世界化石能源(包括煤炭、石油、天然氣)資源比較豐富，在一次能源消費結構中占90%，是當今的主要能源。石油、天然氣儲量分別可供40年、60年的需求，非常規的油氣資源有可能進一步擴大。煤炭儲量十分豐富，且分布廣泛，探明儲量可供世界開采200年。
全球化石能源供應前景的不確定因素之一是成本、價格。技術進步和生產效率的提高推動著生產和運輸成本的降低，但廉價資源儲量枯竭等因素又導致成本和價格提高。預計從2000年一2020年，化石能源在一次能源消費結構中，石油將從39%降至38 ，煤炭將從26%降至24%，天然氣將從23%提高至27%。
近幾十年來，化石能源在中國一次能源消費結構中占90%以上。煤炭是中國的主要能源，也是許多重要化工產品的主要原料。隨著中國社會經濟持續、高速發展，近年來能源、化工產品的需求也出現較高的增長速度，煤化工在中國能源、化工領域中已占有重要地位。
中國煤化工的發展對發揮豐富的煤炭資源優勢，補充國內油、氣資源不足和滿足對化工產品的需求，保障能源安全，促進經濟的可持續發展，具有現實和長遠的意義。新型煤化工在中國正面臨新的發展機遇和長遠的發展前景。煤炭焦化、煤氣化一合成氨一化肥已是中國主要的煤化工產業，隨著技術、經濟的發展和市場的巨大需求，煤炭焦化、煤氣化一甲醇及下游化工產品等將得到快速發展;煤制油(直接液化、間接液化)技術的開發和產業化將受到關注，重點項目建設已啟動。
1 焦化工業
1.1焦化工業快速發展，中國已成為世界焦炭生產、消費及貿易大國
中國第一座機械化焦爐建于20世紀20年代，自50年代末開始，自主設計、建設的焦爐成為產業發展的主流，80年代后進人產業快速發展時期。到2004年初，全國約有700多家煉焦企業，1 900多座焦爐，焦炭生產能力達到約170Mt/a。受鋼鐵工業快速增長的拉動，從2002年開始中國焦化工業呈現高速增長趨勢，2003年焦炭總產量178Mt，比2002年增加約20%，約占世界焦炭總產量的46%;國內表觀消費約163Mt，同比增長約19%，其中鋼鐵業消費約76 ，其他行業(化工、機械制造、有色冶煉等)消費約24%;出口焦炭14. 7Mt，約占世界焦炭貿易總量的56 。圖1為1997年一2003年焦炭的產量、出口量變化情況。
據估算，2003年中國煉焦消耗原料精煤約237Mt,涉及洗選加工原煤約400Mt，超過當年煤炭消費總量的20%，已成為消耗原料煤數量最大的煤化工產業。中國已成為世界焦炭生產、消費及貿易第一大國。
中國的煉焦技術已進人世界先進行列，大容積焦爐(炭化室高6m)已實現國產化，大中型機械化焦爐發展很快，炭化室為4m以上的焦爐達300多座，2003年機械化焦爐生產的焦炭約占焦炭總產量的75% ;干熄焦、地面除塵站等環保技術已進入實用化階段;化學產品回收加強;淘汰小型焦爐、土焦及改良焦爐的工作進展顯著。
1.2 控制新焦爐建設，平穩發展焦炭產
從2003年開始，新焦爐建設數量大增，建成投產機械化焦爐66座，新增產能21Mt/a。預計2004年焦炭產量將超過200Mt/a，國內焦炭市場供需基本實現平衡。預計今后隨著加強限制和取締土焦或改良焦爐生產以及關閉污染嚴重的小型機械化焦爐等措施的不斷實施，焦炭產量的增長速度會趨于平穩。
2004年初，中國政府通過宏觀調控，調整和減緩了鋼鐵業的發展速度，稍后(2004年5月)也加強了對新建焦爐的審批管理，預計2004年后焦炭生產將適應市場需求進人相對平穩的發展狀態。穩定原料煤資源，優化配煤技術，提高焦炭質量，注重煤焦油化學品的集中深加工和焦爐煤氣的有效利用，將是焦化企業發展的重要方向。
污染控制是當前焦化工業發展的迫切問題，要嚴格取消土法煉焦，建設大型焦爐替代工藝落后、污染嚴重的中小型焦爐，推動大型和新建的焦爐采用先進的污染治理技術，切實搞好環境保護。
2 煤氣化一合成氨
2.1 大、中、小型并舉，合成氨生產穩定增長
中國的合成氨工業始于20世紀30年代，50年代初期生產能力不足6kt/a;50年代中期以引進技術為主建設了若干中型合成氨廠;60年代和70年代以國內技術為主大力發展中、小型廠;70年代一90年代引進一批大型合成氨裝置;80年代一90年代末又對已有的大、中、小企業進行了大量技術改造[1]。
目前 ，年產300kt以上的大型合成氨生產裝置有30套，40kt/a以下的小型裝置700多套，中型裝置55套，總生產能力約41.60Mt/a，其中大、中、小型裝置的產能分別占21.6 % , 11.1 %和67.3 % 。
中國合成氨產量穩步增長，1980年為14.98 Mt, 1998年達到31.69 Mt[2] ,2 0 03年達到39.24 Mt。合成氨下游產品主要是尿素、碳酸氫錢、硝酸錢等氮肥，總量已基本滿足國內農業生產的需求。
2.2 煤(焦)是合成氨的主導原料
采用煤(焦)為原料的合成氨裝置是:大型裝置有2套，分別采用加壓魯奇爐和水煤漿德士古氣化爐；中型裝置有34套，小型裝置中約96%的裝置以固定床間歇煤氣化技術為主。目前，共計約有4 000多臺煤氣化爐，每年消費原料煤( 或焦炭)4 000多萬t，合成氨產量占總產量的65%左右。
中小型合成氨普遍采用的固定床間歇煤氣化技術爐型老化、技術落后、能源利用效率低、原料價格高，是急需進行技術改造的重點，如加快推廣富氧連續氣化、流化床碎煤氣化、粉煤氣流床氣化等技術。
由于石油短缺和重油、輕油漲價，以重油、輕油為原料的合成氨生產企業面臨尋求新的原料路線的問題，有的企業已經在進行“油改煤”氣化技術的改造。
2.3 煤氣化一合成氨仍將是未來發展的方向
隨著農業的進一步發展和提高，作為氮肥和其他復合肥料的中間產品，中國合成氨產量將穩步增加。未來合成氨工業的發展趨勢是:新建大型生產裝備，條件較好的中小型企業采用先進的煤氣化技術進行改造和擴大生產能力，淘汰低水平、高能耗、低效率、高成本、污染大的小型企業。
原料選擇是中國建設合成氨一氮肥企業的重要問題，目前大型企業的技術改造方向之一是“油改煤”;未來新建大型合成氨企業，除少數靠近天然氣產地、原料價格較低的企業或地區外，煤炭依然是合成氨的主導原料。
在煤炭資源豐富、煤炭價格較低的地區，建設大型先進的氣流床煤氣化技術生產合成氨在中國已有成熟的經驗，也有較好的市場競爭優勢，煤氣化一合成氨仍將是未來發展的方向。
3 煤氣化一甲醇及下游產品
3.1 近年來煤氣化一甲醇消費量、產量及新增產能快速增長
中國甲醇工業已有40多年歷史，目前生產企業有200多家，總生產能力超過4Mt/a。甲醇生產規模100kt/a以上有18家，80kt/a的有6家，合計生產能力約占總產能的75%，其余為生產能力較小的企業。普遍存在的問題是：小型企業單套裝置生產能力小，工藝技術相對落后，消耗大、產品成本高，企業市場競爭能力較差。
近年來，受下游化工產品和車用代用燃料增加的拉動，甲醇產量及消費量快速增長。2003年甲醇產量約3Mt，表觀消費量約4.W t，分別比2001年增長45%和32%。由于國內部分小規模生產裝置能耗大、成本高，導致開工率低，近年來甲醇進口量維持在1Mt/a以上。圖2為1998年一2003年甲醇產量、消費量和進口量變化情況。
以煤為原料生產的甲醇約占總產量的70%。
甲醇下游消費構成以生產化工品為主，其中甲醛生產約占30%，汽油添加劑(MTBE)約占9%，醋酸合成約占7%，其余還有農藥、醫藥、甲胺等，用作燃料的約占10%-15%。目前，甲醇生產能力正處于膨脹發展狀態，新建或擬建項目激劇增加，據不完全統計，目前在建、立項、完成可研的甲醇生產企業近20家，規模大多在100kt/a-600kt/a，若全部建成，合計可形成新增生產能力達約7Mt/a，其中以煤為原料的約占70%。另據報道，擬建的項目還有約7個，合計新增產能約3Mt/a。
3.2 未來幾年甲醇產能大幅增加，消費量穩步上升，競爭將趨激烈
由于近年來甲醇新上項目較多，未來幾年生產能力將較大幅度地增加。減去關閉能耗高、效益差小裝置的產能，預計2004年底甲醇生產總能力將達到約5Mt/a,2005年末將超過6Mt/a。今后甲醇消費仍然以化工需求為主，需求量穩步上升;作為汽油代用燃料，主要方式以摻燒為主，局部地區示范和發展甲醇燃料汽車，消費量均有所增加；預計2004年，甲醇表觀消費量將超過5Mt/a。
預計幾年后中國國內甲醇生產、消費量將達到平衡，中國國內生產企業間以及與進口廉價甲醇間的競爭將日趨激烈，降低生產成本對市場競爭顯得更為重要。
3.3 發展下游產品是未來甲醇業發展的重要方向
中國煤炭資源豐富，價格相對較低，在煤炭產區建設甲醇企業生產成本較低，關鍵在于利用先進的煤氣化、煤氣凈化和催化合成等技術，特別是利用高硫煤資源，形成較大規模的、集成先進技術為支撐的甲醇生產體系。
甲醇是重要的基礎化工原料，其下游產品有：醋酸、甲酸等有機酸類，醚、醋類各種含氧化合物，乙烯、丙烯等烯烴類，合成汽油、二甲醚等燃料類等。結合市場需求，發展國內市場緊缺，特別是可以替代石油化工彥品的甲醇下游產品是未來大規模發展甲醇生產、提高市場競爭能力的重要方向。
3.4 甲醇脫水生產二甲醚
由合成氣一步法制取二甲醚的技術目前尚處在研究和開發示范階段，目前工業上主要采用甲醇脫水二步法生產二甲醚的工藝路線。到2002年末，中國二甲醚生產能力約20kt/a,產量約10kt/a;2003年12月，山東久泰化工科技公司投產30kt/a裝置，預計2004年再建成70kt/a裝置，屆時全國生產總能力將達到120kt/a。
作為車用發動機燃料和LPG替代品是拉動二甲醚工業發展的主要方向。目前，二甲醚作為汽車燃料的研究和試驗正在進行，因為涉及建設專門儲運系統和發動機改造等問題，其試驗和示范主要針對公交、出租類特殊車輛并限制在局部地區。由于目前尚缺乏運輸、儲存、燃燒等配套方法及裝備的系列標準，替代LPG作為城鎮民用燃料的試驗和應用在局部地區進行。
今后幾年，二甲醚工業生產能力將以較快的相對速度發展，需要盡快完善儲運和用戶使用方法及裝備的配套研究和建立標準體系，同時應加強對新建項目市場、規模和經濟性對比等方面的研究論證。
4 煤直接液化與間接液化
煤直接液化、間接液化的產品以汽油、柴油、航煤以及石腦油、丙烯等為主，產品市場潛力巨大，工藝、工程技術集中度高，是中國新型煤化工技術和產業發展的重要方向。近年來，2種技術在研究開發和大規模工程示范方面均得到發展。
4.1 大規模工程開發是直接液化的關鍵，間接液化技術開發取得重要進展
煤直接液化于50年前已實現工業生產，新工藝研發在國外己有近30年的歷史。國外積累了從基礎工藝研究到中間試驗的大量經驗。中國國內研究已有20多年，2002年以來，開發成功高分散加氫液化催化劑;結合1Mt/a示范工程的工藝優化試驗，形成“神華煤直接液化新工藝”，并作為工業示范工程的工藝基礎，正在建設的投煤量6t/d的液化裝置將對該工藝進行優化和驗證試驗。
煤直接液化新工藝在世界上尚無商業化工廠運行實踐，因此其關鍵是通過大規模工程化開發和示范，取得建設和運行商業化工廠的經驗，為產業化發展打下基礎。
煤間接液化于50年前也已有工廠運行，南非SASOL公司于1955年、1980年、1982年相繼建成投產了3個工廠并一直運行至今，期間不斷取得魯奇煤氣化、F-T合成等大型工業化的技術進步，目前年處理煤約4 500萬t，產品750萬t。
中國煤間接液化技術研發已有20多年，中科院山西煤化所2002年建成1000t/a合成油品開發裝置，經多次運行取得了成果。充礦集團于2004年建成10kt/a裝置并投入了運行試驗。
煤間接液化大規模商業化生產在國外是成熟的，引進技術建設大型工廠的風險不大。
4.2 煤液化(示范)工程取得進展
神華集團1Mt/a煤直接液化示范工程于2002年8月批準可行性研究，目前已進人建設實施階段，廠址在內蒙鄂爾多斯市馬家塔，預計2007年建成。該工程主要特點是:設備超大型化，日處理原料煤能力達6kt，采用先進的液化工藝和新型高效液化催化劑;采用先進成熟的單元工藝技術并進行優化組合[3]。
神華集團煤間接液化項目擬建于陜西省榆林市，一期工程產品產量3Mt/a，擬引進先進的煤氣化技術和F-T合成技術，產品考慮以油品(石腦油、柴油、航空煤油等)和化工品(石蠟、聚丙烯和含氧化合物等)相結合。目前，項目已經啟動，各項準備工作全面展開。
寧夏寧煤集團以當地煤炭資源、水資源優勢和電力優勢為基礎，編制完成了《寧東能源重化工基地規劃》，其中包括大型煤炭液化項目。目前3Mt/a煤間接液化項目也在進行各項準備工作。
4.3 煤炭液化的產業化發展前景
煤液化可得到質量符合標準，含硫、氮很低的潔凈發動機燃料，不改變發動機和輸配、銷售系統均可直接供給用戶。
神華煤制油公司規劃煤直接液化規模為5Mt/a生產能力，分期建設，一期工程為3Mt/a，第一條生產線(先期工程)設計能力年產液化油1Mt;間接液化規劃規模6Mt/a，分2期建設，每期工程年產液化產品總量為3Mt/a，遠景規劃規模為15Mt/a[3]。
寧煤集團規劃煤炭液化為8Mt/a [4]。
如果目前進行的煤液化(直接液化和間接液化)項目于2010年前完成并取得成熟工程經驗，同時結合國內自主技術開發成果的應用，有望2010年后中國煤液化進人工業化發展階段。
5 中國煤化工發展特點及趨勢
5.1 產品結構多元化發展
以往煤化工工廠的產品以向用戶提供終端產品或其他工業原料(或燃料)為主，如煤氣化一合成氨-化肥、煤焦化一焦炭等，目前產品結構向多元化發展，通過煤化工生產可替代石油的發動機燃料或替代燃料和化工產品(如乙烯、丙烯等)逐漸成為重要的產品方向。
5.2 大型化和采用高新技術
目前和今后較長一段時期，建設大型煤化工工廠正在成為發展趨勢，如百萬t級的煤液化工廠，300kt或以上的合成氨、甲醇工廠，炭化室高度5m以上的大型煉焦爐等。在大型工廠建設的基礎上，規劃建成大型煤化工產業基地，如神華煤液化、煤化工產業基地，寧夏寧東能源重化工基地，山東充礦煤化工基地等。在產業基地規劃中一般包括有不同煤化工單元工藝，如煤焦化、煤液化、煤基甲醇及下游產品等。
大型煤化工工廠或基地建設注重采用當前國內外的新技術和新裝備，如先進粉煤氣化技術、高效催化合成技術和反應器、新型節能和環保技術等。
5.3 技術集成與煤化工聯產
目前隨著技術進步、市場發展和企業運行機制的變化，煤化工技術集成與聯產在項目規劃、設計中得到重視，如煤炭焦化與焦爐煤氣發電或制取甲醇聯產，煤氣化一合成氨、合成甲醇與熱電聯產等。煤化工聯產的特點是:以成熟單元技術為基礎;以提高能源和資源利用效率、優化產品結構、增強企業經濟競爭力、減少污染物排放為目標;產品結構以化工產品或可替代石油的燃料為主、聯產發電為輔，生產的電力主要供給工廠自用。
5.4 建立煤化工生態工業是未來發展趨勢
未來煤化工的發展趨勢是:通過采用先進技術、不同工藝的集成聯產發展大型煤化工，形成產業鏈的有效延伸和綜合利用，提高資源、能源的利用效率，減少污染物排放，規模化集中治理污染，達到環境友好，建立煤化工生態工業。
煤化工生態工業的含義是:將煤化工與建材、材料、發電、廢熱利用(包括種植、養殖等)等不同產業的工藝技術集成聯產，形成資源和能源的循環利用系統，使整體系統具有靈活、高效的調整和運行功能，同時不對區域生態環境造成破壞和污染。
5.5 “以煤氣化為基礎的多聯產系統”作為中長期科技戰略選擇
“以煤氣化為核心的多聯產系統”起始于美國"Vision2l能源系統”的概念，該系統以煤氣化為基礎，以氫能、電力和聯產化工品為產品方向，以實現CO2的隔離、埋藏或綜合利用為近零排放的環境標志，被認為是21世紀遠景發展的新型高效、潔凈煤基化工一能源系統。屆時，煤炭將成為潔凈的能源。
目前涉及CO2隔離、大規模燃料電池、高效氣體分離、氫能儲存等關鍵單元技術的基礎研究和技術開發已在一些國家進行，中國在一些方面也進行了初步研究、探索和現場試驗。
開發新型高效、潔凈煤基能源轉化系統是未來能源科技的方向。
6 結語
6.1 中國未來煤化工的發展方向是在傳統煤化工穩定發展的同時，加大力度發展可替代石油的潔凈能源與化工品的新型煤化工技術，并建成技術先進、大規模、多種工藝集成的新型煤化工企業或產業基地。
6.2 先進的催化合成技術、分離技術、生物化工技術、節能與環保技術、材料與大型工業裝備制造技術等是新型煤化工的發展基礎。在引進和吸收工業發達國家先進技術的同時，發展適合國內需求的、具有自主知識產權的新技術和新裝備制造能力，是實現跨越式技術發展和產業化持續發展的戰略需求。
6.3 目前，中國新型煤化工總體上還處于發展初期，未來20年是其技術開發、工業化建設和產業發展的重要時期。
