中国煤化工发展现状及对石油化工的影响.docx
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中国煤化工发展现状及对石油化工的影响
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中国煤化工发展现状及对石油化工的影响
王基铭
(中国石油化工集团公司,北京102 078)
摘
要:
分析了中国煤化工发展现状,展望了中国煤化工发展前景及对石油化工的影响,指
出在高油价下中国煤化工产业具有竞争力,将成为石油化工产业的有益补充。
关键词:
煤炭
煤化工
石油化工
1在高油价下中国煤化工产业具有竞争力,将成
为石油化工产业的有益补充
4年。
1
近年来,随着国民经济的平稳较快发展,中
国能源消费保持较快增长趋势,特别是交通运输
燃料快速增长和石化产品需求的大幅增长,使得
11世界油气资源紧缺、煤炭资源较为丰富,为 .
煤化工的发展创造了条件
在20年全球金融危机爆发之前的几年问,08 在全球经济稳步增长的推动下,全球一次能源需
油气资源紧缺的矛盾更加突出。
20—09,中 0320年
国一次能源消费年均增长1.%。
20年,一次能 7309
求呈现稳步增长的态势:
20—08,全球一次 0220年
源消费达3{0L吨标准煤。
其中,煤炭约占7%,0
石油和天然气约占2%,核电、风电及水电约占0
能源需求年均增长3%,石油和天然气分别年均 .0增长1%和3%,煤炭年均增长54(图1 .4.0.%见)。
 ̄20年底,全球煤炭消费连续六年成为消费增 g08
长最快的一次能源。
煤炭需求增长已成为推动一 次能源需求增长的主要动力。
相对于石油、天然
1%(图2)。
在此期间,中国石油消费以年均 0见
71.%的速度增长,而原油产量年均增长仅1%,. 8
中国原油对外依存度已经超过5%。
发展替代资 0源,减少对石油资源的依赖,客观上为中国煤化
工产业的发展创造了机遇。
12原油价格持续高位,煤化工产业的竞争力日.
益显现
气资源,世界煤炭资源较为丰富。
据统计,20 08年全球原油探明储量约为178L吨,储采比为 04
4年;天然气探明储量约为150万亿立方米,2 .28
储采比为6年;而煤炭的探明储量约为820L0 64 吨,储采比为12。
据B公司统计,20年,2年P08
全球一次能源消费结构中,石油占3.%,煤炭 46
在金融危机爆发之前,在全球石油供应链遇 到“颈”,加上美元贬值、地缘政治因素及投 瓶机因素的多重作用下,国际油价持续高位震荡。
例如,布伦特原油价格从20年的平均5美元/055桶
占2.%,天然气占2.%,核能、水电等约占 91401.%。
由此可见,相对丰富的煤炭资源为煤化工 23的发展提供了资源条件。
就中国而言,缺油少气 富煤的资源特征十分显著。
据20年全国油气矿 09
产储量通报,截至20年底,中国原油剩余经济 08
上升 ̄20年的7美元/,20年7072桶08月竞达到了
17元/的历史最高点,2l年原油价格则一 4美桶00
收稿日期:
2l—6l。
000一2
可采储量约为2.0L ̄,储采比为1.年;天然 09418
作者简介:
王基铭,16年毕业于华东化工学院石 94
气剩余经济可采储量约2 4立方米,储采比 65 L11为3年;煤炭储量约为144,储采比约为 4 15L吨
油炼制专业,中国T程院院士,现任中国石油化工
信息学会理事长、中国石化集团公司科技委顾问。
21确O。
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I
●石油一天然气
煤炭●一次能源
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20年 02
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20年 07
20年 08
图120—08 0220年世界能源消费增长情况
■石油一天然气■煤炭■核能水电等
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2
20年 04
20年 05
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2
图220—09 0320年中国能源消费增长情况
■■■_
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直在8美元/上下高价位区间波动。
低成本的驱 0桶
力日益显现。
制天然气等领域先后建成过实验装置,开发了有
动,使得包括煤化T在内的替代燃料产业的竞争 关的工艺技术,但由于受到资源、技术、环境、 油价、投资等因素的影响,真正实现工业化的寥
化工厂和美国大平原煤制天然气工厂。
而中国煤
化工产业在近几年则获得了较快发展。
21传统煤化工总体呈现产能过剩的局面 .
■■■■■■
在高油价的推动下,中国煤化工技术加快了 寥无几。
目前,只有南非萨索尔公司的煤间接液
自主开发的进程。
煤气化装置不断向大型化、清 洁化发展,煤直接液化工业示范装置和煤制乙二
醇工业示范装置的成功投产,煤基甲醇制烯烃、 制二甲醚等技术的商业化,都为煤化工产业的发
早在2世纪4年代,中国也开始拥有传统 00
展提供了有力的技术支撑。
随着煤化工技术的不
煤化工产业,但规模很小、产品单一,产品主要
断成熟与完善,生产效率的不断提高,环保技术 包括焦炭、合成氨、电石和甲醇等。
近年来,随 的不断提升,必将促使其生产成本不断降低,从 着中国地方经济的迅速发展和资源丰富地区的崛
而使煤化工产业在高油价下相对常规石油资源具
有一定的竞争能力,将成为油气资源的有益补充。
2中国煤化工发展现状
起,传统煤化工和部分产品产能较快增长。
从产品 的供需来看,中国传统煤化工总体上呈现产能过 剩的局面。
20年,中国焦炭消费量约3亿吨,09.4
产能约为38吨/,装置平均开工率约9%;电 .亿年1
石消费量约150吨,总产能约220吨/, 0万 0万年
尽管国外的煤化T产业起步较早,2世纪4 00
年代以来,德国、美国、Et本等先进国家,在煤 装置平均开工率低于7%;甲醇消费量约16万 0 06 0万年左液化、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制乙二醇、煤 吨,总产能高达300吨/右,装置平均开工
I2一6 O1218 O期
千基铭.中国煤化上发展现状及对石油化_=影响 _的l=
率仅3. 7%。
4
的甲醇制低碳烯烃技术(MT)成了中试。
20 DO完05
年,大连化物所与陕西新兴煤化工科技发展有限
值得注意的是,在中国的甲醇生产中,7% 0
以煤为原料,甲醇作为新型煤化]的重要中间 二
体,近年来受到了众多投资者的青睐。
据统计, 目前在建和拟建的甲醇项目产能达250吨/左 0万年
公司以及中国石化集团洛阳石化工程公司合作,
在陕西建设了规模为17吨/(.i年以原料甲醇计)5 的工业试验装置。
20年2,装置投料试车,806月 月通过了国家级鉴定。
这项技术实现了约9.891%
有,预计:
21年,中国甲醇总产能将达到500f021] 0
万吨/以上,而届时的甲醇需求量最乐观预计 年
的甲醇转化率,双烯(乙烯+烯)碳基选择性达 丙7.187%。
目前,神华集团采用这项技术,由中国
石化工程建设公司承担ECM,于21年51 P+00月3日在内蒙古包头建成了6万吨/(双烯计)MT 0年以O装置,预计21年9投产。
00)q 中国石化上海石化研究院开发的具有自主知 识产权的甲醇制烯烃(MTSO)技术,目前已在燕
也仅增加到310吨左右,产能过剩将进一步 0万
加剧。
22新型煤化工呈现较快发展势头 .
近年来,在高油价的推动下,我国新型煤化 工产业得到了较快发展,在煤液化合成油、煤基 甲醇制烯烃、煤基甲醇制二甲醚、煤制乙二醇等
方面取得了突破性进展。
1)直接液化首条百万吨级.业示范生产装 煤[
置已建成投产
山石化建成了甲醇进料规模为36吨/的中试装 .万年
置,并进行了累计16的工业试验。
中试结果显 天1示,乙烯+丙烯选择性平均达8.105%,甲醇转化率 平均为9.497%。
目前已完成了10吨/(甲8万年以 醇计)的SO置工艺包设计,并在中原石化建 MT装
中国的煤直接液化技术最早由中国煤炭科学
研究总院和中国石化洛阳工程公司合作,在消化
吸收国外技术的基础上自主创新开发成功。
中国 两期投资建设总规模为50吨/的煤直接液化 0万年工程。
20年1月30820日,一期工程的先期工程100 万吨/煤直接液化合成油装置一次投料试车成 年功,生产出合格油品和化工品。
该工程由中国石 化工程建设公司承担EC总承包。
这标志着中国 P
设6万吨/(甲醇计)SO置,计;21 0年以MT装 ̄01Jl
中国石化上海石化研究院从20年起就开始 03
神华集团在内蒙古鄂尔多斯市的伊金霍洛旗,分 年底建成投产。
进行甲醇制丙烯(P)技术(MT固定床工艺)的
研究,目前已完成了中试。
中试结果表明甲醇转
化率大于9%,丙烯单程选择性为4.%,达到国956
际先进水平。
这项丁艺在2l年进行T业侧线试 00验,同时开展大型工业化装置_艺包研发。
I二 清华大学、中化集团和安徽淮化联合开发了 流化床甲醇制丙烯(MTFP)技术,其规模为3万
吨/甲醇进料的试验装置连续运行了40',年7d1 , ̄
已经掌握了百万吨级煤直接液化关键技术。
2)煤间接液化示范工程成功建成
国内从事煤炭间接液化技术研发的单位主要 有中科院山西煤炭化学研究所和兖矿集团。
2世纪8年代以来,山西煤化所在消化吸收 00国外工艺的基础上,自主开发成功了煤间接液化 技术。
目前,山西煤化所研发的煤间接液化工艺已 经应用到山西潞安集团、内蒙古伊泰集团、神华 集团等三套1万吨/6年示范项目中,目前已相继投 产。
神华宁夏煤业集团与南非萨索尔公司合资的宁
东煤炭间接液化项目已经上报国家发改委核准。
3)煤制烯烃工业示范装置正在建设
甲醇转化率为9.%,丙烯选择性63%,吨丙烯 997消耗甲醇33吨。
.9
4)开发出拥有自主知识产权的煤气化技术
煤气化技术是煤化工的基础技术,煤气化 装置作为煤化工产业链中的龙头装置,具有投入
大、可靠性要求高等特点,是整个产业链的关键
技术。
近年来,为降低化肥原料成本,国内石化企
目前国内拥有煤制烯烃技术的研究机构主要
有中国科学院大连化学物理研究所和中国石油化 工集团公司。
“五”期问,中国科学院大连化物所开发 八
业引进德土古和壳牌公司的煤气化技术,用于生
产合成氨等煤化工产品。
值得一提的是,德士古 和壳牌公司煤气化技术的大型化丁装置是在中国
石化建设的生产装置中成熟起来,并得到大量应
用的。
在建设和试生产运行过程中,中国石化不 仅解决了很多工艺技术放大过程中的工程技术问 题,还采取很多独创性改进措施实现了装置的长 周期安全稳定生产。
目前,国内在消化吸收国外
近年来,随着环境保护和节能减排要求的日
益严格,IC技术得到较快发展。
GC
20年底,中国石化将IC装置作为公用 05GC工程的核心装置,应用于福建炼油乙烯一体化工 程之中,已在20年建成投产。
兖矿集团也建有 09IC联产甲醇和醋酸的示范装置,拥有8MW的 GC0
装机容量、3万吨/甲醇和2万吨/0年2年醋酸的联 产能力。
从20年起,各大发电集团也积极开展 06IC技术在国内的发展和应用。
GC
气化技术的基础上,已经开发出多种拥有自主知
识产权的煤气化技术,包括四喷嘴气化技术、非
熔渣一熔渣分级气化技术、两段式干粉气化技术、 航天炉气化技术、多元料浆气化技术、单喷嘴粉
煤气化技术及灰熔聚煤气化技术等。
其中,四喷 嘴气化技术、非熔渣一熔渣分级气化技术已成功应 用于工业化装置中,前者有兖矿国泰化工、华鲁
尽管近年来诸多煤化工技术的突飞猛进,推 动了国内煤化工项目的建设。
但在看到煤化工产 业取得的进步和成绩的同时,我们必须清醒地注
意到以下四个问题。
一
恒升化工等,后者有山西丰喜肥业集团等。
5)煤制乙二醇进入商业化应用
2世纪8—0009年代,国家组织开展了一氧化碳 氧化偶联技术研究。
20年,由中国科学院福建 09
是多数煤化工技术尚不十分成熟,还存
在诸多风险。
在建的煤液化、煤制烯烃等项目,
物质结构研究所与江苏丹化集团有限责任公司、 上海金煤化工新技术有限公司三方联合研发的煤 制乙二醇技术,通过了万吨级工业示范装置的成
果鉴定。
20年1月底,采用该技术的通辽金煤 092
一
在全球范围内都属同类装置中规模最大的首套工 业装置,有的项目尚未进行工业放大,就直接进
入工程应用;有的虽投料试车成功,但还有待安
全稳定长周期生产的检验。
因此,必须清醒认识 到项目建设中仍存在着较多的不确定因素和较大
的工程风险。
应在示范项目工程问题充分暴露,
期2万吨/0年煤制乙二醇项目成功实现了工业化
6)步法甲醇转化制汽油的工业示范工程正 一
生产。
并得到切实有效的妥善解决之后再进一步推广发 展,一定要防止盲目建设、一哄而上。
二是必须注意到煤化工发展对环境带来的影
响。
煤炭中氢的含量少,而煤化T产品中氢/比 碳
在建设
目前,中科院山西煤炭化学研究所与化学工
业第二设计院共同研发出一步法甲醇转化制汽油
T_艺,采用自主研发的ZM一分子筛催化剂,汽 S5油选择性达 ̄3%~3%,可以生产辛烷值(O)178RN
在93以上、低烯烃、低苯含量、无硫的优质汽油 产品。
20年,该技术在山西晋城取得万吨级试 09
例高,因此,在煤的转化过程中必将有大量的碳
要以二氧化碳的形式排放出来。
比如以煤为原料 生产1甲醇,要排放出38吨的二氧化碳;而生 吨.5
产1吨烯烃,排放出的二氧化碳高达1.3(16吨见 图3)。
因此,发展煤化工必须重视二氧化碳的排
放问题,相应解决碳的封存和捕集(CCS)问题。
妥善解决二氧化碳的出路是发展煤化工的关键问 题,不然,与低碳经济是背道而驰的。
三是我国是水资源短缺的国家,而且煤炭资
验装置的成功运行。
目前,云南煤化集团正在建
设2万吨/的MT装置。
0年G
7)煤制二甲醚产能过剩
中国二甲醚产能已从20年的4.万吨/猛 0645年
增 ̄20年的20吨/,20年又几乎翻了一 1072万年08
番,达g42]'3万吨/年。
预计 ̄21年,二甲醚的1021
产能将增加到90吨/4万年左右。
从消费来看,国 内9%左右的二甲醚用于掺入液化石油气作为民 0用燃料,20年的消费量在10吨左右,预计 085万21年将:
3N5o吨。
国内二甲醚产业已经面 02tH8万 ̄
临产能过剩局面。
8)IC发电得到较快发展 GC
源与水资源的分布大体呈逆向分布,有效解决水
资源问题是发展煤化工的又一基本条件。
煤化工 的发展需要大量的水资源支持,比如生产1吨直接 液化的油品需要耗水1吨左右,生产10吨间接液化
合成油需要耗水1吨左右,不采用空气冷却的甲1 醇装置生产1甲醇也要耗水5左右。
而国内煤 吨吨
炭资源丰富的地区多数缺乏水资源,如果不考虑
王基铭.中国煤化工发展现状及对石油化工的影响
图3以煤为原料生产1吨产品所排出的二氧化碳
水资源平衡盲目发展煤化工,必将会对当地的水资 源以及环境带来破坏性的影响。
因此,发展煤化
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- 中国 煤化工 发展 现状 石油化工 影响