A metanol előállításához a világon a legtöbbször földgázt használnak alapanyagként. A metanol egy elsődleges folyékony petrolkémiai anyag, amelyet megújuló és nem megújuló, szenet és hidrogént tartalmazó fosszilis tüzelőanyagokból állítanak elő. Az egy szénatomot tartalmazó metanol a legegyszerűbb alkohol. Színtelen, íztelen folyadék, és általában “faalkohol” néven ismert.”

A felhalmozott gáz pénzzé tehető a vegyipari (vagy üzemanyag minőségű) metanol előállításával és piacra szállításával. Az 1980-as évek óta jelentős változás történt a metanolpiac működésében. A távoli metanoltermelők piaci részesedést kezdtek szerezni a fogyasztókhoz közel lévő, régóta működő termelőüzemekkel szemben. E változások mögött a gázgazdaságosság volt a hajtóerő. A gázkereslet növekedésével az észak-amerikai és európai metanoltermelők kiszorultak. Mivel a metanol könnyen szállítható, a metanolgyártás olyan távoli helyekre költözött, ahol a gáz olcsóbb.

A metanol felhasználása

A metanol egy kémiai építőelem, amelyet formaldehid, ecetsav és számos más kémiai köztes termék előállításához használnak. Az 1. ábra a metanolból származó termékek körét mutatja. Jelentős mennyiségű metanolt használnak fel a metil-tercier-butil-éter előállítására, amely a tisztább égésű benzinben használt adalékanyag. A metanol egyike azon üzemanyagoknak, amelyek személygépkocsikban, könnyű tehergépkocsikban, valamint nehéz tehergépkocsikban és buszokban helyettesíthetik a benzint vagy a dízelüzemanyagot. Kiemelkedő teljesítménye és tűzbiztonsági jellemzői miatt a metanol az egyetlen üzemanyag, amelyet az Indianapolis típusú versenyautókban használnak. A metanolt széles körben vezető jelöltként tartják számon a járművek üzemanyagcellás alkalmazásainak üzemanyagaként is.

  • Fig. 1-Indirekt GTL útvonalak a gáz monetizálására.

Történet

A metanolt először fa destruktív desztillációjával állították elő. A kereslet növekedésével szintetikus eljárásokat fejlesztettek ki a metanol gazdaságos előállítására. A Baden Anilin and Soda Factory/Badische Anilin- und Soda-Fabrik (BASF), amely a legtöbb úttörő munkát végezte a szinogáz-kémia területén, 1913-ban kapta meg az első szabadalmat a metanol előállítására. Az első nagyüzemi méretű szintetikus metanolüzem 1923-ban indult a BASF leunai gyárában. A metanolgyártási folyamat egy cink/króm katalizátoron alapult, amely 300 bar nyomáson és 300 °C feletti hőmérsékleten alakította át a szénoxidokat és a hidrogént metanollá. A nagy nyomás nemcsak a berendezések maximális méretére szabott korlátokat, hanem a termék tonnájára vetített magas energiafogyasztást is eredményezte. Az 1970-es évek elején került kereskedelmi forgalomba az Imperial Chemical Industries (ICI) által kifejlesztett alacsony nyomású metanolszintézis, amely alacsonyabb nyomáson (< 100 bar) és hőmérsékleten (200-300°C) működő rézkatalizátoron alapult. Az eljárást az ICI alacsony nyomású metanol eljárásnak nevezte el.

Methanol eljárás

A metanol előállítása általában három lépést igényel:

  • Szinogáz előállítás
  • Metanol szintézis
  • Metanol tisztítás/desztilláció

Szinogáz előállítás

A szinogáz előállítás nagyon hasonló a Fisher-Tropsch (FT) gázból folyadékká (GTL) eljáráshoz, de jelentős különbség a szinogáz előállításának léptéke. A metanolszintézishez szükséges szingázt a földgáz alapanyag részleges oxidációjával (POX) vagy gőzreformálásával lehet előállítani. A kevés nehéz szénhidrogén- és kéntartalmú szennyeződést tartalmazó földgáz-alapanyag esetében a gőzreformáláson alapuló üzem tekinthető a legköltséghatékonyabbnak, jobb megbízhatósággal és nagyobb energiahatékonysággal. A POX-alapú egységek általában alkalmasabbak nehéz szénhidrogén-alapanyagokból (pl. fűtőolaj) származó szingáz előállítására. A POX-alapú, földgázzal működő egység nagyobb levegőleválasztó üzemet igényel, és jellemzően szubsztöchiometrikus szinogázt állít elő, amely további feldolgozást igényel a metanolszintézishez.

A földgáz gőzreformálható az alábbi sémák bármelyikével:

  • Csőreformálás tüzelésű reformerkemencével
  • Kombinált reformálás tüzelésű reformerkemencével, amelyet oxigénnel fújt autotermikus reformálás (ATR) követ
  • Hőcserélő reformálás csőreformerkemence nélkül, de ATR-rel

Metanolszintézis

A kereskedelmi metanolüzemek jelenleg mind gázfázisú szintézis technológiát alkalmaznak. A szintéziskör nyomása, az alkalmazott reaktortípus és a hulladékhő visszanyerésének módja nagymértékben megkülönbözteti a gázfázisú metanolszintézis rendszereket. A modern, nagy kapacitású metanol-folyamatok mindegyike alacsony nyomású szintézisköröket használ rézalapú katalizátorokkal. A reaktor méretének minimalizálása és a technológiai hulladékhő visszanyerésének maximalizálása érdekében Quench-típusú, többrétegű intercooled vagy izotermikus reaktorokat használnak.

Metanol tisztítás/desztilláció

A nyers metanol, amelyet olyan gázfázisú szintézisreaktorból kapnak, amely 2 vagy magasabb sztöchiometriai számmal rendelkező szingázt használ, túlzott mennyiségű vizet tartalmaz (25-35%). A könnyebb komponensek topping oszlopban történő eltávolítása mellett ezt a vizet és más nehéz komponenseket egy finomító oszlopban távolítják el. A reboiler hőterhelését jellemzően a szinogáznak az üzem elülső részében történő hűtésével érik el. Általában két- vagy háromoszlopos desztillációs sémát alkalmaznak.

A különböző engedélyesek által használt metanol desztillációs sémák hasonlóak. A kétoszlopos desztillációs séma alacsony tőkeköltséget, a háromoszlopos desztillációs séma pedig alacsony energiafogyasztású jellemzőket kínál. Általában azt a sémát választják, amelyik jobban integrálható a szingázelőkészítő és szintézis részleggel. A metanol technológiai technológiáját több technológiai szolgáltató is engedélyezi:

  • Synetix
  • Lurgi
  • Haldor Topsoe
  • Mitsubishi Chemicals
  • KBR

Szűrési kritériumok

Néhány évvel ezelőttig egy nagyméretű egysoros metanolüzem méretét napi 2000-2500 tonnának tekintették. A méretgazdaságosság és a piaci feltételek azonban a nagyobb méretű, napi 3000 ezer tonnát meghaladó kapacitású üzemek építése felé terelik a tendenciát. Jelenleg két 5000 tonna/nap kapacitású üzem van építés alatt, és több nagy metanolüzemről is folynak tárgyalások. Egy világméretű metanolüzem tipikus gázfogyasztása 28 és 31 millió Btu között mozog a termék tonnájára vetítve, az alapanyag LHV-ja alapján; ezért egy napi 5000 tonnás metanolüzem körülbelül 157 MMscf/D gázfelhasználást jelent. A projekt 20 éves élettartamához legalább 1,15 Tcf gázmező mérete szükséges egy ilyen méretű üzem fenntartásához.

A metanol gazdaságossága nagymértékben függ a termelési költségektől és a metanol eladási árától. A metanol piaca volatilis és versenyképes, az ár nagymértékű ingadozásával. A metanol előállítási költségének fő összetevői a gáz ára és az üzem beruházási költsége. Számos szakirodalmi forrás mutatja be a gőzreformáláson alapuló metanolüzemek beruházási költségeit. A fejlett szingáztermelő technológiákon alapuló nagyméretű metanolüzemek beruházási költségei várhatóan alacsonyabbak lesznek. Egy távoli helyen működő termelőnek figyelembe kell vennie a metanoltermék piacra szállításának szállítási költségeit is.

Metanolkereslet

A metil-tercier-butil-éter (MTBE) kivezetése az Egyesült Államokban hatással lesz a világ metanolkeresletére; a kivezetés azonban várhatóan lassú és elhúzódó lesz. A metanolpiac jelenleg telített, megfelelő rendelkezésre álló kapacitással. Új, nagy kapacitású üzemek üzembe helyezése 2004-2005-re várható.

A metanolpiac telített, azonban várhatóan új üzemek épülnek. A jövőben az új, alacsony költségű termelés kiszorítja a meglévő, magas költségű termelőket, hacsak nem jönnek létre új alkalmazások a metanol számára. A hagyományos piacokon kívül a metanol számos más alkalmazásban is felhasználható: energiatermelés üzemanyagcellák segítségével, közlekedési üzemanyagként közvetlenül vagy üzemanyagcellák segítségével, valamint olefinek előállításának alapanyagaként. Ezek az új alkalmazások, ha létrejönnek, a metanol üzemek iránti kereslet ugrásszerű növekedéséhez vezethetnek.

  1. 1.0 1.1 Haid, J. és Koss, U. 2001. A Lurgi Mega-Methanol technológiája új korszakot nyit a downstream alkalmazásokban. A 2001. évi földgázátalakítási szimpóziumon (Girdwood, Alaszka, június 17-22.) bemutatott tanulmány.
  2. LeBlanc, J.R. 1994. Gazdasági megfontolások az új metanol projektekhez. Hydrocarbon Technology Intl.
  3. Fitzpatrick, T. 2000. LCM – Az alacsony költségű metanol felé vezető út. A 2000. évi metanol világkonferencián (Koppenhága, Dánia, november 8-10.) bemutatott tanulmány.

A OnePetroban található figyelemre méltó cikkek

Ezt a részt a OnePetroban található olyan cikkek felsorolására használja, amelyeket a többet tudni akaró olvasónak mindenképpen el kell olvasnia

Ezt a részt a PetroWikin és a OnePetron kívüli más weboldalakon található releváns anyagokra mutató linkek megadására használja

.

Lásd még

Gázfelhasználási lehetőségek

Gáz folyékony gázokká (GTL)

Gáz energiává alakítása

Gázvezetékek

Gáz mint műtrágya alapanyag

Monetizing stranded gas

Stranded gas

Transporting stranded gas as hydrates

PEH:Földgáz pénzzé tétele