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煤化工资料汇编 我国煤化工进入发展高峰期..............................- 1 - 煤化工的“春天“已到来 “规划冲动“考验宏观调控..........- 9 - 发展新型煤化工,建设煤炭能源化工产业...............- 14 - 煤的液化及转化简谈“煤变油”技术.................- 21 - 煤炭企业来发展煤化工若干问题的探讨...................- 25 - 型煤在煤气发生炉中的气化及工艺条件的优化.............- 33 - 煤制烯烃将成我国烯烃来源重要补充.....................- 36 - 我国煤化工进入发展高峰期 进入21世纪,随着全球经济一体化进程的加快和经济的复苏,世界石油价格不断上涨并屡创新高,石油资源显得日益紧缺。我国经济持续快速发展对进口石油的依懒程度也在逐年提升,2004年又达到历史最高。全年原油进口量首次突破1.2亿吨,原油和成品油净进口量达到创记录的1.437亿吨,加上LPG和其他石油产品的净进口量,石油净进口总量高达1.515亿吨,比上年增长43,石油进口依存度已接近50。专家认为,石油进口依存度若达到60,将会对国民经济和国家安全发展带来巨大挑战和重大威胁。油价的持续上涨和我国石油资源的短缺已经成为制约我国经济发展的瓶颈。国务院总理、国家能源领导小组组长温家宝在最近召开的国家能源领导小组第一次会议上指出,能源问题是关系我国经济发展、社会稳定和国家安全的重大战略问题。 煤化工是以煤为原料,经过化学反应,生成各种化学品和油品的产业。例如,煤通过高温干馏生产焦炭;通过气化生产合成气,进而生产合成氨和甲醇等碳一化工产品;通过直接或间接液化生产汽油、柴油等油品。在20世纪30年代,在世界化学工业中煤化工曾处于主导地位,被称为煤化工时代。60年代后,由于石油化工的蓬勃兴起,全球煤化工进入发展低潮。70年代世界石油危机后,不少国家又重新开始研究煤化工新技术。 我国是一个石油和天然气资源较少,而煤炭资源相对丰富的国家。随着石油资源的短缺和高油价时代的到来,利用先进的煤炭转化技术,发展现代煤化工,生产汽油、柴油和化工产品,不仅对化工行业调整产业结构、提升产业能级具有积极推动作用,更是21世纪减轻我国对石油进口依存度、减少环境污染、保障我国能源安全和经济可持续发展的战略举措。 当前,我国的煤化工正逐渐步入一个快速发展的新时期,产业化呼声空前高涨,并成为当今能源化工发展的热点。从中央到地方都在研究和部署今后510年煤化工发展方向、战略重点和重大项目,特别是产煤地区已将发展煤炭深加工、构建煤化工基地或园区,延伸传统煤炭产业链,作为振兴地方经济的重大举措。有专家指出,煤炭能源化工工业是今后20年的重要发展方向,我国将成为世界最大的煤化工业国家。 1煤化工成为国家能源发展战略重点 石油资源的日益紧缺和油价的持续攀升,催生了我国煤化工的进一步快速发展。十五以来,煤液化、气化等先进的煤炭转化技术的开发与产业化被列入多个国家级规划中。例如,煤合成燃料技术列入“863”计划项目,煤液化制油工程被列为“十五”期间国家重点组织实施的12大高技术工程之一,予以攻关研究。国家煤炭工业“十五” 规划中提出,“十五”期间,我国将推进煤炭液化的开发和应用。2004年6月30日,国务院出台的能源中长期发展规划纲要,将煤化工列入我国中长期能源发展战略的发展重点。2004年国家发改委将煤化工及新型催化关键技术列为国家重大产业技术开发专项,提出要组织实施对大型、高效煤的气化技术开发,突破一氧化碳转化、净化、催化合成等关键共性技术;“多联产”技术开发;煤及焦炉、高炉气制甲醇和二甲醚大型化技术开发;碳-化工下游产品及技术开发;煤化工及碳-化工领域新催化、新分离技术开发。国家发改委正在考虑将“煤变油”列入“十一五规划”。 国家科技型中小企业技术创新基金已将超细煤直接催化加氢生产液体燃料的关键创新技术、煤液化加氢生产燃料油的关键技术、煤干馏及煤焦油生产燃料和化工原料的新技术、新型煤气化净化剂催化剂、合成气制含氧化合物及烃类化合物新工艺等煤化工新技术做为2005年重点支持的领域。 2005年6月,国务院“关于促进煤炭工业健康发展的若干意见”中又明确提出,要推进洁净煤技术产业化发展。积极开展液化、气化等用煤的资源评价,稳步实施煤炭液化、气化工程。加快低品位、难采矿的地下气化等示范工程建设,带动以煤炭为基础的新型能源化工产业发展。 由此可见,煤化工已成为国家能源发展战略重点之一和国家重点推进的产业。 2产煤地区纷纷推出煤化工发展规划,竞相发展煤化工产业 近年来,在国家能源政策和产业政策的宏观指导下,全国拥有煤炭资源的地区,如山西、内蒙、陕西、宁夏、安徽、河南、新疆、云南、贵州、山东等地发展煤化工的热情空前高涨。这些地区都从贯彻落实科学发展观的高度和发展循环经济的理念出发,纷纷作出要加快发展煤化工的战略决策,制定煤化工发展规划,将建设新型煤化工工程作为地方经济发展的战略方向。 例如,煤炭之都山西省今年制定了加快发展具有山西优势的煤化工产业三年推进计划,启动了“5565“工程,形成山西煤化工产业集群,打造山西煤化工品牌,实现山西煤化工产业的可持续发展。到2007年,全省煤化工产业实现销售收入500亿元,新增销售收入350亿元,新增税收35亿元。 内蒙古自治区提出依托煤炭产业优势,全力推进煤化工、煤液化、煤转油项目建设,延长产业链,建成我国重要的化工生产基地。2010 年,化工产业预计实现销售收入1300亿元,其中煤化工750亿元。 河南省已提出了“十一五”煤化工发展蓝图,规划建设5大煤化工产业基地,初步提出了“十一五”煤化工规划项目72个,重点发展甲醇、烯烃、醋酸、甲醛、二甲醚、尿素、三聚氰胺、二甲基甲酰胺、芳烃等九大主导产品。到2010年,煤化工产业煤炭转化能力将由2004年的800万吨提高到1900万吨,销售收入由2004年的110亿元增加到600亿元。 宁夏推出了宁东能源重化工基地整体规划与建设纲要,确定重点发展电力、煤化工、煤炭开采三大产业,建设宁东能源重化工基地,规划占地总面积14.28平方公里,总投资2000亿元。 贵州省将在未来5年内规划和建设5个“循环经济”型的煤化工生态工业基地。预计5个基地煤化工生产项目总投资达522.8亿元,年产值可达403万元。 陕西省陕北能源重化工基地打造3大产业链 规划建设7个产业区,实施煤、煤电、煤制油、煤化工产品一体化开发,形成煤电油化产业链。 安徽省规划到2010年,形成3000万吨原煤加工能力,其中焦炭1000万吨、合成油品100万吨、合成氨300万吨、甲醇200万吨、烯烃等煤化工衍生产品200万吨,建成国家级煤化工基地。 3煤化工新技术新工艺相继取得重大突破 近几年来,我国在煤炭气化、煤炭液化、煤化工联产和碳一化工等领域的研究开发取得重大进展,相继形成了一批拥有自主知识产权的煤化工新技术新工艺。 例如,由华东理工大学与兖矿集团兖矿鲁南化肥厂和中国天辰化学公司共同承担的“十五”国家重点科技攻关课题粉煤加压气化制备合成气项目取得重大新突破,建成投煤量为30吨煤/天的粉煤加压气化制备合成气中试装置,经过运行考核,该项成果填补了国内空白,中试工艺指标达到国际领先水平。这是继2000年开发成功具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术之后的又一项煤气化新技术。目前,多喷嘴水煤浆气化技术正在进行工业示范,预计2005年完成千吨级工业运行试验。此外,由中国科学院山西煤化所开发的灰熔聚流化床气化技术也于2002年完成工业化示范。 煤液化方面,神华煤直接液化技术在北京完成小试的基础上,2003年9月,神华集团在上海成立了煤制油研究中心,与上海电气集团、上海华谊集团共同建设我国第一套6吨/天煤直接液化中试装置。该装置于2004年12月第一次投煤获得成功,打通了液化工艺流程,获得了石脑油、柴油等煤制油产物。该项目的成功,标志着我国已突破了 煤制油的核心技术,迈出了煤液化技术产业化的关键一步。 与此同时,中科院山西煤化所煤间接液化技术也建成了低温浆态床合成油中试装置,并进行了长周期试验运行,获得了高质量柴油产品,完成了配套体系催化剂的开发和示范工厂的工艺软件包设计和工程研究。 再如,在甲醇制烯烃方面,中科院大连化学物理研究所、陕西新兴煤化工科技发展有限公司和洛阳石化工程公司合作进行的甲醇制烯烃工业化试验,万吨级的MTO工业化试验装置将于年底建成并投入工业化试验。 4正在建设新一代煤化工大型项目 2004年8月25日,经国家批准,我国第一个煤制油项目神华集团煤炭直接液化项目在内蒙古鄂尔多斯正式开工建设。根据计划, 2007年建成第一条500万吨的生产线,年加工煤970万吨,生产各种油品320万吨。到2010年,该项目油品产量达到500万吨。到2015年产量增加到1500万吨,2020年产量达到2000万吨。 据报道,除了目前在内蒙古开工的神华集团“煤制油”项目外,内蒙古已经规划在“十一五”期间开工投产4个煤炭液化项目,形成2000万吨的成品油生产能力 山西已经将“煤制油”列入省级发展规划,并计划在今后510年内,在朔州和大同几个大煤田之间建成一个以百万吨煤基合成油为核心的、多联产特大型企业集团,并初步计划在煤都大同附近建设一个“煤变油”的大基地。 又如,神华煤制烯烃项目在今年“五一”前夕顺利通过了国家正式核准前的最后一次评估。该项目由神华集团、香港嘉里化工有限公司、包头明天科技股份有限公司共同出资建设,总投资115.6亿元,厂址位于包头市,建设规模为年产聚丙烯31万吨、聚乙烯30万吨、中间产品甲醇180万吨。 我国煤化工发展评析 一.煤化工发展现状 煤化工是以煤为原料,经过化学反应,生成各种化学品。 目前我国煤化工主要集中在煤焦油、合成氨和甲醇上,2004年我国煤焦油产量400万吨左右,合成氨产量4222万吨,甲醇产量440万吨。目前我国煤化工总体水平较低,当前主要存在如下不足 1高能耗、高污染、低效率、低效益 煤化工由于煤的特性造成加工过程长、投资大、污染重等问题,这样的过程更适宜采用新技术,实施大型化。 2煤化工气化技术进步缓慢 煤气化是煤化工的龙头和基础,在相当程度上影响煤化工的效率、成本和发展。我们追求的应该是高效、低耗、无污染的煤气化工艺。煤气化工艺至今已有100多年,煤气化技术演进的历程以氧气或富氧气化代替空气气化,以粉煤代替块煤、碎煤,以气流床和流化床代替固定床,由常压气化进展到高压气化,这些都是煤气化工艺技术演进升级的重要趋势。我国煤气化工艺的更新进展缓慢。我国亦做过一些煤气化技术的开发改进,但真正工业化的不多。近年来我国恩德炉的改进,灰熔聚炉的开发均有进展,有的已工业化,并在继续提高。 为积极提高我国煤化工气化技术,曾引进LURGI炉及TEXICEO炉三种压力等级。但引进后都经过更换适应煤种及多项技术改造,经历几年才正常生产。大型煤气化技术的稳定运行有一定难度。因国产化进展缓慢及其他原因,所引进的技术对煤化工全局气化技术的改进的带动作用有限。以我国具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术建设的30万t/a NH3装置已于德州化肥厂投产。 3低水平重复建设严重 当前在全国范围内形成甲醇热,在建和拟建的甲醇装置能力已超过1千万吨。众所共知,世界甲醇市场供过于求。近年内世界几套以廉价天然气为原料的超大型甲醇装置投产后,价格将进一步下降。他们的目标市场是向我国出口,届时国内有些甲醇企业将受到严重冲击。 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,新建多数为10万 20万t/a,个别最大的亦只有60万t/a。甲醇是规模效益非常明显的化工装置。大量的资料表明,煤基甲醇装置必需依赖于低价煤、大型化、先进技术及低投资,四者紧密结合的条件下才有国际竞争力。煤基甲醇没有足够大的规模是不具备国际竞争力的。 4缺乏战略眼光,技术开发薄弱 煤资源在我国处于能源的主体地位,问题在于煤转化的技术开发并没有放在重要地位,投入关心不够。最终能替代石油的战略资源是煤,而要使煤真正能成为石油替代品,必需技术开发先行,形成自有知识产权的新技术。 20世纪70年代的石油危机,促进了寻求替代能源和洁净煤技术的开发。在煤化工发展低潮时,国外许多大型公司抓住机遇,搞好煤化工新技术开发的战略技术贮备。近几年商业化的SHELL煤气化,MTO技术、MTP技术等无不是在近10-20年开发的,这些新技术开发经过按科学程序、持之以恒的努力。由于我们开发创新工作不足,今天我们仍需引进这些技术,代价很高。 二.煤化工新项目 受国际原油、天然气价格上涨以及国内油气资源不足,石油进口日益增加的影响,开发石油替代品已成为煤化工发展重点。目前比较看好的煤化工项目有甲醇燃料、煤制油、甲醇制烯烃。 1甲醇燃料 括甲醇汽油掺烧或全烧;甲醇转化为二甲醚替代液化石油气和柴油;燃料电池等。甲醇汽油早已实现产业化,目前在山西等地应用较多。二甲醚近年已在山东等地实现产业化并推广应用,二甲醚项目已成为投资热点,新项目规模越来越大。燃料电池目前尚处于研发阶段,没有实现产业化。 2煤制油直接液化、间接液化 煤直接液化以煤炭为主要原料,通过加氢生产煤基液体燃料。我国近几年已分别与德、日、美外商合作编制了不同地区煤直接液化制油品的预可行性报告。2004年8月,神华集团开工建设煤直接液化制油品项目。 煤间接液化以煤为原料,经过气化生成合成气,然后用合成气来制取液体燃料。F-T 合成反应是煤炭间接液化过程中的重要反应,世界上已有南非SALSOL成功应用F-T 反应生产油品。间接液化工艺有高温固定床合成工艺SAS,产品为油品化工型;低温浆态床合成工艺的产品是油品型;还有SHELL的中间馏份油合成工艺SMDS。我国已有几个企业启动了本项目的前期工作。 3甲醇制烯烃MTO MTO技术已由UOP和NORSK HYDRO公司开发出来,典型消耗定额是每吨乙烯需甲醇5.6t,副产丙烯0.83t,丁烯0.24t,C50.1t,燃料气3.97MMBTU。目前尼日利亚在建设年产乙烯、丙烯各40万t/a,单系列甲醇250万t/a的MTO项目,计划于2006年建成。 甲醇制丙烯MTP技术由LURGI公司开发。典型消耗定额是每吨丙烯需甲醇3.1t,副产汽油0.37t,燃料气0.88 MMBTU。MTP技术小试在20世纪90年代开始,中试装置在挪威已运行11000h以上,工业示范装置正在伊朗建设,商业化大型装置也在商讨签约中。年产170万t甲醇对应建设30万t乙烯生产装置或50万t丙烯生产装置。 随着甲醇生产成本明显下降,以及甲醇制烯烃技术的突破,MTO、MTP已面临大型商业化。我国聚烯烃缺口量很大,若能采用以煤炭为原料成功地生产甲醇制烯烃,无疑将是一项有重大意义的突破。 三.现代煤化工发展指导方针 现代煤化工是属于技术密集型和投资密集型的产业,应采取最有利于提高经济效益的建设及运行方式。现代煤化工的发展要坚持一体化、基地化、集约化、大型化、现代化,真正转变经济增长方式。 坚持一体化。就是把大型煤化工装置和煤矿结合起来当然亦可以采取煤-电-化一体化联产模式。把煤气化装置建在矿上或临近矿区,力求减少煤炭运耗及运费,实施资源优化配置,合理使用煤炭资源按煤质资源优质优用,劣质劣用,各得其所。只有形成煤化工与煤矿一体化的利益机制,才能减少日后的价格、运输和布局的风险。 坚持基地化、集约化。化学工业内在的固有特性适宜于综合利用和深加工。基地是企业群体的集称。基地内集中布置相关企业,可以充分、高效、合理利用各种资源,提高资源配置效率和效益,发挥企业的集聚效应。总之,煤化工发展实施基地化布局最重要的目的是实施以市场为基础的高度资源优化配置,谋求集约化经营。坚持大型化、现代化。只有采用一流的技术、一流的设备、一流的管理,建设大型规模效益的装置才能形成一流的煤化工基地,谋求跨越式发展,具备国际竞争力。 煤化工的“春天“已到来 “规划冲动“考验宏观调控 受国际原油、天然气价格上涨影响,与石油化工竞争长期处于劣势的煤化工迎来了良好发展机遇,以生产洁净能源和可替代石化产品的新型煤化工成了投资者的关注热点。 受国际原油、天然气价格上涨影响,与石油化工竞争长期处于劣势的煤化工迎来了良好发展机遇,以生产洁净能源和可替代石化产品的新型煤化工成了投资者的关注热点。 记者近日在一些能源产区调研发现,许多地方和企业都将煤化工作为重点培育的支柱产业,纷纷规划建设大型煤化工基地,出现规划和投资“冲动”,形成了一窝蜂齐上、快上大项目的热潮。 煤化工的“春天”已经到来 “煤化工的春天已经到了”许多业界人士得出了这一结论。国际油价的不断攀升和持续走高,是这一结论的现实基础,而近年来煤化工技术取得的长足进步,则是其“底气十足”的技术支撑。 山西省工业经济联合会主席彭致圭,多年来一直为醇醚燃料的推广奔走呼吁。煤化工的“春天”来了,他认为至少包含两层意思一是煤化工技术的进步,为其发展提供了技术保障;二是在高油价背景下,石油和天然气化工因成本骤增而竞争力大大削弱,煤化工在诸多产品领域可以与之竞争,因此大有可为。 各地此起彼伏的规划和投资热潮,也在印证着“春天”到来的说法。 在几乎所有产煤省区制定的“十一五”规划中,煤化工都作为重要产业来培育,许多省区已启动或规划建设规模宏大的煤化工项目,动辄就是百万吨、甚至上千万吨级项目。 陕西规划在陕北建设以甲醇为龙头的煤化工基地,近期将形成300万吨煤制油、300万吨煤制甲醇的生产能力,到2010年煤制油和煤制甲醇生产能力将分别达到400万吨和600万吨,甲醇制烯烃产能将达到100万吨;宁夏提出以大项目带动的战略发展煤化工,已经启动的宁东能源重化工基地建设,动态投资高达300亿元;内蒙古提出开发生 产高附加值的煤化工产品,实现煤制油500万吨、甲醇1000万吨、聚氯乙烯500万吨、煤焦化1000万吨等四大重点发展目标;河南省提出建设五大煤化工产业基地;贵州则计划投资500多亿元建设五大煤化工基地;煤炭大省山西规划到2010年形成450万吨甲醇、300万吨甲醇下游产品、250万吨聚氯乙烯和255万吨煤焦油的加工能力,使煤制油形成产业化。 许多大型煤炭企业也纷纷跟进,将投资重点向煤化工转移。“十一五”期间,仅山西省的大型煤炭企业就规划投资758亿元发展煤制油,投资300多亿元搞甲醇、二甲醚等煤化工项目。山西兖矿集团准备投资100亿元在贵州开发建设百万吨煤炭液化基地,投资95.26亿元在陕西榆林综合开发煤制油。 项目过剩苗头已经显现 记者在调研中发现,虽然煤化工产业面临良好发展机遇,但从规划看,各地的煤化工项目趋同性较强,缺乏有特色的产品和发展方向,有的技术尚处试验阶段,仍有较大风险,有的甚至出现了重复建设,项目过剩的苗头已经显现。 山西省工业经济联合会常务副会长刘作舟说,据不完全统计,目前国内在建的甲醇生产能力最低达到1377万吨,拟建的有2069万吨,前期准备项目产能达1440万吨,按目前在建及规划建设项目的产能计算,到2010年,全国甲醇年产能将达到5000万吨。而近两年我国甲醇消费量仅维持在400万吨至600万吨之间,尽管现在规划的一些项目最终不一定落实,但甲醇行业肯定存在产能过剩的苗头,有很大的投资风险和市场风险。 部分煤化工产品还面临原料过剩的风险。以生产聚氯乙烯的原料电石为例,电石行业高能耗、高污染,我国电石65用作聚氯乙烯的生产原料。目前,国内电石产能已超过实际需求一倍,产能严重过剩,国家有关部门已经对电石行业采取调控措施。从2003年开始,一些地方和企业为获取短期局部利益,以牺牲环境和资源为代价,新建、扩建电石产能,国家明令淘汰和禁止发展的小型电石炉和非密闭式电石炉死灰复燃,一些东部电石企业也将落后生产装置向中西部转移,各地规划中的聚氯乙烯产能如果完全释放,将给电石行业调控带来困难。 相对于甲醇项目面临的市场风险,煤制油项目则要受技术、市场等多方面的制约。合成油品工程研究中心、煤转化国家重点实验室有关专家指出,煤炭间接液化合成油在国际上已经产业化生产多年,这种技术本身是成熟的,但受煤种、煤质、储量等多种因素影响,涉足这一行业仍需不断研发,做好中试,然后才能稳妥放大产能,直至形成百万吨级以上产业化规模,才能产生较好的经济效益,规避投资风险。 煤制油项目投资非常巨大,山西、内蒙古等地依托山西煤化所的间接液化技术建设三个16万吨工业化示范厂,投资均在21亿元左右。“没有成熟的技术和不断创新的科研团队,没有稳定的投资渠道和有效的风险规避方案,煤制油项目面临的风险很大。”专家提醒说。 “有形之手”能否遏制“投资冲动” 煤化工产业的发展对煤炭资源、水资源、生态、环境、技术、资金和社会配套条件要求较高。一些地方不顾资源、生态、环境等方面的承载能力,盲目规划、竞相建设煤化工项目,这对经济社会持续、健康、稳步发展将产生潜在的负面影响。 今年7月7日,国家发改委下发“关于加强煤化工项目建设管理、促进产业健康发展的通知”,要求各地、各部门审慎规划、科学发展煤化工,解决好煤化工发展中的过剩、盲目发展和资源环保等方面的问题,并提出了“十一五”煤化工产业发展方向,明确了以产业规划、布局、发展重点、煤炭资源、水资源平衡、环保、技术政策、项目管理、运输安全、技术风险等10项内容为主的产业发展管理重点。 山西省社科院能源所副所长王宏英认为,“通知”出台得很及时,无异于向头脑发热的煤化工投资建设“冲动”打了一支清醒剂,同时,对于规范这一潜力产业的发展具有积极意义。 专家指出,这份通知的相关规定,将对煤化工发展产生巨大影响在规划编制完成并得到国家相关部门确认之前,暂停核准或备案煤化工项目;在国家煤炭液化发展规划编制完成前,各级投资主管部门应暂停煤炭液化项目核准;鼓励煤炭资源接续区煤化工产业发展,适度安排供煤区煤化工项目的建设,限制调入区煤化工产业的发展;煤化工产业发展应“量水而行”,严禁挤占生活用水和农业用水,严格控制缺水地区煤气化和煤液化项目的建设;一般不应批准年产规模在300万吨以下的煤制油项目、100万吨以下的甲醇和二甲醚项目和60万吨以下的煤制烯烃项目等。 照此要求,以上许多产煤省的煤化工项目规划显然都将受到影响。以甲醇项目为例,许多省区规划单个项目很少有超过100万吨的,山西省五大国有重点煤炭企业规划的甲醇项目最大也只有80万吨,一般都在20万至60万吨之间,各地市和焦化企业规划得更小,多在10万吨至20万吨之间;在煤制油方面,山西开工建设的两个煤炭间接液化合成油工业化示范项目,一个16万吨,一个10万吨,规划中的产量也仅为100万吨左右。包括已开工和规划中的全国煤制油项目中,产能达到300万吨的几乎没有。 记者采访了解到,通知出台后,各地在发展煤化工产业方面出现观望态度,但依然 热情不减,国家的宏观调控政策将面临不少考验。在山西、陕西、内蒙古等地的主要产煤区,煤化工产业依然是工业规划的主角和招商引资的重点,一些煤炭主产区地方领导表示发展煤化工是地方经济可持续发展的出路,是继单纯“卖煤”、“卖电”之后的重大产业升级,当前尽管遇到了国家调控的压力,但这是地方经济的优势所在,是产业升级的大势所趋。 走新型煤化工之路 专家提出,合理规划,科学发展,煤化工要走新型道路。与传统煤化工相比,新型煤化工发展主要依托洁净煤技术、先进的煤转化技术,以及节能、降耗、节水、治污等新技术的集成应用,解决煤炭转化过程中的高效、低污和经济三大问题。 新型煤化工必须打好“四张牌” 一是资源替代牌。避开大量煤炭消耗,寻找减少消耗途径。我国煤炭资源中,硫含量大于1、工业锅炉不能直接使用的高硫劣质煤约占一半,可以利用高硫劣质煤制甲醇,变废为宝;我国目前每年焦炉煤气的产量是800亿立方米,如都制成甲醇规模可达4000万吨/年;我国煤层气已探明储量约为36万亿立方米,相当于常规天然气,也是很好的煤化工原料。 二是打好技术创新牌。煤化工流程长、工艺复杂、环节多、污染重、系统性强,制约因素多。发展煤化工工艺应考虑选择“先进、可靠、适用、低污、经济”的新技术。 三是打好规模发展牌。新型煤化工大多是技术密集型和资金密集型项目,只有达到一定规模才能产生良好的经济效益。规划要坚持煤化工项目的高起点、大型化和规模要求,同时应当鼓励煤炭、电力和化工企业联合,实现煤、电、化联产一体化。 四是打好循环经济牌。新型煤化工应纳入循环经济体系里统筹规划,实现煤、气、电、化等综合发展。建立煤化工生态工业集群,将煤化工与建材、材料、发电、废热利用等不同产业的工艺技术集成联产,形成资源和能源的循环利用系统,最大限度地降低消耗、节约能源,减少对环境的污染和生态破坏。 发展新型煤化工,建设煤炭能源化工产业 摘要新型煤化工发展以洁净能源和化学品为目标产品,应用煤转化高新技术,建成未来新兴煤炭-能源化工产业;结合煤炭资源开发和煤炭生产建设的发展,建成若干大型产业基地或基地群。新型煤化工是煤炭工业调整产业结构,走新型工业化道路的战略方向。 关键词新型煤化工洁净能源化学品煤炭 我国煤炭资源丰富,煤种齐全,发展煤炭液化、气化等现代煤转化技术,对发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口有现实和长远的意义,国家“十五”能源科技和能源建设计划对发展煤化工给予充分的重视,煤化工在我国面临新的市场需求和发展机遇。本文根据近年来国内外煤化工发展的特点,提出“新型煤化工”的概念。与传统煤化工不同,新型煤化工将形成具有中国特色的煤炭能源化工新产业,是我国煤炭工业结构调整、实现可持续发展的战略方向,对未来能源建设和能源技术的发展将有重要影响。 1.新型煤化工的主要特点 1.1.以清洁能源为主要产品。 新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料甲醇、二甲醚、电力、热力等,以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。 1.2.煤炭能源化工一体化。 新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向,紧密依托于煤炭资源的开发,并与其它能源、化工技术结合,形成煤炭能源化工一体化的新兴产业。 1.3.高新技术及优化集成。 新型煤化工根据煤种、煤质特点及目标产品不同,采用不同煤转化高新技术,并在能源梯级利用、产品结构方面对不同工艺优化集成,提高整体经济效益,如煤焦化煤直接液化联产、煤焦化化工合成联产、煤气化合成电力联产、煤层气开发与化工利用、煤化工与矿物加工联产等。 同时,新型煤化工可以通过信息技术的广泛利用,推动现代煤化工技术在高起点上迅速发展和产业化建设。 1.4.建设大型企业和产业基地。 新型煤化工发展将以建设大型企业为主,包括采用大型反应器和建设大型现代化单元工厂,如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及大型联产系统等。 在建设大型企业的基础上,形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产业基地包括若干不同的大型工厂,相近的几个基地组成基地群,成为国内新的重要能源产业。 1.5.有效利用煤炭资源。 新型煤化工注重煤的洁净、高效利用,如高硫煤或高活性低变质煤作化工原料煤,在一个工厂用不同的技术加工不同煤种并使各种技术得到集成和互补,使各种煤炭达到物尽其用,充分发挥煤种、煤质特点,实现不同质量煤炭资源的合理、有效利用。新型煤化工强化对副产煤气、合成尾气、煤气化及燃烧灰渣等废物和余能的利用。 1.6.经济效益最大化 通过建设大型工厂,应用高新技术,发挥资源与价格优势,资源优化配置,技术优化集成,资源、能源的高效合理利用等措施,减少工程建设的资金投入,降低生产成本,提高综合经济效益。 1.7.环境友好 通过资源的充分利用及污染的集中治理,达到减少污染物排放,实现环境友好。 1.8.人力资源得到发挥。 通过新型煤化工产业建设,带动煤炭开采业及其加工业、运输业、建筑业、装备制造业、服务业等发展,扩大就业,充分发挥我国人力资源丰富的优势。 2.新型煤化工核心技术 2.1.煤直接液化。 煤直接液化是煤化工领域的高新技术。该技术将煤制成油煤浆,于450℃左右和10 30MPa压力下催化加氢,获得液化油,并进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。 该技术开发始于 20世纪20年代,3040年代曾在德国实现工业化;70年代国外又进行新工艺、新技术开发, 2000年后开发工作基本结束,但没有大规模工业化应用实例。国内神华集团正在引进国外核心技术建设示范工厂;国内有关研发机构跟踪研究已有20多年,目前正在开发具有自主知识产权的煤炭直接液化新工艺以及专用高效催化剂等关键技术。 2.2.煤间接液化。 煤间接液化是将煤气化并制得合成气CO、H 2,然后通过F-T合成,得到发动机燃料油和其它化工产品的过程。南非于20世纪50年代开始建设商业化工厂,目前已形成年产700万t产品的生产能力。国内对间接液化技术的开发已有20年的历史,目前正在开发浆态床低温合成工艺及专用催化剂;另外进行了引进国外技术建设工业示范厂的前期研究。 2.3.大型先进煤气化 煤气化是发展新型煤化工的重要单元技术。国内大型先进煤气化技术与国外相比虽有一定差距,但近年来加快了开发速度。“十五”期间,分别对具有自主知识产权的多喷嘴水煤浆气化、干煤粉气流床气化技术进行工业示范开发和放大研究。考虑国内煤种、煤质的多样性,目前亟待研究开发适合灰熔点高、中强粘结性煤种的气化技术。 2.4.一步法合成二甲醚技术。 二甲醚可以代替柴油用作发动机燃料,也可以作为民用燃料替代LPG。与甲醇为原料两步法制取二甲醚相比,以合成气为原料通过一步法合成二甲醚的技术具有效率高、工艺环节少、生产成本低的优点。国内正在研究开发一步法合成二甲醚技术。 2.5.煤化工联产系统。 煤化工联产系统是新型煤化工发展的重要方向,联产的基本原则是利用不同技术途径的优势和互补性,将不同工艺优化集成,达到资源、能源的综合利用,减少工程建设投资,降低生产成本,减少污染物或废弃物排放。如F-T合成与甲醇合成联产、煤焦化与直接液化联产等。 2.6.以煤气化为核心的多联产系统。 以煤气化为核心的多联产系统是新型煤化工发展的主要内容,并有多种形式,其要点是以煤或石油焦、渣油等为气化原料,生产的煤气作为合成液体燃料、化工品及发电的原料或燃料,通过多种产品生产过程的优化集成,达到减少建设投资和运行费用,实现环境保护的目的。目前,国内正在进行多联产系统的优化集成模拟软件开发和关键技术的研究。 2.7.其它先进煤化工技术。 新型煤化工发展还涉及其它单元工艺技术的研发和应用,如高效气体净化和分离技术,大型高效合成技术,适应不同热值的燃气轮机发电技术等。 3.煤炭开发生产与发展新型煤化工 3.1.煤炭资源是发展新型煤化工的基础 发展新型煤化工产业将不断扩大煤炭的消费量,拉动煤炭生产,但同时必须兼顾国民经济发展对煤炭的需求,不能影响能源供需的整体格局。为此,应将煤炭资源的开发与新型煤化工产业的建设紧密结合。 1华北、西北是我国主要煤炭生产、输出地区,鄂尔多斯煤田、宁东煤田、华亭煤田、胜利煤田和大同石炭二迭纪煤等均为未大规模开发或仅初步开发的大型煤田,资源丰富,适合大规模开发生产,煤种与煤质适宜转化加工。结合这些煤田的开发,建设新型煤化工产业基地和基地群,具有良好的资源优势,也有利于形成区域相对集中、技术与产品互补的产业发展格局。 2云南、贵州是我国南部主要储煤和能源输出省区,云南褐煤资源丰富,贵州煤炭品种齐全,对发展新型煤化工具备一定的资源优势。 3内蒙古东部有丰富的褐煤资源,黑龙江省是东北主要产煤省,也具有较好的新型煤化工发展资源优势。 除上述3个区域以外,还有其它产煤地区或企业,有的在煤化工方面已有较好的工业基础和综合资源优势,具有采用新工艺、发展煤化工联产等方面的条件和潜力。 3.2.发展新型煤化工与实施大集团、联合战略 新型煤化工技术和产业的发展涉及煤炭、化工、石油、电力等多个工业领域,建设 投资大,高新技术密集,因此需要结合目前实施的煤炭工业大集团战略,走联合发展、集团化发展的道路。 按地域或产业链组建联合大集团是切实可行的发展模式,如目前有的项目以大型煤炭企业、地方煤炭企业和石油化工企业的联合为项目主体;也有的地区考虑能源产业的特点,以资金筹措为目的,充分发挥地区有资金实力企业的组合优势。引进外资或中外合作也是发展新型煤化工可充分考虑的重要方式。 3.3.新型煤化工工程发展已经启动 近年来,国内部分煤炭企业和产煤地区十分重视煤化工的发展,将建设新型煤化工工程作为企业和地方经济发展的战略方向,开展了大量工程前期研究工作,有的已进入工程实施阶段。表1为国内部分工程进展概况及发展规划。 表1目前国内部分新型煤化工工程进展概况及发展规划 名称程进展概况及发展规划 神华集团煤液化直接液化示范工程已启动,第一条生产线,100万t/a规模,预计2005年建成。规划2010年,液化、间接液化总能力达到1000万t/a,2020年,总能力达到3000万t/a。 宁夏煤集团煤化工 50万t/a间接液化完成预可研;80万t/a二甲醚完成 前期研究。规划间接液化一、二期总产量达到300 万t/a。 大同煤化工联产完成方案研究联产油品80万t/a、甲醇70万t/a、 电力12亿kWh/a 自用。规划一、二期总产量 达到油品160万t/a、甲醇140万t/a,联产电力自用。 锡林郭勒煤液化 100万t/a直接液化完成预可研。 先锋煤液化 100万t/a直接液化完成预可研,项目筹建中。 六盘水煤化工联产 300万t/a炼焦与50万t/a直接液化联产方案研究。 依兰煤液化 100万t/a直接液化完成预可研。 双鸭山煤液化 100万t/a直接液化完成预可研。 河南煤液化间接液化油品150万t/a完成预可研。 4.发展新型煤化工的几个关键问题 发展新型煤化工除了要有丰富的原料煤资源外,还有几个关键问题必须给予足够的 重视。 4.1.耗水量大。 水资源是建设新型煤化工工程的重要基础条件。如150万t/a油品的间接液化工厂日需原水供应量约为5.5万m 3;100万t/a油品的直接液化工厂日需原水约2.3万m 3。因此,新型煤化工产业发展应充分注重水资源的约束影响,发展节水工艺。 4.2.建设资金投入多。 资金筹措是目前发展新型煤化工产业的重要障碍。初步分析表明,建设 100万t/a 油品产量的直接液化工厂投资约8090亿元,同等规模的间接液化工程资金投入约90100亿元。煤化工联产系统有利于减少建设资金投入,如50万t/a煤直接液化与300万t/a 煤焦化联产时,直接液化部分的资金投入大约为3540亿元。因此,应加强项目融资筹划研究,实施跨地区、跨行业联合,拓宽资金筹措渠道,实行投资主体和投资方式的多元化。 4.3.技术及工程管理水平高。 新型煤化工工程建设和生产运行是应用多领域高新技术和实施大规模工程相结合的复杂系统工程,技术和工程管理水平要求高,因此必须注重组织管理和培育高素质的技术队伍,实行先进、科学、高效的管理和经营模式。 5.结语 发展新型煤化工技术,建设新型煤化工产业对延伸传统煤炭产业链,提升和改造煤炭工业,建设新兴产业,实施可持续发展有重要战略意义,是煤炭工业走新型工化道路的重要发展方向。 目前,新型煤化工还处于发展初期,需要进行大量整体规划、技术研究、新工艺开发、系统优化集成等配套工作。国内煤炭大型企业集团是新型煤化工发展的主体,在新型煤化工技术发展和产业建设方面应起到重要的主力作用。 参考文献 1倪维斗等. 二甲醚DME经济,解决中国能源与环境问题的重大关键. 煤化工,2002 增刊