碳一化工有前景的项目立项建设可行性论证研究报告

1、 碳一化工有前景的项目1. 国内外发展趋势1.1 合成氨生产1.1.1 以煤为原料的合成气生产煤炭气化已有150多年的历史，气化方法达7080种。开发新一代煤炭气化技 术，不仅是经济、合理、有效地利用煤炭资源的重要途径，也是今后发展煤化工 的基础。综合分析各国煤炭气化技术的特点，其发展趋势是：（1）增大气化炉的断面，以提高其产量；（2）提高气化炉的气化温度和压力，以增加空时收率，降低合成压缩费用。（3）采用粉煤气化，以降低对煤质的要求，适应现代化采煤细煤产率较高的趋 势；（ 4）研制气化新工艺和气化炉新结构，以减少基本建设投资和操作费用。 符合上述要求的现代气化炉主要有以粉煤添加催比剂的水煤浆

2、为原料的德士古 气化炉和两段陶氏气化炉；其最大单炉日投煤量已达30004000t。我国引进软件包和关键设备而大部分设备则立足于国内配套建设的日最大投煤量为 4508 00t 的德士古气化炉，已分别在山东和上海投产，运转情况良好；前者限于老厂 净化设备，气化压力约为2.0 MPa，后者操作压力为4. 0MPa。另外，在陕西渭 河化肥厂全套引进的内径10ft、气化压力6.4 MPa的气化炉也已顺利投产。已实 现工业化生产的以干粉煤为原料的 GSP炉和谢尔公司开发的SCGP炉制成的粗 合成气有效成份高（ CO+H2 超过 95），冷气效率高，不需要特殊耐火材料。 但与以水煤浆为原料的气化炉相比， 尚

3、缺乏长期运转经验， 而且其煤粉输送系统 较复杂，阀门磨损问题尚待进一步解决，当前其引进费用也偏高。上述四种炉型均适合于生产合成气， 并且处于世界领先地位， 用户可依据引进费 用、煤种情况，经过经济比较加以选择。另外，国内正在自行开发多喷咀水煤浆 气化炉，技术及设备均立足于国内， 将大大节省制造费用， 其炉膛利用效率也比 传统的德士古气化炉高， 是很有发展前途的， 它的开发成功， 将会进一步促进我 国煤气化工业的发展。以天然气为原料的合成气生产 目前已实现工业化的以天然气为原料生产合成气技术有部分氧化法和蒸汽转化 法。部分氧化法需要使用纯氧为气化剂， 目前已较少采用。 蒸汽转化法又有一段 蒸汽转

4、化法， 加热型两段蒸汽转化法和换热式两段转化法之分。 一段转化法由于 流程短，投资省，应用最广泛。加热型两段转化法第一段用蒸汽转化，第二段用纯氧或富氧作气化剂， 但用于制氨时可用空气替代纯氧作气化剂， 同时又可减 少一段炉的负荷， 节省高镍合金钢， 故广泛应用于制氨。 换热式两段转化工艺最 有发展前途。 其二段转化炉出口高温气体热量供一段炉所需的热量， 故可大幅度 减少燃料天然气的热用量， 存在的问题是副产蒸汽量减少。 但从节能的角度来看， 这种方法最有竞争能力，是今后大型装置的主要发展方向。用天然气两段转化制合成气， 含氢量高但碳量不足， 因此一段转化炉采用副产的 二氧化碳作为气化剂来增碳，

5、 不仅可改善合成氨的氢碳比， 同时减少了工厂二氧 化碳的排放，因此也是值得推广的一种工艺技术。甲醇及含氧化合物的生产1.2.1 甲醇 甲醇是一种重要的基本有机原料，也是 C1 化学的起始化合物，在基本有机原料 中，甲醇仅次于乙烯、丙烯和苯而居第四位。甲醇合成目前普遍采用帝国化学公司（ICI）和德国鲁奇（Lurqi）的工艺。由合 成气合成甲醇， 己有多年的工业化实践， 技术上已臻成熟， 能量利用效率已接近 工艺本身可以达到的最佳化程度。 尽管如此，由于一些固有问题的约束， 当前的 甲醇合成仍然是一个能耗较高的工艺过程， 仍有改进的必要。 这些固有问题主要 是： （1）造气过程能耗高，投资大； （

6、 2）受合成过程热力学的控制，对于甲醇 合成从化学平衡来看低温是有利的，但是传统的催化剂需要在较高温度下进行， 因此单程转化率低，大量未转化的合成气需要循环，使操作费用相当昂贵；（ b 甲醇合成过程反应热的移出及利用尚有赖于反应卫程学的问题妥善解决；（4）传统的催化剂对硫过分敏感，增大了合成气脱硫的费用。为了降低造气费用，国外正在研究甲烷（或天然气）直接氧化制甲醇及甲醛。加 拿大、前苏联、日本都有研究，但均停留在小试阶段， 目前尚无法与间接法竞争， 估计实现工业化还需经过一段相当长时间的工作。在甲醇合成反应器和催化剂方面的研究工作也取得了一些突破，较有成效的有：（ 1） Dat/t/ Make

7、e 合成新工艺 这种工艺的特点是使用了耐硫催化剂， 采用管式低温合成塔， 比传统合成塔大大 提高了空速。（2）浆态合成甲醇反应器早在70年代中期，美国化学系统公司即开始了浆态相合成甲醇的研究，通过58t/d 的中试装置，成功地实现了连续运转，已进入了实用化阶段。该反应器有效 地改善了合成过程的传热， 使反应基本上在等温下操作， 合成原料气通过新设计 的环形气体分布器进入反应器， 在保持高浓度催化剂浆液悬浮的同时， 又保持了 紧密的气/液接触，改进了传质。在温度 250C, 5MPa下采用内部换热，无浆 液外循环方式，空速11000L/h kg情况下，出口甲醇浓度为7%8%，每小时 每公斤催化剂

8、的甲醇产率可达到 0.96kg。但浆态操作因催化剂均匀悬浮在液相介 质中，其中毒机会是均匀的， 因而对原料气杂质含量要求很严格： 总硫含量要求 低于 0.06 X 10-6，HCl、Fe（CO）5 及 Ni（CO）4 要求低于 0.01 X 10-6,美国空气 液化公司将与达科气化公司合作，在大平原煤气化厂建造一套日产 500t 的浆态 床甲醇合成工业示范装置，项目预算约 2.14亿美元。（ 3）守固。固滴流反应器气固一固滴流流动反应器（gas-solid-solid trickle flow reactor简称（GSSTFR） 是一种新型反应系统。 它集催化剂的催化作用和吸附剂的吸附作用于同

9、一一反应 器，在进行合成反应的同时，进行产品的吸附分离，产品甲醇一经生成，即被吸 附剂吸附，使合成反应平衡不断向产品方向转移，从而克服了化学平衡的限制， CO的单程转化率已接近100%，循环操作可以取消。这项革新很有吸引力，受 到了广泛的重视。GSSTFR系统气相是合成气和甲醇，一个固相是Cu基催化剂， 固定在反应器的栅架上， 另一个固相是硅铝裂化催化剂， 以滴流状态流过催化剂 床层，用于吸附反应区域中的甲醇。为了评价 GSSTFR 系统的可行性，荷兰 Tw ente工业大学建立了一套微型试验装置，在解决了固体输送和气。固分离问题、 实现连续化后，其经济效果是可观的。（ 4）耐硫催化剂最近日本

10、公害资源研究所开发了一种新的 Pd 系合成甲醇催化剂，据称无需深度 脱硫即可直接用于合成气的甲醇合成。 这种新型催化剂以带状云母作为载体。 它 是一种具有层状结构物的矿物，层与层之间有 Ni 离子，这种矿物具有溶胀性和 离子交换性。这种耐硫催化剂就是通过离子交换法使 Pd 载入载体中取代 Ni 离子 而制得的。（ 5） 超临界合成甲醇反应器 为了改变合成甲醇时大量未转化的合成气循环的情况， 我国中科院山西煤化所开 发了超临界相合成甲醇新工艺。 该技术的特点是在甲醇反应器中添加超临界或亚 临界介质， 使合成的甲醇连续不断地从气相转移至超临界相， 从而克服了传统的 合成甲醇尾气大量循环（约为新鲜气

11、的 58倍）的情况。在山西太原化肥厂一 所作的中试结果证明，在无尾气或新鲜气与尾气循环比为1: l时，CO转化率达到了 90%，甲醇时空产率平均值达到 0.46t/ht催化剂，当放空气能合理利用时 具有较好的工业化前景， 现该所正与宁夏化肥厂合作进行进一步的开发和放大试 验工作。（ 6）燃料甲醇 在国家科委支持下，我国从德国引进了三辆以纯甲醇为燃料的汽车，经过长达 8 年的长期公路运行试验，取得了很好的成果。公路实际运行实践验证， 1.61.7t 甲醇，相当于 1t 汽油。按现行的汽油和甲醇市场价格对比，其经济效益明显， 且尾气排放较汽油车大幅度减少， 对改善城市环保有较好的效果。 这种环保型

12、汽 车的发展，无疑将进一步促进甲醇工业的发展。1.2.2 合成其他含氧化合物（1）甲醇碳基化制醋酸及醋酥 甲醇碳基化制醋酸及醋酐是近年来 C1 化学的重大进展，美国和英国均已实现了 工业化。自 1 982年以来，世界醋酸生产能力中， 甲醇碳基合成法已占 50%以上。 最近德国赫斯特公司（Hoechst）将含氢的CO鼓泡导人醋酸甲酯和甲醇的混合 液中进行碳基化反应，所得醋酐产率可达 1766g/gRh-h。在醋酸甲酯制备方面也 取得了进展。美国联合碳化物公司已将甲醇碳基化制醋酸甲酯和醋酸混合液的反 应选择性提高到接近 100%。碳基化主要采用锗络合催化剂， 助催化剂为碘化物。 因此，各国都重视锗

13、和碘的回收。 据德国赫斯特公司发表的专利， 它可使醋酸甲 酯和甲醇碳基化产品液中的总碘量由 2 X 10-6降低至 5 X 10-12以下。我国在 这方面也取得了小试成果。我国开发的固载化催化剂可以基本解决铐的流失问 题。（ 2）草酸及乙二醇CO通过氧化偶联制草酸，也是一项新技术。甲醇与亚硝酸（N2O3）反应生成亚硝酸甲酯，在Pd催化剂上实现氧化偶联，得到草酸甲酯，经水解后生成草酸；氧 化产品中的NO再氧化成N2O3,循环使用。这一过程实际并不消耗甲醇和亚硝 酸，只是CO与O2和H20合成草酸。若用乙醇代替甲醇，则可生成草酸二乙酯， 再加氢即可制得乙二醇， 乙醇可循环使用。 这是一条非石油原料

14、合成乙二醇的路 线。日本目前已将合成气制乙二醇列为 C1 化学技术开发的基本方向之一。日本 工业技术院最近又获得了一项专利， 它采用乙酞丙酮基二碳基锗作催化剂， 合成 气经液相反应制得乙二醇， 产率可达 17. 08 mol 乙二醇 g 原子铑。我国中科院 福建物构所在 CO 常压催化偶联合成草酸用催化剂的研制方面， 进行了原料配比 和各种空速条件对催化合成草酸二甲酯的研究， 并优选了适宜的反应条件。 改进 配制的 Pd(2.0%)/a-AI2O3 催化剂在常压、140C、CO/CH3ONO=1.5、空速 3000 h-l条件下，时空收率达到999g/Lh。该所并与福建石油化工设计院和福建 南

15、靖氨厂合作进行了规模为100t/a的合成氨铜洗回收CO、常压催化合成草酸二 甲酯及水解制草酸的中试。日本国立工业化学实验室开发了一种新的甲醇制乙二醇的工艺。 它采用氧化锗催 化剂在常温常压下通过光辐射活化，将甲醇与丙酮的混合液直接合成为乙二醇， 据称选择性可达 80%。( 3)甲醇碳基化制甲酸甲酯，再水解制甲酸德国Huis公司以甲醇和CO在叔二胺与乙烷作用下进行加压碳基化反应制得甲 酸甲酯( HCOOCH3) ，转化率为 80.7%，选择性达 99.4%。同时，该公司还开 发了避免甲酸甲酯再酯化而制得无水甲酸甲酯的新工艺。( 4)合成气制甲基叔丁基醚 采用多组份催化剂，可从合成气制含 60%异

16、丁醇和 40%甲醇的混合物，异丁醇 脱水成异丁烯， 从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚。 这是一条很值得重 视的由天然气(或煤)制取高辛烷值添加剂的技术路线。( 5)气相法合成乙醇日本乙化学组合有关企业和研究所，目前已完成每日 2. 2 kg 的小试，在筛选催 化剂的基础上，对以Rh/SiO，为母体的催化剂中添加各种金属对催化剂中Rh进行修饰， 发现添加能促进 CO 解离的金属可提高催化剂活性， 添加能促进加氢 能力的金属可提高生成乙醇的活性和选择性。小试证明，采用复合式催化剂时， 乙醇选择性可达 70%，乙醇时空收率为 250g/h。( 6)甲醇制醋酸乙烯美国哈康(Halcon)公司曾进

17、行过从甲醇与醋酸出发制取醋酸乙烯的研究开发。 该工艺是首先将醋酸转化成醋酸甲酯， 再进一步转化成二醋酸亚乙酯， 经热分解 后得到醋酸乙烯和醋酸，但距工业化实用阶段尚有一定距离。合成烃类1.3.1 甲醇裂解制烯烃为了应付未来的石油危机， 各国对甲醇裂解制烯烃的研究工作已进行了多年。 主 要研究方向是抑制生成甲烷和高级烷烃的选择性， 提高烯烃选择性。美国飞马( M obil )公司开发成功了 ZSM-34沸石催化剂，甲醇转化为烯烃的选择性达到 80%。 德国BASF公司在日产It的中试中发现钙沸石具有良好的性能，在500550E下甲醇转化率为 100%，乙烯加丙烯的选择性大于 60%。日本用磷酸钙

18、改性 HZ SM-5沸石，在600C下甲醇转化率为95%100%，乙烯十丙烯的选择性达到了 67.5%。我国中科院大连化物所在甲醇裂解制烯烃的科研工作方面居世界领先地 位，从日产5kg模式试验获得了优良的效果，甲醇转化率为 100%，对烯烃的选 择性达到 85%90%，乙烯十丙烯的选择性达到了 70%80%。每吨烯烃消耗 甲醇2.73 t (理论消耗量为2.3 t)，每吨乙烯十丙烯的甲醇消耗约为 3 t。据有关文献报道， 通过对轻石脑油和甲醇转化制乙烯的经济比较， 可初步得出如 下结论：（ 1）天然气经甲醇制乙烯，其总投资要比传统的石脑油路线增加约84。（2）当轻质石脑油价格为200美元/t时

19、，相应的天然气价格为3.6美分/m3此时 两条路线的产品乙烯价值相当。（3）以天然气为原料经甲醇生产乙烯，其工厂成本较低。当天然气价格为8 美分/m3时，若欲使乙烯的工厂成本与轻石脑油为原料的相当，贝举石脑油的价格 相应应为 162 美元 /t。1.3.2合成气制烯烃目前，合成气制烯烃已成为费托合成化学中新的研究方向之一， 一些研究结果已 显示出明显的工业化前景。据报道，有的研究已取得了低碳烯烃收率接近 70g/ m3合成气的结果。前景尽管是诱人的，但离实际工业化尚有一定距离，由合成 气制取低碳烯烃，还有一些在转化过程中的核心科学问题有待解决：一是在 CO 加氢合成烃类反应中， 如何抑制甲烷的

20、生成 （低碳烯烃的合成反应需在高温下进 行，而温度升高，甲烷生成量也随之增加）；二是经典的费托合成反应产物受 S chulz Flozy （F 一 y）分布规律的限制。为了解决这些问题，一些科研单位在 改进催化剂方面作了大量研究工作， 发现采用碱改性 ZSM 担载 Fe-MnO 催化剂， 其烯烃的选择性达到了 50以上。1.3.3 甲烷氧化偶联制乙烯甲烷通过合成气转化， 在能量利用上是很不经济的。 将甲烷直接氧化脱氢生成乙 烯，摆脱造气工序， 无疑具有巨大的经济效益。 这一方向近年来一直受到国内外 的重视。美国阿尔科（Arco）公司开发的催化剂在 700800E，60010000 h- 1）空

21、速下，获得甲烷转化率 25，烃类选择性 75，其中乙烯选择性 50， 催化剂寿命大于半年，完成了年产 35万t乙烯装置的模拟设计，初步测算需投 资 1.6亿美元，预计乙烯成本可低于现行石脑油制乙烷的成本。肯达Eindhoren大学使用Twente大学研究的LiCO3/MgO催化剂完成了反应器设计。该设计在 海牙召开的美国化学工程师欧洲年会上被认为是最有前途的。 荷兰科学家提出了 两种方案：方案一甲烷转化率 30， C2 烃选择性为 80；方案二甲烷转化率 5 0%, C2烃选择性50%。以1989年1月价格为计算基准，方案一投资1.7亿美 元，方案二投资 2.07亿美元。而采用传统的石脑油裂解

22、工艺，投资贝高达 4.7 亿美元。预计乙烯的成本为450550美元/t,均低于石脑油裂解制乙烯的成本。 我国兰州物化所通过 3年多的工作， 也取得了可喜的进展， 有的催化剂（碱金属 /过渡金属复合氧化物）甲烷转化率达到25%35%，对C2+的选择性为70% 80%。国家计委科技司已把甲烷氧化偶联制乙烯的研究工作列为科技攻关重点项 目。1.4 合成液体燃料合成液体燃料主要有间接法和直接法两大类。 间接法是先制取合成气再进一步合 成油品；直接法是在高压下进行煤的直接加氢液化。 国外一些化工公司对合成液 体燃料进行了评价和经济分析，结论是当油价每桶在2530美元时，合成液体燃料方具有工业化价值。合成

23、气制汽油国外合成气制汽油已经工业化的技术有费托 （F T ）合成工艺和甲醇制汽油（M TG）工艺。前者在南非已建成了三个大厂，合成汽油产量已达350万t/a,并副产乙烯453卜山后者系美国飞马公司（Mobil）的技术，新西兰采用该技术已建 成了年产 50万、无铅汽油的工厂。正在开发的工艺有美国飞马公司的两段改良 费托合成和丹麦托普索公司的 Tigas工艺。托普索公司分析了 MTG法的不足之 处，将一段催化剂改为合成含氧化物复合催化剂，然后使用 HZSM-5 分子筛将 含氧化物转化成汽油，已建设了规模为每小时处理合成气400m?的小型中试装置。中试工厂加工了 2.0 X 106m3 合成气， 共

24、生产了 280 t 烃类，其中汽油为 2 05 t相当干每m3合成气生产140g烃类，其中汽油为103g。日本新能源组合在 四日市建成了合成气制汽油（AMSTG ）中试装置，规模为日产汽油1桶。试验 证明，每立方米合成气可生产汽油 105150g。此外，荷兰壳牌公司开发了 SM DS 工艺，用一氧化碳加氧合成高分子石蜡烃，再加氢异构化成为发动机燃料， 其柴油模试产品分布为： 15石脑油， 25煤油， 60柴油。我国山西煤化所对两段改良费托合成也做了大量科研开发工作，已完成了模试， 并分别在山西代县和晋城两个化肥厂进行了中试和工业试验。 前者设计能力为汽 油100t/a，后者为年产80号汽油20

25、00t。阶段试验结果表明，每标准立方米 CO + H2的C5+矿产率接近100g。工业试验由于采用了不成熟的常温甲醇洗脱硫， 造成甲醇降解，消耗过高，未能长期进柴行下去，但试验证明，其一段铁系反应 器和二段分子筛反应器设计是成功的， 为下一步工业放大创造了条件。 所生产的 汽油马达法辛烷值大于 80。此后煤化所又对一段催化剂进行了筛选，制成了超 细粒子铁锰催化剂，通过低碳烯烃制汽油。该工艺融合了Tigas和MFT I艺的优点，可以在较低压力和高 CO 转化率下实现一、二段反应在等压下操作。单管 试验证明，每标准立方米 CO+ H，的汽油收率达到了 140g,接近世界水平，此 过程联产城市煤气或

26、化肥， 工业化前景明朗。 为了给实现工业化打好基础， 现山 西煤化所正在中科院支持下进行万吨级 SMFT 合成气制汽油的软件包开发工作。煤炭直接液化 煤炭直接液化， 尽管前景并不明朗， 但发达国家从战略技术储备出发， 均投入了 较大的人力和物力进行技术开发工作。美国和德国目前在这方面处于领先地位。由于煤炭含氢量严重不足，因此需要在高压（20MPa）下进行加氢液化。液化需 要消耗大量氢气， 因此制氢的成本在一定程度上决定着煤炭液化在经济上是否可 行。最近中国神华集团煤炭科学研究总院与美国碳氢化合物技术公司（ HTI ）合 作,采用HTI开发的煤炭液化技术进行日处理干煤 12000t日产汽油290

27、0t、柴油 4170t等产品的预可行性研究工作；其配套所需的纯氢量高达11.5 X 106m3/d。该工程投资巨大，按目前的油价，前景尚不明朗。但从战略需要出发，在当前我国发动机燃料大量进口的严峻形势下， 很有必要对煤炭液化进行积极探索， 以便 为在条件成熟时建设工业规模示范装置打好基础。国家目前已经不批准用天然气制甲醇项目 ,而支持用煤制甲醇 .甲醇这几年发 展很快 ,是由于以西南化工设计院为代表的主张将甲醇添加到汽油中使用 ,一般在 10%左右 ,及甲醇汽油 ,但国家各部委对此争议很大 ,目前以乙醇汽油占先 ,并制定 了乙醇汽油的国家标准 ,在河南 .安徽等地已经使用了乙醇汽油 ,主要用成

28、化粮制 造乙醇,但是乙醇汽油成本太过 ,种粮要消耗水 .电.化肥.农膜.农药等农资 ,而且我 国粮食本就缺乏 ,这乙醇汽油推广变为不太可能 .80 年代到 90 年代初甲醇汽油在 国外发达国家研究比较多 ,主要是为了应对石油危机 ,但是甲醇汽油有如下缺点不 易克服 :1）汽车尾气由于燃烧不完全有可能甲醛超标 ,造成环境污染 2）甲醇对汽车 内的橡胶材质的配件有溶胀性 ,造成密封不严 .3）对汽车加入甲醇汽油时 ,甲醇本身 由于挥发作用 ,对人体有危害 ,4）传统不改发动机的汽车 ,汽油中添加甲醇的量有限 基于以上原因 ,国家始终没有出台甲醇汽油的国家标准 .但是完全烧甲醇的汽车早 已经在设计院

29、试用 .我觉得最有发展前途的是二甲醚代替柴油 ,这不仅因为国家发 改委刚出台了支持该行业的产业政策 ,而且二甲醚车用后尾气可以完全达到欧三 排放标准 ,但是该行业也潜伏这风险 ,由于投资不大 ,5万吨/年的装置 ,不算地皮投 资,仅需要不到 3000万人民币 .二甲醚生产分为一步法和二步法 ,目前国内较多采 用二步法 ,该法灵活性较强 ,中间有甲醇这个中间产品 ,以后可以根据市场好坏生 产甲醛.醋酸等产品 ,但工艺路线较长 ,能耗较高,生产成本高于一步法生产二甲醚 , 同时由于二甲醚液态产品的性质 ,决定了二甲醚项目对交通要求较高 ,受销售半径 影响 ,同时目前二甲醚主要用于液化石油气的代用品

30、 ,添加量为 30%左右,不能过 多 ,否则用户不接受 ,燃值较液化石油气低 ,而且由于华白指数的原因 ,要改燃具 . 版主可以给我加点了吧 !中国的煤世界排名第三， 现在石油紧张， 中国从俄罗斯的输气管道虽已建成， 但 要真正帮助中国解决问题还是不太可能，现在煤化工项目在兴起中。煤基烯烃， 煤变甲醇， 煤气化（代油）合成氨，煤制二甲醚都在大上特上。 但目前投资过热， 国家已经出台政策，甲醇100WT/a,其他的也有了限制，国家支持大化工，但不 支持能源的浪费，要是有钱，这种是玩不起的，搞点小化工产品差不多。煤炭炼油从经济上来说是合理的。目前原油价格都是在 75 美元一桶左右，而煤 炭价格吨煤

31、炭也就 100500 元之间。最优质的煤炭也不过 400 多元一吨。世 界上有些国家缺乏石油资源， 而国家又需要石油资源， 他们就采用煤炭炼油技术 来满足这一要求，比如说南非，他们采用世界上最先进的煤炭间接液化制造油。 这种技术在二次世界大战时德国就掌握了， 技术成熟。我们国家也在开展煤炭液 化炼油技术。 我们国家采用的技术主要是我国自己开发的煤炭直接液化技术， 采 用煤炭加氢技术。 我国首个煤炭直接液化炼油厂是神华集团公司的， 在内蒙古鄂 尔多斯市。国家经过技术经济评价如果原油价格在 32 美元一桶，则整个煤炭液 化炼油厂就可以刚好运转不亏损也不盈利，目前原油价格在75 美元一桶，比较一下是

32、由优势的。在者我们国家缺油，缺气，多煤。如果采用煤炭炼油可以缓解 能源危机同时又可以减少直接燃烧煤炭对环境的污染。煤化工行业发展空间被打开上周，2 0 0 6年山西投资洽谈会胜利闭幕，大会共引资2 5 7亿美元， 其中煤化工项目就占13 5亿美元，占总引资额的5 4.4%，可见，随着国际 局势的动荡不安， 石油价格很难大幅回落， 中国多煤的特征， 已经吸引了国内外 大批资金的注意， 煤化工的题材， 已经由广受怀疑的炒作概念转向了得到实业机 构认可的实质操作。缺油富煤是我国客观存在的能源资源结构。 从资源储量分析， 我国煤炭储量 远远高于石油储量， 煤炭可开采年份是原有可开采年份的5倍， 可见，

33、在油价高 涨、国内能源紧张的形势下，发挥国内资源优势，通过煤生产甲醇、二甲醚作为 首选替代燃料，通过煤生产烯烃等石化下游产品具有重大的战略意义。政策高度支持从政策层面讲， 国家已经充分认识到了煤化工的重要性。 在十 一五规划纲要中明确指出， 要发展煤化工， 开发煤基液体燃料， 有序推进煤炭液 化示范工程建设， 促进煤炭深度加工转化， 并开发大型煤化工成套设备， 煤炭液 化和气化、煤制烯烃等设备。相关各省在其 十一五发展规划中把煤化工作为重 点发展方向。这将促使煤化工产业进入规范发展的新阶段。煤化工发展潜力巨大从技术角度讲， 随着应用研究的深入， 煤化工产品甲醇 替代汽油和二甲醚， 在替代柴油、

34、液化气方面表现出的成本优势以及在应用性能 的改善上得到广泛认同。 随着原油价格的上涨， 甲醇替代汽油作为燃料的呼声与 日俱增。因而大量企业开始投入到煤制甲醇的行业中来。 从需求看， 甲醇汽油具 有巨大的市场需求空间， 专家预测，2020年， 中国的石油产量在1. 7 -2.0 亿吨，相当于2.0 9 - 2.2 8亿吨甲醇，还不包括甲醇作为上述四种基础原 料的其他消耗。因而，预计2 0 2 0年， 甲醇的市场需求量有望达到3亿吨左右， 需求空间广阔。 从利润空间看， 工业甲醇的成本在1000元吨左右， 而市场 价格在2500元吨上下， 拥有巨大的利润空间， 未来甲醇产量和需求量都会 大幅提升，

35、禾I润空间可以维持。通过研究证明二甲醚（DME ）是理想的柴油替 代燃料和民用燃料，是一种重要的超清洁能源和环境友好产品，被称为二十一世纪的燃料。根据试验测算，1吨柴油的发热量相当于1.48吨二甲醚的发 热量，而1. 5吨甲醇大约可以制成1吨二甲醚。 1吨甲醇的成本约在1000 元左右，所以煤制二甲醚成本大约2200元左右。 而目前二甲醚的出厂价在4 000元左右，和甲醇一样，具有巨大的利润空间。关注相关公司相关投资煤化工领域的上市公司值得长线投资者关注，如G泸天化（0912），甲醇40万吨年，二甲醚15万吨年已经全面投产。其 他正在建设阶段的如G天成（ 6 0 0 3 9 2 ）甲醇4 0万

36、吨/年，二甲醚15万 吨/年；G兰花（6 0 0 1 2 3 ）甲醇2 0万吨/年，二甲醚10万吨/年；G 黑化（600179） 40万吨甲醇， 10万吨二甲醚等都存在一定中长线机会。从煤气化所得到的变换气中脱出二氧化碳变压吸附脱碳技术是我公司根据我国小合成氨现状和碳酸氢氨过剩、液氨紧 俏的趋势研制成功的。经变压吸附脱碳之后的净化气中二氧化碳含量可在0.2%以下，氢的回收率大于 95%。它的工艺过程与前述的制氢工艺相类似，其中不同之处是：脱工艺中吸附剂的再生采用真空解吸方法来替代制氢工艺中的顺放-冲洗过程。变换气在0.71.3MPa压力下，经过水分离器除去气体中带有的水液后，进入变压吸附系统。

37、系统内每个吸附床依次循环执行下列步骤：吸附 均降 逆放 均升 均升 最终升压 原料中的水分和二氧化碳在吸附步骤被床内吸附剂吸附， 从吸附床出口端输出净 化的氢氮气。 当二氧化碳的吸附前沿到达床内规定位置时， 该吸附床吸附步骤结 束，停止输入原料。接着开始降压解吸，先是吸附床顺向放压，压力逐级下降到 0.1MPa,排出的气体分别用于另外两个吸附床的升压，此时二氧化碳前沿已到 达出口端。 剩余的压力由逆向放压降到大气压， 吸附床内一部分二氧化碳随气流 排出。吸附床进一步再生采用抽真空的方法， 即所谓的真空解吸。 吸附床被抽到 小于-0. 08M Pa 的真空压力，吸附的二氧化碳几乎全部解吸并抽出。

38、至此，吸附 床再生完毕， 开始进行再次吸附之前的升压步骤。 升压过程是利用其它两个吸附 床顺向放压排出的气体和吸附时输出的净化气逐级升到吸附压力的。此法与目前其它脱碳方法相比，具有净化气中二氧化碳含量低、能耗小的特 点，同时还能除去原料中硫化氢、部分甲烷和一氧化碳的优良性能。 煤炭炼油从经济上来说是合理的。目前原油价格都是在 75 美元一桶左右，而煤 炭价格吨煤炭也就 100500 元之间。最优质的煤炭也不过 400 多元一吨。世 界上有些国家缺乏石油资源， 而国家又需要石油资源， 他们就采用煤炭炼油技术 来满足这一要求，比如说南非，他们采用世界上最先进的煤炭间接液化制造油。 这种技术在二次世

39、界大战时德国就掌握了， 技术成熟。我们国家也在开展煤炭液 化炼油技术。 我们国家采用的技术主要是我国自己开发的煤炭直接液化技术， 采 用煤炭加氢技术。 我国首个煤炭直接液化炼油厂是神华集团公司的， 在内蒙古鄂 尔多斯市。国家经过技术经济评价如果原油价格在 32 美元一桶，则整个煤炭液 化炼油厂就可以刚好运转不亏损也不盈利，目前原油价格在 75 美元一桶，比较 一下是由优势的。在者我们国家缺油，缺气，多煤。如果采用煤炭炼油可以缓解 能源危机同时又可以减少直接燃烧煤炭对环境的污染。现在新疆就有 1 个煤变油的项目正在建设 我备了十分帖子上传。在煤炭化工方面我做了一些工作。每天上传 1 -2个与大家

40、 讨论。煤制油1 、争上项目虽然基于国家能源替代战略的背景， 众多项目获批， 但有关其成本与利润的争议 一直存在，产业隐忧犹存，中国煤制油项目已经有一哄而上之势。至此，酝酿已久的宁夏煤制油项目有了最新进展。宁煤集团藉此宣称，投资 288 亿元、年产 800万吨石油的宁夏煤炭间接液化项目已经进入科研论证阶段， 项目 将于 2008年开工建设， 201 1年建成投产。这是继神华集团之后， 国家批准启动的第二个大型 “煤制油”项目。但据本报掌握 的信息，除了这两个试点项目之外，中国煤制油项目已经有一哄而上之势。 神华集团是 “煤制油 ”的先驱。其在内蒙古紧张建设的 “煤制油 ”项目，一直被视为 国家

41、能源替代战略的体现。但是，除了这一试点项目之外，神华集团 “煤制油 ” 的 “帝国轮廓 ”正在放大。神华煤制烯烃 （煤制油 ）项目的申请报告已于 6月初由国家发改委委托中国石化咨 询公司完成评估。项目定址包头，由神华集团、香港嘉里化工有限公司、包头明 天科技股份有限公司共同出资建设，总投资115.6亿元 含外资 4.3亿美元 。而 8 月 4 日刚刚成立的神华新疆能源有限公司已经表示， 要把新疆建设成为国内 最大的 “煤制油 ”基地。另有消息称，美国最大的化工及塑料供应商陶氏化学与神华集团正在积极推进陕 西煤制油的可行性研究。 而作为该项目重要技术支持的陶氏第三个全球研发中心 也将落户上海张江

42、。 除神华集团而外，国内几乎所有产煤省市都在酝酿规模不等的 “煤制油 ”项目。 在陕西，预计投资 193 亿元的榆林市煤制甲醇和煤变烯烃的项目也在运作当中。 榆林市发改委项目办负责招商引资的人士表示， 煤制甲醇项目尚未开工， 目前正 在和几家公司谈合资合作事宜； 煤变烯烃的项目目前主要在榆林下属的神木和横 山两个县进行项目的准备工作，但具体进展不便透露。 在山西，正在建设的号称拥有世界上最大井架的潞安矿业集团屯留煤矿， 其主井 井架一周前刚刚合拢。但是，这个世界最先进的矿井并不限于传统的挖煤卖煤， 按照计划，屯留煤矿将先建一个年产 16 万吨的煤制油示范厂，试验成功以后将 建设一个年产 520

43、 万吨的煤基合成油厂。不仅如此， “煤制油”已经被山西列入省级发展规划，并计划在今后 5 年至 10年 内，依托自己的煤炭资源优势， 在朔州和大同几个大煤田之间建成一个以百万吨 煤基合成油为核心的特大型企业集团。在山东，最大的煤炭生产企业 兖矿集团已经投资 100 亿元，在贵州省开发建 设百万吨级煤炭液化基地；同时该集团还与陕西省签订协议，投资 95.26 亿元在 陕西综合开发煤炭液化制油。来自山东省煤炭办的消息称， 包括肥城矿业集团在内的山东七大煤炭集团， 都已 经或正计划在西部建设 “煤制油 ”基地。这些仅仅是当前煤制油项目中浮出水面的部分。 事实上，今年以来， 几乎在每一 个有煤炭规模化

44、生产的地方， 政府和企业都在谋划上马 “煤制油 ”项目，大部分项 目已经提交了 “可研报告 ”或者 “预可研报告 ”。据北京煤化工研究分院早些时候预计， 到 2020年，我国“煤制油 ”能力将达到 3600 万吨3900万吨，届时可以提供国内约13%的交通燃料。但根据目前 一哄而上” 的发展速度，将远远突破这一 “预计”。2、成本与利润 煤制油如此大干快上，其实经历了一个从争议、观望到 “跃进”的历程。 在神华集团启动内蒙古煤制油项目之前， 业界都一致认为， 煤制油技术并不成熟， 成本太高， 风险太大。 北京煤化院院长杜铭华也表示， 中国虽然掌握了煤制油技 术，但尚处于试验阶段，并没有产业化生

45、产的经验。尤其是在成本上， 当时衡量的标准是， 煤制油成本在 22 美元至 28 美元之间能有 利可图，超过 28 美元，利润则十分可观。但是，这一成本核算有很多可疑之处。今年 4 月获知， “万事俱备，只等审批 ” 的云南先锋煤制油项目， 其主要原料煤炭的测算价格仅为 89.1 元，据此得出了 “22 美元至 28 美元之间有利可图 ”的判断。而事实上， 目前的煤炭价格已经远远高于此， 很多地方的煤炭坑口价格甚至达到 240元以上，超过了核算基价的 3倍。神华集团在启动内蒙古煤制油项目之前， 也做了一番比较研究， 考察了影响煤制 油成本的三个要素，结果是：从投资上说，建同等规模工厂，在中国投

46、资只有美 国的 65%；中国煤炭开采成本低， 按坑口价每吨 100元算，比美国低得多；从人 力资本来讲，同等规模工厂，按 1 000个工人计算，内蒙古项目是每位工人一年 8 万人民币，而美国则是 8 万美元。因此神华煤制油公司董事长张玉卓认为，煤制油项目在中国完全有利润空间。这笔账显然让很多人不能信服， 或许也让一些神华内部人士质疑。 因为，神华集 团一直力推整体上市的规划， 但到上市前几个月， 煤制油公司被剔除在外。 当时 的解释称：这一项目风险太大，亏损不可避免。 但是，神华集团内蒙古煤制油项目最终仍然在争议中于 2004年 8月上马。当时 专家的评论是：煤制油保障国家能源安全的战略意义大

47、于其经济意义。 “神华项 目”在此观点支撑下、在 75 亿元巨额保单下得以顺利实施。杜铭华在接受本报采访时表示， 在与神华集团内蒙古项目上马的同时， 还有几个 项目同时报批，其中包括云南先锋项目。但都未获得批准。 “国家的意思是待神 华项目试点成功后，陆续展开。 ”但是，随着石油价格近年来不断攀升，煤制油利润空间逐渐释放， “煤制油 前景乐观论 ”得以风行。这一观点以张玉卓为代表。 据了解，今年 6月 13日在“院 士专家贵州行 ”专题论证会上，张玉卓甚至鼓励贵州 “敢为人先发展煤制油 ”。 张玉卓此论是因为看好贵州充足的水资源，因为一吨合成油大约需要 10 吨水。 “这在西北是很大负担，对拥

48、有 1000 多亿立方米水资源的贵州却是小意思。 ”张 说这话时，国际原油价格尚在 60多美元，目前已经接近 70 美元。成本似乎更成 了一个无需怀疑的问题。张玉卓表示， 10 年后，煤与油在神华将并驾齐驱。而上市时被剔除的煤制油项 目，也引起了神华能源 1088.HK 的兴趣。神华能源董事长兼执行董事陈必亭 表示，如煤制油项目开始提供回报，神华能源将从母公司购入。 这是石油和化学工业规划院专家刘延伟所作的 2005-2006 碳一化工产品研究报 告，本人觉得对于我们大家很有帮助。现特上传供大家参考。1 二甲醚1.1 国外世界二甲醚 (DME) 的生产消费尚处于起步阶段， 生产消费量较少， 主

49、要用于 精细化学品的合成以及用作气雾剂的抛射剂、 发泡剂等， 也代替氟利昂用作致冷 剂。据估计，目前世界二甲醚生产能力约为 18万t/a,产量约为15万t，其中 70%用作气雾剂。二甲醚作为清洁民用燃料，正在受到各方关注。据报道，日本东洋工程公 司(TEC)已经完成建设单系列250万t/a二甲醚装置的可行性研究。该装置以中 东低价天然气为原料，采用二步法技术，二甲醚生产成本约为90-100美元/1,可与液化气相竞争。BP公司、印度天然气管理局和印度石油公司拟合作投资6亿美元，采用托普索公司二甲醚合成技术，建设一套 180万t/a二甲醚生产装置。日本财团 (三菱瓦斯化学公司、 日挥公司、 三菱重

50、工公司和伊藤忠商事 )拟在澳 大利亚建设一套140万-240万t/a的二甲醚生产装置，产品销往日本和东南亚 市场。由川崎钢铁和NKK公司联合组成的JFE公司拟在海外建设大规模 DME装 置，目前日本千代田和石川岛播磨重工公司联合为其进行工程设计。 该装置将采 用JFE 步法工艺，从合成气直接生产 DME。2004年6月16日，丹麦托普索公司及伊朗石油化工研究和技术公司 (NPC- RT)联合宣布已经与ZAGROS石化公司签署了合同，为其新建的二甲醚厂转让专 利技术(两步法)，并提供工程设计和催化剂。ZAGROS石化公司二甲醚装置规模 为80万t/ a,预计2006年建成投产。该二甲醚厂建在伊朗

51、的 Bandar Assaluyeh,， 采用的技术是基于托普索公司开发的固定床催化甲醇脱水技术。随着石油资源的紧缺和价格的上涨、 环境保护法规的强化以及二甲醚技术的 日益成熟，预计到2010年，世界二甲醚的生产能力将达到 300万t/a左右，年 消费量约为300万t;到2015年，生产能力将达到800万一1000万t/ a。1.2 国内1.2.1 生产与消费情况近年来， 我国二甲醚生产发展迅速， 目前共有十几家生产企业， 总生产能力 约8万t/a,年产量约为3万t,企业规模较小。2004年，我国二甲醚消费量约为3万t，主要是用作气溶胶、气雾剂和喷雾 涂料的推动剂、 民用燃料以及用于其它化工生

52、产方面。 其中， 用作气雾剂的年消 费量约为2万t，用作民用燃料的年消费量约为 0.8万t,其它化工方面0.2万to1.2.2 供求预测 二甲醚的性质与液化气相近，易贮存、易压缩，因而可替代天然气、煤气和 液化气作民用燃料。2004年，我国液化气的表观消费量已经达到 21067万t。由 于国内产量不能满足需求，自 1990年开始大量进口， 2004年进口量为 636万 to 如果二甲醚的价格合适， 能够替代进口的液化气， 以目前的进口量计算， 燃料级 二甲醚年需求量约1000万to因此，二甲醚作为民用燃料的发展前景十分光明。二甲醚具有优良的燃烧性能：使用方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、 污

53、染少，作为车用柴油的替代燃料，有液化气、天然气、甲醇和乙醇等不可比拟 的综合优势。2004年，我国柴油的消费量为10373万t，预计2010年消费量将 达到11600万t左右，2015年达到13430万t。二甲醚作为良好的柴油替代燃料， 按其对柴油的替代率 5%计算， 2010年约需二甲醚 5807万 t， 2015年约需 670 万 to根据上述预测， 2010年我国二甲醚的潜在需求量约为 15807万 t， 2015年的 潜在需求量为1670万to 上述市场需求能否实现，将主要取决于二甲醚的成本、 生产技术的成熟性、二甲醚应用技术的进展和原油价格变化情况等。根据目前我国二甲醚的建设计划，预

54、计到 2010年，二甲醚生产能力将达到 180万t/a, 2015年有可能达到300万-400万t/a。若二甲醚生产成本能有所突 破或原油价格持续高位， 则国内二甲醚市场具有良好的发展前景， 目前和未来的 供应能力远远不能满足市场需求。2 合成油2.1 生产与消费煤制油（CTL）和天然气制合成油（GTL）的最终产品主要是液化气（LPG）、汽 油、柴油和润滑油基础油。CTL生产的柴油和润滑油，硫含量极低，是难得的 清洁燃料。2004年我国液化气产量为1472万t，汽油、柴油和润滑油基础油的 产量分别为5250万t、10162万I和464万t。目前，我国液化气、柴油和润滑 油市场缺口较大，汽油供应

55、过剩，有大量出口。表1是我国主要油品供求情况。2.2行业发展预测 根据相关领域发展需求及资源配置的可能性， 预计 2010年和 2015年，我国 液化气、汽油、柴油和润滑油的需求量如表2所列。我国原油供求矛盾比较大，油品和乙烯生产的发展对原油供应造成极大压 力。同时，汽车尾气排放标准日益严格，生产清洁燃料和降低柴油硫含量是世界 各国油品生产必须解决的问题。 我国不仅面临原油供应压力， 而且由于进口原油 较重，硫含量高，对生产清洁燃料十分不利。因此，通过天然气制合成油和煤制 油生产上述油品， 不仅可以缓解原油供求矛盾， 增强能源供应安全， 而且对生产 环保型油品具有重要意义。 因此可以说， 天然

56、气制合成油和煤制油在我国具有广 阔的市场前景。目前，国内已有两个大型煤制油项目获国家正式批准建设。2004年 8月 25 日，神华集团公司煤直接液化项目在内蒙古鄂尔多斯正式开 工建设。该项目总建设规模为年产油品 5007万t，分二期建设。一期总投资245 亿元，年用煤970万t，年产各种油品320万t，其中汽油50万t、柴油215万t、 液化气31万t，苯、混合二甲苯等24万t。首条生产线将于2007年7月建成。2 010 年，煤制油规模将达到 500万 ta。此外，国家已经批准宁煤集团在宁夏和陕西建设两座间接法煤制油项目， 首 期建设规模均为300万t/a,二期工程将扩大到500万t/a。宁

57、夏煤业集团公司在宁东建设的间接法 “煤制油 ”项目一期工程规模为 320 万t/a,产品包括石脑油87万t/a,柴油67万t/a,液蜡37万t/a,液化气1 8万t/a,年消耗原料煤978万t,燃料煤225万t。项目总投资约为300亿元。 二期工程煤制油规模将扩大到 500万t/a。该工程预计于2010年完工投产。其他规划建设的煤制油项目还有 9项，规模均为100万t/a,目前大多数项 目均已完成可研报告,拟采用的技术路线大多为间接法液化。上述国家已批项目完成后,预计到 2010 年我国煤制油规模将达到 960 万 t / a, 2015年达到1500万t/a。若炼厂柴油平均收率按30%计算，

58、则到2010年 煤制油可节省2100万t原油，2015年可节省3350万t原油。因此，合成油的发 展对减轻原油进口压力、保障我国能源安全具有重要意义。目前，我国还没有天然气制合成油建设计划，主要原因是天然气价格偏高、 天然气产地与能源消费中心距离较远。预计制约我国天然气制合成油和煤制油的主要因素将是生产技术、 原料价格 和产品生产成本。乙烯通过甲醇制烯烃（MTO）技术，可以生产乙烯和丙烯，从而实现烯烃生产的原 料多样化， 避开资源分布的限制， 既可减少乙烯生产对原油和轻烃资源的过分依 赖，也可拓宽天然气和煤炭利用和增值的渠道， 更重要的是可以实现由碳一化工 向石油化工发展的转换。因此， MTO

59、 技术的工业化具有重要意义。尤其是在原 油资源和轻烃资源相对缺乏、而煤炭资源相对丰富的我国，就是如此。3.1 国内生产与消费情况2004年，我国乙烯产量为626.58万t,生产能力约为592.50万t/a,共有1 6 家生产企业、 18 套生产装置。 19952004 年间，我国乙烯产量的年均增长速 度为 11.09%。近些年来，我国乙烯装置都是在超负荷运行，以满足市场快速增 长的需要。 乙烯是石油化工生产的重要基础原料， 由乙烯向下游延伸， 可生产聚 乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、 EVA 树脂、乙丙橡胶、环氧乙烷/ L 二醇和乙酸乙 烯等重要的石油化工产品。 我国对上述石化产品的需求量很大，

60、尽管乙烯生产发 展较快，仍不能满足市场需求的快速增长。 表 3是近年来我国乙烯生产发展情况。2004年，我国乙烯表观消费量 631.11万t，其中国内产量626.58万t，进口 量6.76万t，出口量2.23万t。1995 2004年间，我国乙烯表观消费量的年均增 长速度为 11.13%，高于产量增长速度。我国每年尚需进口大量的乙烯下游产品， 包括聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、乙酸乙烯和乙二醇。 2004 年，进 口这些产品折成乙烯量约为1009.53万t,即2004年我国乙烯当量消费量达到了 1640.64万t,国内乙烯市场满足率只有 38.19%，市场缺口极大。表4是我国近 年来乙烯