埃克森美孚的甲醇制汽油技术

埃克森美孚公司向沙特阿美公司授权了流化床MTG技术张伟清(摘译)
【期刊名称】《石油炼制与化工》
【年(卷),期】2024(55)2
【摘要】埃克森美孚催化剂和许可有限责任公司(EMCL)已将其先进的流化床甲醇制汽油(MTG)技术授权给沙特阿美公司,用于其位于NEOM的氢气创新与开发中心(HIDC)的示范装置。

EMCL公司总裁Tricia L.DeLaney表示:“减少交通运输部门的温室气体排放是全球能源转型的重要组成部分,需要一系列解决方案。

流化床MTG技术可以在这一领域发挥重要作用。

”
【总页数】1页(P74-74)
【作者】张伟清(摘译)
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】F42
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2.埃克森美孚公司的MTG工艺原料方案
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4.Sundrop燃料公司釆用埃克森美孚公司MTG技术生产“绿色汽油”
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甲醇制汽油工艺甲醇制汽油工艺是一种新型的能源转化技术，它是将甲醇作为原料通过一系列的化学反应制备出汽油。

这种技术可以有效地降低石油资源的消耗，减少对环境的污染，因此备受关注。

下面将详细介绍甲醇制汽油工艺的原理、流程以及优缺点。

一、原理甲醇制汽油工艺是基于催化转化技术实现的。

首先将甲醇和氧气在催化剂的作用下进行氧化反应，得到一氧化碳和二氧化碳。

然后将一氧化碳和二氧化碳与水蒸气在催化剂的作用下进行合成反应，生成合成气。

最后通过调节合成气中各种组分比例，在催化剂的作用下进行加氢裂解反应，得到汽油。

二、流程1. 原料准备：首先需要准备好甲醇、空气和水等原料。

2. 氧化反应：将甲醇和空气送入催化器中，在适当温度和压力下进行催化燃烧反应，生成一氧化碳和二氧化碳。

3. 合成反应：将一氧化碳、二氧化碳和水蒸气送入催化器中，在适当的温度、压力和催化剂的作用下进行合成反应，生成合成气。

4. 加氢裂解反应：将合成气送入催化器中，在适当的温度、压力和催化剂的作用下进行加氢裂解反应，得到汽油。

5. 分离纯化：将汽油从反应产物中分离出来，并通过各种纯化工艺得到高纯度的汽油产品。

三、优缺点1. 优点：（1）甲醇是一种可再生资源，相对于石油资源更加环保和可持续。

（2）甲醇制汽油工艺可以有效地降低石油资源的消耗，减少对环境的污染。

（3）甲醇制汽油工艺可以根据市场需求灵活调整产量和品种，具有较好的市场前景。

2. 缺点：（1）甲醇制汽油工艺需要大量投资建设工厂和设备，并且技术难度较高，需要专业人才进行研发和生产。

（2）甲醇制汽油工艺中需要使用催化剂，催化剂的价格较高，对成本造成影响。

（3）甲醇制汽油工艺中需要消耗大量的能源，对环境造成一定程度的污染。

综上所述，甲醇制汽油工艺是一种具有广阔前景的新型能源转化技术，可以有效地降低石油资源的消耗，减少对环境的污染。

但是在实际应用中还需要克服一些技术难点和经济上的限制。

甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是两个重要的C1化工新工艺，是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。

上世纪七十年代美国Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时，发现了甲醇制汽油（Methanol to Gasoline，MTG）反应。

1979年，新西兰政府利用天然气建成了全球首套MTG装置，其能力为75万吨/年，1985年投入运行，后因经济原因停产。

从MTG反应机理分析，低碳烯烃是MTG反应的中间产物，因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。

国际上的一些知名石化公司，如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro等公司都投入巨资进行技术开发。

Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础，最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作，然而，取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。

国内科研机构，如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。

其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线（SDTO）具独创性，与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较，CO转化率高，达90%以上，建设投资和操作费用节省50%～80%。

当采用D0123催化剂时产品以乙烯为主，当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。

一、催化反应机理MTO及MTG的反应历程主反应为：2CH3OH→C2H4+2H2O3CH3OH→C3H6+3H2O甲醇首先脱水为二甲醚（DME)，形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水，然后转化为低碳烯烃，低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。

甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚，其中间体是质子化的表面甲氧基；低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃，其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理；二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述，目前还没有统一认识。

全球主要石油化工企业对比分析（1）巴斯夫集团——中国化工业最大外资企业之一1）公司概况巴斯夫是全球最大的化工公司之一，2009年集团全球销售收入达507亿欧元。

集团总部设在路德维希港，在39个国家设有350多个分厂和公司。

其中在德国国内的生产厂家共有60多个，巴斯夫股份公司（BASF AG）为巴斯夫集团中最大的企业。

巴斯夫在国外的企业大部分在欧州，几乎遍布欧洲所有国家。

此外，在美国、日本、阿根廷、印度、新家坡、埃及、中国等也都设有分公司或分厂。

公司业务以化学品及塑料为核心，涉及植保剂和医药、保健及营养、染料及整理剂、纤维、石油及天然气等多类产品。

2）巴斯夫在中国为加强中国业务的运作，巴斯夫于1996年成立控股公司巴斯夫（中国）有限公司。

巴斯夫已经成为了中国化工业的最大外国投资企业之一。

2000年，中石化和巴斯夫以各50%的比例共同出资建立合资企业——扬子石化—巴斯夫有限责任公司，总投资约29亿美元，于2005年6月投入商业生产。

2009年07月，前后历经3年，中国石化与巴斯夫集团关于南京扬子石化的扩产项目正式进入实质开工建设阶段，该扩产项目投资达14亿美元，位于南京的扬子石化－巴斯夫有限责任公司。

投资包括扩大现有的蒸汽裂解装置产能，新建10套化学品装置及扩建3套现有装置。

其中，乙烯裂解装置的生产能力将自60万吨/年提高至75万吨/年。

巴斯夫在中国化工业市场上扮演重要角色，目前参与十余家合资企业，所有产品系列均配合公司在上海及南京两大生产基地的运作。

近几年巴斯夫侧重在石化一体化方面发展，以乙烯裂解为龙头，带出一系列产品，第一个项目的产品就是第二项的原料，以此一体化发展。

巴斯夫现已有2个一体化基地，分别位于路德维希港总厂和安特卫普，计划在中国和北美再建2个。

（2）埃克森美孚——最早进入中国的外资石油公司1）公司概况埃克森美孚公司是世界领先的石油和石化公司，全球最大的炼油和油品销售商，世界最大的非政府油气生产商。

1.3MTO技术MTO是由合成气经过甲醇转化为低碳烯烃的工艺，国际上一些著名的石油和化学公司，如埃克森美孚公司(Exxon-Mobil)、巴斯夫公司(BASF)、环球石油公司(UOP)和海德鲁公司(NorskHydro)都投入大量资金和人员，进行了多年的研究。

1995年，UOP与挪威NorskHydro 公司合作建成一套甲醇加工能力0.75t／d的示范装置，连续运转90天，甲醇转化率接近100%，乙烯和丙烯的碳基质量收率达到80%。

该工艺采用流化床反应器和再生器设计，反应热通过产生的蒸汽带出并回收，失活的催化剂被送到流化床再生器中烧炭再生，然后返回流化床反应器继续反应。

在整个产物气流混合物分离之前，需要通过一个特制的进料气流换热器，其中大部分的水分和惰性物质被清除，然后气体产物经气液分离塔进一步脱水、碱洗塔脱CO2、干燥后进入产品回收段。

该工段流经脱甲烷塔、脱乙烷塔、乙炔饱和塔、乙烯分离塔、丙烯分离塔、脱丙烷塔和脱丁烷塔。

含氧化合物也在压缩工段中被除去。

据了解，该工艺除反应段(反应—再生系统)的热传递不同之外，其它都非常类似于炼油工业中成熟的催化裂化技术，且操作条件的苛刻度更低，技术风险处于可控之内。

而其产品分离段与传统石脑油裂解制烯烃工艺类似，且产物组成更为简单，杂质种类和含量更少，更易实现产品的分离回收。

UOP/Hydro的MTO工艺可以在比较宽的范围内调整反应产物中C=2与C=3烯烃的产出比，各生产商可根据市场需求生产适销对路的产品，以获取最大的收益。

UOP／Hydro公司SAPO-34催化剂具有适宜的内孔道结构尺寸和固体酸性强度，能够减少低碳烯烃齐聚，提高生成烯烃的选择性。

UOP／Hydro公司在SAPO-34催化剂基础上开发了新型催化剂MTO-100，新型催化剂MTO-100可使乙烯、丙烯的选择性达到80%。

1998年建成投产采用UOP／Hydro工艺的200kt／a工业装置(按乙烯产出计)。

甲醇制汽油工艺过程固定床绝热反应器一步法甲醇转化制汽油技术及JX6021催化剂固定床绝热反应器一步法甲醇转化制汽油主要应用于煤化工领域和石油化工领域。

属于以煤炭为原料生产清洁汽油的煤炭转化技术。

要实现甲醇转化制汽油过程，需要解决两个方面的问题。

一方面需要解决催化剂问题，通过对催化剂表面酸性、孔道结构等的调整，使生成的烃集中在C5～C10范围内；另一方面，需要采取适当的工艺措施，将反应释放的大量热量移出反应器，使反应器温度得以控制。

一步法甲醇转化制汽油过程的化学原理该反应的主要原理是，甲醇在酸性催化剂作用下脱水，生成完全不含氧元素的烃类物质：在适当的催化剂和适当的工艺条件下，由于分子筛催化剂的孔道制约和择型作用，上述反应生成的烃类物质的碳原子数主要集中在C5～C10之间，符合汽油馏分的基本要求，可以直接作为产品汽油使用，也可以作为石油路线炼制汽油的优良组分油使用，以提高石油路线汽油的品质。

上述反应同时生成部分C3～C4烃，经分离后，这部分产物可以作为液化石油气（LPG）使用；同时生成少量甲烷、乙烷，可以作为生产过程的燃料使用。

上述反应是一个放热过程，每转化1kg 甲醇，放出热量为1.74MJ。

甲醇转化制汽油的ZSM-5分子筛催化剂由山西煤化所独立开发，工艺过程由山西煤化所和化学工业第二设计院合作开发。

技术的主要特色是甲醇在分子筛催化剂的作用下，一步转化为以汽油为主的烃类产物。

固定床绝热反应器一步法甲醇转化制汽油技术与国外MTG技术的区别是，一步法技术省略了甲醇转化制二甲醚的步骤，甲醇在ZSM-5分子筛催化剂的作用下一步转化为汽油和少量LPG产品，其显著优点是工艺流程短，汽油选择性高，催化剂稳定性和单程寿命等指标均优于已有技术。

甲醇转化部分的工艺流程示意图见图1。

图1一步法甲醇转化制汽油工艺流程示意图原料甲醇经预热气化，与循环气体混合，达到反应温度后，进入装有JX6021催化剂的MTG反应器，在催化剂的作用下转化为以C5～C10为主的烃类混合产品和水。

年产30万吨MTG项目情况介绍一、MTG项目建设意义1、能源安全：我国的煤炭资源相对丰富，以煤炭资源补充石油稀缺是一有效途径，国家能源政策要求能源供应实现多样化，除大力开拓国内外石油的多渠道供应以外，利用我国丰富的煤炭资源，采用洁净煤技术生产油品和石油替代产品是我国能源政策的重要组成部分，也是保证我国能源和国家安全的重要措施。

2、环保及市场需求：现阶段我国对汽油实施GB17930-2006 车用汽油（Ⅲ）标准，其中要求硫含量在150ppm以下。

2014年将强制实施国四标准，其中硫含量将降低到50ppm以内。

我国自产原油含硫量较高，而进口原油中俄罗斯、美洲等地含硫量、含蜡量更高。

国内炼厂绝大数炼制的成品油含硫量还未能达到国四标准，而脱硫改造是一笔不菲的投资，一套规模百万吨级的加氢精制装置，需要上亿元投入，仅中石化旗下炼厂提升改造将花费数百亿技改费用，一些石油企业也被指不作为国四标准推迟。

对于日趋要求严格的环保排放标准，MTG高清洁汽油适应当前形势的需要，优于国四标准，基本不含硫。

在原油中添加近2/3的MTG甲醇汽油，才可满足国四标准，同时减少炼油项目的额外投资。

由此可见，MTG市场极为广阔。

3、煤化工产业延伸：作为较为成熟的煤化工技术，煤基合成甲醇成为多数煤化工企业的首选项目。

目前，甲醇的产能相对过剩，通过甲醇转化制清洁车用燃料（MTG），为我国甲醇拓宽了现实可行的出路。

MTG 是以甲醇为原料合成汽油的技术，技术成熟，国内外已有多套装置在运行，是煤制油的技术路线向多元化、产业化发展的体现。

通过甲醇转化制清洁车用燃料（MTG），是焦化/煤化工企业产业链的延伸，提高企业的抗风险能力。

三、工艺技术来源MTG（甲醇制汽油）工艺是指以甲醇作原料，通过特定的催化剂进行脱水、低聚、异构等步骤转化为C11以下烃类油的过程。

这是甲醇制烃类工艺中的一种，是未来甲醇化工的主线之一。

国外技术：目前国内外都已拥有成熟的甲醇制汽油技术，埃克森美孚（ExxonMobil）开发的MTG固定床工艺于1985年在新西兰建成工业装置，以天然气为原料生产甲醇，再合成汽油，该装置连续运行10年，年产汽油57万吨，后由于原油价格下跌，该装置改为单纯的精甲醇生产装置。

论如何根据实际情况来选择合适的煤制甲醇基本的工艺流程【摘要】甲醇作为一种极其重要的化工原料，对我国能源结构的调整和减轻能源紧缺压力都有着极其深远的意义，本文概述了煤气化制甲醇的重要意义以及煤制甲醇基本的工艺流程并指出如何根据实际情况来选择合适的工艺流程。

【关键词】甲醇气化合成空分1.煤气化制甲醇的重要意义作为一种传统的化工原料，甲醇在化工行业中一直扮演着极其重要的角色。

随着油价的日益上涨和甲醇应用领域的不断拓展，甲醇及其衍生品的应用也越来越受到人们的重视。

在市场需求的推动下，甲醇及其衍生物的生产迎来了发展的黄金时期。

甲醇作为极其重要的一种化工原料，其下游衍生品也很丰富，这也是煤基甲醇化工可以代替部分石油化工的原因。

传统工艺上甲醇可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲脂、氯甲烷、甲基丙烯酸甲脂、醋酸、甲胺等一系列有机化工产品。

除了传统应用，甲醇化工应用技术近期还取得了不少新的突破。

此外，甲醇制汽油（mtg）也是甲醇燃料应用的重要领域之一。

除了埃克森美孚公司的二步法mtg技术，中科院山西煤化所与化学工业第二设计院共同开发的一步法甲醇转化制备汽油技术，已在其能源化工中试基地完成中试。

与埃克森美孚公司的技术相比，国产技术具有汽油选择性高，工艺流程短，单程寿命长和催化剂稳定性等优势。

2.煤制甲醇基本的工艺及设备介绍2.1 煤炭的气化煤气化技术是煤制甲醇工艺中的关键性。

目前，国内外先进的煤气化技术主要包括：荷兰shell公司的scgp粉煤加压气化工艺、德国未来能源公司的gsp粉煤加压气化技术、美国texaco公司德士古气化工艺、德国lurgi公司的lurgi块煤加压气化工艺等，本文以德士古气化工艺为例进行气化工艺的介绍。

2.2 煤浆制备由输送系统送来的原料煤干基（<25mm）送至煤斗，经称重给料机控制输送量，进入棒磨机，并加一定量的水，并加入一定量的添加剂，在棒磨机中进行湿磨。

为了调整煤浆的ph值，还要加入一定量的碱液。