1.当前煤化工发展方向
煤化工主要包括传统的焦化和电石乙炔化工、煤气化和煤液化。其中煤化油是通过直接和间接方法将煤炭转化为液体油品,技术壁垒最高;而煤气化应用最广泛,合成气除可以用作清洁能源外,还是很好的化工产品,可以制化肥、合成氨和甲醇,几乎是所有煤化工产业的基础;而甲醇的下游产业丰富,可以生产烯烃类、有机酸类和含氧化合物等成百上千种化工产品。煤化工未来的发展方向主要有:醇醚燃料、煤制烯烃和煤制油。
(1)醇醚燃料
传统工艺上甲醇可以用来生产甲醛、合成橡胶、对苯二甲酸二甲脂、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等一系列有机化工产品,而这只是甲醇经济的一小部分,随着油价的强势上涨和甲醇应用领域的不断拓展,甲醇及其衍生品作为替代能源的应用也越来越得到人们的重视,以甲醇作为替代燃料近年的发展尤为迅猛,主要包括甲醇掺混汽油、二甲醚、甲醇制汽油和燃料电池。
煤炭合成气CO+H2F-T合成合成氨H2二甲醚甲醇尿素烯烃聚乙烯甲基叔丁基醚醋酸甲醛柴油助剂焦化焦炉气焦油焦炭焦油加工直接液化油品电石乙炔醋酸乙烯1,4丁二醇聚丙烯电石乙炔化工煤液化煤焦化煤合成气化工行业研究请阅读最后一页评级说明和重要声明21甲醇掺混汽油是指在汽油中掺入适当比例的甲醇。07年8月,奇瑞甲醇燃料汽车的技术改造基本完成,其研制的10辆M85高比例甲醇燃料样车已在山西进入试用阶段。
而甲醇制二甲醚是目前国内最热门的替代燃料方案。二甲醚既可以作民用燃料,也可以作车用燃料,这也是其将来主要的发展方向。今年8月21日,建设部发布编号为CJ/T259-2007的行业产品标准——《城镇燃气用二甲醚》公告,该标准为城镇建设行业产品标准,自2008年1月1日实施。这使二甲醚作为液化石油气的替代燃料具有了“合法身份”,可以正式进入城镇作为替代燃料进行推广,相关的国家标准的编制工作也已经启动。
从技术和经济上来看,甲醇经济完全可以作为石油经济的一个重要补充。当前,国际油价几乎接近100美元/桶,而在2007年前三季度,我国的原油进口已经达到1.5亿吨,今年全年原油进口将近2亿吨。在此情况下,大力发展以煤为基础的甲醇产业,拓展甲醇下游产品替代石油的应用领域,更加具有战略意义。二甲醚也具有广阔的市场前景,但要想在新一轮的能源结构调整中占据一席之地,仍需突破自身技术难题,降低成本,同时需要国家政策积极扶持。
(2)煤制烯烃(MTO,MTP)
甲醇作为煤化工产业链中最重要的中间体,煤基合成气制甲醇技术上已经非常成熟,甲醇往下游产品的转化是新型煤化工的重要方向,其中煤制烯烃最具发展前景。
在甲醇制烯烃领域,来自国外的技术有环球油品(UOP)的MTO技术和来自鲁奇(Lurgi)的MTP技术,其中鲁奇公司已经与神华宁煤集团和大唐分别签订了技术转让协议;国内技术以中科院大连化物所的甲醇制烯烃技术最为成熟和完善,目前已经被神华集团的煤制烯烃装置选用。
随着未来甲醇产能的释放,甲醇的供应没什么问题,而甲醇制烯烃在技术上也已经比较成熟,正面临着工业化的拐点。我们目前的烯烃缺口还很大,基本上是以石油路线为主,在我国“富煤少油缺气”的条件下,以及近期国际原油价格大幅上扬的背景之下,通过煤制烯烃可以实现烯烃生产原料的多元化,减少的石油的依赖,拓宽煤炭的利用和增值的渠道,无疑具有重大的意义。
(3)煤制油
煤制油是以煤炭为原料,通过化学方法加工生产油品。煤制油技术可分为煤炭直接液化和间接液化制油两大类。世界上目前只有南非拥有一套年产品800万吨油品的间接煤制油工厂,是世界上惟一大规模的煤制油商业工厂。国内神华集团在建设我国首个大型煤直接液化制油项目,建成后将是世界上第一套煤直接液化的商业化示范装置,总建设规模为年产油品500万吨,分两期建设。煤直接、间接液化制油每吨产品分别耗煤3.5吨、4.2吨左右,按当前的煤炭价格综合测算,示范项目每桶油品的成本在35美元至38美元。如果达到300万吨的最佳经济规模,以150元至200元的煤炭坑口价计算,每桶油品的成本将降至30美元左右,尤其是正在研制的第五代催化剂成功后,催化效率预计还将提高30%左右,成本将进一步降低。
总体上,目前我国新型煤化工行业已经发展为以煤气化为龙头技术,煤基大规模甲醇为基础中间产品,煤制油、甲醇制烯烃、甲醇制二甲醚以及其他化学品多元化发展的格局。在当今油价高企的背景下,煤化工拥有非常大的成本优势,对保障我国的能源安全也具有十分重要的意义。我们认为醇醚是拥有巨大潜力的燃料和化工原料,发展前景巨大;而甲醇制烯烃在技术上已经没有太大问题,具有明显的成本优势,也是我们所看好的未来煤化工发展方向,而目前煤制油只能作为国家的战略性技术储备,国家还是持谨慎态度,暂时没有作为大规模推广的产业化方向。
2、未来我国的煤化工要走规模化之路
当前煤化工发展的热点是“甲醇”。在建的甲醇项目产能已经超过了每年1500万吨,预计到2010年,我国甲醇产能将达到每年2000万到2500万吨,未来甲醇产能过剩很难避免。值得关注的是,大量正在建设或拟建的甲醇装置其规模均偏小,而甲醇又是规模效益非常明显的化工装置,依赖于低价煤、大型化、先进技术。
国家发展改革委《关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知》规定,一般不应批准规模在300万t/a以下的煤制油项目,100万t/a以下的甲醇和二甲醚项目,60万t/a以下的煤制烯烃项目。煤化工今后的发展方向将是规模化、大型化、一体化、基地化。
发展煤化工,除了要求有丰富的煤炭资源以外,还要求有充足的水资源,大型煤化工项目年用水量通常高达几千万立方米,吨产品耗水在十吨以上,但由于中国煤炭资源和水资源总体为逆向分布,在煤化工规划时必须要考虑水资源平衡和项目的节水技术应用。从水资源分布来看,贵州、内蒙古和陕西等区域则应该是政策倾斜的地区。而发改委极有可能会以水资源限制来作为煤化工的硬性指标设置门槛。
适度发展天然气化工
在节能环保压力日益增加的情况下,天然气已经成为我国能源清洁化战略中的重要角色,这一优质洁净的能源在中国的市场前景非常广阔,消费增速惊人。根据我国缺油、少气、多煤炭的国情,只有合理利用有限的资源,才能解决近年来国内天然气日渐突出的供需矛盾和应对国际天然气价格的攀升,才能保障国内天然气市场健康有序发展。
天然气作为一种优质的清洁能源,污染小,应该适当鼓励在条件允许的地区发展天然气化工,这对于我们的节能减排工作具有很重要的意义。以草甘膦的生产为例,华星化工经过科研攻关,目前公司已经掌握了用天然气合成亚胺基二乙腈来代替二乙醇胺进行合成IDA(亚胺基二乙酸)的方法,该法可以利用我国西南地区丰富的天然气提供相对廉价的原料,相对于石油路线的二乙醇胺其成本优势是非常明显,并减少了原材料国际市场波动的风险,有望引领未来行业的发展方向。
新工艺、新技术的应用推动节能减排不断深入
未来化工行业的发展趋势应加大创新力度,开发节能降耗产品,重点围绕生产设施进行工艺技术改造和升级,降低生产过程中的能耗和工业污染物排放,提高了资源综合利用率。
煤化工的发展应该依靠清洁煤化工技术的推广
煤气化装置是整个煤化工的核心装置。先进煤气化技术提高了煤炭资源的利用效率,是较直接燃烧煤炭更环保更有效率的利用方式。目前的国际上比较先进的煤气化技术主要有Shell、Texaco和Lurgi技术。利用先进煤气化技术替代固定床间歇气化技术,将原料煤种从无烟煤扩展到劣质煤,使得我国大量的劣质煤资源得到利用,同时还使碳的利用率从70%提高到96~99%,减少了碳损耗,提高了能源的利用率。
Shell牌装置是目前最先进的煤气化装置之一,也是国内推广使用最多的装置,它可以使用便宜的粉煤来进行生产,同时由于壳牌装置的碳转化率非常高,可以达到99%的水平,远高于国产造气装置,提高了资源的利用效率,相对于国内很多合成氨生产企业吨氨2.06吨的煤耗,Shell牌装置的平均煤耗仅为1.33吨,原料也有原来的块煤改成了粉煤,并且基本上可以达到零污染排放,“节能减排”所带来的经济和社会效益是非常显著的。双环科技作为国内第一家应用Shell牌装置于合成氨产业的公司,已经积累了相当多的经验。
在发展煤化工过程中,节能降耗的煤炭洁净化技术无疑是未来的发展方向,目前即将拥有和掌握这些先进技术的企业会得到国家相关政策的支持。