煤化工工艺学第二版课件 教学课件 ppt 作者 郭树才 主编6.3 甲醇转化制汽油.pptVIP

§ 6、煤间接液化 § 6．3 甲醇转化制汽油－MTG（Methanol to Gasoline） § 6．3 甲醇转化制汽油 －MTG（Methanol to Gasoline） 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; ◆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; ◆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??? ②生成小于C10的烃类 二甲醚和水→轻质烯烃（ C2～C5烯烃）→重质烯烃（重整为脂肪烃、环烷烃、芳香烃（＜ C10烃）） ★ ZSM-5沸石催化剂： 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，此尺寸正好和C10分子直径相当。 3.反应器 ⑴固定床反应器 固定床两步法： ①二甲醚反应器： 甲醇被汽化加热到300℃左右，首先进入二甲醚反应器，通过活性氧化铝催化剂的脱水作用，使部分甲醇变成二甲醚和水。 （释放的热量是总反应热量的20%） ②二段反应器： 反应气在进入二段反应器之前再与循环气按1：（7～9）比例混合，混合物在343℃温度下自上而下进入二段反应器，使甲醇与二甲醚完全脱水、进一步发生低聚、重排转化成汽油馏分，反应操作压力为2MPa，温度343～410℃。 （释放的热量是总反应热量的15%～20%） 催化剂积碳失活需要周期再生 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。 4.固定床工艺流程 实例1： 新西兰工业化生产： 工艺过程： ①天然气去痕量硫（350～400℃，用氧化锌）； ②甲烷重整（镍系催化剂，和水蒸气CH4+H2O----CO+3H2）； ③ICI低压合成甲醇； ④甲醇转汽油（两段固定床反应器，ZSM-5催化剂） 实例2： Lurgi合成甲醇工艺流程（只有一个阶段：管式反应器，管内为ZSM-5催化剂） 5.流化床工艺流程 * * *