甲醇制汽油文献综述

刘于英，原丰贞，赵霄鹏. 甲醇制汽油工艺概述[J].山西化工，2009,29（4）：2-3

随着世界石油资源的日益匮乏和甲醇生产成本的降低,甲醇作为新的石化原料来源已经成为一种趋势,因此甲醇制汽油(MTG)项目备受关注。

与其他甲醇下游技术相比,甲醇制汽油技术相对简单,并在反应器技术、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后既可以直接使用,也可以作为优质油组分进行高清洁汽油(国家Ⅲ类标准)的调和。甲醇制汽油(MTG)工艺是由Mobil公司开发的甲醇于ZSM 25 分子筛催化剂上转化成芳烃的基础上发展而来的。Mobil法甲醇制汽油技术首次发表于1976 年,它首先以煤或天然气作原料生产合成气,再以合成气制甲醇,最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。

甲醇制汽油工艺在中国能否立足,取决于煤制甲醇是否过剩。一旦煤制甲醇过剩,MTG 就有可能成为甲醇的后继产业链。甲醇加入汽油不如甲醇制汽油,后者对环境、发动机都没有影响,因此此技术具有非常广阔的应用前景

埃克森美孚公司在1990年代所作的改进包括减少了投资和操作费用。采用MTG技术的第一套煤制汽油工艺设计和建设已在中国山西晋城无烟煤矿公司进行之中。该装置初期阶段设计能力为10万t／a，但预计该项目第二阶段将扩增至100万t／a。埃克森美孚公司于2008年12月也将采用MTG技术建设美国第一套MTG型CTL项目。DKRW先进燃料公司通过其旗下的Medicine Bow燃料和电力公司接受MTG技术转让，在怀俄明州Medicine Bow建设1.5万桶／d CTL装置。晋城无烟煤矿公司和DKRW先进燃料公司的装置都将比新西兰原有装置有很大改进，并积累了10a多来的操作经验。

从事气化技术的美国合成能源系统公司(SES)与埃克森美孚公司合作，加快推广通过甲醇途径的煤制汽油技术，截至2008年9月底，在全球推行其u·GAS煤炭气化装置，已转让甲醇制汽油(MTG)技术达15套。SES公司已计划利用MTG技术与美国西弗吉尼亚州、密西西比州和北达科塔州的合作伙伴在其煤气化项目中应用。如果这些项目建成，将可生产约1亿加仑／a汽油。将埃克森美孚公司的MTG技术与SES公司专有的U—GAS气化技术相结合，可利用低成本、丰富的煤炭，包括褐煤和废煤转化生产高价值的运输燃料。

据埃克森美孚公司计算，460万t煤炭进料可生产约140万t／a(约3．6万桶／d)汽油。产率和投资成本取决于煤质(灰分、湿度、硫含量和热值)。据UC Davis公司于2007年公布的加州低碳燃料标准所作技术分析，由MTG工艺生产的全部能源产品总的生命循环周期温室气体排放(无碳捕集和封存，CCS)，最多可与平均的煤制油工艺的排放(48．7g/MJ炼制产品)相当。然而，每MJ汽油的排放较高(64．69 g／MJ汽油)。相对比较，从常规石油生产的汽油总的排放为25．7g／MJ，从焦油砂或超重质石油生产的燃料为29．4～35．9g／MJ。油砂燃料为33～70g／MJ。以Pittsburgh和Houston为基地从事合成能源系统开发、美国最的沥青煤生产商Consol能源公司与合成能源系统公司(SES)于2008年9月组建合资企业，推动通过甲醇使煤制汽油技术，合资企业在美国西弗吉尼亚州Benwood附近Marshall郡工业园区建设煤制汽油工厂，该工厂邻近Consol能源公司Shoemaker煤炭生产联合企业。计划于201 1年投产，这将是美国采用SES公司U—Gas气化技术的第一套装置。该公司从美国气体技术研究院取得该技术转让。Shoemaker煤炭生产联合企业将为转化生产合成气供应3 000 t／a煤炭。合成气将用于生产约72万t／a甲醇，甲醇再转化成l亿加仑／a辛烷值为87的汽油。该合资企业与埃克森美孚研究与工程公司签约以取得甲醇制汽油技术。在U—Gas气化过程中，粒状煤炭在单段、流化床气化器中于约1。8500F和200磅／平方英寸下被气化。U—Gas技术也包括以下过程，将使来自煤炭的二氧化碳副产品封存地下，以有助于减小对影响的影响。SES公司在中国的第一套商业化煤制甲醇装置于2008年1月投产，在中国的第二套煤制甲醇装置将于2010年投运。煤炭制取甲醇，由甲醇再制汽油(MTG)路线正在我国山西省跃跃欲试。山西晋城无烟煤矿公司与德国伍德公司于2006年12月签署了

建设甲醇制汽油(MTG)装置的工程和技术供应合同。该装置是晋城公司建设的中型规模联合装置的一部分，包括流化床、硬煤气化装置和甲醇装置。计划生产10万t／a汽油，2009年投产。该甲醇制汽油(MTG)装置将采用埃克森美孚研究工程公司专利的专有工艺，采用ZSM-5沸石催化剂将甲醇转化为辛烷值92的汽油，不产生费一托工艺的蜡副产物。该工艺由美孚公司第一次开发于上世纪70年代后期，由伍德公司和其合作伙伴在德国Wesseling 建设了第一套100桶／d的验证装置。该MTG工艺于1986年首次推向工业化，在新西兰Motunui投运了1.45万桶／d装置，该装置已运转了10a。

我国一步法甲醇制汽油技术取得突破。由云南煤化集团解化公司、中科院山西煤炭化学研究所、化学工业第二设计院等共同设计开发的3 500 t／a合成汽油工业示范装置，于2007年12月中旬在解化公司投产以来，已批量生产出合格汽油产品。这是国内目前已投运的、规模最大的煤变油中试装置，意味着对我国西南地区储量丰富的褐煤资源进行有续开发将成为现实。云南省煤炭保有储量237亿t，其中褐煤储量居全国第一。由于褐煤的碳含量和放热量较低、燃烧时烟雾大，其应用仅限于火力发电厂和民用等。但是，褐煤的氢含量相对高，比其他煤种更容易液化。利用这一特点，解化公司采用三家共同开发的固定床绝热反应器一步法甲醇转化制汽油技术及装置，以甲醇为原料制取合格的汽油产品。该工艺的主要特征是：甲醇逐步脱水转化生成汽油的全部过程，在同一个反应器和触媒上完成。所得油品具有良好的蒸发性和抗腐蚀性，达到GBl7930—2006车用汽油(Ⅲ)的要求，符合欧Ⅲ排放标准；油品成分仅有27种，比现行的93#汽油成分(有128种)少许多，杂质品种少、品质高，属优质汽油；并且它的抗爆能力好，辛烷值合乎93#汽油要求。经检测，油品的安定性好、诱导期长、实际胶质小，完全可以替代传统的93#汽油。我国已经发现的褐煤资源量为1 291．32亿t，约占我国煤炭保有资源量的12．7％，开发潜力巨大。云南煤化集团装置的主反应器是直径为1 m的固定床绝热反应器，在此基础上可直接放大到单台反应器年产10万t汽油的规模。该项目的开发成功，将有力推动我国能源结构的变革，同时为云南省丰富的低热值褐煤利用找到切实可行、附加值高的路径，为下一步我国煤制油产业的大规模工业化，提供了技术支持和生产经验。山西新能源煤化工技术公司首套应用国内自主知识产权的甲醇制汽油技术万吨级试验装置于2006年11月初在山西晋城市投入建设，标志着焦炉煤气转化和甲醇深加工有了一条新的途径。该万吨级工业化试验装置在2007年建成投入工业化试运行。2009年1月13日，我国首套应用国内自主知识产权的甲醇制汽油技术万吨级工业试验装置在山西晋城完成甲醇合成汽油工业试验，得到合格汽油产品，标志着焦炉煤气转化和甲醇深加工有了一条新的途径。据介绍，该装置已经获得“甲醇制汽油反应器”实用新型技术专利证书，发明专利正在申报阶段。该试验装置每吨汽油消耗甲醇2．58 t，循环水343 t，动力电410 kW 时，所产轻汽油产品具有低烯烃和无苯含量、无硫等特点，经国家燃料油质量监督检验中心检验，符合国家93号车用汽油的标准。

统计资料表明，到2010年，我国甲醇生产能力将达到1 500万t／a，已经获批或者备案的甲醇装置能力达到3 400万t。我国甲醇装置的能力将大大超过市场需求，迫切需要可以大规模转化甲醇的下游开发应用技术。甲醇制汽油(MTG)试验，奠定了由万吨级加工能力的

工业化实验装置进一步规模放大生产装置的基础，将为我国甲醇深加工提供广阔市场，极具市场竞争力；同时为山西省丰富的高硫无烟煤利用找到切实可行、附加值高的路径，为下一步我国煤制油产业的大规模工业化，提供了技术支持。

钱伯章，甲醇制汽油路线及其应用[J],化工设计通讯，2009，35（4）

甲醇制汽油(M T G) 技术可使粗甲醇直接转化为低硫、低苯含量、辛烷值为87 的汽油,它可直接销售或与常规的炼油厂汽油相调合。由该工艺过程生产的汽油产率约为89 % ,L P G 产率约为10 % ,燃料气约为1 %。

M T G 化学可简述如下:

2CH3OH →CH3OCH3 + H2O →轻烯烃+ H2O →较高级烯烃+ n/ i 石蜡烃+ 芳烃+ 环烷烃甲醇首先脱水生成二甲醚(DM E) 。甲醇、DM E和水然后转化成轻烯烃(C2～C4) 。最后的反应步骤生成较高级烯烃、正/ 异构石蜡烃、芳烃和环烷烃的混合物。阻止反应生成烯烃而代以生成汽油。(Allum K G , Turnbull D M. Mobil research and development corporation technology sales & licensing. Princeton, 1990)

我国M T G 开发现状

拥有自主知识产权的年产 1 万t 甲醇制汽油试验装置截至2009 年 6 月底经过近两年的阶段性生产运行,产品汽油质量优良,已具备工业化条件。该试验装置的成功运行对于我国煤制油技术路线向多元化发展,为规模化生产提供了技术支撑。全国煤化工设计技术中心和山西天和煤气化科技有限公司于2005 年底开始联合研发甲醇制汽油技术,2007 年 4 月建成年产1 万t 试验装置。经过一次又一次的试验生产和科学论证,已经取得可以满足工业化放大设计的各项数据,以及技术、投资、经济效益、环保等方面的一整套重要数据。同时还申报了2项专利。已获得实用新型专利的“甲醇制汽油反应器”技术,与国内外现有的甲醇制汽油技术相比,能够使甲醇蒸气在其内部直接反应生成汽油,解决了甲醇制汽油技术方案中温度控制问题,整个反应过程安全稳定,实现了降低能耗、节省投资。

据介绍,该工艺简单,没有庞大的油品加氢提质和尾气处理等复杂过程,适合于建设大、中、小各种规模的煤基合成油厂。这套试验装置稍加改造还可以成为甲醇生产乙烯、丙烯的试验装置。

图1 MTG固定床流程图曾祥甲醇制烃[M ]. 李正清,译. 北京:化学工业出版社, 1988.

原料甲醇经脱水反应器，在Cu／AI203，催化剂上甲醇脱水生成甲醚。从脱水反应器出来的未反应的甲醇、甲醚、水，与来自汽油分离塔的压缩循环气混合后，进入转化反应器，通过ZSM-5催化剂转化为烃。出转化反应器的气体，一部分预热原料甲醇，一部分与

循环气换热，然后去汽油分离塔，分离出液态烃、气态烃和水。循环气与出脱水反应器的气体之比是9，控制温度可以增加汽油的收率。

图2 MTG流化床流程图

主要装置有流化床反应器、再生塔和冷却器。流化床反应器包括一个浓相段，其下部为稀相提升管。原料甲醇和水按一定比例配料并进行汽化，过热到177℃后进入流化床反应器。流化床反应器顶部出来的反应产物经除去夹带的催化剂后进行冷却，分离为水、稳定的汽油和轻组分。流化床中的反应是急剧的放热反应，采用外部冷却器移走热量。为了控制催化剂表面积炭，将一部分催化剂循环至再牛塔。

MTG流化床法每生产l kg 汽油约需2.5 kg甲醇。MTG 流化床法工艺具有下述特点：

(1)汽油收率比固定床法略高：

(2)操作中易移去反应热，可将反应热刚来生产高压蒸汽：

(3)循环量比固定床大大降低。

图3 MTG多管式反应器流程图

唐宏青，甲醇制汽油技术下[J].化工催化剂及甲醇技术,2008,3:20

经典的Mobil JI艺是在一个反应器内将甲醇部分转化为二甲基醚，在另一个反应器中再将甲醇和二甲基醚转化为烃类。而Lurqi—Mobil法仪用一个多管式反应器将甲醇转换为烃类，也可以称为一步法。

原料甲醇和循环气与反应器出来的气体进行热交换，将温度调整到所需要的反应温度。气体与甲醇的混合物从上部进入多管式反应器，通过管内装填的催化剂催化转化为烃。反应热由多管式反应器壳程循环的熔融盐带入蒸汽发生器中产生高压蒸汽。从多管式反应器出来的生成物通过热交换器冷却至常温。液态烃与水和循环气分离后，循环气由压缩机循环回转化工序。用氮气和空气的混合气燃烧除去催化剂表面积炭使之再生。从分离器出来的烃进入稳定塔，在塔上部将c 以下烃和惰性组分分离，塔底产物为C4以上烃。将塔上部产物送入

甲醇合成装置作为工艺气或燃烧气使用，或在C3-C4同收塔作为C3-C4 烃回收使用。

剂表面积炭使之再生。从分离器出来的烃进入稳定塔，在塔上部将 c 以下烃和惰性组分分离，塔底产

唐宏青，甲醇制汽油技术上[J].化工催化剂及甲醇技术,2008,3:11 从甲醇合成烃类的方法，一出现就为人们所注意。这是一个相当好的方法，在常压(0.1MP)～3 MPa压力、350~400℃的条件下，甲醇的转化率达100％，且催化剂的活性还不易衰减。

由这个方法制造的烃类，其组分分布有如下特征：

(1)基本上不生成碳数为ll以上的烃类Mobil方法中碳数不能得到11以上的烃类，是采用ZSM-5沸分子筛的特点。如果将沸石进行改性，适当改变反应条件，生成物的组分分布就会发生变化。将这一反应的产物油用作石化裂解的原料时，可提高作乙烯和丙烯的收率。

(2)对原料的纯度要求不高

无需将粗甲醇中其它含氧化合物除去就可以用作MTG工艺的原料。

(3)副产物价值高

该工艺产生的少量副产物是液化石油气和高热值燃料气。

(4)产物性能优良

产物油作为汽油使用时，性能是非常优良的。其生成物中，一部分为芳香族烃，其中大部分被甲基化。另一部分是脂肪族烃类，其中支链烃类占多数。在无四乙基铅的情况下，产物汽油的辛烷值为90--95。而在目前所用的F-T合成法[用铁系催化剂由(CO+H2)直接合成烃类的方法]所得到的烃类，主要是直链的烯烃和烷烃，且碳数分布范围较广，产物中有半数是蜡，裂解后主要是柴油。

MTG法工艺特点

(1)强放热反应

汽油是沸点在一定范同内的烃类混合物，将甲醇转化为烃类利水是强放热反应。

甲醇转化为烃类总反应热约为l400 kJ／kg甲醇，绝热温升可达600℃，大大超过甲醇分解成CO和H2的温度。因此，固定床反应器必须采用多段式的。通常采用二段反应器，在第一段反应器中，采用Y氧化铝等甲醇脱水催化剂生成二甲醚，在第二段反应器中，在ZSM-5 沸石催化剂上转化成烃类。当采用流化床反应器时，床层内安装传热盘管，或将催化剂通过冷却器循环，以回收热量产牛高压蒸汽。

(2)要求甲醇完全转化

MTG法的产物中主要是烃类和水，未转化的甲醇必须溶于水相，如果转化不完全，就需设置回收甲醇的蒸馏装置。

(3)催化剂失活

积炭是催化剂失活的主要原因，在装填新鲜催化剂的同定床反应器中，床层上部催化剂首先积炭而失活，并逐渐下移。较高的催化剂床层，可使催化剂运转周期延长。水蒸气也会使催化剂火活。因此，必须采用较低的反应温度和低水分压防止催化剂失活，采用轻烃再循环有利于降低水的分压。

(4)生成均四甲基苯

采用固定床法工艺得到的汽油，均四甲基苯含量达4％～7％(质量)，这样的含量会导致在汽车发动时，有固体积聚在汽化器中。均四甲基苯是由分子量较低的芳烃被甲醇或二甲醚的烃化反应所生成，采用低甲醇分压和高反应温度可以降低它的含量。如果采用小粒度催化剂，也可降低均四甲基苯含量

郝栩，杜明仙，胡惠民，黄哲，胡杰南，甲醇制汽油反应及动力学研究[J],燃料化学学

报，1999，23（1）

反应条件的考察。

反应温度的影响

甲醇转化率随温度升高逐渐上升。油品中芳烃含量在380℃以下时随温度上升而增加,但达到380℃以上后开始下降，而异构烷烃则随温度升高减少，均四甲苯含量略有下降。

烃类碳数分布,C5+随温度升高而上升,但。到380℃后有下降趋势，C2-C4烃类在380℃前变化较小, 380℃后有上升趋势.以上现象可能是由于温度太高时,高碳烃发生二次裂解之故。

（Chang C D，Lang W H, Smith R L.J Catal，1969，14：303）

反应压力的影响

随着压力增加,甲醇转化率略有上升。油品中芳烃含量最初随压力增加而降低, 但当压力增至2.0MPa时,芳烃含量迅速增加，而异构烷烃含量当压力在2.0MPa前增加, 到2.0MPa 后则减少。芳烃中均四甲苯含量则随压力升高增加很快。上述现象主要是由于压力升高,能加速烯烃转换成芳烃即芳构化反应, 特别是增加了均四甲苯的选择性。均四甲苯具有与沸石孔道尺寸相匹配的临界直径,在四甲苯中,均四甲苯比其它四甲苯更易形成。（Chang C D, Silvestri A J. J Catal，1977，47.249）

黄晓昌，方奕文，乔晓辉，甲醇制烃催化剂及其反应机理研究进展[J]，工业催化，2009，16（1）

五大项目的发展思路

(1)规范发展煤制甲醇。目前在建甲醇规模已接近900万吨，拟建和规划产能还有千万吨以上，预计到2010年国内甲醇生产能力将超过2700万吨，而国内甲醇的年需求总量在2400万吨左右。因此发展甲醇制备汽油具有潜在的优势，煤制油技术有直接液化和间接液化两种。

(2)鼓励发展二甲醚。二甲醚是具有较好发展前景的替代能源产品，是适合中国能源结构的替代燃料，已在部分替代民用燃料方面掀起了热潮，在替代柴油方面也取得很大进展。发展二甲醚产业要走规模化、大型化的道路，国家应抓紧编制二甲醚发展规划、发展政策和相关标准来加强引导，实现产业规范发展。

(3)控制发展醋酸。醋酸项目目前及未来的发展空间是替代传统工艺和弥补市场缺口，其市场在200万吨左右。据不完全统计，国内在建和新建的醋酸项目已接近200万吨，因此建议各地慎重核准和备案新建醋酸项目。

(4)大力发展煤制烯烃。煤制烯烃是减少对石油的依赖、发展化学工业的重要新途径。据专家测算，原油在35"-'40美元一桶时，煤制烯烃即有市场竞争力。目前，国际上还没有商业化的大型煤制烯烃生产装置运转。国家应尽快启动大型工业化生产装置建设和示范工程，同时抓紧制定煤制烯烃规划。

(5)慎重发展煤制油。从能源安全战略角度考虑煤制油在中国具有战略意义。世界上煤制油有直接、间接液化两种主要技术。对于直接液化，目前世界上还没有工业生产装置运行，因此存在较大的风险。对于间接液化，国外已有较为成熟的技术并实现了工业化，国内在工艺研究方面也取得了很大进展，目前正处于工业化开发和示范阶段，应在取得成功后积极推广。因此，鉴于甲醇产量大量过剩，开发下游产品已经成为势在必行地趋势，又由于我国多煤少油的实际国情，故而大力发展煤制烯烃。典型的煤制烯烃工艺有：费托合成(F-T)工艺和甲醇制汽油(MTG)工艺。MTG与F．T相比较，具有：对原料的纯度要求不高，无需将粗甲醇中其它含氧化合物除去就可以用作MTG工艺的原料；副产物价值高，MTG工艺产生的少量副产物是液化石油气和高热值燃料气；产物性能优良，产品作为汽油使用时，性能是非常优良的，其中，一部分为芳香族烃，大部分被甲基化，另一部分是脂肪族烃类，其中支

链烃类占多数。在无四乙基铅的情况下，产物汽油的辛烷值为90"--95。而在目前所用的F．T 合成法是用铁系催化剂由(CO+H2)直接合成烃类的方法所得到的烃类，主要是直链的烯烃和烷烃，而且碳数分布范围较广，产物中有半数是蜡，裂解后主要是柴油15J。

ZSM-5沸石结构图

ZSM-5形合成沸石具有下述特点

1.择性好。由于ZSM-5合成沸石具有上述结构和孔道尺寸，所以它能使汽油沸点范

围内的烃分子通过，而临界尺寸大于均四甲苯的分子很难通过。也就是说，反应产物是以10个碳原子终止的，几乎不生成C ll以上的烃，因为该催化剂上甲醇制汽油的选择性高。

②活性高。在甲醇制汽油的反应中，ZSM-5沸石与其它沸石相比较不仅C-C键的形成能力强，而且活性下降也较慢。当加氢裂解时，H-ZSM-5沸石积碳量仅为丝光沸石的1/40～1/50。H-ZSM-5沸石是ZSM-5沸石的酸性形式，它是后者在80℃时用NH4Cl的NH+4交换沸石中的Na+，并在600℃的高温下焙烧分解而得。H型沸石H-ZSM-5的组成为m(Na2O)：m(A1203)：m(Si02)=0.02：1.00：43.60。

③芳烃化能力强。用Y型分子筛不能生产芳烃，用丝光沸石时，在300℃时也只能生成少量的芳构化产物，但ZSM-5沸石在300℃时已发生明显的芳构化，在380℃芳构化程度已很高。

④多功能。据统计，ZSM-5分子筛除了具有缩合芳构化的功能外，还在其他许多工艺过程中使用，如石油馏分脱蜡、从乙烯和苯制取乙苯、甲苯歧化为苯和二甲苯等。

在ZSM．5沸石催化剂上，不同甲醇分压主要影响烯烃生成和芳烃反应速率。当甲醇分压低于大气压时，随甲醇分压的降低，烯烃的选择性增加；但是，随着甲醇分压增加值大气压时，芳烃取代烯烃程度增加，芳烃含量增加。

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discovery by in situ NMR 1993(11)

甲醇制汽油

甲醇制汽油 1976年Mobil公司开发成功的ZSM—5型合成沸石自甲醇制汽油(MTG)的方法。费托合成工艺（FT）、托普索一体化汽油合成技术工艺(TIGAS)、一步法甲醇转化制汽油技术工艺。 MTG工艺是指以甲醇作原料，在一定温度、压力和空速下，通过特定的催化剂的脱水、低聚、异构等作用转化为C11以下的烃类油。以煤或天然气作原料生产合成气，再以合成气制甲醇，最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。该工艺有固定床、流化床和多管式反应器法三种工艺。 在1MPa——MPa，350℃——400℃条件下，甲醇的转化率为100%，且催化剂活性不易衰减。此方法产生的烯烃特点： 基本不产生碳素高于11的烃类，对原料的纯度要求不高，副产物价值高，产物性能优良。 （1）固定床法-工艺流程 原料甲醇经预热器、蒸发器及过热器后，进入脱水反应器，在Cu/Al203，催化剂上甲醇脱水生成二甲醚。从脱水反应器出来的未反应的甲醇、二甲醚、水与来自汽油分离塔的压缩循环气混合后，进入转化反应器，通过ZSM—5催化剂转化为烃。出转化反应器的气体，一部分预热原料甲醇，一部分与循环气换热，然后去汽油分离塔，分离出液态烃、气态烃和水。循环气与出脱水反应器的气体之比是9，控制温度可以增加汽油的收率。当反应产物中测定出未反应的甲醇时，表明催化剂已经结碳，活性达不到要求。这时，反应器内的催化剂需要再生，采取的办法是用空气与氮的混合气燃烧除去催化剂表面的焦炭。工业化的流程中并联设置4台转化反应器，3台运转，l台再生催化剂。 （2）流化床法-工艺流程 主要装置有流化床反应器、再生塔和外冷却器。流化床反应器包括一个浓相段，其下部为稀相提升管。原料甲醇和水按一定比例配料并进行汽化，过热到177℃后进入流化床反应器。流化床反应器顶部出来的反应产物经除去夹带的催化剂后进行冷却，分离为水、稳定的汽油和烃组分。流化床中的反应是急剧的放热反应，采用外部冷却器移走热量。为了控制催化剂表面积炭，将一部分催化剂循环至再生塔。l983年，该联合公司又改造了反应器，把原先在外部冷却催化剂的方法改为在反应器内部加一个冷却器。1千克汽油需要2.5千克甲醇。 特点：(1)汽油收率比固定床法略高； (2)操作中易于移去反应热，可将反应热用来生产高压蒸汽； (3)循环量比固定床大大降低。 （3）多管式反应器法（Lurqi—Mobil） Mobil工艺是在一个反应器内将甲醇部分转化为二甲基醚，在另一个反应器中再将甲醇和二甲基醚转化为烃类。而Lurqi—Mobil法则直接用一个多管式反应器将甲醇转换为烃类，也可以称为一步法。

化工原理甲醇—水连续填料精馏塔

化工原理课程设计说明书 设计题目：甲醇—水连续填料精馏塔 设计者： 专业： 学号： 指导老师： 2007年7 月13日

目录 一、设计任务书 (1) 二、设计的方案介绍 (1) 三、工艺流程图及其简单说明 (2) 四、操作条件及精熘塔工艺计算 (4) 五、精熘塔工艺条件及有关物性的计算 (14) 六、精馏塔塔体工艺尺寸计算 (19) 七、附属设备及主要附件的选型计算 (23) 八、参考文献 (26) 九、甲醇－水精熘塔设计条件图

一、设计任务书 甲醇散堆填料精馏塔设计： 1、处理量：12000 吨/年(年生产时间以7200小时计算) 2、原料液状态：常温常压 3、进料浓度：41.3%(甲醇的质量分数) 塔顶出料浓度：98.5%(甲醇的质量分数) 塔釜出料浓度：0.05%(甲醇的质量分数) 4、填料类型：DN25金属环矩鞍散堆填料 5、厂址位于沈阳地区 二、设计的方案介绍 1、进料的热状况 精馏操作中的进料方式一般有冷液加料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽加料五种。本设计采用的是泡点进料。这样不仅对塔的操作稳定较为方便，不受厦门季节温度影响，而且基于恒摩尔流假设，精馏段与提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，因此塔径基本相等，在制造上比较方便。 2、精熘塔的操作压力 在精馏操作中，当压力增大，混合液的相对挥发度减小，将使汽相和液相的组成越来越接近，分离越来越难；而当压力减小，混合液的相对挥发度增大，α值偏离1的程度越大，分离越容易。但是要保持精馏塔在低压下操作，这对设备的要求相当高，会使总的设备费用大幅度增加。在实际设计中，要充分考虑这两

醇基燃料项目可行性分析

醇基燃料项目可行性分析 随着国民经济不断发展和社会进步，人们越来越关注安全、环保、节能的新技术和新产品，这将为醇基燃料的应用和发展开创广阔前景。 为缓解对石油和液化气资源的过分依赖，一些国家正大力推进燃料甲醇的生产、研究和应用工作。我国完全掌握了20万～50万吨/年的低温低压气相法和液相法甲醇生产装置的关键技术，国产合成甲醇催化剂的研究达到了世界先进水平。新型、安全、高效、节能的醇基燃料燃烧器的成功研制，既拓展了燃料甲醇的应用市场，也符合国家的能源政策。 醇基液体燃料是一种廉价环保的清洁能源，可以用煤炭、石油、天燃气或生物质等为原料进行生产，生产流程简单，技术成熟。作为一个缺油少气、相对富煤和可再生物质丰富的国家，我国实施多源化能源战略十分必要，必须在煤的转化上寻求战略性突破，同时要加强生物质制甲醇开发，使以甲醇为主的醇基液体燃料作为一种替代燃料。这具有极大的市场潜力和竞争力，是解决能源安全与环保问题的重要措施。 新型环保醇基燃料特点及优势 环保性：新型醇基燃料的燃烧产物主要是H2O、CO2，具有无烟尘、无味、无压力、无污染、使用无需烟道、无残留物等特点。新型环保醇基水性燃料若与研制的专用灶具配合使用，各项指标能达到国家安全与环保的相关标准。 热效性：新型环保醇基燃料热效能高，并且能完全燃烧，其汽化潜热是汽油的3倍左右。混合燃料蒸发汽化可以使进气温度进一步降低，增加充气量，提高充气效率，燃烧速度快，改善燃烧后灶具灶头的热循环条件，可显著提高燃烧效率。 经济性：目前新型环保醇基燃料综合市场价格约为2500元/吨，有很大的价格优势。随着高温气化合成技术的完善，以及低温低压法和液相法生产燃料技术日臻完善，其工艺流程得到简化，燃料的生产成本还会逐渐降低。 实用性：与液化石油气、煤油、柴油等相比，新型环保醇基燃料价格较低，对空气污染轻；与煤炭、柴草等固体燃料相比，可明显减轻环境污染，并且储运方便；与天然气相比，不需要昂贵的管道输送系统。加上与之配套的灶具，采用脉冲电子打火，自动调节空气加入量，能保证燃料安全稳定燃烧。因此，环保醇基燃料可作为民用燃料广泛适用于大、中、小型餐馆、酒楼等场所。 安全性：环保醇基水性燃料对人体无毒，储存方便（铁桶、塑胶桶均可存放），具有较高的抗爆性能，燃点也较高，不容易发生火灾事故，火焰用水可灭，比使用石油类燃料、天

甲醇制汽油文献综述

刘于英，原丰贞，赵霄鹏. 甲醇制汽油工艺概述[J].山西化工，2009,29（4）：2-3 随着世界石油资源的日益匮乏和甲醇生产成本的降低,甲醇作为新的石化原料来源已经成为一种趋势,因此甲醇制汽油(MTG)项目备受关注。 与其他甲醇下游技术相比,甲醇制汽油技术相对简单,并在反应器技术、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后既可以直接使用,也可以作为优质油组分进行高清洁汽油(国家Ⅲ类标准)的调和。甲醇制汽油(MTG)工艺是由Mobil公司开发的甲醇于ZSM 25 分子筛催化剂上转化成芳烃的基础上发展而来的。Mobil法甲醇制汽油技术首次发表于1976 年,它首先以煤或天然气作原料生产合成气,再以合成气制甲醇,最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。 甲醇制汽油工艺在中国能否立足,取决于煤制甲醇是否过剩。一旦煤制甲醇过剩,MTG 就有可能成为甲醇的后继产业链。甲醇加入汽油不如甲醇制汽油,后者对环境、发动机都没有影响,因此此技术具有非常广阔的应用前景 埃克森美孚公司在1990年代所作的改进包括减少了投资和操作费用。采用MTG技术的第一套煤制汽油工艺设计和建设已在中国山西晋城无烟煤矿公司进行之中。该装置初期阶段设计能力为10万t／a，但预计该项目第二阶段将扩增至100万t／a。埃克森美孚公司于2008年12月也将采用MTG技术建设美国第一套MTG型CTL项目。DKRW先进燃料公司通过其旗下的Medicine Bow燃料和电力公司接受MTG技术转让，在怀俄明州Medicine Bow建设1.5万桶／d CTL装置。晋城无烟煤矿公司和DKRW先进燃料公司的装置都将比新西兰原有装置有很大改进，并积累了10a多来的操作经验。 从事气化技术的美国合成能源系统公司(SES)与埃克森美孚公司合作，加快推广通过甲醇途径的煤制汽油技术，截至2008年9月底，在全球推行其u·GAS煤炭气化装置，已转让甲醇制汽油(MTG)技术达15套。SES公司已计划利用MTG技术与美国西弗吉尼亚州、密西西比州和北达科塔州的合作伙伴在其煤气化项目中应用。如果这些项目建成，将可生产约1亿加仑／a汽油。将埃克森美孚公司的MTG技术与SES公司专有的U—GAS气化技术相结合，可利用低成本、丰富的煤炭，包括褐煤和废煤转化生产高价值的运输燃料。 据埃克森美孚公司计算，460万t煤炭进料可生产约140万t／a(约3．6万桶／d)汽油。产率和投资成本取决于煤质(灰分、湿度、硫含量和热值)。据UC Davis公司于2007年公布的加州低碳燃料标准所作技术分析，由MTG工艺生产的全部能源产品总的生命循环周期温室气体排放(无碳捕集和封存，CCS)，最多可与平均的煤制油工艺的排放(48．7g/MJ炼制产品)相当。然而，每MJ汽油的排放较高(64．69 g／MJ汽油)。相对比较，从常规石油生产的汽油总的排放为25．7g／MJ，从焦油砂或超重质石油生产的燃料为29．4～35．9g／MJ。油砂燃料为33～70g／MJ。以Pittsburgh和Houston为基地从事合成能源系统开发、美国最的沥青煤生产商Consol能源公司与合成能源系统公司(SES)于2008年9月组建合资企业，推动通过甲醇使煤制汽油技术，合资企业在美国西弗吉尼亚州Benwood附近Marshall郡工业园区建设煤制汽油工厂，该工厂邻近Consol能源公司Shoemaker煤炭生产联合企业。计划于201 1年投产，这将是美国采用SES公司U—Gas气化技术的第一套装置。该公司从美国气体技术研究院取得该技术转让。Shoemaker煤炭生产联合企业将为转化生产合成气供应3 000 t／a煤炭。合成气将用于生产约72万t／a甲醇，甲醇再转化成l亿加仑／a辛烷值为87的汽油。该合资企业与埃克森美孚研究与工程公司签约以取得甲醇制汽油技术。在U—Gas气化过程中，粒状煤炭在单段、流化床气化器中于约1。8500F和200磅／平方英寸下被气化。U—Gas技术也包括以下过程，将使来自煤炭的二氧化碳副产品封存地下，以有助于减小对影响的影响。SES公司在中国的第一套商业化煤制甲醇装置于2008年1月投产，在中国的第二套煤制甲醇装置将于2010年投运。煤炭制取甲醇，由甲醇再制汽油(MTG)路线正在我国山西省跃跃欲试。山西晋城无烟煤矿公司与德国伍德公司于2006年12月签署了

甲醇—水连续精馏筛板塔的设计

目录 设计任务书 3 设计说明书4 1 概述 4 2 设计方案确定 5 3 设计计算 (5) 精馏塔的物料衡算 5 3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 5 3.1.2塔顶产品产量、釜残液量及进料流量计算6 塔板数的确定6 N的求取6 3.2.1、理论板层数 T 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算9 3.3.1操作压力计算9 3.3.2操作温度计算10 3.3.3平均摩尔质量计算10 3.3.4平均密度计算11 3.3.5体积流率计算12 3.3.6液体平均表面张力的计算12 3.3.7液体平均粘度计算13 精馏塔的塔体工艺尺寸计算13 3.4.1塔径的计算13 3.4.2塔高的计算15 塔板主要工艺尺寸计算15 3.5.1精馏段计算16 3.5.2提馏段计算17 筛板的流体力学验算19 3.6.1精馏段流体力学验算19 3.6.2提馏段流体力学验算21

塔板负荷性能图23 3.7.1精馏段负荷性能图23 4附属设备的选型26 5所设计筛板的主要结果汇总29 6设计评述30 7参考文献 31

设计任务书 一、设计题目 甲醇—水连续精馏筛板塔的设计 二、设计任务 （1）原料液中甲醇含量：质量分率=30%（质量），其余为水。 （2）塔顶产品中甲醇含量不得低于97%（质量）。 （3）残液中甲醇含量不得高于%（质量）。 （4）生产能力：56200t/y 甲醇产品，年开工320天。 三、操作条件 （1）精馏塔顶压强：KPa （表压） （2）进料热状态：泡点进料 （3）回流比：R =min R （4）单板压降压：≯ （5）冷凝器冷却剂：水，冷却剂温度：1t =25 C ?；2t =40 C ? （6）再沸器加热剂：饱和水蒸气，加热剂温度：P =3at （表压）热损失：1Q =5%B Q 四、要求 （1）对精馏过程进行描述 （2）对精馏过程进行物料衡算和热量衡算 （3）对精馏塔进行设计计算 （4）对精馏塔的附属设备进行选型 （5）画一张精馏塔的装配图 （6）编制设计说明书 五、设计说明书的要求 （1）目录（2）设计题目及原始数据（任务书）（3）简述精馏过程的生产流程及特点（4）精馏过程有关计算（物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径、塔板设计、接管设计等）（5）附属设备的选型（裙座、再沸器、冷凝器等）；（6）设计结果概要（主要设备尺寸、衡算结果等）（7）设计评述（8）参考文献。

甲醇项目可行性报告

甲醇项目可行性报告 xxx实业发展公司

摘要 甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂,广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。 近年来，我国甲醇产量逐年上升。目前，我国由焦炉气等原料制 造甲醇的产能出现富余，开发甲醇替代石油燃料具有充足的产量和产 能保障。2018年，我国甲醇产量4756万吨，同比增长5.00%。截至2019年三季度中国甲醇产量为3683万吨。 从需求方面来看，过去10多年来，我国的甲醇行业经过了高速发展，一方面下游应用产品的自给程度不断提升，带来了原料需求的快 速增长，同时MTP/O项目的不断兴建亦拓展了大量的甲醇市场需求， 我国甲醇市场快速扩充，需求持续增长。2018年甲醇表观消费量为5467.2万吨，同比增长了2.58%。 根据海关总署的统计数据，2018年1-12月，中国甲醇月均进口量达61.91万吨，累计达742.7万吨，同比减少8.7%。2019年1-10月 份我国甲醇进口总量共计878.14万吨。 根据海关总署的统计数据，2018年1-12月，中国甲醇出口量累计31.7万吨，同比增加18.98万吨。2019年1-10月份我国甲醇出口量 为16.72万吨。

从进口依存度来看，2014-2016年，中国甲醇进口依存度逐渐增加，2016年由于烯烃工厂的大量需求，进口依存度达到17%，随着国产甲 醇产能投放，我国甲醇依存度不断降低，2018年进口依存度已下降至13.6%。 甲醇的诸多优势使得其成为后石油时代最具可行性的替代能源， 由甲醇作为基础能源，其所具有的优势是其他能源无法比拟的。当化 学回收自然界或者工业二氧化碳制备甲醇及其衍生物被广泛实施，通 过“碳中和”与再生使用，甲醇经济的全部潜力将得以实现。2017-2018年甲醇行业表观消费量增速均在2.6%附近，预计由于受宏观下行 的影响，2019-2025年我国甲醇行业表观消费量复合增速约为3%，预 计到2025年我国甲醇表观消费量约为6724万吨。 该甲醇项目计划总投资17495.18万元，其中：固定资产投资13296.75万元，占项目总投资的76.00%；流动资金4198.43万元，占 项目总投资的24.00%。 达产年营业收入36128.00万元，总成本费用28525.12万元，税 金及附加315.43万元，利润总额7602.88万元，利税总额8966.98万元，税后净利润5702.16万元，达产年纳税总额3264.82万元；达产

甲醇-水溶液连续精馏塔课程设计91604

目录 设计任务书 一、概述 1、精馏操作对塔设备的要求和类型 (4) 2、精馏塔的设计步骤 (5) 二、精馏塔工艺设计计算 1、设计方案的确定 (6) 2、精馏塔物料衡算 (6) 3、塔板数的确定 (7) 的求取 (7) 3.1理论板层数N T 3.2实际板层数的求取 (8) 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 4.1操作温度的计算 (11) 4.2平均摩尔质量的计算 (11) 4.3平均密度的计算 (12) 4.4液相平均表面张力计算 (12) 4.5液体平均粘度计算 (13) 5、精馏塔塔体工艺尺寸计算 5.1塔径的计算 (14) 5.2精馏塔有效高度的计算 (15) 6、塔板主要工艺尺寸计算 6.1溢流装置计算 (16) 6.2塔板的布置 (17) 6.3浮阀计算及排列 (17) 7、浮阀塔流体力学性能验算 (19) 8、塔附件设计 (26) 7、精馏塔结构设计 (30)

7.1设计条件 (30) 7.2壳体厚度计算………………………………………………… 7.3风载荷与风弯矩计算………………………………………… 7.4地震弯矩的计算………………………………………………… 三、总结 (27) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目: 甲醇-水溶液连续精馏塔设计 二、设计条件: 年产量: 95%的甲醇17000吨 料液组成(质量分数): (25%甲醇，75%水) 塔顶产品组成(质量分数): (95%甲醇，5%水) 塔底釜残液甲醇含量为6% 每年实际生产时间: 300天/年,每天24小时连续工作 连续操作、中间加料、泡点回流。 操作压力：常压 塔顶压力4kPa(表压) 塔板类型：浮阀塔 进料状况：泡点进料 单板压降：kPa 7.0 厂址：安徽省合肥市 塔釜间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为0.5Mpa 三、设计任务 完成精馏塔的工艺设计,有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书. 设计内容包括： 1、 精馏装置流程设计与论证 2、 浮阀塔内精馏过程的工艺计算 3、 浮阀塔主要工艺尺寸的确定 4、 塔盘设计 5、 流体力学条件校核、作负荷性能图 6、 主要辅助设备的选型 四、设计说明书内容 1 目录 2 概述(精馏基本原理) 3 工艺计算 4 结构计算 5 附属装置评价 6 参考文献 7 对设计自我评价 摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主

化工文献综述

北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY 毕业设计开题报告 学院：化工与材料工程学院 专业：化学工程与工艺 班级： 1203 学号： 120110093 姓名：邵静 指导教师：蔡靖

文献综述 前言 本人毕业设计的论题为《年产25万吨甲醇的合成工艺设计》。随着经济全球化进程的发展, 甲醇是一种有着广泛用途的重要的有机化工原料,甲醇工业生产对其他相关工业和国民经济的发展都有着重要意义。随着经济全球化进程的发展,21世纪的化学工业,其产业结构正在不断调整,日益突出了精细化工的主 体地位。近几十年来,特别是我国甲醇工业的发展,生产规模逐渐扩大,下游产品种类不断增加,社会需求越来越大，能源消费也不断增加，为了解决我国石油供应过分依赖进口的能源安全问题,解决机动车辆排放出的一氧化碳、碳氢、氮氧化物等严重污染，本文综述了国内外甲醇的研究现状，煤制甲醇催化剂的选择，甲醇的意义等。

甲醇在生活中越来越受到重视。甲醇是 C1 化学的基础物质和重要的有机化工原料，也是一种洁净高效的车用料和大功率燃料电池的原料，主要应用于精细化工、塑料等领域，可用来制造甲醛、醋酸、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲酯[1]、甲基苯烯酸甲酯、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多种有机产品，也可用于有机合成、农药、医药、涂料、染料和国防工业等领域。随着社会经济的快速增长，能源、环境问题日益突出，甲醇作为燃料应用的比例越来越大。近20年来，甲醇生产发展很快，技术不断提高，生产规模逐年扩大，生产工艺逐步成熟，各项技术指标不断完善，特别是近年来甲醇汽、柴油的开发和应用，使其作为代用燃料，从技术性、经济性上具有了很强的竞争力。甲醇在国民经济中占有十分重要的地位。近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求大幅度上升。 一、国内研究综述 1、甲醇的生产现状 世界各国的甲醇生产主要以天然气为原料。2006年世界甲醇总产能为4695万吨/年。2007～2010年全球甲醇产能年增长率为4.5%～5.0%，到2010年产能将达到5800万～6000万吨/年。 进入本世纪以来，新建装置集中在中东、拉美和东亚等地天然气资源丰富的地区，谋求以成本优势占领市场。装置规模也呈现出大型化(5000～12000吨/天)的趋势。世界甲醇生产格局的变化导致消费格局发生重大变化。美国、欧洲、日本等发达国家和地区甲醇消费已由自给逐步转变为依靠进口。中国也成为世界甲醇生产商的目标市场。 我国甲醇工业的发展情况我国甲醇工业始于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。1957年第一套锌铬催化剂高压法甲醇合成装置在吉林化学工业公司投产，设计能力为100t／d，然后在兰州、太原、西安等地陆续建厂投产。60年代上海吴泾化工厂先后自建了以焦炭和石脑油为原料的甲醇装置；同时南京化学工业公司研究院研制了联醇用中压铜基催化剂，推动了具有我国特色的合成氨联产甲醇工业的发展。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。随着甲醇生产技术的发展，我国甲醇生产技术越

XX公司车用甲醇节能环保汽油燃料投资项目可行性研究报告

XX公司车用甲醇节能环保汽油燃料投资项目 可行性研究报告

第一章总论 一、项目名称 XXXX有限公司车用甲醇汽油燃料项目 二、项目建设单位 XXXX有限公司 三、项目选址 拟选在XX煤矿（现已废弃）。 四、项目单位概况 XXXX有限公司主要从事皮带输送机及配件等的生产经营。公司现有员工800余名,与多所高等院校和科研单位建立了长期技术合作关系。公司下辖三个子公司、十五个厂（店），年产值过亿元，产品销往XX、重庆、南京、陕西、山东、山西、河南、黑龙江、新疆等地。 五、编制依据 1、《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》； 2、国家节能、环保方面的政策法规； 3、XX燃油发展有限公司高新技术成果转化证书。 六、项目总投资及效益 项目建设计划分三期进行。 1、第一期投资3000万元，其中厂房、场地、设备、设施投资1400万元，流动资金1600万元。 2、项目建设采用多元投资方式。资金来源为：建设方徐矿集团XX有限公司（控股方）、合作方XX燃油发展有限公司和第三合作投资方。

3、第一期工程年产20万吨车用甲醇汽油燃料项目，总投资3000万元，销售收入102560万元，利润3048万元，税金2726万元。投资回收期1年。 4、预计二期投资8000万元，销售总额约200000万元；三期投资15000万元，销售额约为500000万元。 第二章项目建设背景、必要性及条件 一、项目建设背景

在20世纪70年代，第一次石油危机发生后，世界能源界开始寻找廉价的石油替代能源。经多个国家的研究表明，甲醇燃料不但可以替代石油燃料，还具有比石油燃料更清洁的特点。1976年召开了首届醇类燃料利用技术国际会议，并成立了国际委员会的常设机构。随之美、德、法、意、日、澳、瑞典、新西兰等国相继开发利用醇类燃油，到20世纪80年代初期，甲醇燃料利用在全球已形成规模。美国议会还通过了发展甲醇燃料的议案。在获得申办1984年洛杉矶奥运后时，为解决环境污染问题，组织了由能源、汽车、化工、环保及社会学专家进行了两年的考察论证，向国会提出了著名的“布什咨文”，得出“最清洁的车用燃料是甲醇燃料”、“世界未来的发动机能源是甲醇能源”的结论。 我国“六五”期间由国家科委、计委立项，中科院、交通、能源、化工、汽车等有关部门参加，对甲醇、汽油掺烧组织技术进行攻关。“十五”期间对甲醇燃料的动力性、起动性、环保性、经济性及毒性、腐蚀性和对人体健康有无影响等课题进行了系统的研究、试验，取得了系统的技术成果。 1996年国家科委组织化工部、中科院、清华大学与美国麻省理工学院合作，进行了煤制甲醇“三E”研究，得出了“在中国山西等富煤地区把煤转化成清洁汽车燃料是重要选择”的结论。1998年，国家经贸委实施“煤制甲醇—清洁燃料汽车示范工程”项目。2002年，经国务院领导批示，国家经贸委组织化工、汽车、石油、石化、中科院、清华大学等单位的专家和两院院士组成的专家考察团，对甲醇燃料和甲醇汽车产业化示范工作进行考核评价。专家团一致认为：煤制甲醇燃料作为汽车用替代燃料技术上成熟，经济上可行。我国煤制甲醇生产技术已处于世界领先水平。用煤制甲醇替代石油燃料，符合我国资源实际，建议国家支持，大力发展。 2005年12月4日，原一机部部长何光远、山西省原省委书记王茂林、中国石油和化学工业协会原会长谭竹洲、山西省原副省长彭致圭，倪维斗院士、谢克昌院士、

甲醇制汽油技术进展及相关问题探讨

ＣＨ３ＯＨ→Ｚｅｏ－ＯＨＣＨ３ＯＨ２Ｏ－Ｚｅｏ＋－［：ＣＨ２＋Ｈ３Ｏ］－Ｏ－ －Ｚｅｏ ＋ ａ→ＣＨ２=ＣＨ２ ｃ［ＣＨ３＋＋Ｈ２Ｏ］－Ｏ－－Ｚｅｏ ｂ （７）甲醇制汽油技术进展及相关问题探讨 王银斌臧甲忠于海斌 （中海油天津化工研究设计院，天津300131） 收稿日期：２０１１－０３－３０ 作者简介：王银斌（１９８５—），男，２００７年本科毕业于中国石油大学（华东）应用化学专业，助理工程师，现从事煤化工相关科研工作。 摘 要 综述了甲醇制汽油（ＭＴＧ）的反应机理及固定床、流化床、列管式反应器等工艺流程；介绍了ＭＴＧ工 艺的工业化应用情况；分析了ＭＴＧ工艺的优点、经济性及制约因素。指出发展ＭＴＧ可以优化我国的能源配置，降低对石油进口的依存度，还可以为国内甲醇提供一条切实可行的出路。 关键词 甲醇制汽油 反应机理 工艺技术 经济性 风险 文章编号：１００５－９５９８（２０１１）－０３－００１６－０４中图分类号：ＴＱ２２３．１２＋１ 文献标识码：Ａ 引言 近年来，在石油价格高位运行背景下，煤制油 （ＣＴＬ）研究不断升温，而甲醇制汽油（ＭＴＧ）作为ＣＴＬ后半段的核心技术之一，也再次受到青睐。ＭＴＧ工艺是在Ｍｏｂｉｌ公司开发的甲醇在ＺＳＭ－５分子筛上转化为芳烃的基础上发展而来的———以煤或天然气作原料生产合成气，再以合成气制甲醇，最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。Ｍｏｂｉｌ法ＭＴＧ技术首次公开于１９７６年，历经３０多年的改进和创新后，该工艺技术有了很大的进步［１］，与石油炼制生产汽油路线的竞争力也越来越强，这对我国来说尤为重要。 1 MTG 工艺技术 1.1 反应机理 在甲醇制汽油反应过程中，首先甲醇通过分子间 脱水生成二甲醚和水，然后二甲醚在催化剂的作用下转化成轻烯烃（Ｃ２~Ｃ４），最后轻烯烃通过聚合、烷基化、异构化、氢转移等多步反应生成高级烯烃、正／异构石蜡烃、芳烃和环烷烃的混合物［２］。反应式如下： ２ＣＨ３ＯＨ→ＣＨ３ＯＣＨ３＋Ｈ２Ｏ （１）ＣＨ３ＯＨ或ＣＨ３ＯＣＨ３→轻烯烃＋Ｈ２Ｏ （２） 轻烯烃→高级烯烃＋石蜡烃＋环烷烃＋芳烃（３） 这其中，速控步是二甲醚转化生成轻烯烃，即Ｃ－Ｃ键的形成过程，具体的反应机理至今没有形成统一的说法，根据生成的中间产物的不同，主要分为碳烯机理、甲基碳离子机理、链反应机理、氧正离子机理和自由基机理等［２－４］，现以碳烯机理和甲基碳正离子机理为例进行说明。１．１．１ 碳烯机理 Ｓｗａｂｂ等［５］认为，在沸石晶格的碱中心和酸中心的作用下，首先甲醇发生α－消去反应，生成中间产物碳烯［：ＣＨ２］，它可以直接生成低碳烯烃，也可以和甲醇或二甲醚通过ｓｐ３轨道的Ｃ－Ｈ键插入生成乙烯，反应式如下，其中Ｒ为Ｈ原子或甲基： → ［Ｚｅｏ－Ｏ Ｈ－ＣＨ２－Ｏ Ｈ Ｈ－Ｏ－Ｚｅｏ］→（４） ２［：ＣＨ２］→Ｃ２Ｈ４ （５）［：ＣＨ２］＋ＣＨ３ＯＲ→ＣＨ３ＣＨ２ＯＲ→Ｃ２Ｈ４＋ＨＯＲ （６） Ｃ．Ｄ．Ｃｈａｎｇ等［５］提出Ｃ－Ｃ键的生成与碳烯和正碳离子两种中间体有关。首先甲醇或二甲醚通过α－消去反应生成亚甲基，接着生成表面键合的碳烯，进一步通过沸石为媒介，［：ＣＨ２］与［ＣＨ３＋］相互作用生成乙烯，反应模式如下： 第３期（总第１５４期） ２０１１年６月 煤化工 Coal Chemical Industry No.3(Total No.154) Jun.2011 ＣＨ３ＯＨ Ｚｅｏ－Ｏ－ （碱中心 ）Ｚｅｏ－ＯＨ（酸中心） ｝ ［：ＣＨ２］＋Ｈ２Ｏ Ｚｅｏ－Ｏ － Ｚｅｏ－ＯＨ ｝

甲醇精馏塔设计说明书

设计条件如下： 操作压力：105.325 Kpa（绝对压力） 进料热状况：泡点进料 回流比：自定 单板压降：≤0.7 Kpa 塔底加热蒸气压力：0.5M Kpa（表压） 全塔效率：E T=47% 建厂地址：武汉 [ 设计计算] （一）设计方案的确定 本设计任务为分离甲醇- 水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却后送至储罐。 该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2 倍。塔釜采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 （二）精馏塔的物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量：M A=32 Kg/Kmol 水的摩尔质量：M B=18 Kg/Kmol x F=32.4% x D=99.47% x W=0.28% 2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M F= 32.4%*32+67.6%*18=22.54 Kg/Kmol M D= 99.47*32+0.53%*18=41.37 Kg/Kmol M W= 0.28%*32+99.72%*18=26.91 Kg/Kmol 3、物料衡算 3 原料处理量：F=（3.61*10 3）/22.54=160.21 Kmol/h 总物料衡算：160.21=D+W 甲醇物料衡算：160.21*32.4%=D*99.47%+W*0.28% 得D=51.88 Kmol/h W=108.33 Kmol/h （三）塔板数的确定 1、理论板层数M T 的求取 甲醇-水属理想物系，可采用图解法求理论板层数 ①由手册查得甲醇-水物搦的气液平衡数据，绘出x-y 图（附表） ②求最小回流比及操作回流比 采用作图法求最小回流比，在图中对角线上，自点e（0.324 ，0.324）作垂线ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交战坐标为（x q=0.324,y q=0.675） 故最小回流比为R min= （x D- y q）/（ y q - x q）=0.91 取最小回流比为：R=2R min=2*0.91=1.82 ③求精馏塔的气、液相负荷 L=RD=1.82*51.88=94.42 Kmol/h V=（R+1）D=2.82*51.88=146.30 Kmol/h

甲醇-水溶液连续精馏塔课程设计

合肥学院 Hefei University 化工原理课程设计 题目:甲醇-水溶液连续精馏塔设计 系别: 生物与环境工程系 专业:_ 09食品科学与工程（2）班学号: 09020620 姓名: 指导教师: 胡庆国 2011年10月15 日

目录 设计任务书 一、概述 1、精馏操作对塔设备的要求和类型 (4) 2、精馏塔的设计步骤 (5) 二、精馏塔工艺设计计算 1、设计方案的确定 (6) 2、精馏塔物料衡算 (6) 3、塔板数的确定 (7) 理论板层数N T的求取 (7) 实际板层数的求取 (8) 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 操作温度的计算 (11) 平均摩尔质量的计算 (11) 平均密度的计算 (12) 液相平均表面张力计算 (12) 液体平均粘度计算 (13) 5、精馏塔塔体工艺尺寸计算 塔径的计算 (14) 精馏塔有效高度的计算 (15) 6、塔板主要工艺尺寸计算 溢流装置计算 (16) 塔板的布置 (17) 浮阀计算及排列 (17) 7、浮阀塔流体力学性能验算 (19) 8、塔附件设计 (26) 三、总结 (27)

化工原理课程设计任务书 一、设计题目:甲醇-水溶液连续精馏塔设计 二、设计条件: 处理量: t/a (15 000) 料液组成(质量分数): (30%) 塔顶产品组成(质量分数): (98%,) 塔顶易挥发组分回收率: (99%) 每年实际生产时间: 330天/年,每天24小时连续工作 连续操作、中间加料、泡点回流。 操作压力：常压 进料状况：泡点进料 塔釜间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为 塔顶冷凝水用冷却水的进、出口温度差20~40℃ 三, 设计任务 完成精馏塔的工艺设计,有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书. 设计内容包括： 1、精馏装置流程设计与论证 2、浮阀塔内精馏过程的工艺计算 3、浮阀塔主要工艺尺寸的确定 4、塔盘设计 5、流体力学条件校核、作负荷性能图 6、主要辅助设备的选型 四,设计说明书内容 1 目录 2 概述(精馏基本原理) 3 工艺计算 4 结构计算 5 附属装置评价 6 参考文献 7 对设计自我评价

工业催化文献综述(精)

工业催化文献综述 固体酸催化剂的发展及应用 班级: 学生学号: 学生姓名: 完成时间: 1 一、引言 催化剂(catalyst :是一种能够改变化学反应速度,而它本身又不参与最终产物的物质。 :随着环境意识的加强以及环境保护要求的日益严格, ,液体催化剂已完全满足不了化工产品的发展要求,然而新型固体酸催化剂却弥补了当前的一些不足,固体酸催化剂已成为催化化学的一个研究热点。与液体酸催化剂相比,固体酸催化反应具有明显的优势,固体酸催化在工艺上容易实现连续生产,不存在产物与催化剂的分离及对设备的腐蚀等问题。并且固体酸催化剂的活性高,可在高温下反应,能大大提高生产效率。还可扩大酸催化剂的应用领域,易于与其他单元过程耦合形成集成过程,节约能源和资源。关键词:固体酸催化剂 摘要:通过固体孙催化剂在有机合成反应中的应用,说明固体酸催化剂的优越性,介绍了固体酸催化剂技术应用的进展,指出了固体酸催化剂应用存在的主要问题 1固体酸催化剂的定义及分类 1.1定义

一般而言,固体酸可理解为凡能碱性指示剂改变颜色的固体,或是凡能化学吸附碱性物质的固体。按照布朗斯泰德和路易斯的定义,则固体酸是具有给出质子或接受电子对能力的固体。 固体酸是催化剂中的一类重要催化剂,催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位,称酸中心。它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物,其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应,种类很多。此外,还有润载型固体酸催化剂,是将液体酸附载于固体载体上而形成的,如固体磷酸催化剂。 1.2固体酸的分类 (1固载化液体酸 HF/Al2O3,BF3/AI2O3,H3PO4/硅藻土 (2氧化物简单 Al2O3,SiO2,B2O3,Nb2O5 复合 Al2O3-SiO2,Al2O3/B2O3 (3硫化物 CdS ZnS 2 (4金属磷酸盐 AlPO4,BPO 硫酸盐 Fe2(SO43,Al2(SO43,CuSO4 (5 沸石分子筛 ZSM-5沸石 ,X 沸石 ,Y 沸石 ,B 沸石丝光沸石 , 非沸石分子 筛 :AlPOSAPO系列 (6杂多酸 H3PW12O40,H4SiW12O40,H3PMo12O40 (7阳离子交换树脂苯乙烯 -二乙烯基苯共聚物 Nafion-H (8天然粘土矿高岭土 , 膨润土 , 蒙脱土 (9固体超强酸 SO42-/ZrO2,WO3/ZrO2,MoO3/ZrO2,B2O3

年产10万吨甲醇精馏工段设计毕业设计

毕业设计设计题目：年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

化工原理课程设计之甲醇水连续筛板塔设计

化工原理课程设计题目甲醇-水连续精馏塔的设计 姓名胡士彭 学号200907120237 年级2009级 专业化学工程与工艺 系（院）化学化工学院 指导教师杨兰 2012年5月

（一）设计题目 甲醇-水连续精馏塔的设计 （二）设计任务及操作条件 1) 进料：甲醇含量为42 %（质量百分率，下同）的常温液体； 2) 产品的甲醇含量为90%； 3) 残液中甲醇含量为1%； 4) 年处理甲醇-水混合液：30000吨（开工率300 天/年）； 5) 操作条件 a) 塔顶压力：常压b) 进料热状态：泡点进料 c) 回流比：R=2.7Rmin d) 加热方式：间接蒸汽e) 单板压降：≤0.7kPa （三）板类型 筛板塔 （四）厂址 临沂地区 （五）设计内容 1) 精馏塔的物料衡算； 2) 塔板数的确定； 3) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5) 塔板主要工艺尺寸的计算； 6) 塔板的流体力学验算； 7) 塔板负荷性能图； 8) 精馏塔接管尺寸计算； 9) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。

本设计主要符号说明： 英文字母 A a---- 塔板的开孔区面积，m2 △P P----气体通过每层筛板的压降A f---- 降液管的截面积, m2 t----筛孔的中心距 A o---- 筛孔区面积, m2u’o----液体通过降液管底隙的速度A T----塔的截面积m2 W c----边缘无效区宽度 C----负荷因子无因次W d----弓形降液管的宽度 C20----表面张力为20mN/m的负荷因子W s----破沫区宽度 d o----筛孔直径Z----板式塔的有效高度 D----塔径m 希腊字母 e v----液沫夹带量kg液/kg气θ----液体在降液管内停留时间 E T----总板效率μ----粘度 R----回流比ρ----密度 Rmin----最小回流比σ----表面张力 M----平均摩尔质量kg/kmol φ----液体密度校正系数、开孔率t m----平均温度℃下标 g----重力加速度9.81m/s2 max----最大的 F o----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2) min----最小的 hl----进口堰与降液管间的水平距离m L----精馏段液相的 h c----与干板压降相当的液柱高度m V----精馏段气相的、 h d----与液体流过降液管的压降相当的液注高度m L'----提馏段液相的 h f----塔板上鼓层高度m V'----提馏段气相的 h L----板上清液层高度m h1----与板上液层阻力相当的液注高度m ho----降液管的义底隙高度m h ow----堰上液层高度m h W----出口堰高度m h’W----进口堰高度m hσ----与克服表面张力的压降相当的液注高度m H----板式塔高度m H d----降液管内清液层高度m H D----塔顶空间高度m H F----进料板处塔板间距m H T----塔板间距m K----稳定系数 l W----堰长m q v,L,h----液体体积流量m3/h q v,v,h----气体体积流量m3/h

甲醇项目可行性分析报告

甲醇项目 可行性分析报告规划设计/投资方案/产业运营

甲醇项目可行性分析报告 在我国，煤多气少的资源环境决定了低碳产业链中的众多产品依赖煤 进行加工合成，甲醇的生产亦是如此，国内以煤作为主要原料的甲醇生产 占比高达 70%以上，而随着未来煤头甲醇的产能不断提升，这一占比仍在 提高。而全球约有 6 成以上的甲醇采用天然气作为主要的原料进行生产， 且煤制甲醇的产能几乎全部位于中国。而正是由于国内同海外甲醇生产采 用的原料具有差异，能源价格变化引起不同原料生产成本的相对优势变化 在较大程度上会对企业的盈利空间产生较大影响。伴随国内工业的持续发展，甲醇下游传统领域需求稳步发展，与此同时新兴需求更是高速提升，2017年下游 MTO/P 及燃料需求占比已经由 2013 年的 33%快速提升至 65%，市场空间成倍增长。下游需求的快速成长促使甲醇作为我国煤加工产业链 中间品的重要性不断突出，而下游新型领域需求的扩展也延长了原有的产 业链布局，使得行业波动的影响因素产生了较大的变化，甲醇的行业波动 有所加剧。 该甲醇项目计划总投资5777.80万元，其中：固定资产投资4129.16 万元，占项目总投资的71.47%；流动资金1648.64万元，占项目总投资的28.53%。

达产年营业收入14077.00万元，总成本费用11254.90万元，税金及 附加110.16万元，利润总额2822.10万元，利税总额3321.52万元，税后 净利润2116.57万元，达产年纳税总额1204.94万元；达产年投资利润率48.84%，投资利税率57.49%，投资回报率36.63%，全部投资回收期4.23年，提供就业职位220个。 报告依据国家产业发展政策和有关部门的行业发展规划以及项目承办 单位的实际情况，按照项目的建设要求，对项目的实施在技术、经济、社 会和环境保护、安全生产等领域的科学性、合理性和可行性进行研究论证；本报告通过对项目进行技术化和经济化比较和分析，阐述投资项目的市场 必要性、技术可行性与经济合理性。 ......