煤制烯烃-—-在中国的可行性--孟晓瑜

1、煤制烯烃 在中国的可行性,煤制烯烃包括煤气化、合成气净化、甲醇合成及甲醇制烯烃四项核心技术。,我国自20世纪90年代以来对石油能源的需求已进入快速增长期。1991年以后，年均递增6%；近两年来，进一步增长达8.2%。我国目前已成为全球第二大石油消费国和进口国。 2005年进口原油1.27亿吨，占国内表观消费量的42% 2006年进口原油1.45亿吨，同比增长14.2%，对外依存度达43%； 预测2020年，原油对外的依存度将超过60%，国家的能源形势将更加严峻。,（一）产业背景,我国的资源状况是石油、天然气资源短缺，煤炭资源相对丰富。据测算，我国煤炭资源的地质理论资源量高达5万亿吨，探明保有储

2、量约为1万亿吨，在可承受的环境容量范围内，我国煤炭资源的年开采规模可在当前产量基础上继续扩大，达到22-23亿吨左右。,（一）产业背景,发展现代煤化工产业，即以煤气化为龙头，以一碳化学为基础，合成、制取主要以替代石油化工产品和燃料油的化工产业，有利于推动石油替代战略的实施，保障我国的能源安全，实现能源多样化，促进后石油时代化学工业可持续发展。,（一）产业背景,进入21世纪以后，国际石油价格持续上涨和长期高位运行，我国石油对外依存度不断提高，在这种双重压力下催生了国内煤制甲醇、煤制烯烃和煤制油品等以石油替代为目标的现代煤化工产业。2004年8月国内第一套煤液化项目开工建设，大型煤制烯烃项目开始规

3、划，煤制甲醇、二甲醚，甲醇羰基合成制醋酸等煤化工项目成为投资热点，煤化工产业进入了一个新的发展时期。现代煤化工产业主要产品包括煤制甲醇、二甲醚，甲醇制烯烃，煤制油品，甲醇制醋酸及其下游产品等。,（二）产业现状,（二）产业现状,1、甲醇 到2006年，国内共有甲醇生产企业167家，产能合计1344.4万吨/年，产量874.7万吨，其中煤制甲醇产能约占70%。2006年甲醇表观消费量968.4万吨，净进口量94万吨，消费同比增长45%。 “十一五”期间我国新建、拟建甲醇项目共42个（不包括二甲醚、甲醇制烯烃生产企业自身配套的甲醇生产装置）。其中，“十一五”期间预计投产项目35个，产能合计1198万

4、吨/年；其余7个项目尚处于前期工作阶段，目前尚未开工建设，其产能共计670万吨/年。预计到2010年，我国甲醇生产企业的有200家左右，产能将达到25003200万吨。,2、二甲醚 目前，我国有二甲醚生产企业20余家，产能合计93万吨/年，产量约20万吨。其中，产能在10万吨/年以上的企业只有3家，四川泸天化、山东久泰、湖北天茂各建成10万吨/年装置；其余均为1万吨/年及以下。二甲醚作为一种清洁燃料，既可替代液化石油气作民用燃料，还可以作为柴油替代品，其发展空间很大。 “十一五”期间，在建的二甲醚项目14个，产量合计419万吨/年；规划建设产能近3000万吨。如山东久泰在内蒙鄂尔多斯市建设的1

5、00万吨/年二甲醚项目已于2004年破土动工；2007年5月，国家发改委已批复中煤集团、中石化等3家联合在鄂尔多斯市建设300万吨/年二甲醚项目。预计到2010年，我国二甲醚实际生产能力将达到500万吨以上。,（二）产业现状,3、甲醇制烯烃 甲醇制烯烃在国际上仅有美国UOP公司开发的MTO技术，德国鲁奇公司开发的MTP技术宣称可对外转让，但至今还没有商业化的大型甲醇制烯烃生产装置运转。 我国中科院大连化物所等单位自主开发的DMTO技术已经完成了年处理甲醇1.67万吨的工业化试验；清华大学完成了流化床甲醇制丙烯（FMTP）小试技术的开发，小试规模为每小时处理甲醇量2公斤，在此基础上与中国化学工程

6、公司、淮南化肥厂等单位合作建设的年处理甲醇3万吨的FMTP工业性试验装置已于2007年10月举行了开工典礼。,（二）产业现状,3、甲醇制烯烃 目前国内共有6个甲醇制烯烃在建和拟建项目，烯烃产能合计325万吨/年。其中，国家发改委于2006年已核准内蒙古包头神华煤化工有限公司60万吨/年煤经甲醇制烯烃(DMTO)项目，拟启动陕西榆林20万吨/年煤经甲醇制烯烃(DMTO)工业性示范项目建设。,（二）产业现状,3、甲醇制烯烃 目前国内正在建设的煤制烯烃项目有内蒙古大唐国际锡林郭勒盟煤化工项目，该项目采用引进鲁奇公司的MTP 技术建设煤制丙烯项目，也是国内第一套大型MTP项目。，年产中间产品甲醇168

7、 万吨，最终产品聚丙烯46 万吨及其他副产品。 神华宁煤集团引进鲁奇MTP技术建设的MTP工程，由合成气低温甲醇洗、167万吨/年甲醇和47.4万吨/年甲醇制丙烯3项技术装置组成；2005年11月18日在宁东化工基地奠基，预计到2008年12月全部项目将完成机械设备安装，2009年初建成投产。,（二）产业现状,4、煤制油 2002年国家发改委批准神华集团年产500万吨煤制油品立项，建设地点为内蒙古鄂尔多斯市马家塔，一期（300万吨/年）第一条生产线（示范工程）的设计生产能力为年产油品100万吨，第一条生产线于2004年8月开工建设，计划于2007年建成，2008年投入运行。 2006年4月，兖

8、矿集团在陕西榆林举行了建设100万吨/年煤间接液化示范工程的奠基仪式。 2006年，采用中科院山西煤化所技术建设的山西潞安和内蒙伊泰各年产16万吨煤间接液化示范工程项目相继奠基和开工。,（二）产业现状,（三）市场需求分析,1、甲醇,表1 2005年我国甲醇消费构成,（三）市场需求分析,2、二甲醚 2002年全国DME产能3万吨/年，目前国内生产能力已超过93万吨/年，山东久泰、新奥、蚌埠、河南罗山集团等用作为民用燃料和车用燃料，其他用于气雾剂工业。 2006年由于甲醇价格暴涨，多数DME厂产量很少。近来拟上DME项目很多，2010年规划产能近3000万吨，但实际能建成的估计500万吨。 按中国

9、替代能源研究报告，2010年车用二甲醚需用量20万吨/年。 2010年LPG宏观消费量3000万吨/年，若按15%替代率计则DME需求量450万吨/年，两项共计须DME470万吨/年。,（三）市场需求分析,3、烯烃及油品 根据国家炼油乙烯工业发展规划，2020年我国原油自给率仅40%左右，烯烃自给率只有60%左右，民用液化石油气自给率约2/3左右。,由此可见，烯烃的市场空间很大。 综合考虑技术风险、投资、运行成本、能源转化效率、经济效益等各种因素，从战略上考虑建立煤制油示范工程是可以的，但在短期内不宜大面积推广。,（四）技术现状,煤化工产业是技术密集型产业，几十年来，我国从未停止过煤化工产业技

10、术研究，经过不懈的努力已经取得了一批拥有我国自主知识产权、世界先进水平的技术和成果。,（四）技术现状,在煤气化方面 “多喷嘴对置式水煤浆气化技术”已建立了2台日处理1150吨煤和1台日处理750吨煤的工业化运行装置，其技术指标比引进的同类水煤浆气化技术先进，目前已推广12套,共20台炉子； “灰熔聚流化床气化技术”也于2002年完成工业化示范，达到国际先进水平，目前已应用于天津碱厂、陕西丰喜集团（压力：1.0Mpa）的煤气化装置上； “多元料浆新型气化技术”已投入工业运行，目前已推广应用10多套装置，主要技术指标均达到或超过国外同类技术。 “粉煤加压气化技术”方面也取得了重大突破，建成投煤量为

11、30吨煤/天的粉煤加压气化制备合成气中试装置，中试工艺指标达到国际领先水平；,（四）技术现状,在煤气化方面 “十五”期间在国家863计划课题支持下，国内多家单位联合开展了两段式干煤粉加压气化技术研究，建设了日处理24吨煤水冷壁气化炉的中试装置，并完成中试研究，取得的研究结果为该技术的进一步工程放大奠定了基础。 最近，我国自主开发的“非熔渣-熔渣分级氧化气化技术工业示范项目”于2006年2月在山西建成投产，投煤量为500吨/天，并于2007年10月份通过石化协会组织的现场考核，技术指标达到国际先进水平。,（四）技术现状,在甲醇合成方面 华东理工大学开发了绝热-管壳复合型甲醇合成反应器，已建成了6

12、套20万吨/年绝热-管壳复合型甲醇合成装置，并成功运行，另有11套（其中4套30万吨/年）在建设中。该技术与Lurgi管壳式反应器属于同一类型。 杭州林达公司开发了JW低压均温甲醇合成塔，已建成了2套20万吨/年JW低压均温甲醇合成塔装置，并成功运行，另有4套（其中1套30万吨/年）在建设中。该技术与ICI冷激塔属于同一类型。 南京国昌化工科技有限公司开发了GC型轴径向低压甲醇合成塔，建成了15万吨/年GC型轴径向低压甲醇合成塔装置，并成功运行，另有2套在建设中。该技术与Topse公司径向合成塔属于同一类型。,（四）技术现状,在甲醇合成方面 甲醇装置大型化进展：目前国内多家单位正在开发60万吨

13、/年甲醇合成装置，其中，华东理工大学与杭州林达公司合作，利用各自在水冷和气冷结构上的成功经验，正在开发一种类似Lurgi公司CMC复合型反应器工艺，力图在大型化方面取得突破，形成百万吨级生产装置。这对于利用我国自主知识产权技术实现甲醇生产的大型化具有重要的意义。,（四）技术现状,二甲醚合成方面 两步法二甲醚合成技术。 西南化工研究院二甲醚合成技术：1985年开始进行两步法合成二甲醚技术的研究；1994年采用该技术建成第一套1万吨/年工业化装置投产；2007年湖北天茂集团采用该技术建成了首套10万吨年甲醇气相脱水制二甲醚工业装置，并一次试车成功；到2007年6月，该技术在国内已转让20余套。目前

14、，该技术经不断完善已达到国际先进水平； 山东久泰化工科技股份有限公司 “液相法复合酸脱水催化生产二甲醚”，采用该技术建成了30kt/a二甲醚生产装置和60kt/a二甲醚生产装置。,（四）技术现状,二甲醚合成方面 一步法二甲醚技术。 一步法是由合成气直接一步生成二甲醚，又分为固定床和浆态床两类，目前国内外均无工业化生产装置，还处于试验阶段，尚未工业化。 国内浙江大学在1997年在湖北建有1500t/a固定床一步法研究半工业性装置，但未能长期运转。清华大学、山西煤化所、华东理工大学分别在进行浆态床一步法研究，其中清华大学在重庆清华紫光英力公司建设了一座1500吨/年的工业试验装置，目前这些研究均未

15、达到预期效果。,（四）技术现状,在甲醇羰基合成制醋酸方面 通过产学研结合已开发出具有我国自主知识产权的甲醇低压羰基合成醋酸工业化技术，处于当代世界先进水平，经济上具有很强的竞争力，反应条件温和、节能，原料成本便宜，产品得率高。已在兖矿国泰成功建设了20万吨/年生产装置，并投入了工业化运行。采用该技术建设的大庆20万吨/年醋酸装置已于2006年10月份建成，2007年10月一次开车成功。该技术正在天津碱厂等多家厂家进行转让。,（四）技术现状,在煤制烯烃方面 我国自主开发的甲醇制烯烃(DMTO)技术完成了万吨级(1.67万吨/年)甲醇制烯烃工业性试验（美国UOP公司MTO装置规模为处理甲醇0.78

16、吨/天），技术指标和试验规模均达到了国际领先水平，是目前世界上唯一的万吨级甲醇制取低碳烯烃的工业化试验装置，为我国建设年产百万吨级MTO工业化示范项目奠定了基础。 该工业化试验装置运行平稳、安全可靠，技术指标先进，甲醇转化率大于99%，乙烯加丙烯选择性大于78%，单位乙烯+丙烯原料消耗为2.96吨（均优于美国UOP公司技术指标），于2006年8月23日通过了石化协会组织的专家鉴定（国家发改委委托）。,（四）技术现状,在煤制烯烃方面 清华大学完成了流化床甲醇制丙烯（FMTP）小试技术的开发，小试规模为每小时处理甲醇量2公斤，在此基础上与中国化学工程公司、淮南化肥厂等单位合作建设的年处理甲醇3万吨

17、的FMTP工业性试验装置已于2007年10月举行了开工典礼；上海石油化工研究院正在开发固定床MTO中试技术并已列入“十一五”国家科技攻关计划。,（四）技术现状,在煤制油方面 煤炭间接液化制合成油研究已取得重大进展，国内已建成年产油品5000吨级合成油中试装置（低温费托合成煤间接液化制油，产品方案：柴油、石脑油为主；高温费托合成煤液化，产品方案：汽油、柴油、有机化学学品为主）和与之配套的100吨/年费托合成催化剂中试装置并成功完成中试试验，具备了建立100万吨/年煤间接液化工业化示范装置的技术基础； 煤炭直接液化制合成油，我国已完成了日处理煤量6吨煤/天的煤直接液化工艺和与之配套的合成催化剂中间放大试验，主要技术经济指标，都已达国际先进水平。这些先进技术的开发成功为我国煤化工产业从传统产业向现代煤化工产业转型，发展现代煤化工提供了坚实的技术基础。,突破 在煤的清洁高效利用中，煤制烯烃是公认和可行 的发展方向，其中甲醇制烯烃是在世界范围内目前尚未实现工业化应用的关键技术，已经成为发展新型煤化工的瓶颈。 2009年10月9日，“流化床甲醇制丙烯（FMTP）工业技术开