甲醇合成技术及未来发展
- 格式:pdf
- 大小:766.23 KB
- 文档页数:16
浅谈甲醇合成工艺的现状及其技术特点1 常见甲醇合成工艺现状及其技术特点1.1 甲醇的发展现状甲醇在我国的发展最早开始于1957年,经过几十年的发展,我国陕西榆林天然气公司、上海焦化有限公司等地拥有甲醇生产装置的生产能力达到200kt/a,除此之外,苏里格天然气化工股份有限公司还有用一套生产180kt/a的甲醇生产装置。
随着甲醇生产技术的发展,我国甲醇生产技术越来越高,生产工艺逐步成熟,生产规模渐渐扩大,特别是现如今的甲醇柴油、汽油等的出现成为一种经济、技术的代用燃料。
在1998~2005年之间,尽管我国的甲醇总产量会平均增长19.8%,但是我国甲醇生产装置生产效率不高。
从2003年开始,整个甲醇市场逐步走高,因此导致了对甲醇需求的增加,甲醇的价格也逐步提高。
但是我国的甲醇生产技术存在许多问题,除了甲醇生产成本高之外,还有甲醇生产装置的规模较小、缺乏市场竞争力等,由此造成了甲醇的开工不足。
现如今,甲醇生产已经成为我国重点发展工业,着重对大型甲醇项目进行建设,据统计我国甲醇在建项目的生产能力已经达到10000kt/a以上。
1.2 甲醇的合成方法目前国内外大规模工业生产甲醇的方法主要有高压法(德国巴斯夫公司)、节能型低压法(丹麦托普索公司)、MGC低压法(日本三菱瓦斯化学公司)、中压法、低压法(德国鲁奇公司及美国卜内门公司)。
我国目前来说,引进装置大多采用低压法,小规模甲醇生产装置则主要采用高压法。
低压法与高压法相比,具有设备费用低、产品纯度高、操作费用低、能量消耗少的优点。
所以,在国内采用低压法生产甲醇的企业较多,且还改进了催化剂的性能,取得了较好的发展。
1.2.1 鲁奇渣油联醇法。
甲醇生产方法中的鲁奇渣油联醇法是一种较为成熟的生产技术,它的最大特点就是能够将能源进行最大程度的利用,且热利用率较高。
在我国,齐鲁石化公司的甲醇生产采用的正是鲁奇渣油联醇法。
1.2.2 中压法。
中压法在工艺过程上与低压法几乎是相同的,区别就在于其在综合指标和投资费用上都要略高于低压法,目前来看,日本三菱瓦斯化学公司、丹麦托普索公司目前都已经在中压法方面取得了较大的进步。
甲醇合成催化剂技术的发展与展望摘要:目前,甲醇在工业生产中变得越来越为重要,需求量也越来越大。
因此,对于甲醇的合成也就成为了一项课题。
现如今,国内外都积极开展利用甲醇合成过程中所需催化剂的研究,本文也将针对此项技术的发展进行一等的探讨,并对以后甲醇合成催化剂的前景进行了分析,找到催化剂技术发展的最佳途径。
关键词:甲醇催化剂发展展望一、甲醇合成催化剂简介甲醇目前是一种常用的有机化工产品,其用途广泛,也可用作有机化工的原料。
在生产和生活中常常可以看到甲醇的踪影。
譬如农业制药、医学药剂、香料等,直至目前三大合成材料的生成,都需要有甲醇的参与。
随着科学技术的进步,甲醇又有了新的使用方向,对于生物学来说,甲醇可以用来合成人工蛋白;在化学方面,甲醇可以用来做能源,取代汽油。
总之,对甲醇性能的探索与使用正在不断进行中,其越来越突出的优点也在不断被发掘。
甲醇催化剂也在日益凸显着其重要的作用,它在一定程度上衡量了甲醇工业技术水平的。
由于对甲醇需求量的不断上升,对于甲醇合成催化剂的开发也是迫在眉睫的。
无论是我国还是国外,对于甲醇合成催化剂的研发都在不断的进行着,并要求其有更高的效率,在尽可能短的时间内生产更多数量的甲醇,并尽可能使得质量提高。
在生产过程中还需要节约投入的能源,降低生产成本,促进经济效益最大化,使得甲醇工业能够有利发展。
二、国内外甲醇合成催化剂技术的发展状况无论国内还是国外,催化剂的发展都经历了从锌铬催化剂、铜基催化剂、非铜基催化剂到液相催化剂的阶段,在摸索过程中也经历了坎坷,但是最终仍然取得了不错的成果。
就锌铬催化剂而言,这类催化剂是由德国的公司首先研发的,这种催化剂活性较低,操作压力也较小,对于此类催化剂还有一定的毒性,杂质含量也较多,所以这种催化剂已经退出了历史舞台,被工厂所淘汰。
铜基催化剂是由英国与德国公司先后进行研发的,这种催化剂的温度较高,但是操作压力也同样很小,可以说是低压催化剂,相对于锌铬催化剂来说,合成的温度较低,降低了供热的资源,并且对甲醇的生成也起到了促进作用,不仅活性好,选择性也十分高。
国内煤制甲醇的现状及发展煤制甲醇是一种将煤炭转化为甲醇的技术,是指通过煤炭气化获得合成气,然后利用合成气转化为甲醇。
煤制甲醇技术在能源转化、清洁能源利用和煤炭深加工方面具有重要意义。
以下是关于国内煤制甲醇的现状及发展的一些说明。
一、现状:1.煤制甲醇技术的发展历史:我国煤制甲醇技术的研究和发展始于20世纪70年代,经过几十年的探索和努力,我国已经建立了完整的煤制甲醇产业链,形成了一些具备竞争力的煤制甲醇企业。
2.煤制甲醇技术的成熟度:我国煤制甲醇技术可以说已经相对成熟,掌握了一系列核心关键技术,包括煤气化、甲醇合成和甲醇气化等。
同时,我国在煤制甲醇设备制造领域也具备了一定的技术实力。
3.煤制甲醇产业的现状:我国目前已经建成了一批煤制甲醇项目,主要分布在煤炭资源丰富的北方地区。
其中一些项目已经投产,并取得了一定的经济效益。
二、发展:1.发展动力:煤制甲醇技术的发展离不开两个主要的动力,一是煤炭资源的丰富,而是对清洁能源的需求。
我国是世界上最大的煤炭消费国,而煤制甲醇作为一种清洁能源,可以减少对传统能源的依赖。
2.政策支持:我国政府对煤制甲醇产业给予了大力支持,出台了一系列的政策措施,包括财税优惠、资金扶持和科技支持等,为煤制甲醇的发展提供了有力的保障。
3.技术创新:随着科技水平的不断提高,煤制甲醇技术也在不断创新和提升。
例如,目前已经出现了一些新型的煤制甲醇技术,如超临界水气化技术和动力化合物催化甲醇制备技术等。
4.产业整合:当前,我国煤制甲醇产业仍然存在规模较小、企业分散等问题,需要进行整合和优化。
通过整合,可以形成规模经济效应,提高企业竞争力。
5.环保要求:随着环保要求的不断提高,煤制甲醇技术也需要更加注重环境保护。
目前,一些煤制甲醇项目已经采取了多种环保技术手段,如煤气中的二氧化碳捕集和利用等。
总的来说,煤制甲醇技术在我国的发展前景广阔。
随着煤炭资源的利用和清洁能源需求的增加,煤制甲醇将会在能源结构调整和环境保护方面发挥重要作用。
2024年甲醇制烯烃市场发展现状一、引言甲醇制烯烃是一种重要的化工技术,通过将甲醇转化为烯烃产品,可以广泛应用于塑料、橡胶、油品等行业。
随着全球对环境友好型燃料的需求增加,甲醇制烯烃市场潜力巨大。
本文将对甲醇制烯烃市场的发展现状进行分析。
二、甲醇制烯烃技术的发展甲醇制烯烃技术是将甲醇通过催化剂转化为烯烃产品的过程。
目前,常见的甲醇制烯烃技术有MTO(甲醇转化为烯烃)和MTP(甲醇转化为丙烯)两种。
1. MTO技术的发展MTO技术是将甲醇转化为低碳烯烃产品的过程。
该技术具有高转化率、低能耗、资源利用率高等优点,已成为甲醇制烯烃领域的主流技术。
随着固定床催化剂和流化床催化剂等新技术的不断发展,MTO技术的转化率和选择性得到了显著提高。
2. MTP技术的发展MTP技术是将甲醇转化为丙烯等高碳烯烃产品的过程。
丙烯是合成塑料和合成橡胶等行业的重要原料,因此MTP技术一直备受关注。
近年来,通过优化催化剂和反应条件,MTP技术的选择性得到了改善,丙烯产率大幅提高。
三、甲醇制烯烃市场的现状1. 全球市场概况全球甲醇制烯烃市场规模不断扩大,主要受益于下游塑料和橡胶行业的快速增长。
亚太地区是全球甲醇制烯烃市场的主要消费地区,其中中国是最大的市场。
欧洲和北美地区也有较高的市场需求。
2. 中国市场现状中国是全球甲醇制烯烃市场最大的消费国,其市场规模不断扩大。
随着国内新能源汽车和塑料制造业的快速发展,对甲醇制烯烃产品的需求也相应增加。
此外,政府对环保产业的大力支持也促使甲醇制烯烃市场的进一步发展。
3. 未来市场趋势未来甲醇制烯烃市场的发展将受到多种因素的影响。
首先,环保压力将进一步推动市场向低碳环保型产品转型。
其次,新能源汽车行业的快速发展将提高对甲醇制烯烃产品的需求。
此外,技术创新和催化剂的不断改进也将推动市场的发展。
四、总结甲醇制烯烃市场具有巨大的发展潜力,随着全球对环境友好型产品的需求增加,市场规模不断扩大。
在中国市场尤其如此,政府对环保产业的支持以及新能源汽车行业的快速发展将进一步推动市场的发展。
段落一:引言甲醇是一种重要的有机化工原料和清洁燃料,也是工业生产中广泛应用的化学品之一。
煤制甲醇作为一种非石化甲醇生产方式,具有资源丰富、技术成熟、环保节能等优势,是未来甲醇工业发展的重要方向之一。
本文将从煤制甲醇的原理、技术路线、优缺点、发展趋势、挑战与机遇等多角度对其进行详细介绍。
段落二:原理及主要技术路线煤制甲醇主要采用的是合成气法,即利用空气、水蒸气和煤等原料制取一定比例的氢气和一氧化碳混合气体,之后通过催化反应生成甲醇。
该技术普遍采用的是高温高压气相催化反应,在300~400℃和10~30MPa的条件下,采用专门的甲醇合成催化剂,将一氧化碳和氢气转化为甲醇,通常净化后可直接用于市场销售。
具体来说,煤制甲醇的主要技术路线包括以下步骤:1.煤气化:将煤转化为一氧化碳和氢气的混合气体,也称为合成气。
煤气化的方法主要有固定床气化、流化床气化和喷射床气化等。
2.合成气净化:将合成气中杂质去除。
主要方法包括物理吸附、化学吸附、低温沉积等。
3.甲醇合成:将合成气反应生成甲醇,是煤制甲醇的核心步骤。
催化剂是影响煤制甲醇产率和选择性的关键因素,主要包括铜基、锌基和铬基等。
4.甲醇精馏:从合成的混合物中将甲醇纯化出来的过程。
经过2~3级分馏后,可以得到高纯度的甲醇。
总之,煤制甲醇技术路线相对成熟,具有较为明确的分离纯化工艺和催化剂合成技术。
未来,随着科技不断进步,煤制甲醇的生产工艺也会不断创新和完善,以更好地满足市场需求和环保要求。
段落三:优点与传统石化甲醇生产方式相比,煤制甲醇具有以下优点:1.资源丰富:煤作为我国的主要能源来源之一,具有储量丰富、分布广泛的特点,可以为煤制甲醇提供充足的原料保障。
2.技术成熟:煤制甲醇技术在国内外已经经历了数十年的发展和实践,技术路线已经相对成熟,可以提供稳定高效的甲醇生产工艺。
3.环保节能:煤制甲醇生产不仅能够节约石油等化石能源的消耗,还可以降低CO2等温室气体的排放,具有更好的环保效益。
甲醇的生产工艺及其发展现状引言甲醇是一种重要的有机化学品,广泛应用于化工、医药、能源等领域。
本文将探讨甲醇的生产工艺以及其发展现状。
甲醇的生产工艺甲醇的生产主要有两种工艺路线:合成气法和天然气水蒸气重整法。
合成气法合成气法是通过将一定比例的二氧化碳和氢气在催化剂存在下进行反应,生成甲醇。
该工艺需要用到合成气,即一定比例的一氧化碳和二氧化碳混合而成的混合气体。
原料主要来自煤炭、天然气或生物质等资源。
该工艺主要包括以下步骤: 1. 生成合成气:将原料经过预处理后,进入转化器,通过催化剂反应生成合成气。
2. 合成甲醇:将合成气进入甲醇合成塔,在高压和适当温度下,通过催化剂反应生成液态甲醇。
3. 分离纯化:通过蒸馏等工艺,将产物中的杂质和水分去除,得到纯度较高的甲醇。
天然气水蒸气重整法天然气水蒸气重整法是利用天然气中的甲烷进行反应,生成合成气,再通过合成气法制取甲醇。
该工艺相对于合成气法来说,使用的原料更为单一。
该工艺主要包括以下步骤: 1. 水蒸气重整:将天然气经过预处理后,进入重整炉,在催化剂存在下与水蒸气反应生成合成气。
2. 合成甲醇:将合成气进入甲醇合成塔,在高压和适当温度下,通过催化剂反应生成液态甲醇。
3. 分离纯化:通过蒸馏等工艺,将产物中的杂质和水分去除,得到纯度较高的甲醇。
甲醇生产工艺的发展现状随着科技的不断进步和工艺技术的不断创新,在甲醇生产工艺方面也取得了一些进展。
催化剂技术的改进催化剂是甲醇生产中至关重要的一部分,直接影响到反应速率和产物质量。
近年来,研究人员不断改进催化剂的制备方法和组成,以提高甲醇合成反应的效率和选择性。
例如,采用新型催化剂可以降低反应温度和压力,减少能耗,并提高甲醇的纯度。
新工艺的开发除了传统的合成气法和天然气水蒸气重整法外,还出现了一些新型的甲醇生产工艺。
例如,光催化法利用太阳能进行甲醇合成,具有环保、可再生等优点;电催化法利用电能进行甲醇合成,可以实现碳资源高效利用。
合成气制甲醇的生产工艺及其发展现状摘要:甲醇是当前需求量大增的化工原料,具有广阔的应用前景。
本文分析了合成气制甲醇的生产工艺及其发展。
关键词:合成气;甲醇;生产工艺;发展甲醇是一种重要的基本有机化工产品,广泛应用于化工、医药、轻纺、国防等工业领域。
随着科技的发展,人们一直在探索新的甲醇合成工艺,例如,目前的研究主要集中在二氧化碳加氢制甲醇、甲烷氧化制甲醇等方面,然而,目前这些方法大多处于科研攻关阶段,能投入大规模稳定生产的较少。
当前,最传统、最主要的甲醇生产方法是合成气制甲醇。
一、合成气成分对甲醇合成生产的影响1、氢碳比的影响。
甲醇合成是在5.0 MPa、220~270℃的反应条件下,在铜基催化剂作用下,CO、CO2与H2反应生成粗甲醇,同时也生成烃类、酮类、醚类、醇类等副产物。
原料气的氢碳比代表着CO、CO2、H2等有效成分含量的比值。
(H2~CO2)/(CO+CO2)一般控制在2.05~2.15,氢碳比控制过低,易使副反应增加,加速催化剂活性的衰退,还引起积碳反应的发生;氢碳比控制过高,入塔气的氢碳比偏高,则造成氢气积累,惰性气含量增加,使弛放气量增加,致使消耗增加。
实际生产中,入塔气的氢碳比(H2~CO2)/(CO+CO2)控制在4~9。
因循环气中惰性气会不断累积,需不断排放一定的气体来维持氢碳比。
在催化剂使用初期,入塔气的氢碳比可控制在4~5,在催化剂使用后期,入塔气的氢碳比可控制在7~9。
2、合成气成分的影响。
在合成反应中,由于CO与CO2反应速率不同,前者大于后者,而变换和逆变换反应并不能很快就达到平衡,因此在合成反应中往往会出现CO2积累。
CO/CO2控制得高一些,即在指标范围内,CO含量控制得高一些,对反应有利。
特别是催化剂使用后期,CO含量更低一些,一般控制在3以下。
适当控制合成气中CO2含量有以下好处:(1)有利于提高甲醇产率;(2)减缓CO与H2。
合成甲醇的剧烈反应,有利于稳定床层温度,保护催化剂活性;(3)由于有水生成,可抑制二甲醚的生成;(4)防止结蜡。
甲醇工业的发展方向及应用前景一、简介甲醇是一种重要的有机化工原料,应用广泛,可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲脂、甲基丙烯酸甲脂、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等一系列有机化工产品,而且还可以加入汽油掺烧或代替汽油作为动力燃料以及用来合成甲醇蛋白。
随着当今世界石油资源的日益减少和甲醇单位成本的降低,用甲醇作为新的石化原料来源已经成为一种趋势。
尽管目前全球甲醇生产能力相对过剩,并且不排除由于某种原因而引起甲醇市场的波动,但是对于有着丰富的煤、石油、天然气资源的地区,除了研究开发新技术降低成本,还要不断开拓甲醇应用领域,大力生产和发展甲醇下游产品,从而促进整个甲醇工业的发展。
二、甲醇下游产品甲醇下游产品种类很多,结合市场需求,发展国内市场紧缺,特别是可以替代石油化工产品的甲醇下游产品,是未来大规模发展甲醇生产,提高市场竞争能力的重要方向。
1、甲醛甲醛是甲醇最重要的下游产品之一,也是最重要的基本有机化工原料之一。
它最大的用途是生产酚醛树脂、黏合剂及其它有机化学晶。
近年来,随着我国经济建设的迅速发展,甲醛产量每年以 4.5%的速度增长,年需原料甲醇100万吨以上。
为满足化工市场的需求,应大力开发以甲醇为原料的生产甲醛的新工艺,以满足优质工程塑料(酚醛树脂)和乌洛托品等合成的需要。
2、甲酸甲酯甲酸甲酯(MF)被誉为万能的中间体,由它衍生出的化学品达几十种。
它是当前C1化学发展的热点,目前国内外广泛采用的大规模生产方法是甲醇羰基化法租甲醇脱氢法。
甲醇羰基化法制甲酸甲酯成本仅为传统酯化法的1/3。
甲酸甲酯可用于生产甲酸、甲酰胺和其他精细化工产品,还可直接用作杀虫剂、杀菌剂、熏蒸剂、烟草处理剂和汽油添加剂,它的需求量将以每年10%的速度递增。
随着环保要求的不断提高,由甲醇、C02和H2合成工艺甲酸甲酯值得关注。
3、甲胺甲胺是一种重要的脂肪胺,以液氨和甲醇为原料,在催化条件下,通过加压精馏分离不同结构的系列产品(一甲胺、二甲胺、三甲胺),是基本的有机化工原料之一,目前全世界年生产能力为112万吨,国内年生产能力为25万吨,全球年消费量为165万吨,年消费递增率为12%。
甲醇合成技术及未来发展1前言甲醇是重要的碳一化工产品,是重要的基础有机化工原料,其消费量仅次于乙烯、丙烯和苯。
它在化工、医药、轻工等行业具有广泛应用,主要衍生物有很多(见图1)。
以往很多化工产品都是以石油为原料先制成乙烯、丙烯等后,再进行下游加工,如:醋酸、醋酸乙烯、丁辛醇等。
现因国际油价飙升,使产品成本升高,几乎无利润空间,且不能都依赖进口原油来生产,所以国内生产商纷纷改为煤化工路线,先制成甲醇后再进行下游加工,从而使甲醇需求量迅速增加。
近年来在建、新建及拟建甲醇项目不断涌现。
关于利用甲醇、二甲醚作为替代燃料已在国内经示范试用取得成效,现国家正进行国标编制及报批,预计不久将公布施行。
另外利用甲醇作原料的下游产品,如醋酸等的需求也不断增长。
在美国已基本不使用MTBE 作为汽油添加剂,但在国内现仍有一定市场。
基于上述情况,今后利用甲醇的消费情况随着国情及时间的推移对各种消费领域的比例会有一定变化,将会带动其今后更大的市场空间[1]。
图1.甲醇生产原料及其下游产品当前甲醇产业正处于一个良好的市场发展时期,但在繁荣市场后面,也隐藏着一些潜在市场风险。
国家发改委已经出台政策严格审批煤化工行业项目管理,而且已经批的但还没建的也要停,今后三年要停止审批单纯扩大产能的煤制油、焦炭、甲醇等煤化工项目。
因此在投资决策时,应谨慎分析各方面的利弊,以确保甲醇产业能健康有序的发展。
2国内外甲醇生产、消费现状在过去的近10 年里,世界甲醇的生产格局、生产能力发生了巨大的变化,一些天然气储量丰富而本国消耗量小的国家和地区,先后建设了世界级大规模甲醇生产装置,产品出口到美国、欧洲、日本等,以其低廉的价格优势占领了这些国家和地区的市场,导致这些国家和地区甲醇生产装置纷纷停产关闭。
目前国际甲醇装置在向大型化发展,国外共有甲醇生产装置110套左右,每套年平均生产能力超过0.5Mt,年总生产能力达到了64Mt,其中年生产能力大于0.8Mt的装置有32套,合计生产能力约30Mt ,目前正在建设的大型装置总生产能力达26Mt。
未来几年,更多超大规模甲醇装置的集中投产,必将对国际甲醇的生产和消费市场产生重大影响。
目前,世界甲醇供需基本平衡,但不同地区差别很大。
现在拉丁美洲、中东、东欧、大洋洲等地区,产量增长迅速,甲醇大大供过于求,而美国、西欧、日本、中国台湾、韩国等甲醇供不应求,大量依赖进口。
我国在2006年甲醇达到了供求平衡,2007年出现供过于求。
现在中东、拉丁美洲等地区已经发展成为世界甲醇生产的集中地和全球甲醇的主要出口地。
中东是甲醇的主要生产地,生产的甲醇大多出口到欧洲和亚太地区,该地区拥有16Mt/a生产能力,10项在建项目总计有15Mt/a的生产能力;南美和加勒比海地区也是甲醇的主要生产地,主要供应美国市场,该地区拥有15Mt/a生产能力,大部分产品出口。
目前世界主要甲醇生产国的生产能力为:(包括已建和在建的甲醇装置)特里尼达与多巴哥, 生产能力为1.7Mt/a;美国为7.7Mt/a ;伊朗为4.25Mt/a;挪威为1.2Mt/a;沙特阿拉伯为2.65Mt/a;阿曼2.75Mt/a;德国为2.87Mt/a;也门为2.5Mt/a;加拿大2.31Mt/a;卡塔尔为5.75Mt/a等(见图2)。
业内人士指出, 2007年世界甲醇需求量超过了34Mt,供应量约为38Mt。
今后5年亚太地区甲醇需求将从13Mt/a增加到18Mt/a,年需求增长率超过4%,到2010年全球甲醇产能将达到51Mt,需求量约为43Mt。
世界甲醇的生产和消费格局已发生了重大变化。
工业发达国家美国、西欧、日本等由甲醇自产自给型国家转变为主要进口国,加拿大、东欧、中东等国成为甲醇的主要生产国。
我国甲醇工业始于20世纪50年代,主要是由原苏联援建的以煤为原料采用高压法锌铬催化剂合成甲醇技术。
近年来, 我国甲醇技术发展很快,主要趋向为:①生产规模大型化,单系列最大规模达225万吨每年,即单系列日产7500吨。
②充分回收系统的热量,产生经济压力的蒸汽,以驱动压缩机及锅炉给水泵、循环水泵的透平,实现热能的综合利用。
③采用新型副产中压蒸汽的甲醇合成塔,降低能耗。
④采用节能技术,如氢回收技术、预转化、工艺冷凝液饱和技术、燃烧空气预热技术等,降低甲醇消耗。
自2002年年初以来,我国甲醇市场受下游需求强力拉动,以及生产成本的提高,甲醇价格一直呈现一种稳步上扬走势,甲醇市场价格最高涨幅超过100% ,甲醇生产的利润相当丰厚,效益好的厂家每吨纯利超过了1000元,因而甲醇生产厂家纷纷扩产和新建,使得我国甲醇的产能急剧增加(见图3)。
2000~2007年我国甲醇产能年均增长率为37.3%,至2008年上半年我国共有甲醇生产企业187家, 主要集中在西南、华东和华北地区,近年新增甲醇产能则主要分布在内蒙、山西、陕西等地,因这些地区具有丰富的煤炭资源,总规模已突破15Mt/a。
图3.2002—2007年我国甲醇生产量及平均增长率2006年以来,由于国际油价飙升,使国内油品市场供应趋紧,各地加快了一批大型煤化工项目的建设,仅2007年前10个月开工的大中型项目就有20多项,这些大型甲醇装置集中分布在鄂尔多斯盆地及其周边地区,此外云贵、鲁南、豫北、皖北等地区也有一些大中型甲醇项目开工建设。
目前在建、拟建甲醇项目39个,到2010年总产能将达到26~30.6Mt/a。
我国规划中的甲醇产能已超过同期世界其他各国的总产能,2007年下半年甲醇出口激增。
我国现在已成为世界甲醇生产增长最快的国家,并将继续高速发展,随着我国甲醇行业的迅猛发展,我国甲醇产量连年大幅增长,使我国出现甲醇供过于求的状况[2]。
自2008年以来,我国甲醇价格受国际甲醇市场、房地产业带动以及我国主办奥运会的影响,价格逐步上升。
随着2008年全球金融危机的爆发,我国的甲醇市场也发生了剧烈变化,甲醇价格持续走低(见图4,图5)。
国内市场的竞争将促使规模小、成本高的甲醇生产商逐渐关闭停产。
图4.国际甲醇市场价格走势图(2007.1-2009.7)图5.我国甲醇市场走势图(08-09上半年)目前中国是世界上第二大甲醇消费国,同时也是世界上甲醇消费增长速度最快的国家之一,预计随着经济危机的回暖,到2010年中国将成为世界第一大甲醇消费国,国际大的甲醇生产商和经销商都把目标对准了中国市场。
2006年,中国甲醇生产能力为1117万t,甲醇进口量为112.8万t,出口量为19万t,成为世界上第二大甲醇消费国。
2007年中国甲醇表观消费量显著提高,全国表观消费量首次突破百万吨,达到约104万t的水平,较之06年月度最高84万t的数量增长23.8%。
最新报告显示,全球新增甲醇需求主要来自我国,如2000—2007年全球每年新增甲醇需求量约130万t,其中我国年新增甲醇需求量就达105万t左右,约占全球新增需求量的79%。
我国甲醇消费近年呈加速趋势, 表观消费量的增速连续两年达到23%以上的增长(见图6)。
图6.2002—2007年表观消费量及平均增长率中国甲醇消费结构与国外类似,最大消费领域是甲醛生产,消费比例约为40%;其次是MTBE和醋酸,所占比例分别为6%和7%。
近年来甲醇燃料方面的消费量发展较快,尽管国家尚未出台相关政策法规和标准,但甲醇燃料消费已经成为拉动甲醇需求的主要动力之一。
随着油价的不断上涨和甲醇应用技术的成熟,甲醇及其衍生品作为替代能源的研究和应用也越来越得到人们的重视。
我国将甲醇作为石油能源补充的趋势和政策越来越明晰。
山西和河南已经推广小型客车使用甲醇汽油。
甲醇下游的二甲醚作为液化气的补充被大量掺加到液化气中,这也大力地促进了甲醇的生产。
3 甲醇合成技术3.1 甲醇合成原料合成甲醇原料主要是天然气、石油、煤炭和煤层气,目前正在开发用生物质、可燃冰、CO等来合成甲醇。
未来石油储量不足,且石油涨价成为主要趋势,因2而煤及煤层气作为原料合成甲醇将占有越来越重要的地位。
3.2 甲醇合成工艺3.2.1 固定床合成工艺随着1997年德国Lurgi公司大甲醇(MegaMethanol)概念的提出,甲醇技术逐渐向大型化发展,Lurgi、Davy(原ICI)、Topsoe等公司相继提出大甲醇技术,目前已有多套5000t/d装置成功投入运行。
在甲醇的合成规模日趋大型化的今天,低压法由于操作压力低,使得设备体积比较庞大,因此,新建的大型甲醇合成项目均以中压法为主[5]。
目前,世界上中、低压固定床合成甲醇工艺主要有:ICI中、低压法和Lurgi 中、低压法,这两种工艺生产的甲醇产量约占世界总产量的80%以上。
我国从20世纪70年代以来所建的甲醇装置主要采用这两种工艺。
其它固定床工艺还包括:Topsoe工艺、三菱工艺、Casale工艺、Linde工艺以及东洋三井工艺等,这些工艺均是由传统的ICI工艺或Lurgi工艺演变而来,在技术上不存在十分悬殊的先进性差异。
其中主要的ICI低压甲醇合成工艺和Lurgi低压甲醇合成工艺在流程上的不同点主要在于两种工艺所采用的反应器不同,床层温控方式也不一样,从而导致合成塔床层温度分布有很大差别。
ICI冷激式甲醇合成塔采用四段绝热床层,层间采取三次冷激。
结构简单,生产能力较大;但床层轴向温差大,出口浓度低,合成效率低。
Lurgi管壳式甲醇合成塔采用列管式结构,管程装填催化剂,壳程加入锅炉水,沸腾后移走热量,反应温度由控制反应器壳程中沸水的压力来调节。
该型式塔催化剂床层的温差(250 -260℃)较小,操作比较平稳,转化率也较高,还能副产中压蒸汽,但由于壳程占据了很大的空间,催化剂的装填系数小(仅35%)。
3.2.2 浆态床合成工艺1975年美国Chem Systems Inc公司提出液相法甲醇合成工艺的概念,该法使用了热容高、导热系数大的石蜡类长链烃类化合物为液相介质,将催化剂悬浮在惰性的液相介质中,使甲醇合成反应所生成的热可及时的移走,保证了反应器可以在等温条件下运行,这样就可以使CO的转化率提高,甚至接近或达到了平衡转化率,反应的尾气量就可以较少,可以不循环或循环量较少。
在70年代,研究工作主要在实验室进行,包括液相介质选择、催化剂评价、合成气在液相介质中的溶解度以及合成气组成对过程的影响等。
80年代,在美国能源部资助,由美国空气产品和化学品公司主持,在该公司的德克萨斯州拉波特(Laporte)联合企业建立了日产5吨甲醇的浆态床中试系统。
此后,便投入了大量的人力、物力、财力开展了操作运转、经济评价、概念设计等方面的工作,将此研究命名为LPMEOH(见图7)。
图7.LPMEOH示范装置流程图1989年底,美国能源部宣布,历时约15年的三相床甲醇合成研究,所开发的技术被选为煤炭液化技术而立项。