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文档简介
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家以上。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%;联醇产量为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,一批科研和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。推荐路径: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技术及市场分析: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,急需扩大市场。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,成为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有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术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联系,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有限公司、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吨/天),开展甲醇制烯烃技术工业性试验。2006年8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、主风机组及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/吨烯烃,如采用新一代技术(DMTO-),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、性质和性能的深刻认识,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分子筛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。为了进一步提高烯烃选择性,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-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,可以共用一套分离系统。2009年7月,基于DMTO工业性试验装置的改造,进行了DMTO-技术工业性试验。2010年6月26日通过了中国石油和化学工业联合会组织的专家鉴定。与第一代DMTO技术相比,DMTO-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-工艺为国际首创。大连化物所甲醇制烯烃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,完全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20套DMTO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元/吨时,混合烯烃的生产成本为8300元/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元/吨;如果采用煤经甲醇制烯烃,煤的价格为550元/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,尤其适用于交通发达、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,尤其是装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,宁波禾元化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50万吨乙二醇、40万吨聚丙烯装置。2013年1月28日首次投料试车并一次开车成功,4月1日,装置达满负荷运行。宁波禾元甲醇制烯烃项目的成功,再一次证明了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:其一,自有资源型。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,也可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。其二,外购甲醇型。乙烯、丙烯作为基础化学品,其下游产品类别庞大,品种丰富,包括PP、PE、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项目的整体投资较小、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。推荐路径: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技术及市场分析: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,大到航空飞机,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、芳烃等石油化工平台化合物产品,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,而利用石油方法则需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,发展了流化床甲醇制芳烃技术(FMTA)。2012年9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2012年12月26日完成联动试车,2013年1月13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。2013年3月18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。由甲醇生成芳烃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。在许多文献中,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生成芳烃的特性。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,通过金属、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分子筛为基础的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、优异的机械强度、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年起清华大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装置。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-苯/甲苯回炼等过程。反应单元所得高温气体(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BT与X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。其实现的技术指标为:(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,二甲醚或任何多元醇,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气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浆制浆(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元/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,则吨芳烃的生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,芳烃为液态产品,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烃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,可以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、少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,芳烃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,也会有很好的经济效益。推荐路径:甲醇燃料(M15、M25、M85、M100)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技术及市场分析: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,其性质有较大差别,如甲醇汽油M15、M25、M85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/T23510-2009)、和车用甲醇汽油(M85)(GB/T23799-2009)及上报国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。以甲醇燃料替代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多万吨。陕西省从2003年开始试用M15、M25甲醇汽油。2004年省技术监督局制定了M15、M25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,尾气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M15、M25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,重点销售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。2012年10月成立了领导小组,办公室分别设在省发改委(甲醇汽油)和工信厅(甲醇汽车)。2012年成立专家组,研究解决有关技术问题,修订M15、M25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号;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洁度和质量。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,内燃机收入空气中氮大幅减少,排放尾气中CO、HC、NOX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元/吨,市场售价21002200元/吨,今年67月汽油平均售价93号油9450元/吨,97号油9985元/吨,甲醇分别比汽油价格低7250元/吨,7785元/吨,甲醇与汽油消耗比为1.651.7,折算差价分别为4265元/吨、4579元/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、高空、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,克服了空气中氧不足的问题。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,石油安全难以保证。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要政府主导,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,这样可以节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技术及市场分析: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竞争力,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进一步转化生成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,既可作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:1、MTG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、分离工序。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尾气进行回收利用。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,生产高品质清洁汽油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元/吨(包含燃油税1380元/吨)、LPG价格含税6500元/吨、均四甲苯混合液含税价格6000元/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内部收益率分别为16.78%和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的发展,应注意两个问题。一是消费税问题。根据2009年1月1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,汽油的消费税为1388元/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(M85或M100)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技术及市场分析: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的技术,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3500万吨。甲醇作为二次能源已在中国逐步显现。自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化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、国标准,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,正在受到人们极大的关注。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,再合成汽油,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面都有一定优势。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产业链,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体系、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产过程更加简单,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标准;产品的芳烃含量、烯烃含量和苯含量均远远优于国、国汽油标准要求,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汽油优质调和组分,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MTG低50%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%。以33万吨/年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。2013年8月93号汽油平均价格在9000元/吨,CMTG汽油总成本(含税)约8300元/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。表/CMTG与同类其他技术对比项目晋煤普天美孚MTG山西煤化MTG江苏院CMTG系统压力Mpa2.02.00.3油品的选择性(%)37-3837-3840油品烯烃+芳烃含量(%)60每吨油品消耗甲醇(t)2.62.62.3-2.4均甲基苯(%)2.04-51汽油RON93939510万吨油品装置投资2.32.32.0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)协作联盟秘书长技术及市场分析: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状态。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)生产技术获得突破,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级DMM3-8装置,7月26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,以离子液体为催化剂,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工艺优化、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,烟度最高可降低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DMM2、DMM3和DMM4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是甲基叔丁基醚,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元/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,油品从国升级到国,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。另一方面,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,如实现规模化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决途径。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,也是利用甲醇及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
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