9甲醇制汽油(MTG)技术_液体燃料生产的替代方法

ExxonMobilResearch&EngineeringCompany(EMRE)ZhiguoHou,MitchHindman甲醇制汽油（MTG）技术液体燃料生产的替代方法7thChinaCTLandCoalChemFrontierForum2012Yinchuan,Ningxia,ChinaJuly26-27,2012碳转化为液体燃料22煤炭与生物质液化的可选方案直接液化费托合成煤炭/生物质甲醇合成“合成原油”CH3OH“费托原油”CO2O2H2O煤炭气化合成气：H2CO2O2煤炭气化合成气：CO + 2H2H2OH2直接间接33炼制液体燃料H2直接液化费托合成气化气化煤炭/生物质甲醇合成提炼气化甲醇制汽油提炼液体燃料4气体至液体燃料天然气天然气甲醇合成甲醇合成CO2CO2O2O2转化：合成气：CO + 2H2转化：合成气：CO + 2H2H2OH2O炼制航空煤油/柴油/其他炼制航空煤油/柴油/其他热热甲醇制汽油甲醇制汽油费托合成费托合成EMRE甲醇制汽油技术6•20世纪70年代初甲醇制汽油催化剂的独特择形化学反应被发现•甲醇制汽油反应使甲醇脱水，生成自由水并将可用的碳和氢转化为碳氢化合物•“择形”甲醇制汽油催化剂将合成反应限制为~11碳•70、80年代历经技术开发，包括工艺和产品的变型•其结果是成为辛烷值为92的无硫汽油生产工艺•新西兰合成燃料公司(NewZealandSynfuel)于1985年将固定床的设计商品化，将天然气转化为汽油埃克森美孚甲醇制汽油技术100B/D流化床甲醇制汽油4B/D固定床甲醇制汽油7新西兰甲醇制汽油设施：新西兰新普利茅斯新西兰燃料合成公司工厂位于新西兰新普利茅斯，日产汽油14,500桶工厂所有权75%归新西兰政府，25%归埃克森美孚甲醇制汽油甲醇制汽油‐‐‐‐MTGMTG天然气转化与甲醇合成天然气转化与甲醇合成8甲醇制汽油化学反应82CH3OHCH3OCH3+H20CH3OH,CH3OCH3轻烯烃+H20轻烯烃C5+烯烃氯化石蜡环烷烃芳烃C5+烯烃甲醇二甲醚汽油甲醇、二甲醚催化剂及工艺设计对于高产和汽油选择性昀为关键9•甲醇在甲醇制汽油反应中受热蒸发，然后送入二甲醚反应器•二甲醚反应器流出物与回收气体混合后送入甲醇制汽油反应器•回收气体的温度和流量控制反应器温度•通过送入的甲醇、回收气体及空气或水对甲醇制汽油反应器流出物进行冷却•冷却的流出物分离成汽油、水和气体•原汽油被抽到回收区EMRE 甲醇制汽油工艺：反应器区甲醇二甲醚水甲醇制汽油抽到回收区的原汽油MTG工艺基本流程图10EMRE 甲醇制汽油工艺：原汽油回收区•MTG原汽油被输送到一个脱乙烷塔和稳定器，从而将汽油中的燃料气和液化气馏分移除•稳定后的汽油被分为轻型和重型汽油馏分•对重型汽油进行略微加氢处理，以减少均四甲苯（1,2,4,5四甲基苯）含量•处理后的重型汽油和轻型汽油或混合为成品11MTG收率和属性/成份MTG汽油收率输送气百分比烃类产品百分比天然气1%2%液化气5%11%汽油38%87%H2O56%-MTG汽油属性/成份辛烷值，RON92辛烷值，MON82(R+M)/287氯化石蜡，vol%53烯烃，vol%12环烷烃，vol%9芳烃，vol%26苯，vol%0.3硫无12新西兰合成燃料公司MTG工厂操作经验•新西兰合成燃料厂于1985年投产•该厂在昀初投产的24小时即生产出测试汽油•工厂由新西兰燃料公司经营至1995年天然气转化与甲醇合成甲醇制汽油‐‐MTG13新西兰甲醇制汽油固定床反应器•填充甲醇制汽油固定床反应器14•新西兰甲醇制汽油工厂的操作经验证明甲醇制汽油是一个强大的技术•日汽油收率和辛烷值表明工艺性能的一致性很高•投产后，设备性能可靠，运转率大于96%新西兰工厂操作经验昀初投产：1985年10月7年间运转率 96%70%75%80%85%90%95%100%0360720108014401800216025202880历时，天数Rx 运转率汽油辛烷值，RON90929496第一日历年859095汽油收率WT% OF HC第一日历年15新西兰甲醇制汽油与美国传统汽油的对比•新西兰甲醇制汽油与传统汽油具有可比性（下表：2005年新西兰平均数据与美国平均水平的对比）•甲醇制汽油不含硫且苯含量低16•气相传统固定床反应器−设计与施工简单−可扩展性强•甲醇制汽油催化剂可再生且易更换−运转率高•单液相燃油产品甲醇制汽油关键特性17•基于新西兰10年的操作经验，我们设计出第二代技术•热集成/工艺效率得以改进•第二代催化剂开发第二代甲醇制汽油技术18甲醇制汽油Unit•中国陕西省晋城煤业集团（晋煤）是首家运用第二代甲醇制汽油技术的工厂；日产汽油2,500桶•晋煤于2011年9月开始执行EMRE的甲醇制汽油新许可，日产汽油25,000桶世界首家使用甲醇制汽油技术将煤炭制成液体燃料的工厂19晋煤工厂即将竣工20建成的晋煤甲醇制汽油设备21晋煤天溪车用煤制清洁燃料和国Ⅲ汽油标准的比较*车用煤制清洁燃料和国Ⅲ汽油标准的比较项目国Ⅲ汽油标准晋煤天溪车用煤制清洁燃料企业标准晋煤天溪车用煤制清洁燃料(2009年12月实际指标)辛烷值,不小于909090.6铅含量,g/L,大于0.0050.0020.0025蒸气压,kPa,不大于727055诱导期，不小于4806001000硫含量，%，不大于0.0150.0055×10-5芳烃含量，vol%，不大于403527.8烯烃含量，vol%，不大于30154.2* 此页数据由晋煤提供.22•2007年12月,DKRW宣布美国首家CTL工厂将在WY15KBD煤转油项目中采用甲醇制汽油技术–2011年4季度开始EPC（设计、采购和施工总承包）阶段•2008年9月，全球能源与气化技术公司（SynthesisEnergySystems）宣布其已获得甲醇制汽油技术许可，将进行一系列全球性CTL项目其他甲醇制汽油技术许可甲醇制汽油技术的优势24•技术风险低–经验证，所有技术组件的规模均高达15KBD•项目风险低–天然气转化为甲醇拥有多种成熟技术及EPC承包商–EMRE甲醇制汽油技术与典型炼油厂的转换技术具有相似的复杂性（例如，石脑油转化）•项目简单：生成单一的液体运输燃料•经过验证的可扩展性：2.5kBD–15kBD通过EMRE甲醇制汽油技术将天然气变为汽油的优势甲醇制汽油技术许可26EMRE与Uhde公司合作提供全范围的项目服务•EMRE许可甲醇制汽油技术•EMRE为被许可方提供基本工程设计方案，便于其进行工程设计和施工•埃克森美孚催化剂技术为甲醇制汽油工艺提供催化剂•EMRE提供必要的EPC、投产援助和持续的操作支持27The World’s First Commercial Coal to Gasoline  Plant