甲醇制取烃类液体燃料的实验研究

摘要

随着我国汽车工业的高速发展，对液体燃料的需求剧增。甚至在一些地方引发了油荒现象。而另一方面当前我国甲醇生产过剩，竞争日益激烈的甲醇企业急需转变增长方式，发展延伸甲醇的下游产品，调整产品结构。“甲醇3M技术”即甲醇制乙烯(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)、甲醇制汽油(MTG)三大甲醇下游新技术是未来甲醇发展空间的延伸之处。“甲醇3M技术”不仅可以解决甲醇产能过剩问题，还可以缓解能源紧缺矛盾。
　　在自行设计的固定床反应系统中，开展了甲醇制取烃类液体燃料的实验研究，考察了反应条件对甲醇制汽油反应性能的影响，并进行了几种尾气循环利用的研究。采用在线气相色谱分析气体产物的组成及得率，离线色谱质谱联用定性分析液体产物的组成及气相色谱分析定量计算各产物的收率。实验结果显示：该固定床反应器的最佳工况为反应温度400℃，反应压力2Mpa。反应温度对甲醇转化率有明显的影响，反应温度400℃时甲醇转化率接近100％。反应压力对气体组分也有明显的影响，常压时气体组分中乙烯和丙烯含量最大，二者之和占总气体含量50％以上。随着压力的升高，小分子烯烃明显减少，芳构化反应加剧。甲烷和丙烷的含量明显增多。反应温度400℃时，油相收率最大，气体收率最小。油相中芳烃含量高。对不同Si/Al比HZSM-5催化剂在最佳工况下研究表明Si/Al比小的由于酸性强，更有利于反应生成油相产物。催化剂添加一定量的稀释剂石英砂有利于提高催化剂的反应寿命。实验还对尾气中二甲醚和乙烯气体的循环利用进行了研究。研究发现：高分压的二甲醚能够提高油相收率，但油相中芳烃含量明显增多。气体产物中甲烷含量明显减少。乙烯气体也可以在该催化剂上反应生成油，可以通过气体循环来合理利用。生成的油相产物和甲醇制烃油相产物类似。气体产物中甲烷含量低。尾气中甲烷和丙烷可通过尾气循环数次后含量大到一定程度后收集作为高热值燃气使用。