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Towards greater sustainable development within current Mega-Methanol (MM) production
Green Chemistry ( IF 9.3 ) Pub Date : 2020-06-04 , DOI: 10.1039/d0gc01185a Celeste Jaggai 1, 2, 3, 4 , Zaeem Imkaraaz 1, 2, 3, 4 , Kirsten Samm 1, 2, 3, 4 , Andrew Pounder 1, 2, 3, 4 , Natalia Koylass 1, 2, 3, 4 , Dhurjati Prasad Chakrabarti 1, 2, 3, 4 , Miao Guo 5, 6, 7 , Keeran Ward 1, 2, 3, 4
Green Chemistry ( IF 9.3 ) Pub Date : 2020-06-04 , DOI: 10.1039/d0gc01185a Celeste Jaggai 1, 2, 3, 4 , Zaeem Imkaraaz 1, 2, 3, 4 , Kirsten Samm 1, 2, 3, 4 , Andrew Pounder 1, 2, 3, 4 , Natalia Koylass 1, 2, 3, 4 , Dhurjati Prasad Chakrabarti 1, 2, 3, 4 , Miao Guo 5, 6, 7 , Keeran Ward 1, 2, 3, 4
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Supplementing the increasing global methanol demand has forced traditional methanol processing to evolve towards mega-methanol production (MM). With strong legislative change supporting greater adherence to environmental quality, global producers will need to consider a more sustainable process design. Therefore, the need exists to identify viable pathways for the transition of the global methanol industry towards greater sustainability, utilizing existing infrastructure. Here we present a critical assessment of viable MM routes using steam reforming (SMR), combined reforming (CMR) and auto-thermal reforming (ATR), through techno-economics with insight into environmental and global impacts. Our results highlight ATR and CMR as more energy efficient designs, promoting greater environmental benefits. Economically, ATR cases benefit from smaller reforming capacities, providing a cheaper alternative over CMR and SMR designs. Utilization of a Planetary Boundary Framework (PB-LCIA) showed MM technologies transgress PBs affiliated with climate change and ocean acidification. Furthermore, these impacts worsen with increased methanol production, illustrating energy efficiency as a key performance indicator (KPI) that should strongly be considered during process optimization. Additionally, results emphasize industrial symbiosis as a solution to lowering environmental burden. Ultimately, decarbonization coupled with CO2 utilization provides a viable pathway to the absolute sustainability of the MM process across all sustainability domains- with ATR emerging as the best performing technology. Thus, these results highlight critical energy considerations and environmental benefits, underpinning the global MM industry decision on potential sustainable development strategies.
中文翻译：
在当前的巨型甲醇（MM）生产中实现更大的可持续发展
补充不断增长的全球甲醇需求已迫使传统的甲醇加工向大型甲醇生产（MM）发展。随着强有力的立法变革支持对环境质量的更大遵守，全球生产商将需要考虑更具可持续性的工艺设计。因此，需要利用现有的基础设施，为全球甲醇工业向更大的可持续性转型寻找可行的途径。在这里，我们通过技术经济学对环境和全球影响的洞察力，对使用蒸汽重整（SMR），组合重整（CMR）和自动热重整（ATR）的可行的MM路线进行了重要评估。我们的结果强调ATR和CMR是更节能的设计，可带来更大的环境效益。经济上 ATR案例受益于更小的重整能力，比CMR和SMR设计提供了更便宜的替代方案。利用行星边界框架（PB-LCIA）表明，MM技术超越了与气候变化和海洋酸化相关的PB。此外，随着甲醇产量的增加，这些影响会进一步恶化，这说明能源效率是关键性能指标（KPI），应在工艺优化过程中认真考虑。此外，结果强调了工业共生作为减轻环境负担的解决方案。最终，脱碳再加上一氧化碳 随着甲醇产量的增加，这些影响进一步恶化，这说明能源效率是关键性能指标（KPI），应在工艺优化期间予以大力考虑。此外，结果强调了工业共生作为减轻环境负担的解决方案。最终，脱碳再加上一氧化碳 随着甲醇产量的增加，这些影响进一步恶化，说明能源效率是关键性能指标（KPI），应在工艺优化过程中予以高度重视。此外，结果强调了工业共生作为减轻环境负担的解决方案。最终，脱碳再加上一氧化碳2利用为在所有可持续性领域实现MM过程的绝对可持续性提供了一条可行的途径-ATR成为表现最佳的技术。因此，这些结果突出了关键的能源考虑因素和环境效益，为全球MM行业关于潜在的可持续发展战略的决策奠定了基础。
更新日期：2020-07-06
中文翻译：
在当前的巨型甲醇（MM）生产中实现更大的可持续发展
补充不断增长的全球甲醇需求已迫使传统的甲醇加工向大型甲醇生产（MM）发展。随着强有力的立法变革支持对环境质量的更大遵守，全球生产商将需要考虑更具可持续性的工艺设计。因此，需要利用现有的基础设施，为全球甲醇工业向更大的可持续性转型寻找可行的途径。在这里，我们通过技术经济学对环境和全球影响的洞察力，对使用蒸汽重整（SMR），组合重整（CMR）和自动热重整（ATR）的可行的MM路线进行了重要评估。我们的结果强调ATR和CMR是更节能的设计，可带来更大的环境效益。经济上 ATR案例受益于更小的重整能力，比CMR和SMR设计提供了更便宜的替代方案。利用行星边界框架（PB-LCIA）表明，MM技术超越了与气候变化和海洋酸化相关的PB。此外，随着甲醇产量的增加，这些影响会进一步恶化，这说明能源效率是关键性能指标（KPI），应在工艺优化过程中认真考虑。此外，结果强调了工业共生作为减轻环境负担的解决方案。最终，脱碳再加上一氧化碳 随着甲醇产量的增加，这些影响进一步恶化，这说明能源效率是关键性能指标（KPI），应在工艺优化期间予以大力考虑。此外，结果强调了工业共生作为减轻环境负担的解决方案。最终，脱碳再加上一氧化碳 随着甲醇产量的增加，这些影响进一步恶化，说明能源效率是关键性能指标（KPI），应在工艺优化过程中予以高度重视。此外，结果强调了工业共生作为减轻环境负担的解决方案。最终，脱碳再加上一氧化碳2利用为在所有可持续性领域实现MM过程的绝对可持续性提供了一条可行的途径-ATR成为表现最佳的技术。因此，这些结果突出了关键的能源考虑因素和环境效益，为全球MM行业关于潜在的可持续发展战略的决策奠定了基础。
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