醇醚燃料與天然氣和煤基合成油技術(shù)與應(yīng)用

前言

煤基醇醚燃料與天然氣和煤基合成油不是可持續(xù)發(fā)展能源，但是在能源變換期間，基于它仍處于發(fā)展或開(kāi)發(fā)階段，仍將其列入目前的新能源范疇加以闡述。在醇醚燃料中，甲醇汽油可有效降低汽車(chē)污染排放，純甲醇燃料汽車(chē)尾氣沒(méi)有汽油車(chē)尾氣所含的苯和鉛等劇毒物質(zhì)，多數(shù)情況下甲醇加入量加大，調(diào)和后汽油辛烷值提高。截至2010年，我國(guó)甲醇汽油的推廣工作將在更大范圍內(nèi)展開(kāi)。但甲醇燃料在我國(guó)的全面推廣仍離不開(kāi)科技、法制、資源、市場(chǎng)、系統(tǒng)、管理6個(gè)基礎(chǔ)支撐條件和1個(gè)心理柔性支撐條件。在醇醚燃料中，二甲醚可作為燃油的補(bǔ)充，用作汽車(chē)燃料、民用燃?xì)狻Ｓ米髌?chē)燃料，其尾氣排放能夠達(dá)到歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)，替代柴油時(shí)十六烷值比柴油高10％。盡管二甲醚用作車(chē)用燃油性能良好，但由于目前我國(guó)還沒(méi)有制定二甲醚作替代燃料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此尚不能全面推廣使用。2009年，我國(guó)甲醇行業(yè)的發(fā)展遭遇了前所未有的困難，我國(guó)甲醇生產(chǎn)能力從2008年2000萬(wàn)t增至2350萬(wàn)t，過(guò)剩約40％，裝置開(kāi)工率為48.2 ％；二甲醚生產(chǎn)能力也由2008年的620萬(wàn)t相應(yīng)增至800余萬(wàn)噸，過(guò)剩近一半。國(guó)內(nèi)醇醚燃料市場(chǎng)要擴(kuò)大推廣應(yīng)用還有待磨合。合成液體燃料是指天然氣基合成油（GTL）、煤基合成油（CTL）和生物質(zhì)基合成油（BTL）的總稱(chēng)。GTL方案正成為富產(chǎn)天然氣國(guó)家天然氣高效利用的途徑脫穎而出。在未來(lái)10年內(nèi)，預(yù)計(jì)GTL裝置生產(chǎn)能力將增加到4500萬(wàn)～6750萬(wàn)t／a,油價(jià)如長(zhǎng)期維持在較高水平，建設(shè)GTL裝置具有更大的吸引力。作為能源資源，全球煤炭?jī)?chǔ)量為20000億桶油當(dāng)量，而全球石油儲(chǔ)量約為13000億桶石油。煤炭可為世界液體燃料供應(yīng)的多樣化帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)利用煤炭生產(chǎn)燃料可延長(zhǎng)世界石油儲(chǔ)藏的壽命。因全球有大量煤炭可采儲(chǔ)量，因此煤炭液化，即直接或間接煤制油成為一種可能的替代方案。在我國(guó)召開(kāi)的2010世界煤制油大會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)信息顯示，中國(guó)煤制油產(chǎn)業(yè)已經(jīng)領(lǐng)跑世界，截至2010年4月中旬有6個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)投產(chǎn)或即將投產(chǎn)，發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)世界其他國(guó)家和地區(qū)。美國(guó)有10多個(gè)項(xiàng)目正在規(guī)劃中，南非也已有煤制油項(xiàng)目投產(chǎn)，印度、澳大利亞、日本等國(guó)家則正在考慮開(kāi)發(fā)煤制油項(xiàng)目。不過(guò)，發(fā)展煤制油面臨碳減排的挑戰(zhàn)。

內(nèi)容概要

本書(shū)是“新能源技術(shù)叢書(shū)”之一。本書(shū)詳盡地介紹了世界和中國(guó)在甲醇和二甲醚醇醚燃料，天然氣和煤基合成油領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀與前景，以及國(guó)內(nèi)外在這一領(lǐng)域的最新科技成果。重點(diǎn)介紹：甲醇燃料發(fā)展現(xiàn)狀與前景；甲醇產(chǎn)業(yè)與生產(chǎn)新技術(shù)；二甲醚發(fā)展現(xiàn)狀、生產(chǎn)技術(shù)和國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)向；天然氣基合成油發(fā)展現(xiàn)狀與生產(chǎn)技術(shù)；煤制油路線(xiàn)及經(jīng)濟(jì)性，煤炭氣化技術(shù)及應(yīng)用，煤炭間接液化和直接液化制油技術(shù)，煤制油發(fā)展現(xiàn)狀和展望，煤炭氣化制取化學(xué)品的現(xiàn)狀與前景。    本書(shū)可用作從事能源以及甲醇和二甲醚醇醚燃料與天然氣和煤基合成油領(lǐng)域的規(guī)劃、科技、生產(chǎn)和信息人員的工作指南，也可供國(guó)家決策機(jī)構(gòu)人員和相關(guān)人員參閱，并可作為教學(xué)參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 甲醇燃料發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用技術(shù)  1.1 醇醚燃料發(fā)展現(xiàn)狀與前景  1.2 甲醇燃料市場(chǎng)前景  1.3 甲醇汽油使用性能的評(píng)價(jià)  1.4 我國(guó)甲醇燃料試點(diǎn)推行現(xiàn)狀  1.5 甲醇燃料應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展  1.6 大比例甲醇燃料的研試成果  1.7 推廣甲醇燃料需解決的問(wèn)題第二章 甲醇產(chǎn)業(yè)與生產(chǎn)新技術(shù)  2.1 世界甲醇產(chǎn)能和市場(chǎng)  2.2 國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)業(yè)與國(guó)際水平的差距    2.2.1 產(chǎn)能狀況    2.2.2 國(guó)內(nèi)甲醇生產(chǎn)與國(guó)際水平比較    2.2.3 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和進(jìn)口狀況    2.2.4 甲醇深陷產(chǎn)能過(guò)剩危機(jī)  2.3 CO2轉(zhuǎn)化制甲醇新路線(xiàn)    2.3.1 三井化學(xué)公司示范裝置    2.3.2 C0。轉(zhuǎn)化為甲醇的催化工藝    2.3.3 波蘭試驗(yàn)光合成將C0：轉(zhuǎn)化成甲醇第3章 二甲醚發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)  3.1 二甲醚的物理特性和用途    3.1.1 二甲醚物理特性和燃燒性能    3.1.2 二甲醚替代汽油和柴油    3.1.3 二甲醚替代民用燃料  3.2 國(guó)外發(fā)展動(dòng)向  3.3 國(guó)內(nèi)發(fā)展動(dòng)向    3.3.1 產(chǎn)能與裝置建設(shè)動(dòng)向    3.3.2 市場(chǎng)前景  3.4 發(fā)展導(dǎo)向  3.5 二甲醚生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展    3.5.1 兩步法    3.5.2 一步法    3.5.3 生物質(zhì)生產(chǎn)二甲醚路線(xiàn)    3.5.4 煤制二甲醚路線(xiàn)第4章 天然氣基合成油發(fā)展現(xiàn)狀與生產(chǎn)技術(shù)  4.1 發(fā)展概述  4.2 天然氣基合成油發(fā)展現(xiàn)狀與生產(chǎn)技術(shù)    4.2.1 發(fā)展天然氣基合成油的優(yōu)勢(shì)    4.2.2 天然氣基合成油技術(shù)    4.2.3 天然氣基合成油產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用進(jìn)展    4.2.4 天然氣基合成油項(xiàng)目建設(shè)動(dòng)向    4.2.5 天然氣基合成油的經(jīng)濟(jì)性分析    4.2.6 我國(guó)發(fā)展前瞻第5章 煤基合成油發(fā)展現(xiàn)狀與生產(chǎn)技術(shù)  5.1 煤炭探明儲(chǔ)量、生產(chǎn)量和消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)評(píng)論    5.1.1 探明儲(chǔ)量    5.1.2 煤炭生產(chǎn)量    5.1.3 煤炭消費(fèi)量  5.2 CTL路線(xiàn)及經(jīng)濟(jì)性    5.2.1 CTL路線(xiàn)    5.2.2 CTL的經(jīng)濟(jì)性  5.3 煤炭氣化技術(shù)    5.3.1 煤炭氣化發(fā)展現(xiàn)狀    5.3.2 典型煤氣化工藝    5.3.3 中國(guó)煤氣化市場(chǎng)導(dǎo)向    5.3.4 別開(kāi)生面的常規(guī)氣化替代方案  5.4 煤炭間接液化制油    5.4.1 煤炭間接液化制油技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用進(jìn)展    5.4.2 煤制油的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)    5.4.3 煤炭間接液化制油建設(shè)走勢(shì)    5.4.4 煤發(fā)電、生產(chǎn)運(yùn)輸燃料和CO。捕集聯(lián)合方案    5.4.5 地下煤氣化制油    5.4.6 碳制油(XTL)將面臨發(fā)展機(jī)遇  5.5 煤炭直接液化制油    5.5.1 煤炭直接液化制油技術(shù)    5.5.2 我國(guó)直接液化法煤制油裝置建設(shè)走勢(shì)    5.5.3 采用超臨界水技術(shù)的直接煤制油工藝  5.6 煤炭通過(guò)甲醇制汽油路線(xiàn)    5.6.1 甲醇制汽油(MTG)路線(xiàn)的應(yīng)用現(xiàn)狀    5.6.2 甲醇制汽油技術(shù)介紹    5.6.3 甲醇制汽油方案的優(yōu)點(diǎn)  5.7 煤制油組合碳捕集減排的前景  5.8 中國(guó)煤制油規(guī)劃動(dòng)向和建議    5.8.1 中國(guó)煤制油規(guī)劃動(dòng)向    5.8.2 分析和建議第6章 煤基化學(xué)品發(fā)展現(xiàn)狀與生產(chǎn)技術(shù)  6.1 煤化工的競(jìng)爭(zhēng)性  6.2 煤化工技術(shù)將加快開(kāi)發(fā)應(yīng)用  6.3 著眼解決煤化工的環(huán)境問(wèn)題  6.4 美國(guó)煤制化學(xué)品將加快步伐    6.4.1 美國(guó)發(fā)展前景    6.4.2 伊士曼化學(xué)公司    6.4.3 美國(guó)其他化工公司    6.4.4 世界其他公司  6.5 中國(guó)煤制化學(xué)品快速升溫    6.5.1 項(xiàng)目建設(shè)與進(jìn)展    6.5.2 技術(shù)開(kāi)發(fā)  6.6 煤化工發(fā)展應(yīng)探索碳減排新模式  6.7 綜合分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：江蘇南大高科技產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司研發(fā)的M4_5甲醇汽油，于2006年11月在江蘇南京通過(guò)省部級(jí)專(zhuān)家鑒定。鑒定認(rèn)為，該成果具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間，和目前已存在的乙醇汽油相比，此次推出的M45甲醇汽油，集環(huán)保、安全、節(jié)能、低價(jià)等優(yōu)點(diǎn)于一身，適用于各種類(lèi)型的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)，既可直接使用，也可與普通汽油以任意比例混合使用。由山西博世通汽車(chē)新技術(shù)開(kāi)發(fā)公司研制的汽油改甲醇汽車(chē)電子控制技術(shù)，通過(guò)山西省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門(mén)的鑒定，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并獲大面積推廣。據(jù)了解，該技術(shù)只需對(duì)汽車(chē)進(jìn)行簡(jiǎn)單的改裝，汽車(chē)加裝的電子控制器能夠自由調(diào)節(jié)燃料品種，汽油或甲醇燃料可隨時(shí)轉(zhuǎn)換，并可混合使用。據(jù)改造后的車(chē)主反映，改造過(guò)程僅需一個(gè)小時(shí)，使用時(shí)只需按動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)捷便利。目前，該技術(shù)已在山西、河南、河北、四川、北京等地得到廣泛應(yīng)用。浙江雁峰醇類(lèi)燃油科技有限公司首次采用甲醇、液體烴類(lèi)及添加劑對(duì)甲醇改型復(fù)配技術(shù)，成功生產(chǎn)出了新型車(chē)用甲醇清潔汽油，不僅解決了甲醇熱值低所引起的動(dòng)力性能不足、甲醇燃料高溫氣阻和低溫冷啟動(dòng)困難、金屬件腐蝕和非金屬件溶脹、遇水分層等技術(shù)難題，而且為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)多樣化，調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，替代車(chē)用石油成品油作出了有益的探索。長(zhǎng)期從事醇類(lèi)燃料研究的長(zhǎng)安大學(xué)自主研發(fā)的M15、M25甲醇汽油添加劑和M85甲醇汽油關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，于2007年3月24日通過(guò)有關(guān)部門(mén)鑒定，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。專(zhuān)家認(rèn)為該技術(shù)科技含量較高，總體水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，技術(shù)指標(biāo)可與國(guó)際先進(jìn)水平相比，對(duì)于我國(guó)推廣甲醇汽油具有重要意義。據(jù)介紹，M15、M25甲醇汽油添加劑和M85甲醇汽油關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)攻克了制約甲醇汽油發(fā)展的技術(shù)障礙，解決了甲醇與汽油的融合、抗腐蝕、抗溶脹等一系列難題，燃料消耗費(fèi)用下降，排放污染物減少，符合國(guó)家能源和產(chǎn)業(yè)政策。其中M15、M25甲醇汽油添加劑國(guó)內(nèi)首部企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2006年4月通過(guò)審定，結(jié)果表明這種添加劑能夠?qū)⑵?、甲醇溶合成為單相均勻的液體，儲(chǔ)存穩(wěn)定，將甲醇的腐蝕性、溶脹性降到最低，有效保護(hù)汽車(chē)部件。研究表明，M85甲醇汽油燃燒特性與汽油相當(dāng)，用作燃料發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲極低。主要優(yōu)點(diǎn)是抗爆震性能強(qiáng)，低溫抗相分離性能好，基本不需要助溶型添加劑，但必須加入其他多功能添加劑。據(jù)了解，M85高比例甲醇汽油是甲醇汽油較理想的配比之一，與低比例甲醇汽油相比，M85甲醇汽油的節(jié)能、環(huán)保優(yōu)點(diǎn)十分明顯。由于M50以上甲醇汽油混合氣發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性能較差，而現(xiàn)實(shí)生活中汽車(chē)不可能只限用同一種比例的甲醇汽油，長(zhǎng)安大學(xué)同時(shí)配套開(kāi)發(fā)了汽車(chē)靈活燃料控制器，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)在汽油、甲醇、乙醇燃料應(yīng)用時(shí)的轉(zhuǎn)換，并且燃料比例可以靈活變化。

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