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甲醇燃料的现状及应用前景1

甲醇燃料的现状及应用前景摘要:本文对甲醇燃料国内外的生产现状,应用现状做了简单介绍,分析了国内外甲醇的竞争力对比。

叙述了甲醇燃料的市场发展趋势及应用前景。

关键词:甲醇燃料,生产现状,竞争力,应用现状,市场发展趋势,应用前景1.概述随着世界经济的高速发展,人们对燃料的需求不断增长,交通运输业成为石油产品的大用户。

汽车工业的发展,以及其他行业对石油产品需求的增加,都在不断加剧这种资源有限而需求不断扩大的矛盾。

开发利用新能源,以可再生能源代替资源型能源,克服能源消费的制约因素,促进经济协调发展,已成为世界各国不断追求的目标。

我国石油储量有限,目前已探明的石油储量仅能开采20年左右,从1993年起就已成为石油净进口国。

200年石油进口量为7000万吨。

2002年日耗量已达501万桶,超过日本,成为仅次于美国的世界石油第二大消费国。

中国石油60%以上依赖进口,成为世界石油的最主要买主。

把中国的现代化建立在主要依赖石油进口上,不仅没有能源保障,也无国家安全。

因此,要想不断发展和壮大,能源安全保障已成为我国迫切需要解决的问题。

协调发展,已成为世界各国不断追求的目标。

我国新的“能源中长期规划纲要”中提出要尽快调整优化能源结构,拓展甲醇等替代能源的清洁高效开发利用。

甲醇(CH3OH)是重要的有机化工原料,甲醇生产工艺简单,合成甲醇的原料众多,可用天然气、石脑油、煤制合成气、焦炉气地下瓦斯气、黄磷尾气等。

甲醇主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲脂等多种有机化工产品,它的生产方法主要是合成法。

甲醇在许多潜在领域有着广阔的前景,如甲醇制汽油及甲醇制烯烃技术、甲醇燃烧电池以及甲醇制取微生物蛋白作为饲料乃至食品添加剂都有所突破。

同时,甲醇作为环保型的燃料,其推广有利于降低我国日益严峻的环境恶化状态。

将甲醇添加到汽油中将变成了一种高含氧燃料,使燃料燃烧更加充分、彻底,从而降低了一氧化碳的排放量,避免汽车尾气中有害物质的排放。

经研究部门统计,如果汽油中添加40%的甲醇(M40),则可使汽车尾气中一氧化碳的排放下降80%、碳氢化合物下降40%PPM、氮氧化合物下降30%PPM。

因此,甲醇燃料具有节能与环保的双重优势,正呈现出突飞猛进的发展态势。

2.甲醇企业生产现状2.1 国外甲醇生产和消费现状。

世界甲醇生产主要集中在天然气资源比较丰富的地区, 如特立尼达、美国、加拿大、智利、新西兰、沙特阿拉伯和俄罗斯。

世界最大的甲醇生产企业是加拿大的Methanex 和日本的三菱瓦斯, 2005 年产能分别为785 万t /a 和373 万t /a, 占世界总产能的16.15%和7.67%。

世界甲醇生产企业主要将甲醇作为商品销售, 自用量很少。

大型甲醇生产企业都拥有自己的远洋运输船队和储运设施, 以便将生产的甲醇运往世界各地销售。

2005 年, 世界甲醇产能为4 860 万t /a, 产量为3 600 万t ( 详见表1) 。

2005 年, 世界甲醇消费量约为3 560 万t, 消费构成和消费分布分别见表2 和表3。

表12005 年世界甲醇生产分布统计地区产能( 万t /a ) 比例(%) 亚洲 850 17.49 中东770 15.84表2 2005 年世界甲醇消费构成应用领域消费量( 万t ) 比例(%) 甲醛 1246 35醋酸391.611MTBE498.414MMA 142.4 4其他 1 281.6 36合计 3 560 1002.2 国内甲醇企业生产现状。

我国甲醇生产主要集中在华东、中南和华北地区,山东、河南、山西、陕西、河北等省份。

随着甲醇新建项目的投产, 西部地区甲醇生产比重将大幅度提高,而华东和华南地区甲醇生产比重将会下降随着我国甲醇市场需求增长速度加快, 甲醇生产也进入快速发展期, 产能和产量的年均增长速度分别达到13.29%和21.94%。

2006 年我国甲醇产量1 610 万t, 其中年产20 万t 的甲醇企业总产量达757 万t, 约占全国总产量的47%。

我国甲醇在建项目74 家, 产能达到3 012 万t,拟建项目50 家, 产能达到3 267 万t。

按在产和在建企业计算, 到2010 年, 我国甲醇产能将达到4 600 万t以上。

2006 年我国主要甲醇生产企业的分布统计和我国主要甲醇生产省份及产能分布统计见表4、表5。

表4 2006年我国主要甲醇生产企业分布统计企业名称甲醇产量(万t/a) 企业名称甲醇产量(万t/a)榆林天然气化工有限责任公司43 山西丰喜肥业公32陕西神木甲醇20 山西长治天脊化工集团公司20北美200 4.12 南美 1 050 21.60西欧340 7.00 其他 1 650 33.95 合计 4 860100表3 2005 年世界甲醇消费分布统计地区消费量( 万t ) 比例(%)亚太 1 220 34.27北美 870 24.44西欧 670 18.82其他 800 22.47合计 3 560 100陕西渭河化肥厂21 山西原平20河南蓝天集团驻马店甲醇厂33 高平丹峰化工公司20河南蓝天集团光山化工厂20 山西焦化集团(临汾)分公司20河南蓝天集团遂平化工厂20 河北文安凯越化工公司22中原气化公司化工二厂30 河北迁安化工公司20新乡中新化工公司20 新疆石油管理(克拉玛依)甲醇20山东兖矿鲁南化肥厂39 大庆油田化工有限公司24山东德齐龙甲醇30 内蒙古天野化工公司20 山东华鲁恒升26 格尔木炼油厂30山东临沂久泰化工厂25 上海焦化有限公司36兖矿国泰化工有限公司24 海南中海油—建滔合资公司60山东滕州盛龙焦化厂22 香港惠生(南京)化工公司20山东省联盟甲醇20 合计757表5 2006年我国主要甲醇生产省份和产能分布统计生产省份甲醇产量(万t/a)生产省份甲醇产量(万t/a)山东省288 内蒙古自治区38河南省270 甘肃省20山西省188 江西省13.5陕西省126 浙江省25河北省120 广西壮族自治区 6湖北省65 福建省16湖南省30.5 上海市44安徽省46 吉林省 6新疆维吾尔自治区67 广东省 6云南省45 海南省60黑龙江省56 香港20辽宁省12 青海省42合计16102.3国内外甲醇的竟争力对比从装置规模来看,我国甲醇生产装置规模与国外大型装置相比差距较大。

20世纪90年代以来,国际上甲醉生产装里规模大都在50一60万吨/年,100万吨/年级以上的甲醇装置也已投产,世界甲醇的生产呈现出大型化发展的趋势。

我国甲醇生产装置规模在20万吨/年级的仅有两套,10万吨级规模的有9套。

从原料构成上看,国外甲醇原料以天然气为主,约占80%以上,以煤为原料的占2%左右,其余原料多种多样,近年来以煤为原料的比例有所上升。

我国甲醇生产原料呈现出以煤、天然气、油田伴生气、炼厂气、煤与天然气匹配并以煤为主要原料的多样化。

从天然气转化造气技术来看,世界上自20世纪70年代以后采用纯氧二段蒸汽转化居多,超大型装置采用自热型转化法,单纯一段转化法在逐步被淘汰。

新的转化技术如KVAERNE形BP的同轴管式转化技术、ICI的换热型二段转化加膜分离技术等在逐步进人大型工业化生产。

国内甲醇装置绝大部分采用的是一段蒸汽转化法,少部分采用纯氧二段转换法。

今后拟建的大型甲醇装置,多采用的是纯笋二段转换法。

从合成技术来看,国外甲醇装置采用ICI 冷激式合成塔技术较多,约占6%以上,其次是LuRGI等温列管式合成塔技术。

近年来,大型甲醇装置采用了日本TEC公司开发的多段径向合成塔技术。

此外,日本MHI和MGC公司开发的双套管合成塔技术、TOPSOE公司开发的绝热式合成塔技术在大型甲醇装置也有应用。

国内小的联醇甲醇装置采用的是高压法,一般10万吨/年级以上的甲醇装置采用的是低压法。

合成塔的形式除两套采用引进的ICI冷激式、LURGI列管式合成塔技术外,国产化的10一20万吨/年装!采用列管式或带有绝热层的列管式合成塔技术,而其它小装置采用的是国产化的冷管式合成塔技术。

3 .甲醇燃料的应用现状3.1 对甲醇燃料的一些认识现在甲醇的推广普遍向好,但仍面临社会上对甲醇燃料的一些偏见和误解,影响着甲醇规模化应用。

大众普遍认为甲醇燃料是化石能源,发展甲醇燃料是不是“以一种紧缺资源替代另一种紧缺资源”?据调查,我国煤炭探明储量为7 140亿吨,其中约占20%以上硫高灰劣质煤基本未采。

若拿出其10%的储量采用多联产技术生产甲醇,可生产甲醇约40亿吨。

另外,焦炉煤气对甲醇资源的支撑条件更好。

2009年全国焦炭产量3.53亿吨,除去其他用途,可转化甲醇1 910万吨。

2009年,山西省产焦炉气共约280亿立方米,除去炼焦及综合利用,尚有100亿立方米可生产甲醇。

目前,劣质高硫高灰煤和焦炉煤气制甲醇已在多家企业应用。

综合两方面情况来看,目前在我国,尤其是在山西省甲醇资源是相对丰富和安全的能源。

3.2甲醇燃料国外应用进展作为甲醇燃料的主要形式,甲醇汽油开发及应用在国外开始于二十世纪70年代的第二次石油危机,从替代能源的角度考虑,德国、美国、日本等国先后投入了人力、物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发。

在70-80年代期间,德国就推出了甲醇汽车,德国大众汽车公司还在中国推出M100甲醇汽车示范车。

美国重点开发M85、M100专用甲醇燃料汽车。

3.3甲醇燃料国内应用进展我国对甲醇燃料的研究起步于二十世纪70年代初期,“六五”期间,国家科委与交通部、山西省共同组织,在山西省进行了M15-M25甲醇燃料的研究实验,共有480辆货车参与了试验及示范工作。

在解决甲醇燃料的使用与汽油的相溶性方面积累了许多经验。

“七五”期间,由国家科委组织,中国科学院牵头并由大专院校、汽车、环境、卫生等6部门参加组成了攻关组,重点对492发动机进行了扭距、热效率和尾气排放等技术进行了较为系统的研究,并且有3辆车参与了路试,各项试验指标均取得了较满意的效果。

进入“八五”,由国家科委组织有关大专院校、石油、化工、煤炭、汽车、环境、卫生等8个单位,与德国大众汽车公司合作,共同进行高比例甲醇发动机和汽车的试验研究,先后共有14辆桑塔纳轿车参与了路试,其中有8辆车在北京累计行驶约150万km,并建成甲醇燃料加注站1个,目前仍有3辆甲醇汽车在运行,单车行驶最长里程超过了22万km,运行车辆性能良好。

在此期间,还对德国大众公司的灵活燃料发动机进行了全面试验。

对于低比例甲醇燃料的开发应用开展得也比较早,四川省从1980年起开始在汽油中加注低比例甲醇燃料,到目前有客车、卡车和小轿车近千辆在使用,实际运营情况良好,未发现重大技术问题。

经过多年的研究开发,我国在甲醇燃料的开发及应用方面已具有了一定基础,在汽油中掺入5%、15%、25%和85%的甲醇及用纯甲醇(100%)作为汽车燃料的试验研究方面已进行大量实质性工作,特别是低比例掺烧甲醇,汽车无需做任何改动,可直接掺入汽油中使用。

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