甲醇转化成汽油解析
第六章6.3甲醇转化制汽油
1.概述 ⑴甲醇作为燃料的一些缺陷
◆甲醇的热值只有汽油的一半;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Gasoline）
◆纯甲醇在固定的沸点64℃（无沸腾范围）沸腾;
◆甲醇燃烧时火焰看不见，这是一个很大的安全问题.
◆甲醇吸湿性强; ◆甲醇和其氧化物（如蚁酸）会导致腐蚀想象发生;
◆甲醇可以任何比例溶于水，会对地下水源产生危害;
⑵流化床反应器 催化剂连续再生（催化剂与气态产物分离，部分去再生，用空气烧 去催化剂上的积碳）； 反应热由催化剂外部循环直接或间接从流化床中移去（无需气体循 环移热）； 优点： 反应热除去容易，热效率高； 没有循环操作装置、建设费用低； 可以低压操作； 催化剂可以连续使用和再生； 催化剂活性稳定； 缺点： 开发费用高，放大困难。
ⅲ：双孔沸石 主要是具有两组孔结构，即有十二元和八元环孔 口或十元和八元孔口的交联通道. 包括丝光沸石，菱钾沸石(offretite)，林德ｔ， 纳菱沸石(gmelnite)，片沸石(heulandite)，或斜法费 石(clinoptilolite)，镁碱沸石（ferrierite)，zsm35,zsm-38,辉沸石（stilbite),环晶石（dachiardite), 柱沸石(epistilbite)等等。
◆甲醇具有高毒性。
⑵MTG工艺的意义 意义：
典型工艺的核心： Mobil公司开发了ZSM-5沸石催化剂，使 甲醇转化成高辛烷值汽油。 1985年，在新西兰建成了第一套年产57 万吨汽油（辛烷值为93.7）的MTG工厂。
2.化学反应 MTG的基本原理:
⑴甲醇转汽油总反应： nCH30H→(CH)n+nH20 +Q ⑵过程反应 ①甲醇脱水生成二甲基醚 2CH30H---CH30CH3+H20
甲醇制汽油工艺
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。
甲醇制汽油路线及其应用
一、甲醇制汽油（MTG）路线的应用现状费托合成工艺是间接煤制油一般所选用的方案，当前，另一方案：煤制甲醇再制汽油（MTG）方案正在成为合成气转化为运输燃料的途径之一，并受到关注。
煤制油（CTL）项目最近的升温使甲醇制汽油（MTG）技术在市场上重新受到青睐。
甲醇制汽油（MTG）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%，LPG产率约为10%，燃料气约为1%。
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/年汽油。
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。
埃克森美孚公司的MTG技术于20年前曾在新西兰实现商业化应用。
据埃克森美孚公司计算，460万吨煤炭进料可生产约140万吨/年（约3.6万桶/天）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（64.69g/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、美国最大的沥青煤生产商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。
甲醇制汽油工艺
甲醇制汽油工艺LT源紧张状况还是远远不够的。
(3) 天然气、二甲醚和液化石油气都是气体燃料，其主要缺点是需要大的储气罐，这样就限制了燃料的携带量，需要经常加气，再就是在离气田近的地方用的比较划算，但是对于离气田较远的地区用起来就不如汽油划算，且发动机需要做大的改动，因此也不是适合广泛的推广[3]。
1.2甲醇汽油的主要优点(1) 通用性好甲醇汽油方便普及与推广使用，无须改动加油站的机器设备，更无须改动车辆发动机即可直接添加交叉使用。
在以汽油为燃料的汽车上使用，可直接替代国标93#、97#、98#汽油使用；可以按任意比例与国标90#、93#、98#车用汽油互溶，且不影响汽车发动机正常工作[4]。
(2) 腐蚀性无甲醇汽油经过单车行使20万公里，经上海内燃机研究所等权威检测证明，其腐蚀性与普通汽油类同，未发现对汽车发动机有腐蚀形象。
(3) 互溶性优甲醇汽油专利配方中的添加剂，变性剂可以使甲醇和汽油的互溶性增强，可与普通汽油任意混合或交叉使用。
(4) 动力性强甲醇汽油能有效地预防和消除汽车部件的积炭形成，有利疏通油路，延长车辆发动机寿命，辛烷值高，抗爆性好，降低油耗噪音，具有高效动力节省燃油，可提高发动机的效率，增强动力[5]。
（5）替代性好甲醇汽油将工业原料一甲醇，经高科技改性后，大比例加入汽油中，替代车用能源，可节约替代大量石油资源，符合国家政策导向，有助于缓解因石油资源枯竭造成的紧张局面。
（6）环保性好甲醇汽油由于含氧量高，燃烧充分，能有效地减少50%以上的有害气体排放，其中CO 、HC 和NOx排放降低90%以上，经国家权威机构的多项检测，各项指标均已达到欧IV标准，减少排放，满足环保需求，大大改善生态环境。
（7）便捷推广甲醇汽油常温下存放，品质有效期可达到2年之久，有效的解决了贮存、运输和销售各环节所需的时间。
（8）品质稳定甲醇汽油在35℃高温气候条件下使用，汽车油路不会发生气阻现象，同时在气候零下35℃的低温条件下，不分层，不乳化，发动机可正常起动，特别适应高寒地区规模化生产和使用，低温易启动、高温无气阻。
甲醇制汽油、芳烃、稳定轻烃以及组分油的对比分析
甲醇制汽油、芳烃、稳定轻烃以及组分油的对比分析通过查阅网络和三维、蒙华的可行性研究报告（网络未查到甲醇制组分油和稳定轻烃的相关内容）。
经过自己的理解分析总结如下：1、石化汽油为碳数为4到12（C4-C12）的烷烃和环烷烃，并含少量的芳烃的混合烃类物品，以C5-C9为主；为提高辛烷值需要加入四乙基铅（有毒）或增加芳烃的含量。
而甲醇制汽油、芳烃、稳定轻烃以及组分油的芳烃含量可以达到40%左右，可以做调和石化汽油的组分。
2、甲醇制汽油、芳烃、稳定轻烃以及组分油的组分主要都为烷烃、环烷烃、烯烃和芳烃。
3、甲醇制汽油、芳烃、稳定轻烃以及组分油虽然字面不一样，但是生产方法和工艺过程都属于MTG的范畴；区别为选择的工艺和方法不同以及产出的组分（烷烃、环烷烃、烯烃和芳烃）质量分数比例不同（见表1）。
4、甲醇生产的汽油由于辛烷值太高（不易燃烧，在排气行程时发生燃烧，即放炮现象）和直接使用会造成资源浪费和环境污染增加，因此，一般用于调和石化汽油的组分，而不直接使用。
5、甲醇制芳烃：芳烃现在一般是指苯、甲苯、二甲苯等接近于汽油组分的烃类混合物，因此一般的甲醇制芳烃就是指甲醇制汽油。
如果要得到纯净的单一芳烃（如苯、甲苯、二甲苯等）需要经过抽提工序才能分离得到，一般工业项目没有抽提工序。
6、甲醇制组分油：主要指调和汽油时所需要的主要组分，大量的C5-C12的烷烃和芳烃。
7、甲醇制稳定轻烃：主要指极少量的气态（C1-C4）烃类，大量稳定的液态烷烃和芳烃（C5-C12）。
8、MTG生产技术不同，其组分比例也有很大的区别（见表2）。
具体概念和对比情况详见以下部分：1、汽油主要是烷烃，主要成分是 C4-C12脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃和硫化物；其中以C5-C9为主，为混合烃类物品之一；各种汽油的组分不同，所以它们的理化常数也不一样。
按研究法辛烷值分为90号、93号、97号三个牌号，汽油辛烷值越高，越稳定，不易自燃、爆燃和抗爆；但辛烷值太高，不易燃烧，在排气行程时发生燃烧（俗称放炮）。
MTG(甲醇制汽油)工艺过程
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。
煤基甲醇制汽油技术研究现状及发展前景
煤基甲醇制汽油技术研究现状及发展前景甲醇汽油（MTG）作为新型能源，是传统石化车用燃料的潜在替代品。
我国煤制甲醇技术成熟，产能过剩，煤基甲醇制汽油技术可以有效吸收甲醇工业过剩产能，改变我国能源消耗结构。
本文主要阐述了煤基甲醇制汽油的各种工艺，分析了甲醇制汽油产业发展存在的问题及发展前景。
标签：甲醇汽油甲醇合成工艺Abstract：As a new energy source，Methanol gasoline （MTG）is a potential substitute for traditional petrochemical gasoline. Coal to methanol technology is mature in our country，and the methanol output is overproduction. Coal-based MTG technology could effectively absorb the overproduction methanol，and change the structure of energy consumption in our country. This article mainly describes the coal-based MTG process currently，and has an analysis to the existing problems and development prospects of MTG industry.Keywords：Methanol gasoline，methanol，synthesis process引言随着我国经济的快速发展，能源消费急剧增加。
我国能源现状是“富煤、少油、少气”，而煤炭的储备、生产和消费均居于世界前列[1，2]。
石油、天然气资源探明储量较少，我国石油进口比例将会继续增长，甚至到2020年，有可能对外的石油依存度会高达60%[3]。
甲醇制汽油工艺技术概论
甲醇制汽油工艺技术概论1 前言最近几年来，在石油资源不断紧缩的阻碍下，煤制油（CTL）研究不断升温，而甲醇制汽油（MTG），作为CTL后半段的核心工艺，也再次受到青睐[1]。
甲醇制汽油（MTG）工艺是在Mobil公司开发的甲醇于ZSM-5分子筛催化剂上转化成芳烃的基础上进展而来的。
它第一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法甲醇制汽油技术第一次发表于1976年，历经30连年的改良和创新后，MTG工艺技术有了专门大的进步[2,3]，与石油炼制生产汽油线路的竞争力也愈来愈强，这对我国来讲尤其重要。
我国拥有丰硕的煤炭资源，MTG工艺的应用不仅能够优化我国的能源配制和利用，推动可持续进展，而且还有助于减缓国内甲醇生产能力多余的局面。
与其他甲醇下游技术相较，甲醇转化制汽油技术相对简单，在反映器技术、油品后处置技术及油品品质等方面都有必然优势。
而且，甲醇转化生产的汽油经简单加工即可直接利用，也能够作为优质汽油组分进行高清洁汽油（国Ⅲ标准）的调合[4]。
由此来看，MTG工艺在国内具有良好的应用前景，可是，目前国内在这方面的研究，尤其是对MTG催化剂的研究并非多。
采纳自主研发的高性能催化剂，不仅能够提升MTG 工艺的经济性和竞争性，还能够推动国内CTL工业的快速进展，为此，对MTG催化剂及MTG工艺进程的研究是十分必要的。
2 MTG工艺的应用美国Mobil公司最先在1986年初就在新西兰实现了MTG的工业化[5]，所建装置年产合成汽油60万吨，并成功运行了10年。
以后随着石油价钱的回落，该装置改成生产化学级甲醇。
二十连年来，有关煤汽化制甲醇，再由甲醇制汽油的研究从来没有停止过，而且工艺技术也越发成熟[2]。
2020年3月下旬，世界首家煤基甲醇合成油企业——晋煤集团天溪煤制油分公司煤合成油示范项目试产成功。
其中的甲醇制汽油装置采纳埃克森美孚研究工程公司的专有工艺，以ZSM-5沸石为催化剂将甲醇转化为辛烷值为92的汽油，不产生费-托工艺的蜡副产物。
MTG(甲醇制汽油技术)
• （中）低压法合成催化剂：活性较高的铜锌基催化剂 低压法合成催化剂：
– 合成压力5MPa～10MPa，合成温度230℃～290℃； 合成压力 ～ ，合成温度 ℃ ℃ – 设备简单、投资节省、动力消耗低、原料消耗低、产品 设备简单、投资节省、动力消耗低、原料消耗低、 质量好； 质量好； – 单系列装置的生产能力最高可达 单系列装置的生产能力最高可达10000t/d； ； – 著名的（中）低压法合成技术主要包括 法（ICI51-1催 著名的（ 低压法合成技术主要包括ICI法 催 化剂）、 ）、Lurgi法及 法及Haldor Topsφe（MK-101催化剂）、 催化剂）、 化剂）、 法及 （ 催化剂 Linde AG、MRF、MGC法等 。 、 、 法等
ICI多段冷激型甲醇合成反应器 多段冷激型甲醇合成反应器
ICI多段冷激塔 多段冷激塔 – 结构特点： 结构特点： • 反应床层由若干绝热段组成，两段之间 反应床层由若干绝热段组成， 通入冷的原料气，使反应气体冷却， 通入冷的原料气，使反应气体冷却，以 使各段的温度维持在一定值； 使各段的温度维持在一定值； • 塔体是空筒，塔内无催化剂筐，催化剂 塔体是空筒，塔内无催化剂筐， 不分层，由惰性材料支撑， 不分层，由惰性材料支撑，冷激气体喷 管直接插入床层， 管直接插入床层，并有特殊设计的菱形 冷却气体分布器； 冷却气体分布器； – 优点：单塔操作能力大，控温方便，冷激 优点：单塔操作能力大，控温方便， 采用菱形分布器专利技术， 采用菱形分布器专利技术，催化剂层上下 贯通，装卸方便，易于放大， 贯通，装卸方便，易于放大，目前普通塔 的容量为2300t/d，高空隙率塔的容量达 的容量为 ， 7600t/d； ； – 缺点：催化剂床层温差较大（轴向：～ 缺点：催化剂床层温差较大（轴向：～ 70℃，径向：～ ℃）、有部分气体与未 ：～23℃）、有部分气体与未 ℃ 径向：～ 反应气体之间的返混、 反应气体之间的返混、催化剂时空产率不 用量较大、单程转化率较低（ 高，用量较大、单程转化率较低（仅为 15%～20%）。 ～ ）
MTG甲醇制汽油工艺介绍
MTG工艺的起伏关键词：MTG, 工艺序言MTG（甲醇制汽油）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。
图1为甲醇化工示意图。
图1 甲醇化工图1、历史起伏人们虽然能将甲醇直接掺和到汽油中形成甲醇汽油，但是把甲醇转化成汽油要比掺和到汽油中使用更具吸引力。
由于世界煤储藏量远比石油和天然气多得多，因此从煤出发制合成气、甲醇，最后制汽油的研究在国外曾经受到重视。
其中尤以Mobil公司开发成功的采用ZSM-5型合成沸石催化剂的方法最引人注目。
这种方法制得的汽油抗爆震性能好，不像常用的汽油存在硫、氯等组分，而有用的组分与常用汽油很相似。
Mobil法甲醇制汽油技术于1976年问世，其总流程是首先以煤或天然气作原料生产合成气，再用合成气制甲醇，最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。
甲醇合成烃类的方法，从一出现就为人们所注意。
这是一个相当好的方法，在常压～3 MPa、350～400 ℃的条件下，甲醇的转化率达100％，且催化剂的活性不易衰减。
由这个方法制造烃类，有如下特点：（1）基本上不生成碳数为11以上的烃类Mobil方法不会出现碳数11以上的烃类，这是采用ZSM-5沸石分子筛的缘故。
如果将沸石进行改性，适当改变反应条件，生成物的分布就会发生变化。
将这一反应的产物油用作石化工业裂解的原料时，乙烯和丙烯的收率可提高。
（2）对原料的纯度要求不高无需将粗甲醇中其他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）产物性能优良此种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。
而目前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。
甲醇转化制汽油——MTG(项目)
甲醇转化制汽油——MTG（项目）甲醇转化制汽油——MTG(项目)我国属于石油资源短缺的国家，目前每年消耗3到4亿吨的石油，而生产能力只能维持在1.8亿吨左右，由此导致我国石油进口依存度逐年加大，而且原油价格持续高位徘徊。
另一方面，我国煤炭资源相对丰富，以相对丰富的煤炭资源补充稀缺资源石油的需求是一有效途径。
近几年，我国煤化工事业出现火热的局面，各地纷纷上马各种煤化工项目。
作为较为成熟的煤化工技术，煤基合成甲远超过实际的需求，甲醇成为多数煤化工企业的首选项目。
目前，甲醇的产能已醇产能已经出现过剩局面，所以甲醇转化制汽油技术为我国甲醇找到一条现实可行的出路。
本技术生产的汽油成本主要取决于甲醇的成本。
甲醇转化制汽油的原理是甲醇分子脱掉一分子的水，生成只包含碳原子和氢原子的“烃”(CH)。
从理论上2讲，每吨甲醇需要脱掉的水占甲醇重量的56.3%，能够得到的作为汽油的“烃”占甲醇重量的43.7%。
表面上看损失很大，但实际上这也正是能量集中和“浓缩”的一个结果。
由于合成甲醇过程和甲醇转化制汽油过程的综合能效都很高，本技术路线从煤炭到汽油的总能效也比较高。
目前本技术达到的技术指标是，按甲醇重量计算，汽油的收率为37%，LPG收率为3%，(汽油+LPG)的收率达到40%。
从烃的收率讲，汽油的收率达到了84.7%，LPG收率达到6.9%，(汽油+LPG)的收率达到91.5%。
这是一个相当高的收率。
如果从甲醇消耗角度讲，则每生产1吨(汽油+LPG)，消耗甲醇2.5吨。
美国Mobil公司开发了ZSM-5型沸石分子筛催化剂，使甲醇转化成高辛烷值汽油。
1985年，在新西兰建成了世界上第一套年产57万吨汽油(辛烷值为93.7)的MTG工厂。
他采用二步法转化工艺，转化为C,C的烃即汽油。
目前它的510 工艺分为固定床反应器和流化床反应器。
中国目前在甲醇转化制汽油技术上有新的突破，在反应工艺方面，山西煤化所与化学工业第二设计院开展了合作，共同完成了固定床绝热反应器一步法甲醇转化制汽油新工艺的开发，此项技术与国外技术相比，具有工艺流程短、操作成本低等优势，特别是具有自主知识产权，为技术推广应用提供了可靠的产权保障。
MTG
MTG（甲醇制汽油）工艺序言MTG（甲醇制汽油）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。
图1为甲醇化工示意图。
图1 甲醇化工图1 历史起伏人们虽然能将甲醇直接掺和到汽油中形成甲醇汽油，但是把甲醇转化成汽油要比掺和到汽油中使用更具吸引力。
由于世界煤储藏量远比石油和天然气多得多，因此从煤出发制合成气、甲醇，最后制汽油的研究在国外曾经受到重视。
其中尤以Mobil公司开发成功的采用ZSM-5型合成沸石催化剂的方法最引人注目。
这种方法制得的汽油抗爆震性能好，不像常用的汽油存在硫、氯等组分，而有用的组分与常用汽油很相似。
Mobil法甲醇制汽油技术于1976年问世，其总流程是首先以煤或天然气作原料生产合成气，再用合成气制甲醇，最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。
甲醇合成烃类的方法，从一出现就为人们所注意。
这是一个相当好的方法，在常压～3 MPa、350～400 ℃的条件下，甲醇的转化率达100％，且催化剂的活性不易衰减。
由这个方法制造烃类，有如下特点。
（1）基本上不生成碳数为11以上的烃类Mobil方法不会出现碳数11以上的烃类，这是采用ZSM-5沸石分子筛的缘故。
如果将沸石进行改性，适当改变反应条件，生成物的分布就会发生变化。
将这一反应的产物油用作石化工业裂解的原料时，乙烯和丙烯的收率可提高。
（2）对原料的纯度要求不高无需将粗甲醇中其他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）产物性能优良此种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。
而目前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。
甲醇制汽油工艺
甲醇制汽油工艺以甲醇制汽油工艺为标题写一篇文章。
一、引言汽油是现代交通工具的主要燃料之一，然而传统的石油资源日益枯竭，为了满足能源需求并减少对环境的影响，人们开始探索替代能源的开发和利用。
甲醇作为一种可再生能源，在汽车燃料领域具有广阔的应用前景。
本文将介绍以甲醇制汽油的工艺及其优势。
甲醇制汽油工艺是指通过将甲醇转化为汽油燃料的过程。
该工艺主要分为两个步骤：甲醇转化成合成气和合成气转化成汽油。
1. 甲醇转化成合成气甲醇转化成合成气的过程是通过催化剂将甲醇加热分解，产生一氧化碳和氢气的反应。
这一步骤的关键是选择适当的催化剂和优化反应条件，以提高产气率和产气质量。
2. 合成气转化成汽油合成气转化成汽油的过程是通过催化剂将合成气中的一氧化碳和氢气进行加氢、重整、异构化和裂解等一系列反应，生成汽油组分。
该过程需要选择合适的催化剂和反应条件，以提高汽油产率和优化汽油组分。
三、甲醇制汽油工艺的优势1. 可再生能源甲醇是一种可再生能源，其生产可以通过生物质发酵或合成气制取。
相比传统石油资源，甲醇具有更加广泛的来源，可以有效减少对自然资源的依赖。
2. 环保清洁甲醇燃烧产生的废气中，二氧化硫和颗粒物的排放量较低，对环境的污染较小。
同时，甲醇制汽油工艺中的催化剂设计也可以有效降低CO和NOx等有害气体的生成，减少大气污染。
3. 燃烧性能优良甲醇具有较高的辛烷值和较低的蒸气压，其与空气混合后燃烧性能良好，能够提供较高的动力输出。
同时，甲醇燃烧产生的热值较高，相比其他替代燃料具有更高的能量密度。
4. 适应性强甲醇制汽油工艺可以使用多种原料进行生产，如天然气、煤炭、生物质等。
这种适应性使得甲醇制汽油工艺在不同地区和不同资源条件下都具有一定的应用优势。
四、甲醇制汽油工艺的挑战尽管甲醇制汽油工艺具有许多优势，但也面临一些挑战。
1. 催化剂的选择和反应条件的优化是甲醇制汽油工艺中的关键问题。
目前，如何提高催化剂的活性和稳定性，降低反应温度和压力等仍然是研究的热点和难点。
分析甲醇制汽油项目可行讲解
甲醇制汽油项目可行分析1 项目概述甲醇既是重要的化工产品及化工原料，又是未来的清洁能源之一。
作为化工的关键产品，甲醇是由天然气或煤炭生产其他化工产品或合成燃料的最佳途径，其重要性不言而喻。
在世界基础有机化工原料中，甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯而居第四位。
目前主要的下游产品有甲基叔丁基醚（MTBE）、甲醛、醋酸、甲酸甲酯（MF）、甲胺、碳酸二甲酯（DMC）、丙烯酸甲酯、二甲醚（DME）等。
同时甲醇在许多其他的领域也有着广泛的应用前景如：1）可作为清洁燃料代替汽油或作为汽油掺混使用；2）甲醇燃料电池即将投入商业化运行；3）甲醇在变压吸附制氢中作为裂解原料得到初步应用；4）甲醇制取微生物蛋白；5）甲醇制汽油及甲醇制烯烃；6）甲醇芳构化制芳烃等。
甲醇酯制汽油是基于世界甲醇燃料发展的基础上开始推出的一个新的燃料工业工艺，甲醇虽然能直接掺和到汽油中作为甲醇汽油燃料，但把它直接转化成汽油要比掺和到汽油中使用具有更好的经济效益价值。
且由于世界煤炭储存量远比石油和天然气多，再加上世界上的石油越来越短缺。
因此，从煤出发制合成气、甲醇，再由甲醇制汽油的研究在国外越来越多，试验规模越来越大。
时至今日，甲醇制汽油工艺发展速度越来越快，技术越来越成熟，投入工业化生产的装置也越来越多，项目市场前景看好。
2 甲醇制汽油工艺目前，世界上利用甲醇制汽油的工艺主要有：埃克森-美孚甲醇制汽油工艺（MTG）、费托合成工艺（FT）、托普索一体化汽油合成工艺（TIGAS）、国内一步法甲醇转化制汽油技术工艺。
其中以埃克森-美孚甲醇制汽油工艺（MTG）技术最成熟，世界范围内工业化应用最多。
2.1 埃克森-美孚甲醇制汽油（MTG）工艺2.1.1 工艺简述MTG工艺是指以甲醇为原料，在一定温度、空速和压力下，通过特定的催化剂的脱水、低聚和异构等作用转化为C11以下的烃类油。
MTG工艺是由mobil公司开发的甲醇于ZSM-5催化剂转化成芳烃的基础上发展而来的，mobil法甲醇制汽油工艺首次发表于1976年，首先是以煤和天然气为原料生产合成气，再以合成气制甲醇，最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。
甲醇制汽油工艺方案
2 3 C C 甲醇制汽油工业技术方案1、甲醇制汽油工艺比选a ） 经典的固定床工艺-Mobil 法工艺甲醇汽油是由 10%~25%的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的型车用燃料，但可到达 90#~97#国标汽油的性能和指标。
MTG 固定床工艺流程示于图 1。
图 l 经典的固定床法 MTG 工艺流程图原料甲醇经预热器、蒸发器及过热器后，进入脱水反响器，在 Cu/A1 O 催化剂上甲醇脱水生成二甲醚。
从脱水反响器出来未反响 的甲醇、二甲醚、水， 与来自汽油分别塔的压缩循环气混合后，进入转化反响器，通过 ZSM-5 催化剂转化为烃。
出转化反响器的气体，一局部预热原料甲醇，一局部与循环气换热，然后去汽油分别塔，分别出液态烃、气态烃和水。
循环气与出脱水反响器的气体之比是 9:1，掌握温度可以增加汽油的收率。
当反响产物中能测定出甲醇时，说明催化剂已经结炭，活性达不到要求。
这时，反响器内的催化剂需要再生，实行的方法是用空气与氮的混合气燃烧除去催化剂外表的焦炭。
工业化的流程中并联设置四台转化反响器，三台运转，一台再生催化剂。
操作条件和产品收率列于表 1。
生成物中 C 和 极少，同时副产少量的 2 3 和 C ，80%左右的是 C +。
烃类产物中 85%为汽油，其辛烷值(争论法)高达 93；45其他是液化石油气和少量的燃料气。
固定床法的优点是转化率比较高。
表 1 MTG 法固定床、流化床的工艺条件和产品收率工程 固定床 流化床工艺条件甲醇/水进料〔质量比〕 83/17 83/17脱水反响器入口温度/°C 316 脱水反响器出口温度/°C404转化反响器入口温度/°C3604131烃类产品〔质量分率〕%产品〔质量分率〕%转化反响器出口温度/°C415 413 压力/kpa 2170 275进料循环比 9.0空速/h -12.01.0收率〔甲醇进料〕%甲醇+乙醚0.00.2 烃类 43.4 43.5 水 56.0 56.0 CO+CO20.4 0.1 焦及其他 0.2 0.2 小计100.0 100.0 轻质气 1.4 5.6 丙烷 5.5 5.9 丙烯 0.2 5.0 异丁烷 8.6 14.5 正丁烷 3.3 1.7 丁烯 1.1 7.3 C +汽油579.9 60.0 小计100.0 100.0 汽油〔雷德累得蒸汽压 62kpa 〕85.0 88.0 液态石油气 13.6 6.4 燃料气 1.4 5.6 小计100.0 100.0 汽油辛烷值〔争论〕9397b ） 流化床 URBK-Mobil 工艺〔1〕工艺过程西德的 URBK(联合褐煤)公司、伍德公司和美国 Mobil 公司，在原 Mobil 法固定床反响工艺的根底上，开发流化床工艺。
甲醇转汽油
甲醇转汽油的工艺： 原料甲醇先加热至300摄氏度，进入二甲醚 反应器，在沸石催化剂作用下得到二甲醚和水蒸气， 离开反应器后产物与循环气混合进入二段转化器， 生成烯烃的物质。离开转化器的产品经过分离冷却 后得到粗汽油。
甲醇汽油的优点： 1 环保清洁，生产过程无三废，排放的碳氢化 合物和一氧化碳等有害气体少。 2 使用范围广，节省燃油提高发动机效率。 3 成本低，原料易得，来源广泛。
甲醇转汽油原理
甲醇转汽油方法 甲醇转汽油工艺
甲醇汽油的点
甲醇转汽油原理：
nCH3OH→n(CH2)n+nH2O
MTG机理:
2CH3OH→CH3OCH3→轻烯烃（C3）→重烯烃（C5）
甲醇转汽油的主要方法：
埃克森 — 美孚甲醇制汽油工艺（ MTG) 、 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。
甲醇转汽油原理： 将煤气化合成气，然后将合成气通过在高压或低 压环境下合成甲醇，将得到的甲醇进行催化转化得到 高辛烷汽油，是煤制油的另一种途径，称MTG。其典 型工艺核心是由美孚公司开发的沸石催化剂 ZSM-5。 在 1986 年 实 现 生产 ， 年 产汽 油 57 万 吨 ， 辛烷 值 为 93.7。
甲醇制汽油技术
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第二章 液体燃料及燃料添加剂
2
➢ 上世纪70年代，由于能源危机，使MTG 技术开发研究 获得了新的活力。新西兰政府决定建立世界上第一个以 天然气为原料通过甲醇制汽油的工厂。
➢ 1986年, 600,000 t/a ，用 H-ZSM-5 作为催化剂的MTG 厂开工建设，但由于原油价格的下降，仅建成了甲醇合 成生产线。
感谢大家参与
、
流化床和绝热固定床相比较:
C5+汽油收率较低;
轻烯烃的收率高得多。这些烯烃可以进一步烃 化成丁烷或调整辛烷值的烃类。
流化床的主要难点是: 若要保证甲醇完全转化，需对内部构件进行复 杂的流体力学研究，另一个缺点是催化剂的磨 损和回收较困难。
思考题
简述MTG反应的机理,并写出主要反应. MTG反应催化剂制备方法及改进方法 简述MTG合成的生产工艺及其特点
由于汽油馏分中支链脂族烃和烷基芳烃较多， 所制备的汽油辛烷值可高达93。
➢ MTG固定床工艺流程—2 (P48)
主要特点：甲醇是在一台反 应器中直接转化为烃类产物
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第二章 液体燃料及燃料添加剂
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➢ MTG流化床法的工艺流程图(P47)
图 MTG流化床法的工艺流程 1-原料调制器；2-再生塔；3-蒸发器/过热器；4-流化床反应器；5冷却器； 6-两段洗涤塔；7-冷凝器；8-过滤器；9-分离器；10-轻组分压缩机；11脱丁烷塔
了一套100桶/d汽油的MTG工艺固定床示范装置，之 后又建成了一套同样规模的流化床示范装置；
1985年，建成第一套天然气制汽油(GTG)工业化装 置，该装置消耗天然气15.5×104m3/h，生产汽油 1.45万桶/d。
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一、概述
甲醇转化成汽油有下述优 点： 高产率的优质汽油； 过程较简单； 热效率较高； 可用现成的技术； 工业化放大技术风险小。
二、化学反应
可以简化看成是甲醇脱水： nCH3OH→(CH2)n+nH2O
反应机理：
二、化学反应
二、化学反应
甲醇转化成汽油催化剂为合成沸石分子筛ZSM-5。 立体晶型结构； 具有规则的孔道结构； 结晶中有直的和拐弯的两种通道； 尺寸为0.5~0.6nm； 此尺寸大小正好与C10分子直径相当。
与水蒸气饱和，在镍催化剂作用下生成合成气； 采用ICI低压合成甲醇工艺，由合成气合成甲醇； 甲醇在两段固定床反应器中通过，在ZSM-5催化剂作
用下转化成汽油，同时副产液化石油气。
六、流化床工艺流程
六、流化床工艺流程
流化床反应器比固定床有明显的优点： 流化床可以低压操作； 催化剂可以连续使用和再生，催化剂活性可保持稳
一、概述
甲醇本身可用作发动机燃料，或作为混掺汽油的燃料， 但这样是否无需再进行甲醇转化成汽油呢？ 将甲醇转化为汽油的理由如下： 甲醇能量密度低，溶水能力大，单位容积甲醇能量
只相当于汽油的1/2，故其装载、储存和运输容量都 要加倍； 甲醇作为燃料应用时，能从空气中吸收水分，再储 存时会导致醇水互溶的液相由燃料中分出，致使发 动机停止工作； 甲醇对金属有腐蚀作用，对橡胶有溶侵作用。
三、反应器
强放热反应，反应生成的热量必须放出。 两段式固定床反应器
第一段甲醇脱水生成二甲醚，放出20%的反应热； 第二段甲醇、二甲醚和水平衡混合物转化成烃。 流化床反应器 传热好，几乎可在等温条件下操作 。
四、固定床工艺流程
五、新西兰工业化生产
以天然气为原料生产合成气，由合成气生产甲醇，再 用Mobil法转化成汽油，已在新西兰实现了工业化生产。 其工艺过程为： 先将天然气加热，在氧化锌催化剂作用下脱硫，再
定； 反应热多用于产生高压蒸汽； 调整催化化床工艺流程
七、Lurgi合成工艺流程