中国煤化工的现状及未来分析共12

1、中国煤化工的现状及未来分析（2009-03-21 15:02:27）世界化石能源（包括煤炭、石油、天然气）资源比较丰富，在一次能源消费结构中占90%是当今的主要能源。石油、天然气储量分别可供40年、60年的需求，非常规的油气资源有可能进一步扩大。煤炭储量十分丰富，且分布广泛，探明储量可供世界幵采200年。全球化石能源供应前景的不确定因素之一是成本、价格。技术进步和生产效率的提高推动着生产和运输成本的降低，但廉价资源储量枯竭等因素又导致成本和价格提高。预计从 2000年一 2020年，化石能源在一 次能源消费结构中，石油将从 39%笔至38，煤炭将从26%笔至24%天然 气将从23%提高至27%

2、近几十年来，化石能源在中国一次能源消费结构中占90鹉上。煤炭是中国的主要能源，也是许多重要化工产品的主要原料。随着中国社会经济持续、高速发展，近年来能源、化工产品的需求也出现较高的增长速度，煤化工在中国能源、化工领域中已占有重要地位。中国煤化工的发展对发挥丰富的煤炭资源优势，补充国内油、气资源不足和满足对化工产品的需求，保障能源安全，促进经济的可持续发展，具有现实和长远的意义。新型煤化工在中国正面临新的发展机遇和长 远的发展前景。煤炭焦化、煤气化一合成氨一化肥已是中国主要的煤化工 产业，随着技术、经济的发展和市场的巨大需求，煤炭焦化、煤气化一甲醇及下游化工产品等将得到快速发展 ；煤制油（直接液

3、化、间接液化）技术的幵发和产业化将受到关注，重点项目建设已启动。1 焦化工业1.1 焦化工业快速发展，中国已成为世界焦炭生产、消费及贸易 大国中国第一座机械化焦炉建于 20 世纪 20 年代，自 50 年代末开始， 自主设计、 建设的焦炉成为产业发展的主流， 80 年代后进人产业快速发展 时期。到 2004 年初，全国约有 700多家炼焦企业， 1 900多座焦炉，焦炭 生产能力达到约 170Mt/a 。受钢铁工业快速增长的拉动， 从 2002 年开始中 国焦化工业呈现高速增长趋势，2003年焦炭总产量178Mt，比2002年增加约20%约占世界焦炭总产量的 46%国内表观消费约163Mt,同

4、比增长 约19%其中钢铁业消费约76，其他行业（化工、机械制造、有色冶炼等） 消费约24%;出口焦炭14. 7Mt，约占世界焦炭贸易总量的 56。图1为1997 年一 2003年焦炭的产量、出口量变化情况。据估算， 2003年中国炼焦消耗原料精煤约 237Mt, 涉及洗选加工 原煤约400Mt,超过当年煤炭消费总量的 20%已成为消耗原料煤数量最 大的煤化工产业。中国已成为世界焦炭生产、消费及贸易第一大国。中国的炼焦技术已进人世界先进行列， 大容积焦炉 （炭化室高 6m） 已实现国产化，大中型机械化焦炉发展很快，炭化室为4m以上的焦炉达300 多座， 2003 年机械化焦炉生产的焦炭约占焦炭总

5、产量的 75%; 干熄焦、 地面除尘站等环保技术已进入实用化阶段 ; 化学产品回收加强 ; 淘汰小型 焦炉、土焦及改良焦炉的工作进展显著。1.2 控制新焦炉建设，平稳发展焦炭产66从 2003 年开始，新焦炉建设数量大增，建成投产机械化焦炉座，新增产能 21Mt/a 。预计 2004年焦炭产量将超过 200Mt/a ，国内焦炭 市场供需基本实现平衡。预计今后随着加强限制和取缔土焦或改良焦炉生 产以及关闭污染严重的小型机械化焦炉等措施的不断实施，焦炭产量的增 长速度会趋于平稳。2004 年初，中国政府通过宏观调控， 调整和减缓了钢铁业的发展 速度，稍后 （2004 年 5 月）也加强了对新建焦炉

6、的审批管理，预计 2004 年 后焦炭生产将适应市场需求进人相对平稳的发展状态。稳定原料煤资源， 优化配煤技术，提高焦炭质量，注重煤焦油化学品的集中深加工和焦炉煤 气的有效利用，将是焦化企业发展的重要方向。污染控制是当前焦化工业发展的迫切问题，要严格取消土法炼 焦，建设大型焦炉替代工艺落后、污染严重的中小型焦炉，推动大型和新 建的焦炉采用先进的污染治理技术，切实搞好环境保护。2 煤气化一合成氨2.1 大、中、小型并举，合成氨生产稳定增长中国的合成氨工业始于 20 世纪 30年代，50 年代初期生产能力不 足 6kt/a;50 年代中期以引进技术为主建设了若干中型合成氨厂 ;60 年代和 70年

7、代以国内技术为主大力发展中、小型厂 ;70 年代一 90 年代引进一批 大型合成氨装置 ;80 年代一 90 年代末又对已有的大、 中、小企业进行了大 量技术改造 1 。目前 ，年产 300kt 以上的大型合成氨生产装置有 30 套， 40kt/a 以下的小型装置 700多套，中型装置 55套，总生产能力约 41.60Mt/a ，其 中大、中、小型装置的产能分别占 21.6 % , 11.1 % 和 67.3 % 。中国合成氨产量稳步增长， 1980年为 14.98 Mt, 1998 年达到 31.69 Mt2 ,2 0 03年达到 39.24 Mt 。合成氨下游产品主要是尿素、碳酸氢钱、硝酸

8、钱等氮肥，总量已基本满足国内农业生产的需求。2.2 煤（ 焦） 是合成氨的主导原料采用煤 （ 焦） 为原料的合成氨装置是 : 大型装置有 2 套，分别采用 加压鲁奇炉和水煤浆德士古气化炉； 中型装置有 34 套，小型装置中约 96% 的装置以固定床间歇煤气化技术为主。目前，共计约有 4 000 多台煤气化 炉，每年消费原料煤 （或焦炭）4 000 多万 t ，合成氨产量占总产量的65%左右。中小型合成氨普遍采用的固定床间歇煤气化技术炉型老化、技术 落后、能源利用效率低、原料价格高，是急需进行技术改造的重点，如加 快推广富氧连续气化、流化床碎煤气化、粉煤气流床气化等技术。由于石油短缺和重油、轻油

9、涨价，以重油、轻油为原料的合成氨 生产企业面临寻求新的原料路线的问题，有的企业已经在进行“油改煤” 气化技术的改造。2.3 煤气化一合成氨仍将是未来发展的方向 随着农业的进一步发展和提高，作为氮肥和其他复合肥料的中间 产品，中国合成氨产量将稳步增加。未来合成氨工业的发展趋势是 : 新建 大型生产装备，条件较好的中小型企业采用先进的煤气化技术进行改造和 扩大生产能力，淘汰低水平、高能耗、低效率、高成本、污染大的小型企 业。原料选择是中国建设合成氨一氮肥企业的重要问题，目前大型企 业的技术改造方向之一是“油改煤” ; 未来新建大型合成氨企业，除少数 靠近天然气产地、原料价格较低的企业或地区外，煤炭

10、依然是合成氨的主 导原料。在煤炭资源丰富、煤炭价格较低的地区，建设大型先进的气流床 煤气化技术生产合成氨在中国已有成熟的经验，也有较好的市场竞争优 势，煤气化一合成氨仍将是未来发展的方向。3 煤气化一甲醇及下游产品3.1 近年来煤气化一甲醇消费量、产量及新增产能快速增长中国甲醇工业已有 40 多年历史，目前生产企业有 200多家，总 生产能力超过4Mt/a。甲醇生产规模100kt/a以上有18家，80kt/a的有6 家，合计生产能力约占总产能的 75%，其余为生产能力较小的企业。普遍 存在的问题是：小型企业单套装置生产能力小，工艺技术相对落后，消耗 大、产品成本高，企业市场竞争能力较差。近年来

11、，受下游化工产品和车用代用燃料增加的拉动，甲醇产量及消费量快速增长。2003年甲醇产量约3Mt,表观消费量约4.W t，分别 比 2001 年增长 45%和 32%。由于国内部分小规模生产装置能耗大、 成本高， 导致开工率低，近年来甲醇进口量维持在 1Mt/a 以上。图 2为 1998 年一 2003 年甲醇产量、消费量和进口量变化情况。以煤为原料生产的甲醇约占总产量的70%。30%，甲醇下游消费构成以生产化工品为主，其中甲醛生产约占汽油添加剂（MTBE）约占9%醋酸合成约占7%其余还有农药、医药、甲 胺等，用作燃料的约占 10%-15%。目前，甲醇生产能力正处于膨胀发展状 态，新建或拟建项目

12、激剧增加，据不完全统计，目前在建、立项、完成可 研的甲醇生产企业近 20 家，规模大多在 100kt/a-600kt/a ，若全部建成， 合计可形成新增生产能力达约 7Mt/a ，其中以煤为原料的约占 70%。另据 报道，拟建的项目还有约 7 个，合计新增产能约 3Mt/a 。3.2 未来几年甲醇产能大幅增加，消费量稳步上升，竞争将趋激烈由于近年来甲醇新上项目较多，未来几年生产能力将较大幅度地 增加。减去关闭能耗高、效益差小装置的产能，预计 2004 年底甲醇生产 总能力将达到约 5Mt/a,2005 年末将超过 6Mt/a 。今后甲醇消费仍然以化工 需求为主，需求量稳步上升 ; 作为汽油代用

13、燃料，主要方式以掺烧为主， 局部地区示范和发展甲醇燃料汽车，消费量均有所增加；预计 2004 年， 甲醇表观消费量将超过 5Mt/a 。预计几年后中国国内甲醇生产、消费量将达到平衡，中国国内生 产企业间以及与进口廉价甲醇间的竞争将日趋激烈，降低生产成本对市场 竞争显得更为重要。3.3 发展下游产品是未来甲醇业发展的重要方向 中国煤炭资源丰富，价格相对较低，在煤炭产区建设甲醇企业生产成本较低，关键在于利用先进的煤气化、煤气净化和催化合成等技术， 特别是利用高硫煤资源，形成较大规模的、集成先进技术为支撑的甲醇生 产体系。甲醇是重要的基础化工原料，其下游产品有：醋酸、甲酸等有机 酸类，醚、醋类各种含

14、氧化合物，乙烯、丙烯等烯烃类，合成汽油、二甲 醚等燃料类等。结合市场需求，发展国内市场紧缺，特别是可以替代石油 化工彦品的甲醇下游产品是未来大规模发展甲醇生产、提高市场竞争能力 的重要方向。3.4 甲醇脱水生产二甲醚 由合成气一步法制取二甲醚的技术目前尚处在研究和开发示范 阶段，目前工业上主要采用甲醇脱水二步法生产二甲醚的工艺路线。到 2002年末，中国二甲醚生产能力约 20kt/a, 产量约 10kt/a;2003 年 12月， 山东久泰化工科技公司投产 30kt/a 装置，预计 2004 年再建成 70kt/a 装 置，届时全国生产总能力将达到 120kt/a 。作为车用发动机燃料和 LP

15、G替代品是拉动二甲醚工业发展的主要方向。目前，二甲醚作为汽车燃料的研究和试验正在进行，因为涉及建设 专门储运系统和发动机改造等问题，其试验和示范主要针对公交、出租类 特殊车辆并限制在局部地区。由于目前尚缺乏运输、储存、燃烧等配套方 法及装备的系列标准，替代 LPG作为城镇民用燃料的试验和应用在局部地 区进行。今后几年，二甲醚工业生产能力将以较快的相对速度发展，需要 尽快完善储运和用户使用方法及装备的配套研究和建立标准体系，同时应 加强对新建项目市场、规模和经济性对比等方面的研究论证。4 煤直接液化与间接液化煤直接液化、间接液化的产品以汽油、柴油、航煤以及石脑油、 丙烯等为主，产品市场潜力巨大，

16、工艺、工程技术集中度高，是中国新型 煤化工技术和产业发展的重要方向。近年来， 2 种技术在研究开发和大规 模工程示范方面均得到发展。4.1 大规模工程开发是直接液化的关键，间接液化技术开发取得 重要进展煤直接液化于 50 年前已实现工业生产，新工艺研发在国外己有 近 30 年的历史。国外积累了从基础工艺研究到中间试验的大量经验。中 国国内研究已有 20多年， 2002 年以来，开发成功高分散加氢液化催化剂 ; 结合 1Mt/a 示范工程的工艺优化试验，形成“神华煤直接液化新工艺”， 并作为工业示范工程的工艺基础，正在建设的投煤量 6t/d 的液化装置将 对该工艺进行优化和验证试验。煤直接液化新

17、工艺在世界上尚无商业化工厂运行实践，因此其关 键是通过大规模工程化开发和示范，取得建设和运行商业化工厂的经验， 为产业化发展打下基础。煤间接液化于50年前也已有工厂运行，南非 SASOL公司于1955 年、1980 年、1982年相继建成投产了 3 个工厂并一直运行至今，期间不 断取得鲁奇煤气化、 F-T 合成等大型工业化的技术进步，目前年处理煤约4 500万t，产品750万t 0中国煤间接液化技术研发已有 20 多年，中科院山西煤化所 2002年建成 1000t/a 合成油品开发装置，经多次运行取得了成果。充矿集团于 2004 年建成 10kt/a 装置并投入了运行试验。煤间接液化大规模商业

18、化生产在国外是成熟的，引进技术建设大 型工厂的风险不大。4.2 煤液化 （ 示范）工程取得进展神华集团 1Mt/a 煤直接液化示范工程于 2002 年 8 月批准可行性 研究，目前已进人建设实施阶段， 厂址在内蒙鄂尔多斯市马家塔， 预计 2007 年建成。该工程主要特点是 :设备超大型化，日处理原料煤能力达 6kt ，采 用先进的液化工艺和新型高效液化催化剂 ; 采用先进成熟的单元工艺技术 并进行优化组合 3 。神华集团煤间接液化项目拟建于陕西省榆林市，一期工程产品产 量 3Mt/a ，拟引进先进的煤气化技术和 F-T 合成技术， 产品考虑以油品 （ 石 脑油、柴油、航空煤油等 ）和化工品 （

19、石蜡、聚丙烯和含氧化合物等 ）相结 合。目前，项目已经启动，各项准备工作全面展开。宁夏宁煤集团以当地煤炭资源、水资源优势和电力优势为基础， 编制完成了宁东能源重化工基地规划，其中包括大型煤炭液化项目。 目前 3Mt/a 煤间接液化项目也在进行各项准备工作。4.3 煤炭液化的产业化发展前景煤液化可得到质量符合标准，含硫、氮很低的洁净发动机燃料， 不改变发动机和输配、销售系统均可直接供给用户。神华煤制油公司规划煤直接液化规模为 5Mt/a 生产能力，分期建设，一期工程为 3Mt/a ，第一条生产线 （先期工程 ） 设计能力年产液化油 1Mt; 间接液化规划规模 6Mt/a ，分 2 期建设，每期工

20、程年产液化产品总量为 3Mt/a ，远景规划规模为 15Mt/a3 。宁煤集团规划煤炭液化为 8Mt/a 4 。如果目前进行的煤液化 （ 直接液化和间接液化 ）项目于 2010 年前 完成并取得成熟工程经验，同时结合国内自主技术开发成果的应用，有望 2010 年后中国煤液化进人工业化发展阶段。5 中国煤化工发展特点及趋势5.1 产品结构多元化发展 以往煤化工工厂的产品以向用户提供终端产品或其他工业原料 （或燃料 ）为主，如煤气化一合成氨 -化肥、煤焦化一焦炭等，目前产品结 构向多元化发展，通过煤化工生产可替代石油的发动机燃料或替代燃料和 化工产品 （ 如乙烯、丙烯等 ）逐渐成为重要的产品方向。

21、5.2 大型化和采用高新技术 目前和今后较长一段时期，建设大型煤化工工厂正在成为发展趋 势，如百万 t 级的煤液化工厂， 300kt 或以上的合成氨、甲醇工厂，炭化 室高度5m以上的大型炼焦炉等。在大型工厂建设的基础上，规划建成大 型煤化工产业基地，如神华煤液化、煤化工产业基地，宁夏宁东能源重化 工基地，山东充矿煤化工基地等。在产业基地规划中一般包括有不同煤化 工单元工艺，如煤焦化、煤液化、煤基甲醇及下游产品等。大型煤化工工厂或基地建设注重采用当前国内外的新技术和新 装备，如先进粉煤气化技术、高效催化合成技术和反应器、新型节能和环 保技术等。5.3 技术集成与煤化工联产 目前随着技术进步、市场

22、发展和企业运行机制的变化，煤化工技 术集成与联产在项目规划、设计中得到重视，如煤炭焦化与焦炉煤气发电 或制取甲醇联产，煤气化一合成氨、合成甲醇与热电联产等。煤化工联产 的特点是 : 以成熟单元技术为基础 ; 以提高能源和资源利用效率、优化产品 结构、增强企业经济竞争力、减少污染物排放为目标 ; 产品结构以化工产 品或可替代石油的燃料为主、联产发电为辅，生产的电力主要供给工厂自 用。5.4 建立煤化工生态工业是未来发展趋势 未来煤化工的发展趋势是 : 通过采用先进技术、不同工艺的集成 联产发展大型煤化工，形成产业链的有效延伸和综合利用，提高资源、能 源的利用效率，减少污染物排放，规模化集中治理污染，达到环境友好， 建立煤化工生态工业。煤化工生态工业的含义是 : 将煤化工与建材、材料、发电、废热 利用（ 包括种植、养殖等 ）等不同产业的工艺技术集成联产，形成资源和能 源的循环