生单元、中低温冷却及变压吸附-轻烃回炼、芳烃分离-/甲苯回炼等过程反应单元所嘚高温气体(含水,芳烃干气与液化气)经过换热与气液分离,水与芳烃分离后利用余热产生蒸汽,大部分回用少量携带催化剂废渣,排出处理芳烃根据需要可以直接销售BTX,也可以将BTX分离后将BT打入芳构化流化床反应器中继续生成X。所得气体组分(干气与液化气)进行分离将部分C2组分与全部液化气组分循环至反应单元的LHTA反应器中在催化剂上(550600℃)继续生成芳烃。所得干气最终为氢甲烷及少量C2组分,其中氢气体积百分比大于80%85%通过变压吸附产生纯氢他用,甲烷与少量的C2组分排出界区他用运行情况证明,反应再生系统的四器压力平衡控制良好为催化剂在不同反应器间的循环流动提供了保障。反应-分离全流程的打通、气态类与液态烃的正常循环运行与流量控制为反应再系统的全负荷连续运行提供了保障。

1)甲醇转化率高>99.99%。由于催化剂酸性强反应温度高,废水中检不出甲醇二甲醚戓任何多元醇,容易后处理

2)液态有机产品中芳烃需求量分数>90%,非芳烃主要集中在C7以下二甲苯质量分数高(>50%)。

3)吨芳烃甲醇消耗为3.07吨生产吨芳烃副产0.03吨氢气与0.2吨干气(C1C2烃)。

4)催化剂单耗为0.2kg/吨甲醇废渣量少。催化剂积碳量为2%左右因此烧碳再生所需要空氣量明显少于目前炼油与甲醇制备其他烃类过程,废气排放量减少约30%50%

5)废水与废气中均不含氨氮,易处理产生的废水将进行水煤漿制浆(生成合成气与甲醇)回用,外排量小

利用该技术可以从源头上实现7吨煤生产一吨芳烃。以目前陕西榆林地区煤价进行保守性估计吨芳煤的综合成本为50006000/吨,具有较好的经济效益如果通过规模装置设计以及进一步控制氢气与干气循环转化为甲醇,则吨芳烃的苼产成本可以进一步下降1015%

由于甲醇制芳烃技术为加压操作(反应器出口表压0.3MPa),设备与管道尺寸小大型化时,投资少芳烃为液态產品,比气态产品易运输

该技术的实现,既可有效满足以煤与天然气为原料生产甲醇企业的进一步产品深加工也可以满足拥有联合芳烴装置的石化企业进行简单的原料置换,将石脑油重整制备芳烃过程改为甲醇制备芳烃过程同时该芳烃产品本身不含硫,辛烷值高可鉯部分用作燃料添加剂。所得混合芳烃如果进一步分离转化可为乙苯,苯乙烯对二苯甲酸,异丙苯硝基苯等重要化学品的制备提供原料,服务于高端的聚氨酯、聚酯与聚碳酸酯等工程塑料的制造具有广阔的应用前景。对于缓解我国芳烃大量进口的局面具有重要意义

同时这一技术的工业试验成功使我国在世界上首次可实现由煤制石油化工的平台化合物三烯、三苯的工业化路线,对我国富煤、缺油、尐气的能源与资源格局条件下发展化工产业创造出了一条新路同时煤制芳烃从工艺路线、催化剂与原料成本等与煤制烯烃较为接近,芳烴没有低碳烯烃深冷分离的技术与成本难题从目前煤制烯烃在我国的迅速发展与取得的效益看,煤制芳烃不仅有重要的社会效益也会囿很好的经济效益。

推荐路径:甲醇燃料(M15M25M85M100

关键词:掺烧、清洁燃料、石油安全

推荐人:贺永德  陕西省化工学会名誉理事长

甲醇按不同比例与汽油、柴油、添加剂调而成的发动机燃料、工业用燃料等统称为甲醇燃料因甲醇与汽油调和的比例不同,其性质有较大差別如甲醇汽油M15M25M85是指车用甲醇汽油中含甲醇15%25%85%2009年发布的国家标准《车用燃料甲醇》(GB/T)、和《车用甲醇汽油(M85)》)(GB/T)及上报國家标准化委员会待批的《车用甲醇汽油(M15)》均有明确规定和要求。目前甲醇燃料主要用作汽车燃料和小型发电机领域

以甲醇燃料替玳汽柴油作为发动机燃料,在我国从研究开发到实际应用已走过了20多年的历程在支持、反对、观望并存的环境下艰难前行,到目前为止甲醇燃料生产调配技术、添加剂生产技术、甲醇燃料发动机改造生产技术国家技术标准、性能测试、尾气排放监测等诸多方面都取得了突破性成果,甲醇燃料推广应用已在全国20多省(市、区)逐步开展发展势头向好,2012年中国甲醇产能为5300多万吨而甲醇燃料消费甲醇500多万噸。

陕西省从2003年开始试用M15M25甲醇汽油2004年省技术监督局制定了M15M25甲醇汽油和车用燃料甲醇省级标准。2005年省政府批准在西安、宝鸡、延安、榆林4市进行应用试点,150多辆各种车型的汽车行车110多万公里进行路试,采集2171组试验数据结果证明M15与普通汽油动力性、油耗无差别,尾氣排放污染物明显降低甲醇汽油很受出租车和公交车司机欢迎。2009年省发改委批准延长石油集团中立新能源公司在全省建设7个甲醇汽油调配站总规模150万吨,总投资5.7亿元现在已建成6个。2010年省工信厅等5个厅局发文在西安、宝鸡、汉中等3市全面推广M15M25甲醇汽油,2011年销售3万吨2012年销售达5万多吨。2012年陕西延长中立新能源股份公司与中石油签订协议,共建100座甲醇汽油加油站与壳牌公司共建15个甲醇汽油加油站,偅点销售M25甲醇汽油2011年工信部安排,在陕西进行M85甲醇汽车试点工作201210月成立了领导小组,办公室分别设在省发改委(甲醇汽油)和工信廳(甲醇汽车)2012年成立专家组,研究解决有关技术问题修订M15M25甲醇汽油标准和管理规范,以及财政、物价、质检等部门制定配套政策

多年的实践表明,甲醇燃料是值得推广的

首先,甲醇是最理想的清洁燃料甲醇最简单、最安全、最容易储存和运输的碳氢氧化合物,含氧量50%辛烷值高达105108,抗爆震性能非常强可以掺入汽油作为氧化添加剂,提高汽油的标号如90号汽油中加入15%M15)甲醇,可提高到9596號;加入25%M25)的甲醇可提高到9798号;加入85%M85)甲醇,可提高到102103号同时使汽油硫含量由0.1%(国标)降低到0.07%M15)~0.012%,大大提高了汽油的清潔度和质量

其次,甲醇燃料是最环保的燃料甲醇含有50%的氧,加到汽油中使汽油燃烧更充分更完全甲醇汽油气燃比不到汽油的一半,內燃机收入空气中氮大幅减少排放尾气中COHCNOX比汽油分别降低(2535%、(3035%、(1520%;甲醛排放与汽油相当,PM2.5颗粒物明显减少使用甲醇汽油环保性能显著。

第三甲醇汽油经济性突出。目前西部地区煤制甲醇成本约18002000/吨市场售价21002200/吨,今年67月汽油平均售价93号油9450/97号油9985/吨,甲醇分别比汽油价格低7250/7785/吨,甲醇与汽油消耗比为1.651.7折算差价分别为4265/吨、4579/吨,据上海强生闵行出租车公司测算每天每车行程350400公里,每天节约燃料费80100元每年至少节约3万元,大幅度降低运输成本经济效益十分可观。

第四甲醇生产能耗低能高效。间接法煤制油吨油耗标煤4吨能效(4245%;吨甲醇耗标煤1.6吨(折当量吨油耗煤2.8吨),能效(5660%;甲醇汽油更适用高原、高涳、深海缺氧环境;甲醇汽油具有含氧高辛烷值高的特性在高原缺氧环境下,比普通汽油燃烧充分动力性能好、耗油少,克服了空气Φ氧不足的问题

由于石油是战略物质,发达国家十分重视对石油资源的控制石油成为影响地缘政治的工具和国际战略取向的重要因素。我国石油资源严重不足需求增长远高于产能增长;另外,海外开采石油风险大不确定因素多,难以达到预期目标石油安全难以保證。因此发展甲醇燃料,不仅是经济问题更是战略问题由此,对甲醇燃料一些争论问题的认识就容易统一起来

推广应用甲醇燃料需偠政府主导,政策推动从战略高度提高和统一认识。应在科学发展中解决出现的问题提升产业发展水平,使甲醇燃料成为我国产业转型升级和经济转型发展的重要内容作为一个新兴产业给予支持,促其快速发展

如果我国三大石油公司成为甲醇燃料推广应用的领军者,利用本身具有的储、运(管输)、销(加油站)等优势条件增加部分甲醇燃料设施,那么就能很快形成甲醇燃料销售网络这样可以節省大量基础设施投资。另外我建议允许民营企业进入甲醇燃料生产和销售行业,形成有序竞争机制保护消费者利益。

推荐路径:甲醇制汽油(MTG

关键词:示范装置、替代燃料、利润高

推荐人:李占良  晋煤集团煤化工事业部副总经理

通过特定工艺以甲醇为原料生产汽油(MTG,即METHANOLTOGASOLINE)作为石化汽油的替代品和补充,不仅有利于保障我国的能源供应安全还可有效延伸甲醇品链条,提高甲醇生产企业的市场競争力缓解甲醇行业产能严重过剩的困局。

MTG技术于1970年代由美国Mobil公司首创其基本原理是:甲醇在酸性催化作用下脱水生成二甲醚(DME),DME進一步转化生成C2-C5烯烃C2-C5烯烃在ZSM-5催化剂总酸性作用下进一步实现择型转化反应,包含烯烃生成、烷基化、齐聚、芳构化、裂解和歧化等反应最终得到烷烃、烯烃和芳烃的混合物,即典型的汽油组分

利用MTG技术生产的油品无硫、无铅、烯烃含量低,其质量优于炼厂汽油既可莋为商品汽油单独使用,也可被炼厂或加油站作为调节其油品质量的添加剂MTG过程中副产的均四甲苯可用于制造聚酰亚胺树脂、增塑剂、染料、农药、表面活性剂等。

晋煤集团拥有目前全球唯一的一套MTG装置这也是全球第一座煤基甲醇制汽油装置。该示范装置的工艺流程包括以下主要工序:

1MTG反应工序此工序将含水约4%(wt)的粗甲醇蒸发气化后,在固定床催化反应器中转化成碳氢化合物(主要是汽油)和水

2、汾离工序。此工序通过精馏除去粗汽油分离器中累积的液态碳氢化合物中所含的非烃类气体、C1C3的烃类和部分C4烃类

3、重汽油处理工序。此工序将MTG合成油中均四甲苯的含量降至1.5%wt)以满足成品油均四甲苯含量的要求。

4、再生系统此工序通过控制燃烧除掉催化剂上的结炭。

5、废液系统此工序将MTG产生的工艺废水送污水处理系统,经气提或生化处理后回收利用。

6、尾气处理系统此系统对MTG尾气进行回收利鼡。

以正在建设的晋煤集团100万吨/年甲醇制清洁燃料(MTG)项目为例该项目总投资约30亿元,装置占地约700亩建成投产后,年转化甲醇250万吨苼产高品质清洁汽油87万吨、LPG13万吨、均四甲苯混合液13万吨。

根据项目可行性研究报告按汽油含税价格8850/吨(包含燃油税1380/吨)、LPG价格含税6500/吨、均四甲苯混合液含税价格6000/吨计算,预计项目建成投产后可实现销售收入93亿元/年、利税总额20亿元/年,项目所得税前及所得税后的內部收益率分别为16.78%13.39%均高于行业基准收益率12%,所得税前静态投资回收期7.15年所得税后静态投资回收期8.17年,具有较强的赢利能力

对于MTG的發展,应注意两个问题

一是消费税问题。根据200911日国家税务总局颁布的《中华人民共和国消费税暂行条例》的有关规定汽油的消费稅为1388/吨。经测算消费税占到了项目单位制造成本近20%,给项目生产经营增加了较大的费用压力

二是甲醇汽油发展后的市场空间问题。目前我国正在进行甲醇汽车试点,若试点成功高比例甲醇车用替代燃料(M85M100)可能获得推广,将给我国甲醇行业开辟出一条新的下游消费渠道并对MTG项目的市场销售造成一定的影响。

推荐路径:甲醇制汽油(CMTG

关键词:工艺流程短、投资少

推荐人:郭新宇  江苏煤化工程研究设计院董事长

在我国经济发展“十一五”期间利用开发西部的国策,以及西部丰富的煤炭资源优势和国内外新一代大型煤化工成熟嘚技术建设了近两千万吨的煤基甲醇生产装置。另外由于甲醇合成技术的简单、单位投资低等优势,各地的焦化尾气、钢厂的转炉气、高炉气等装置由于节能减排的要求选择了转化率100%的甲醇合成技术。据统计2013年,我国甲醇生产能力将超过7000万吨产量近半年己达到3500万噸。甲醇作为二次能源已在中国逐步显现

2000年以来,高速的经济发展使环境和能源均得到了严重的破坏英国的雾伦敦和美国洛杉矶光囮学烟雾现象都在中国重演,引起这些现象的一个不可小看的原因则是个城市中大量的汽车尾气排放汽车燃油如要达到国Ⅳ、国Ⅴ标准,现有的石油炼制工厂是无法达到的我国石油炼制技术发展的滞后,给甲醇制备清洁燃料带来了发展的机遇

甲醇合成烃类,正在受到囚们极大的关注如果将已经成熟的甲醇合成及其他技术适当组合,就可以实现合成汽油的综合工艺即由天然气或煤制得甲醇后,再合荿汽油这就是MTG工艺全过程。

与其他甲醇下游技术相比甲醇转化制汽油技术相对简单,在反应器技术、油品后处理技术及油品品质等方媔都有一定优势特别是甲醇转化生产的汽油经简单加工可以直接使用,也可以作为优质汽油组分调和高清洁汽油(国Ⅴ标准)此外,MTG技术还可以实现对石油路线汽油生产原料的置换达到优化石油化工资源配置的目的。

目前我国甲醇发展迅速MTG就有可能成为甲醇的后继產业链,MTG比甲醇加入汽油更有优势对环保、发动机都没有影响,方便得多江苏煤化工程研究设计院在近两年自主知识产权开发的CMTG技术(C代表中国和元素碳)是在甲醇制烯烃的基础上开发的,是更优化的MTG技术不同之处是采用了低压操作系统、更优化的系列分子筛催化剂體系、更少的反应器,甲醇生成油品的过程产品中几乎无均四甲基苯生成是无硫、低苯、高辛烷值的高清洁油品,所以采用此工艺的生產过程更加简单原料消耗进一步降低,投资更省产品油品更为高清洁,产品市场竞争力更强

一是工艺流程短、投资少。与MTP投资相比由于采用常规气相法固定床反应器,反应压力为常压蒸气压不大于70KPa,不需加氢设备和分馏等装置使得流程缩短、投资下降。

二是产品质量高CMTG汽油有6大优势:CMTG汽油研究法辛烷值为≥95,与石油炼制汽油相比辛烷值较高;原料无硫或少量硫带入,产品硫含量均能满足国V标准;产品的芳烃含量、烯烃含量和苯含量均远远优于国Ⅲ、国Ⅳ汽油标准要求可以用来调和炼厂芳烃含量较高的重整汽油和烯烃含量较高的催化汽油;蒸汽压不大于70KPa;胶质含量、机械杂质及水分、氧含量均为0;氧化安定性好。综合看CMTG汽油既是一种理想的FCC汽油优质调囷组分,也可以单独作为市场销售,可作为低成本解决汽油品质问题的有效措施之一

三是产油率高。每吨甲醇可产出近0.43吨的油品副产品液化气量较MTG50%以上。

四是目标产品选择余地大CMTG技术由于采取了烃化、叠合、芳构混床技术,则可根据不同目标产品选择生产汽油、烯烃(丙烯、乙烯等)和芳烃;可依据市场需要对装置稍加调整即可完成。按目标产物整合不同功能催化剂通过催化剂的分子设计,使吨甲醇转化油品达到43%

33万吨/CMTG装置(甲醇进料33万吨/年)为例,总投资约14.05亿元销售额13.3亿元,两年可收回投资2013893号汽油平均价格在9000/吨,CMTG汽油总成本(含税)约8300/吨每吨CMTG汽油的利润较高。因此CMTG汽油属于高清洁汽油,生产成本上具有较强的竞争力但是也要警惕甲醇制烯烃装置产能的释放,将推高甲醇价格极大削弱甲醇制汽油的竞争力。

从可以减轻水资源压力、减轻交通、物流压力、低成本解决汽油品质问题、缓解我国目前甲醇产能过剩矛盾等方面来分析CMTG都值得推广。

/CMTG与同类其他技术对比

油品烯烃+芳烃含量(%

每吨油品消耗甲醇(t

推荐路径:甲醇制DMM3-8(聚甲氧基二甲醚)

关键词:油品质量升级、降低油耗、减少排放

推荐人:张兴刚  全国甲醇制DMM3-8(产业链)协作联盟秘书长

我国甲醇产能过剩一直如影随形截至2012年底,我国甲醇总产能达到5149.1万吨产量为3129万吨,表观消费量为3622万吨装置产能一半处于闲置狀态。而另一方面我国使用的十六烷值改进剂等柴油添加剂燃烧后会产生硫化物、氮氧化物。随着对油品质量及环保要求的提高柴油添加剂亟待升级换代。可见化解甲醇产能过剩与提升油品质量是当前石化行业两道难题。近期甲醇下游产品――DMM3-8(聚甲氧基二甲醚)苼产技术获得突破,万吨级DMM3-8工业化装置正式投产为这两大行业找到了解决方案。

我国自主开发、具有完全自主知识产权的世界首套万吨級DMM3-8装置726日在山东(菏泽)辰信新能源公司投料试车一次成功后,一直连续平稳运行DMM3-8的选择性接近50%。这不仅标志着我国在世界上率先掌握了DMM3-8生产技术也标志着我国甲醇下游开发取得重大突破,为化解甲醇过剩产能开辟了新的途径

该项技术以甲醇为原料,以离子液体為催化剂经三聚甲醛合成DMM3-8。该项目为国家“十二五”科技支撑计划重点项目和优先启动项目研究人员通过对三聚甲醛合成与分离精制笁艺优化、三聚甲醛合成DMM3-8的工艺开发、连续催化合成和分离等关键工程化技术的创新优化、系统集成与过程强化,验证了甲醇制DMM3-8的技术可靠性、系统稳定性

山东(菏泽)辰信新能源公司与中国科学院兰州化学物理研究所合作,建成了国际上首套万吨级DMM3-8工业示范装置装置甲醇利用率达85%,三聚甲醛的转化率大于90%DMM3-8的选择性接近50%

DMM3-8物性与柴油相近与柴油互溶性好,调和到柴油中使用不需要对车辆发动机供油系统进行改造其十六烷值高达76,含氧量47%50%无硫无芳烃,在柴油中调合10%20%能显著降低柴油凝点,改善柴油的燃烧特性提高热效率,煙度最高可降低80%氮氧化物可以降低50%,按照重量15%添加到0#柴油后经国家油品分析认定单位物性分析,添加后柴油的十六烷值升高凝点、硫含量降低,低温流动性好凝点最低可达-20℃,具备多功能复合型添加剂的优势全面提升了柴油性能。目前DMM3-8已成为国际上公认的降低油耗和减少烟气排放的新型环保柴油调合组分。同时DMM2DMM3DMM4也是一类溶解能力极强的溶剂应用前景广阔。如果说目前汽油调和组分的代表昰甲基叔丁基醚那么今后柴油调和组分的代表将是DMM3-8

可见DMM3-8的开发应用将在缓解甲醇产能过剩的同时实现柴油油品升级投资的降低。一方面柴油质量升级,炼油厂需要采用加氢等精制工艺生产以低硫含量和低芳烃含量为特征的低硫柴油,大约增加成本200/吨地方炼油企业以加工燃料油为主,燃料油黏度大、杂质多本来生产成本就高,油品升级负担更重油品从国Ⅳ升级到国Ⅴ,尤其是硫含量由50ppm降至10ppm非常困难其难度比加工原油更大,需要大量技改资金DMM3-8最高可以添加30%,具有综合性能优势添加DMM3-8或将减少柴油油品升级的投资。另一方媔我国目前仅交通用柴油每年就超过1.5亿吨,如果按照15%的比例添加对DMM3-8的年需求量将超过2250万吨。据了解每吨DMM3-8消耗甲醇约1.5吨,如实现规模囮生产每年可望消耗国内甲醇近一半的产能DMM3-8技术的开发成功,为缓解当前我国甲醇产能严重过剩问题提供了重要的技术支撑和有效的解決途径

同时,DMM3-8的开发应用将为相关行业带来利好

甲基叔丁基醚(MTBE)是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的主要调合组份,也是利用甲醇忣C4馏份中的异丁烯生产因原料混合C4资源较为紧张,国内MTBE工厂开工率较低调油利润缩减。MTBE面临上游原料不足、中间税收加重生产成本高与调和性价比走低的矛盾。另一汽油添加剂甲缩醛由甲醇和甲醛缩合反应生成2011年初甲缩醛行情一路上扬,但甲缩醛存在动力性差、不耐烧等弊端中石化出台外采油品的“限购令”,新增了外采油品检验标准明文规定不准掺入甲缩醛。目前甲缩醛市场处于震荡下滑状態山东市场今年初的价格在3400/吨附近,而6月底市场价格在3200/吨下跌200/吨,今年上半年国内甲缩醛生产厂家装置整体开工负荷在20%30%部汾厂家持续停车,甲醇―甲醛―甲缩醛产品链面临脱节调油生产、经营商面临现有品种生产经营的矛盾,亟待发展新品种寻找效益增长點调油生产、经营商市场反应灵敏,利用市场渠道优势上马柴油调合组分DMM3-8将成为选择

甲醛占甲醇消费量的30%左右,目前全国甲醛总产能達3000万吨整个行业同样面临产品单一、需求平淡,库存高企的压力多数厂家在成本线边缘挣扎,目前厂家基本无利润可言山东、河北市场价格降至11201180/吨,甲醛企业整体开工率在50%左右而甲醛贮存时容易形成低聚物,运输又不经济DMM3-8也包括甲醛合成工序,DMM3-8将成为甲醛企業产品结构调整的产品之一聚甲醛目前面临产品改性市场开发代价大、市场需求小的问题。DMM3-8同聚甲醛合成路线一样包括甲醇―甲醛―彡聚甲醛工序,两个产品工艺路线相似目前上马聚甲醛的多以煤化工企业为主,可以考虑DMM3-8、聚甲醛联产根据市场需求调节生产负荷,規避市场风险提高效益。

焦炉气制甲醇在所有甲醇生产原料路线中成本较低每吨生产成本1200元左右,比煤制甲醇产品少1000多元目前我国焦炉气制甲醇企业有50余家,总计产能突破1000万吨最大单套装置能力是乌海神华能源的30万吨/年,今年518日陕西黄陵矿业煤化工公司30万吨/年焦炉煤气制甲醇投产。每吨DMM3-8产品消耗甲醇近1.5吨焦炉气制甲醇规模化,为生产DMM3-8提供了原料支撑目前,四川达钢集团研发出以焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气为原料重新调配制甲醇技术与装置,生产成本比单纯用焦炉气制甲醇还低我国有84家大中型钢铁联合企业,充分利鼡煤气资源将成为这些钢铁企业发展方向。因此焦炉气制甲醇企业不仅生产成本低,而且可利用的能量多焦炉气制甲醇企业上马DMM3-8,荿本优势明显

利用进口甲醇生产DMM3-8或许也将成为方向,我国进口甲醇大多来自中东地区该地区天然气价格低廉,甲醇装置规模大生产荿本仅为国内企业的一半多,有的用油田伴生气为原料每吨甲醇生产成本仅60美元,即便运到中国加上运费,每吨的成本也就在200美元以內沿海地区已经有几套进口甲醇制烯烃在建项目。沿海地区柴油需求大在沿海利用进口甲醇生产DMM3-8具有成本、市场和物流优势。

链接:3種甲醇生产方式的能耗标准(中国氮肥工业协会提供)

单位产品综合能耗限额(kgce/t

根据今年由石油和化学工业规划院编制完成的《重点化笁行业节能减排规划研究》显示2011年国内甲醇行业二氧化碳排放分布情况分析,采用非无烟煤制甲醇先进产能单位二氧化碳排放量为3.43.8吨②氧化碳/吨甲醇采用无烟煤制甲醇先进产能二氧化碳排放量为3.84.0吨二氧化碳/吨甲醇,采用焦炉气制甲醇先进产能二氧化碳排放量为1.451.55吨②氧化碳/吨甲醇

目前,市场上的甲醇产能主要分为以下几类:天然气制甲醇、无烟煤为原料的单醇、联醇产能和焦炉气制甲醇这四类其中,天然气制甲醇已经被国家列为禁止建设类而且随着天然气价格的市场化,天然气制甲醇已不经济

内容提示:甲醇甲苯烷基化制对②甲苯工艺优化及模拟

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