Metanol a partir de Gas Natural

Resumen

Metanol producción y el consumo

Producción de metanol en los Estados Unidos durante los últimos 10 años ha crecido a una tasa promedio anual de 4,8% y ahora está se acerca a 1.200 millones de galones por año. Capacidad de metanol, que subió durante la década de 1970, se vuelve a cerrar para la plena utilización, por lo que una racha de más de la capacidad parece probable que en la década de 1980. Esperamos que la producción de metanol a más del doble en la próxima década, hasta alcanzar 2.500 millones de galones en 1990.

Las tasas de crecimiento de los mercados tradicionales de gran escala para el metanol - formaldehído, disolventes y polímeros - están disminuyendo en los Estados Unidos. Esto es contrarrestado por el alto crecimiento de las aplicaciones de las nuevas metanol - ácido acético, éter butílico terciario metílico (MTBE), combustible de metanol y gasolina. Estos dos últimos puntos tienen una demanda potencial metanol muchas veces la capacidad de la industria actual. Varios otros usos para el metanol en desarrollo, tales como proteínas unicelulares, células de combustible, SNG, o la reducción de óxidos de metales, no aparecen listos para el crecimiento a gran escala en la década de 1980.

En Japón, los altos costos de las materias primas han provocado una caída en la producción de metanol a partir de un máximo de 400 millones de galones en 1973 a 300 millones de galones en 1979. Esta caída ha sido sustituida en parte por las importaciones. En 1983, un consorcio de compañías japonesas espera comenzar a importar 165 millones de galones por año de empresa conjunta en Arabia Saudita con la Corporación de la Industria Básica de Arabia Saudita. Mercados de metanol en Japón se prevé que crezca sólo el 1,6% por año entre 1978 y 1983. Formaldehído, productos químicos metilados y clorometanos están mostrando tasas de crecimiento positivas, otras salidas tienen tasas negativas.

En Europa occidental, la producción de metanol en más del doble durante la década de 1970 para llegar a cerca de 1.000 millones de galones. Para 1983, se espera que supere los 1.200 millones de galones. Las salidas de más rápido crecimiento son el ácido acético, proteína monocelular, y MTBE. Sin embargo, por 1983, estas tres aplicaciones todavía se consumen sólo el 10% del total del mercado. Europa occidental, como los Estados Unidos, tiene el potencial de crecimiento tremendo en el uso de combustible de metanol.

Los países que no sean Japón, Europa occidental y los Estados Unidos representan alrededor del 38% (1.300 millones de galones) del total mundial, con Europa del Este que representan mayor parte (800 millones de galones) de este.

Materias primas y precios de productos

Metanol en los Estados Unidos se hace exclusivamente a partir de gas natural. * (A partir de 1983, una planta utilizará refinería de gases de salida). Desde 1972, el precio del gas natural en la costa del Golfo ha aumentado del 18 C / scf 1.000 a $ 2.30 / 1,000 scf. Se espera que llegue a $ 5.00 / 1,000 scf en 1985 - cuando su precio será completamente descontrolado - y luego a aumentar rápidamente a cerca de $ 19/1, 000 scf para 1990 en equilibrio con el precio del petróleo importado en $ 97/bbl. En comparación, el valor medio de carbón bituminoso y lignito en los Estados Unidos se prevé un aumento de $ 23/ton en 1980 a $ 50/ton en 1990 y Wyoming tira carbón extraído a partir de $ 10 por tonelada a $ 23/ton. La disparidad de estos aumentos entre 1980 y 1990 - un 8 - veces más en gas natural versus 2 veces para el carbón - podría cambiar la economía relativa de estas materias primas para síntesis química.

El precio de lista de metanol en los Estados Unidos durante la década de 1960 se mantuvo relativamente estable a 28 º C a 30c/galón. Se dejó caer a un mínimo de 10c en 1972 como sobredimensionado sector. Desde entonces, ha aumentado de manera constante a 70c/galón. En 1990, el precio del metanol EE.UU. podría aumentar a $ 1,50 a $ 2.00/galón. El precio de lista actual de metanol en Japón en 67c a 80c/galón y, en el oeste de Europa, es 83c/galón. Durante los próximos 10 años, el precio del metanol en estas dos áreas se levante a una tasa ligeramente más lento que en los Estados Unidos.* La Du Pont planta en Deer Park, Texas usarán aceites pesados.

Metanol a partir de gas natural

Estimación de costos

Los dos procesos actualmente en uso general para la producción de metanol fueron desarrollados por ICI y Lurgi. Estimado de las inversiones de capital, costos de producción y los valores de productos para estos dos procesos se resumen en la tabla 2.1. la inversión de la batería límites para el proceso de ICI es de $ 79million y, cuando fuera de los sitios se añaden, las necesidades totales de capital fijo, exclusivo de la tierra, las contingencias, y costos de puesta en marcha, se convierte en $ 107 millones. Para Luirgi, estas cifras son de $ 83million y $ 114 millones respectivamente. Estas estimaciones suponen una ubicación costa del Golfo de EE.UU., la erección instantánea a partir de marzo de 1980, y las capacidades de diseño de plantas de 2.000 tpd de metanol grado químico. A partir de 1.000 tpd, el requerimiento de capital fijo para ambos procesos es de $ 60 a 65 millones y, a 4.000 tpd, que es de $ 215 a $ 230 millones.

Estimado de costos de producción de la ICI y los procesos de Lurgi metanol también se muestran en la tabla 2.1. El costo de producción neta para el diseño ICI es el metanol 5.87c/lb, con gas natural en $ 2.30 / 1,000 scf contabilidad 3.80c (65%) de esto. Cuando un retorno del 25% anual sobre la inversión de capital fijo,

antes de impuestos, se añade el valor de metanol, fob obras, es 7.90c/lb (52c/gal). Para el sistema de Lurgi, el coste de producción neta es 5.65c/lb y el valor del producto es también 7.90c/lb. Las cifras correspondientes al sistema Lurgi incluyen un crédito de 0.23c para el vapor excedente de $ 5.00 / £ 1000 y las cifras para el sistema de ICI incluyen una provisión por el valor 0.02c/lb combustible de mezcla de los alcoholes superiores subproducto.

Los costes de producción, así como las inversiones de capital, para estos procesos son demasiado cerca de ser capaz de hacer una distinción económica. Otros factores no evaluados aquí, tales como capacidades de diseño y el contratista, derechos de licencia y regalías, o la capacidad de un sitio en particular a mercadear excedentes de vapor o alcoholes superiores, podrían ser las consideraciones importantes en el proceso de selección.

Comparación técnica

El ICI y Lurgi procesa tanto el uso de catalizadores a base de cobre a temperaturas de 235 ° a 270 ° C (455 ° a 518 ° F) y presiones de 75 a 100 atm. La diferencia básica es en el diseño de reactor de metanol. El proceso de Lurgi utiliza un tubo de un reactor de depósito con el catalizador contenido en el interior de los tubos y el agua hirviendo en el exterior para la refrigeración. El convertidor de ICI contiene un lecho de catalizador único; alimentación de gas de síntesis frío es injectes en el lecho a varios niveles para aumentar y enfriar los gases de reacción. El calor en el gas que sale del convertidor se utiliza para calentar el agua de alimentación a la caldera thesteam reformador y al gas de alimentación del convertidor. El reactor Lurgi es más caro que el ICI. Por otro lado, se genera vapor en exceso para la exportación, lo que podría ser una ventaja si hay una demanda de vapor en una planta adyacente.

Un segundo cambio importante en la tecnología de proceso de metanol, después de la llegada de la baja presión de catalizadores a base de cobre, es el incremento en la eficiencia de utilización de la energía. Aunque a inversión de capital más alto, la energía se utiliza por completo entre la reforma, la síntesis y purificación de las secciones. Por ejemplo, el proceso de ICI, utiliza el calor del gas de reacción metanol a agua de alimentación de caldera de precalentamiento reformador. El calor en el gas de síntesis procedente del reformador de vapor se utiliza en los calderines de la purificación de metanol. El proceso de Lurgi genera una parte de su vapor en la sección de reacción de la planta con el sobrecalentamiento en la sección de reformado. Mezcla de vapor de la turbina de gas SYN compresor suministra calor a la caldera de purificación. Lurgi también ha dividido su destilación metanol en dos etapas, con la etapa de funcionamiento a una segunda presión menor que la primera. Por lo tanto, el vapor de la parte superior de la columna de la primera etapa se condensa en, y proporciona calor para, el hervidor de la columna de la segunda etapa.

Las evaluaciones de este estudio asumir que no hay una fuente disponible fuera del sitio de CO2 de bajo coste. Por consiguiente, el hidrógeno en exceso del requisito estequiométrico metanol se purga del circuito de reacción metanol y se quema en la cáscara del reformador de vapor de gas natural. Esto se traduce en el consumo de gas natural de 33.100 metanol scf / ton. Cuando por CO2 producto está disponible a coste cero, el requisito de gas natural se reduce a 31.300 scf / ton. Además, la inversión de capital para una planta de metanol de 2.000 tpd se reduce en aproximadamente $ 9 millones y el valor de metanol por 0.4C a 0.5c/lb.TABLA 2.1

Metanol a partir de Carbón

Estimación de costos