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。

MTG技术在新西兰于上世纪80年获得商业应用以来又有了一些发展。

埃克森美孚公司在90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10万吨/年，但预计该项目第二阶段将扩增至100万吨/年。

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/天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10多年来的操作经验。

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（48.7 g/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25.7 g/MJ，从焦油砂或超重质石油生产的燃料为29.4~35.9 g/MJ。

油砂燃料为33 ~70 g/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。

计划于2011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3000吨/天煤炭。

合成气将用于生产约72万吨/年甲醇，甲醇再转化成1亿加仑/年辛烷值为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1,850°F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10万吨/年汽油，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-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/天的验证装置。

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/天装置，该装置己运转了10年。

在我国，中科院山西煤炭化学研究所具有我国自主知识产权的甲醇转化制汽油技术向产业化迈进了一大步。

该所与化学工业第二设计院共同开发的一步法甲醇转化制汽油技术，已在其能源化工中试基地完成中试。

与其他甲醇下游技术相比，甲醇转化制汽油技术相对简单，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可以直接使用，也可以作为优质汽油组分进行高清洁汽油(国Ⅲ标准)的调和。

此外，以煤炭/天然气为原料经甲醇生产汽油的技术还可以实现对石油路线汽油生产原料的置换，达到优化石油化工资源配置的目的。

据介绍，此次中试规模为日处理甲醇500千克，汽油选择性为37%~38%，LPG选择性为3%~4%，催化剂单程寿命22天，每吨(汽油+LPG)消耗甲醇2.48吨。

产品汽油具有低烯烃和低苯含量、无硫等特点，汽油辛烷值（RON）在93以上。

中试中所用ZSM-5分子筛催化剂由山西煤化所独立开发，工艺过程由煤化所和化学工业第二设计院合作开发。

美孚公司开发的甲醇转化制汽油技术采用二步法完成。

具有我国自主知识产权的一步法甲醇转化制汽油技术与其相比有一定优势，其最大特点是工艺流程短，汽油选择性高，且催化剂稳定性和单程寿命等指标均优于已有技术。

下一步将和相关企业合作进行万吨级一步法甲醇制汽油装置建设。

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3500吨/年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237亿吨，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GB17930-2006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1291.32亿吨，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米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10万吨汽油的规模。

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吨，循环水343吨，动力电410千瓦时，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。

在煤化工技术路线中，甲醇合成是最为成熟的技术之一，由此导致了大批甲醇项目上马。

统计资料表明，到2010年，我国甲醇生产能力将达到1500万吨/年，已经获批或者备案的甲醇装置能力达到3400万吨。

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。