تبدیل متانول به بنزین
بِسْمِ اللّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحيمِ
متانول به طور کلی توسط فرآیند MTG به بنزین تبدیل می شود . بنزین به دست آمده در این فرآیند کاملاً مشابه بنزین فعلی با ارزش حرارتی و مسافت پیموده شده سوخت یکسان است.
فرآیند MTG برای اولین بار توسط اکسون موبیل در سال 1970 با استفاده از کاتالیزور زئولیت مصنوعی معرفی شد
فرآیند MTG با تولید گاز سنتز آغاز می شود و سپس تبدیل گاز سنتز به متانول و تولید بنزین از متانول خاتمه می یابد.
اکسون موبیل این طرح را تجاری کرد و اولین کارخانه MTG در نیوزلند در سال 1985 افتتاح شد این کارخانه 14500 بشکه در روز بنزین تولید کرد. در سال 95 بخش تولید بنزین به دلیل کاهش قیمت بنزین بسته شد. در حال حاضر، گروه معدنی جینچنگ آنتراسیت دارای دو واحد MTG با ظرفیت تولید به ترتیب 2500 و 12500 استشرکت اکسون موبیل به تازگی مجوز فناوری بستر سیال پیشرفته متانول به بنزین (MTG) را به شرکت ارامکو عربستان برای کارخانه مقیاس نمایشی که در مرکز نوآوری و توسعه هیدروژن قرار دارد، صادر کرده است.
در هفته های گذشته وزیر نفت از تولید بنزین با استفاده از متانول خبر داد و بیان کرد با همکاری شرکت پالایش و پخش و شرکت صنایع ملی پتروشیمی، بخشی از تولید متانول کشور به سمت تولید بنزین سوق داده میشود.
ایران با ساخت ۳ واحد ام‌تی‌جی می‌تواند روزانه ۸ میلیون لیتر بنزین تولید کند و بخش عمده ناترازی را از این طریق جبران نماید.
طبق برآوردها هر واحد متانولی 1.65 میلیون تنی می‌تواند روزانه بیش از 2.5 میلیون لیتر بنزین تولید کند. کارشناسان معتقدند که با هدفگذاری ساخت 3 واحد MTG و توليد روزانه 8 ميليون ليتر بنزين، مي‌توان بخش زيادي از ناترازي بنزين كشور را رفع کند ناترازی که در سال گذشته 3 میلیارد دلار از منابع کشور، معادل یک ماه درآمد فروش نفت را را صرف واردات بنزین کرد.
طبق گزارش کمیسیون اصل ۹۰ مجلس، متانول تولیدی از خوراک گاز در ۱۲ سال گذشته به جای ارزش‌افزوده، ارزش کاسته ایجاد کرده و کشور ۱.۷ میلیارد دلار درآمد کمتری نسبت به صادرات گاز بدست آورده و حال قرار است از این ماده کم‌ارزش، بنزین تولید شود.
سرمایه مورد نیاز برای ساخت یک واحد MTG ۳۳۰ میلیون دلار و زمان ساخت یک واحد MTG تقریبا 2 سال است. این در حالی است که ساخت یک پالایشگاه مانند پالایشگاه شهید سلیمانی، بیش از ۸ سال زمان می‌برد و به ۱۱ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری نیاز دارد؛ بنابراین مدت زمان احداث یک واحد ام‌تی‌جی در مقایسه با پالایشگاه شهید سلیمانی، یک چهارم و سرمایه مورد نیاز نیز کمتر از یک دهم است. نرخ بازگشت سرمایه ۲۳درصدی برای واحدهای MTG با احتساب تخفیف خوراک برآورد میشود
این تصمیم در حالی گرفته شده است که ناترازی در تولید و مصرف بنزین یکی از مسائل مهم انرژی است و ایران روزانه بیش از ۱۵ میلیون لیتر کمبود بنزین دارد که دولت برای تامین آن واردات ۵ میلیارد دلاری را مصوب کرده است، با تولید روزانه ۸ میلیون لیتر بنزین بخشی از ناترازی به وجود آمده جبران خواهد شد.
به ازای یک میلیون و ۶۵۰ هزار تن متانول، با ضریب بهره ۴۰درصدی، ۶۶۰ هزار تن بنزین تولید میشود. ۶۶۰ هزار تن بنزین معادل سالانه970 میلیون لیتر و روزانه ۲.۵ میلیون لیتر بنزین است
در خصوص دانش فنی واحد MTG : فرایند تبدیل متانول به هیدروکربورهای سنگین‌تر مانند الفین‌ها، بنزین و آروماتیک‌ها از نظر فنی به‌طور کلی از لحاظ فرایند و کاتالیست مشابه اما از نظر طراحی رآکتور، واحدهای جداسازی و پارامترهای دما و فشار متفاوت است. شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی دانش فنی کاتالیست زئولیت (ZSM5) را که در واحدهای MTG استفاده میشود دارد و می‌تواند کاتالیست تولید متانول به بنزین را تأمین کند.
اما با توجه به مسئله ناترازی بنزین و افزایش ظرفیت تولید متانول در کشور، هم‌اکنون نمی‌توان از توان داخلی برای تأمین دانش فنی واحدهای MTG استفاده کرد و به‌طور قطع باید خریداری شود
همچنین بنزین تولیدی از متانول کاملا با «بنزین پتروشیمی‌ها» متفاوت است زیرا بنزین پتروشیمی در واحدهای آروماتیکی تولید می‌شد، درحالی‌که تولید بنزین از متانول در واحدی با فرآیند و کاتالیست متفاوت انجام میشود. بنزین تولیدی از متانول دارای کیفیت بالا، نزدیک به بنزین یورو ۵ و بدون سولفور است.عدد اکتان این بنزین ۹۳ و بدون آلایندگی است
در حال حاضر از متانول برای افزایش عدد اوکتان بنزین استفاده میشود. شرکت پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی مجوز داده تا ۵درصد به بنزین متانول اضافه شود. اگر بیش از ۵درصد اضافه شود هم میزان اکتان به شدت بالا می‌رود و هم اینکه باعث میشود خورندگی افزایش یابد و موتور خودرو خشک شود.
فرآیند تولید بنزین از متانول
در دهه 1970، گروه تحقیقاتی در اکسون موبیل برای تولید بنزین با اکتان بالا کار می کرد که با وارد کردن یک گروه متیل یا متانول و بوتان با کاتالیزور HZSM-5.
در نتیجه فرآیند محصول مایعی در محدوده بنزین حاوی آلکان و آروماتیک با مقدار کمی محصول گازی مشاهده شد. با کمال تعجب، بوتان کاملاً بدون واکنش باقی ماند و کل محصول از متانول تشکیل شد. این کار منجر به کشف تصادفی فرآیند تبدیل MTG در سال 1975 شد.
در شکل زیر کل فرآیند تولید بنزین از گاز نمایش داده شده است:
محصول فرعی این فرآیند LPG می باشد.
کاتالیزورهای مورد استفاده در این فرآیند به طور کلی کاتالیزورهای نوع زئولیت، به ویژه ZSM-5 میباشد که به طور کلی فعالیت کاتالیزوری بالا با گزینش پذیری و پایداری خوب از خود نشان می دهند.
محصول فرعی این فرآیند LPG می باشد.
کاتالیزورهای مورد استفاده در این فرآیند به طور کلی کاتالیزورهای نوع زئولیت، به ویژه ZSM-5 میباشد که به طور کلی فعالیت کاتالیزوری بالا با گزینش پذیری و پایداری خوب از خود نشان می دهند.
در جدول زیر اطلاعات احداث یک واحد MTG بررسی شده است:
| خوراک ورودی سالانه(تن) | 1,650,000 |
| نرخ بهره وری | 40% |
| تولید بنزین سالانه(تن) | 660,000 |
| تولید بنزین سالانه(میلیون لیتر) | 971 |
| تولید بنزین روزانه(میلیون لیتر) | 2.7 |
| مبلغ سرمایه گذاری(میلیون دلار) | 330 |
| مبلغ سرمایه گذاری(همت) | 19.8 |
| قیمت هرتن بنزین(دلار) | 948 |
| قیمت هر تن متانولCFR(دلار) | 295 |
| حاشیه سود ناخالص | 29% |
| مقدار تولید سالانه متانول(میلیون تن) | 6.2 |
| مقدار صادرات سالانه متانول(میلیون تن) | 5.8 |
دولت هنوز مشخص نکرده است که مبنای نرخ خرید بنزین و عرضه متانول چه خواهد بود و فقط اعلام کرده است که تولید کننده های متانولی که اقدام به تولید بنزین کنند خوراکشان حداکثر با سی درصد تخفیف عرضه خواهد شد
حاشیه سود ناخالص 29درصدی با فرض قیمت متانول CFR و قیمت جهانی بنزین میباشد که درصورت عرضه متانول به قیمت FOB حاشیه سود افزایش پیدا میکند. لازم به ذکر است هزینه خرید تکنولوژی تاثیر قابل توجهی در بهای تمام شده خواهد داشت که اطلاعاتی در این خصوص در دسترس نیست.
درصورتی که کل متانول صادراتی برای تولید بنزین استفاده شود، تولید روزانه بنزین 9 میلیون لیتر میشود که بازهم کسری روزانه 15 میلیون لیتری بنزین را جبران نخواهد کرد