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國家《十一五規劃綱要》中明確指出,要發展煤化工,開發煤基液體燃料,有序推進煤炭液化示范工程建設,促進煤炭深度加工轉化,并開發大型煤化工成套設備,煤炭液化和氣化、煤制烯烴等設備。相關各省在其“十一五”發展規劃中把煤化工作為重點發展方向。這將促使煤化工產業進入規范發展的新階段。
煤及煤化工的發展從技術上主要分為四條發展線路,分別為煤的焦化線路、煤的氣化線路、煤液化線路和煤制電石乙炔線路。
煤焦油深加工
焦油深加工產業化的產品有200多種,許多深加工產品具有不可替代性。近年來,在國內鋼鐵等工業發展的帶動下,國內焦炭產業發展迅速,產量不斷增加,焦炭產量從2001年的1.2億噸增長到2005年的2.32億噸,年復合增長率達到17.9%。預計今后幾年仍將保持近5%的年增長。煤焦油是焦炭生產的副產品,隨著焦炭產量的增長,煤焦油的產量也相應快速增長。
據不完全統計,目前國內大中型煤焦油加工企業43家,加工能力533萬噸/年,其中加工能力10萬噸/年以上的企業25家,加工總能力455萬噸,F在全國在建煤焦油加工能力425萬噸、擬建377萬噸,未來幾年國內煤焦油加工能力將可能達到1300萬噸/年。
與國外焦油加工企業相比,我國焦油加工業存在不小的差距。我國焦油加工企業分散、生產規模小,國外焦油加工企業單套生產裝置能力至少20萬噸/年,國內普遍在10萬噸/年以下;另外,由于我國煤焦油加工企業加工深度普遍很低,10萬噸/年規模的焦油加工企業進行二次深加工的不足50%,產品品種僅40種左右,而國外公司以煤焦油加工的產品品種已達140多種。
我國煤焦油深加工產業正面臨產業升級,發展趨勢是向集中化、規;、精細化方向發展,大部分的中小焦油加工企業將被產業升級所淘汰。根據國家行業政策,焦油加工單套裝置能力要求在10萬噸/年以上,這就要求原料供應地至少要有200萬噸/年以上的焦炭加工能力。所以,在原料產地建廠、或是有實力焦化企業向煤焦油深加工方向發展是最符合國內產業發展的,也是受國家鼓勵的發展方向。另國外部分高技術企業有意進入我國煤焦油行業,據相關資料,日本的JFE在山東、美國KOPPERS公司在唐山將投資30萬噸/年的煤焦油加工項目。
煤制合成氣線路
。1)甲醇
我國傳統的煤化工合成氣線路主要是通過合成氣制氮肥和部分甲醇下游有機化工產品。隨著原油價格高漲,煤化工下游產品甲醇和二甲醚作為首選替代燃料,其地位日益重要。同時,隨著甲醇下游產品用途不斷擴展,甲醇市場需求量急劇增加,F在,甲醇制醇醚燃料、甲醇制烯烴(替代石化線路)已經成為煤化工發展新階段的首要發展線路。
受下游需求的強力拉動,國內甲醇消費量從1999年的261.4萬噸增長到2005年的666.2萬噸,一直保持10%以上的增長率。
我國目前甲醇生產企業甲醇規模主要在5萬至20萬噸/年,30萬噸/年規模以上的很少,但目前在建多個甲醇項目規模均在50萬噸/年以上。國外甲醇廠裝置能力一般年50萬至80萬噸,超大規模的已經達到150萬至180萬噸,技術先進、能耗較低,都建在原料資源產地附近,以天然氣為原料的約占80%。
目前,甲醇投資處于狂熱狀態,有意向的項目總體規模已達2000多萬噸,但真正有實質意義進展的在建規模大概500多萬噸。大甲醇項目建設周期一般為3年,估計未來兩年,國內甲醇生產能力將達到1300萬噸以上。
(2)二甲醚
二甲醚(DME)是一種重要的超清潔能源和環境友好產品,被稱為“二十一世紀的燃料”。
二甲醚作為二次能源的生產成本,除了技術、規模等因素外,主要取決于甲醇的生產成本。我國目前基本上采用二步法生產二甲醚,新上項目的規模大部分在10萬至20萬噸/年。
二甲醚的大規模應用領域,主要是替代車用柴油燃料和民用液化石油氣,這是一個巨大的潛在市場。
由于二甲醚這種廣闊的市場潛力,國內眾多有實力的公司看好并計劃上馬二甲醚項目。除瀘天化采用天然氣為原料外,其余均采用煤為原料。山東兗州、陜西神府、陜西渭河、河北邢臺、新疆、大慶等地也有建設大型甲醇/二甲醚項目的意向。
煤直接液化
煤液化技術在科學上稱為煤基液體燃料合成技術,它分為直接液化和間接液化。直接液化是在高溫高壓下,加氫使煤中的有機物直接轉化為液體燃料,再進一步加工精制成汽油、柴油等燃料油。
目前,國際上已開發出的煤加氫液化工藝有10多種,比較有代表性的有德國的IGOR工藝、日本的NEDOL工藝、美國的HTI工藝。三種工藝中,比較成熟可靠的是德國的IGOR工藝,其轉化率能達到97%。
2001年國家科技部和中國科學院聯合啟動了“煤變油”項目,計劃5至10年內在內蒙古、山西、陜西、云南建設基地。
據相關資料,我國目前已經批準啟動的煤變油項目僅有兩項,一個是神華集團煤變油項目,另外一個則是寧煤集團的煤變油項目。
神華集團2004年8月在內蒙古鄂爾多斯建設煤直接液化工業化裝置,項目建設總規模500萬噸/年油品,一期建設規模為320萬噸/ 年油品(包括汽油50萬噸、柴油215萬噸、液化氣31萬噸、苯和混合二甲苯等24萬噸),總投資245億元,年用煤970萬噸。一期工程3條生產線,先建1條,2007年7月建成,運行正常后,再建兩條,2010年投產。近日,殼牌欲聯手神華進入中國的煤變油領域。
煤直接液化項目是資金密集型、技術密集型項目,投資巨大,面臨油價下跌、煤炭緊缺、資源浪費、環境惡化等種種可控與不可控風險,社會爭議比較大,煤直接液化(煤制油)線路前景充滿變數。
煤制電石線路
該線路就是以煤為原料生產電石,電石與水反應生產乙炔,再由乙炔生產下游產品。我國主要下游產品為生產氯乙烯單體進而生產聚氯乙烯。
近年來,我國電石生產能力遞增速度為4%,產量居世界第一位。隨著國內PVC價格走高和國際油價的居高不下,電石法生產PVC利潤空間增大,帶動電石原料需求快速升溫。
但電石生產是高能耗、高污染行業。2006年,國家發改委提出了《關于依法加強高耗能高污染PVC項目治理整頓建議》,提出要嚴格按照國家法規、加大行業整頓力度,促進行業健康發展,使乙烯氧氯化法PVC替代電石法PVC有突破進展。同時,發改委等七部委聯合發出《關于加快電石行業結構調整有關意見的通知》,要求:徹底關閉和淘汰1萬噸/年以下的電石爐、開放式電石爐、排放不達標電石爐;嚴控新上電石項目,東部沿海地區禁止新建電石生產項目。
如何解決高能耗、高污染與發展的矛盾是擺在煤化工電石線路面前的一個緊迫問題。
規;c循環經濟是煤化工發展壯大首要途徑
煤化工行業是固定投資比較大的行業,規模效益非常顯著。與國外同行業相比,我國的煤化工業普遍規模偏小、集中度底。同時煤化工也是資源消耗大、污染相對嚴重的行業,要減少污染排放、提高資源綜合利用率就必須走循環經濟之路,把規模化與循環經濟結合起來。如我國焦化行業當規模足夠時就可以進行焦油深加工,同時回收焦爐氣可以生產氮肥或甲醇;煤制甲醇時可以同時回收焦油和硫;生產氮肥過程中可以聯產甲醇;生產廢熱發電、循環水重復利用、三廢的集中治理等等這些都需要在一定規;A上才可以實施,產生經濟效益。
來源:上海證券報
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