现代煤化工进展

现代煤化工进展石油和化学工业规划院二〇一一年十月推进煤化工可持续发展主要内容1发展煤化工的意义现代煤化工----石油替代产品煤液化直接液化间接液化煤制烯烃乙烯丙烯二甲醚乙二醇天然气传统煤化工煤焦化煤气化

合成氨甲醇及碳一化工电石乙炔--聚氯乙烯煤化工先进煤气化技术1发展煤化工的意义意义之一：煤化工产品链丰富，下游产品数量多，应用领域广。1发展煤化工的意义煤焦化产品链1发展煤化工的意义合成氨产品链1发展煤化工的意义甲醇碳一化工产品链1发展煤化工的意义煤基燃料产品链1发展煤化工的意义煤化工产业与相关产业关联图1发展煤化工的意义意义之二：我国石油对外依存度不断增加，发展煤化工是提高能源供给安全保障的重要措施之一。换一个方式：我国煤炭资源相对丰富，成本较低，供应稳定，始终是我国经济社会平稳较快发展的可靠基础。1发展煤化工的意义

2010年：我国原油产量20301万吨，居世界第5位；

进口原油23900万吨，居世界第2位；石油对外依存度达到53.8%。预测2020年：消费5亿吨左右，对外依存度60%。1发展煤化工的意义今后，我国天然气供应除立足国内现有资源外，还必须多渠道、多方式扩大资源供给，以满足日益增长的市场需求。受天然气供给能力的限制，目前我国天然气市场处于以产定需阶段。2000-2010年我国天然气产量和消费量年均增长速率分别为13.3%和15.9%，供需矛盾突出。1发展煤化工的意义2003年10月-2008年8月，国际油价持续攀升，石油替代利益的驱动，掌控煤资源的冲动，导致国内煤化工持续升温。2008年金融危机过后，国际油价大幅振荡，煤化工热有所减缓，但投资热情依然存在。近期受中东、北非战争影响，国际石油价格高位振荡，国内煤化工热进一步高涨。1发展煤化工的意义目前我国煤炭资源54%左右用于发电，13.5%用于钢铁行业，11.7%用于建材行业，只有约3.8%用于化工。与直接燃烧的利用方式相比，煤化工是实现煤炭高效清洁利用的主要途径。意义之三、四、五、……煤炭深加工项目投资大、技术含量高，产业链长，经济带动效应强，通过煤炭深加工能够提高煤炭就地转化比例，改变中西部地区的产业结构，推动产煤地区经济转型和跨越式发展。……煤炭深加工将带动传统行业的结构调整和优化。1发展煤化工的意义煤化工是资源密集、技术密集、资金密集的大型基础产业。发展涉及面宽：是一个庞大的系统工程。项目风险大：与石油价格起伏紧密相关。物流量大：运输量、吞吐量大，要求配套交通便利。环保要求严：废水、废气、废渣排放量大，治理难度高。安全生产要求高：多为连续化生产，生产介质多为有毒有害，生产过程常常易燃易爆，要求生产过程控制水平高、操作水平高。副产物多：要求企业很多的生产技术高度融合，提高副产和联产品的加工深度，有效利用资源，实现循环经济发展。资金密集：煤化工项目投资一般达几十~几百亿元。技术密集：现代煤化工技术是当今最为前沿的化工生产技术。资源密集：煤资源、水资源消耗量大,一个较大的煤化工产业园需要百亿吨煤炭资源做保障，常年至少需要2000-3000万方水。2国外煤化工产业发展现状及趋势美国9.846亿吨印度5.699亿吨澳大利亚4.239亿吨俄罗斯3.169亿吨印尼3.059亿吨南非2.538亿吨世界主要产煤国2010年产量中国32亿吨资料来源：BP能源统计。2国外煤化工产业发展现状及趋势美国煤炭年产量在10亿吨左右，其中92%用来发电。从上世纪80年代开始，美国在洁净煤技术上开发和工业化示范上进行了大量工作，重点是提高能效和二氧化碳捕集封存。1986-1993年，美国在18州进行了35项洁净煤技术工业化示范工程，示范工程包括煤处理、气化、IGCC、流化床燃烧、污染控制、甲醇合成等10大类，发展了一批商业化技术，使美国洁净煤技术处于世界领先，我国大量引进的GE水煤浆气化技术即是该计划的成果之一。2001年，美国能源部启动了“电厂改进计划”，投资5100万美元支持4个电厂的脱硝、飞灰治理、灰渣利用等示范工程。2003年，美国能源部又启动了新的“洁净煤技术与清洁电厂”计划，包括10个项目。美国能源部煤炭清洁利用示范项目已投入政府资金34亿美元，工业界配套资金113亿美元。根据美国煤炭加工利用结构特点，美国洁净煤技术工业示范项目以IGCC等电力为主，也包含其他深加工方向，如合成天然气、煤的中低温干馏（温和气化）、先进的甲醇合成等。2国外煤化工产业发展现状及趋势澳大利亚也制定了较详细的洁净煤技术研发计划，目前正在进行的工业化示范项目有5项，其中两项为煤气化-IGCC发电项目，包括CO2捕集封存等技术。由于市场原因，澳大利亚不生产其他深加工产品。南非萨索尔公司（合成油）是世界上规模最大的煤炭深加工企业，转化了南非煤炭产量约1/4。该项目于20世纪70年代由于政治原因建设，目前在经济上也具备竞争力。俄罗斯、印度等国煤炭主要作为发电原料，其他深加工技术落后。目前他们对我国煤炭深加工技术比较感兴趣，希望学习我国成功经验，把煤炭转化成高附加值产品。2国外煤化工产业发展现状及趋势世界煤化工产业发展主要集中在中国、南非（煤制油）、美国（煤制天然气）。2010年，世界煤制油产量约800万吨，煤制天然气产量约14亿立方米，分别占世界柴油和天然气消费总量的0.6%和0.05%，比重较小。南非Sasol公司是目前世界上唯一的煤炭液化工厂。该公司的3个煤基液化厂年耗煤4590万吨，总产量760万吨，其中油品占60%左右，保证了南非28%的汽油、柴油供给量。美国伊斯曼公司业务包括醋酸（煤基）、聚酯（石油基）、烯烃（石油基）三大产业链，五大业务板块。美国大平原合成燃料厂是目前世界上唯一运行的大规模煤制天然气商业化工厂，年产14亿方天然气和40万吨合成氨。3国内煤化工产业发展现状及趋势煤化工产业发展迅速现代煤气化技术为依托大型煤化工基地建设80-90年代80年代以后，由于能源结构的特殊性，开始引入现代煤化工技术，建设部分大型煤化工基地，如陕西渭河、上海三联供。甲醇年均递增26%二甲醚年均递增81%21世纪进入21世纪，受油价高涨和国内市场驱动，并随着现代煤化工技术的成熟，以煤基替代能源为目的大型煤制烯烃、煤制油、煤制天然气项目迅速展开，现代煤化工产能高速增长。以传统固定床气化为主满足化肥生产需求起步于50年代小化肥。60-70年大力发展中小型氮肥生产。70年代由于石油化工崛起，煤化工一度受到冷落。80年代以前3国内煤化工产业发展现状及趋势我国是世界上最大的煤化工生产国，煤化工产品多、生产规模较大，是世界上最大的煤制合成氨、煤制甲醇和电石生产国，也是唯一大规模采用电石法路线生产聚氯乙烯的国家，目前国内传统煤化工己进入成熟期，以石油替代为目标的现代煤化工产业刚刚起步。我国传统煤化工产品产能大，开工率较低，如甲醇开工率约50%，电石开工率约50%，焦炭开工率约70%。产品产能（万吨/年）产量（万吨）产能占世界总量比例（%）焦炭410003875762电石2400146294合成氨5600496335甲醇38401574602010年国内传统煤化工部分产品产能、产量3.1概况3国内煤化工产业发展现状及趋势“十一五”期间，我国新型煤化工产业快速发展，在消化、吸收引进技术和自主开发技术方面取得重大进展，多种大型清洁煤气化技术成功进行产业化，煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇示范工程纷纷建成投产，为我国现代煤化工产业发展奠定了坚实的技术基础。神华鄂尔多斯示范装置建成投产潞安、伊泰示范装置建成投产神华包头DMTO、神华宁煤MTP投产，大唐多伦MTP示范装置试车大唐克旗、大唐阜新、内蒙汇能、新疆庆华项目在建通辽金煤化工建成试生产云南解化、晋煤天溪示范装置建成投产3国内煤化工产业发展现状及趋势3国内煤化工产业发展现状及趋势3国内煤化工产业发展现状及趋势3国内煤化工产业发展现状及趋势3国内煤化工产业发展现状及趋势3国内煤化工产业发展现状及趋势2011年4月12日，国家发改委《关于规范煤化工产业有序发展的通知》（发改产业[2011]635号文件）2011年3月27日，《产业结构调整指导目录（2011年本）》（国家发改委第9号会令）3.2最新政策文件将会对国内煤化工产业发展产生重要影响！即将出台：《煤炭深加工示范项目规划》《煤化工产业政策》《“十二五”石油和化学工业发展规划》专项规划《“十二五”乙烯工业发展专项规划》3国内煤化工产业发展现状及趋势1、高度重视能源转换效率----进行全生命周期能效分析主要政策精神2、注重技术提升、提高国产化率3、在煤炭资源地建设4、正视经济性和竞争力----按煤炭市场价格进行经济评价5、降低投资风险----原则上一个企业只示范一个项目6、重视CO2排放----具备大幅减排CO2的能力大型现代煤化工项目，“十二五”仍以示范为主----每个示范项目都要求有创新点。3国内煤化工产业发展现状及趋势两个转变煤化工煤炭深加工传统利用方式优化利用方式煤炭深加工包括煤炭发电、焦化、气化及后续利用、热解、液化等。其中煤的燃烧发电、焦化、气化及传统化工是传统煤炭深加工方向。现代煤炭深加工包括煤炭液化、煤制天然气、中低温热解、IGCC、煤气化生产石化替代产品（烯烃、芳烃、二甲醚、乙二醇等）等领域。现代煤炭深加工的目标是实现煤炭的优化、高效、清洁利用，提高煤炭转化的效率和价值。煤电化热一体化（多联产）改变煤化工单纯生产化工产品、油品、天然气的模式，提升热力系统等级，倡导煤电化热一体化的煤基多联产发展模式，将煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇、低阶煤提质等大型煤化工装置与IGCC或超临界（超超临界）发电系统有机集成，实现煤化工与电力（热力）联产和负荷的双向调节，提高煤炭资源综合利用效率和能源转化效率。3国内煤化工产业发展现状及趋势焦炭焦化甲醇制烯烃乙二醇油品直接液化甲烷化IGCC发电间接液化（FT合成）化肥合成氨甲醇甲醇制芳烃气化炼焦煤低阶煤气化煤液化煤煤热解半焦油品燃气化工利用二甲醚碳一化工焦炉气煤焦油深加工煤焦油系列产品电力蒸汽乙二醇合成天然气油品锅炉燃料煤蒸汽（化工用）电力(外供)电力天然气油品化工产品升级利用方式传统利用方式粗苯加工苯系列产品无烟煤烟煤裼煤3国内煤化工产业发展现状及趋势3.3煤制甲醇发展前景2010年国内甲醇产能3840万吨/年，产量1574万吨，装置开工率约41%。仍有大量在建产能。2010年甲醇表观消费量2092万吨，进口519万吨，出口1万吨，进口占表观消费量的24.8%。预计“十二五”末我国甲醇产能将达到5500万吨/年（包括煤制烯烃）。大量甲醇的出路在何方？甲醇掺烧汽油甲醇制二甲醚甲醇制烯烃3国内煤化工产业发展现状及趋势甲醇掺烧汽油低比例掺烧：甲醇含量≤10%；中比例掺烧：甲醇含量10-30%；高比例掺烧：甲醇含量≥50%；M5-M10可直接当汽油使用，可有效提高甲醇汽油的辛烷值和抗爆性，车辆尾气排放物减少10%；M10-M50甲醇容易出现分层乳化、高温气阻、腐蚀溶胀、动力下降和体积油耗增高等问题，掺烧必须使用添加剂；

M85-M100，需对发动机进行改造。必须指出:M85标准于2009年11月1日开始实施，但油耗高，尾气多碳醇超标(积碳)，摩托车不能用.M100甲醇汽车尾气甲醛含量10毫克/千米，常规汽车3-4毫克/千米。我国汽车排放国家标准中没有甲醛含量要求。美国加州标准16毫克/英里。工业信息化部发布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》于2009年7月1日施行，甲醇汽车未被列入。国家环保部门考虑国内外的情况和国内的不同意见，还没有放行。因此，甲醇汽车没有“身份证”，不能合法上路。3国内煤化工产业发展现状及趋势甲醇制二甲醚上海等地正在开展二甲醚替代柴油工作。二甲醚燃烧性能与液化石油气相近，可以直接使用现有液化石油气的灌装设施和炉具。但目前民用反映，热值低，不劲烧。国家发改委2007年4月发布二甲醚化工行业标准，10月1日正式实施。建设部2007年9月发布《城镇燃气用二甲醚公告〉，2008年1月1日实施。必须指出，两个标准都是行业标准。国家质量监督检验检疫总局（2008）17号文〈关于气瓶充装有关问题的通知〉中明确规定二甲醚不能与液化石油气掺混使用以及二甲醚必须使用专用瓶灌装。2009年底广州居民液化气出问题事件。我国二甲醚产能已经约700万吨/年，产量约250万吨，开工率仅35%。目前，我国在建及拟建的二甲醚产能上千万吨，2015年我国二甲醚产能可达到1500万吨/年。2010年液化气需求量2500万吨，最高掺烧20%，二甲醚用量500万吨。直接使用将是潜在市场。3国内煤化工产业发展现状及趋势（进口）甲醇制烯烃起因：2010年我国进口乙烯81.5万吨、丙烯152.4万吨，同时进口大量烯烃下游产品，进口量已在全球贸易量占有较大份额。国外烯烃工业并没有大规模扩张计划。要满足国内市场需求，必须提高国内烯烃生产能力。问题：是否具备大量进口甲醇的可能性、可行性？国内甲醇制烯烃，是否具备经济性、竞争力？3国内煤化工产业发展现状及趋势（进口）甲醇制烯烃内容单位2008年2009年2010年2011年2012年2014年2019年全球产能万吨/年58396689

10730112441227312748全球产量万吨41414190

5582642674939175全球开工率

71%63%

52%57%61%72%全球消费量万吨41244093

5582642674939175

全球产能，不包括中国万吨/年37253969

4627469551595109全球产量，不包括中国万吨29673221

3537359240234272全球开工率，不包括中国

80%81%

76%77%78%84%全球消费量，不包括中国万吨28422696

2982311433423760

中国进口量万吨125525

554477681512

中国产能万吨/年2114272038406103654971147639中国产量万吨117497015742045283534704903中国开工率

56%36%41%34%43%49%64%中国消费量万吨12821397209226003312415154152008-2019年全球甲醇供需平衡资料来源：WP统计。3国内煤化工产业发展现状及趋势（进口）甲醇制烯烃目前中国甲醇进口量已占全球甲醇贸易量的1/3左右。未来全球并没有快速扩张甲醇产能的计划。如果中国大力发展甲醇制烯烃、是否能够从国际市场购买到足够的甲醇？

——沿海地区甲醇制烯烃存在发展机会，但应注意总量规模，不能一哄而起、全都效仿。全部依赖进口甲醇有可能打破国际甲醇供需平衡。——如果国内甲醇仍会大规模建设，将以竞争力、经济性来决策项目是否可行。——如果国际市场甲醇供应紧，价格必然上涨，应比较进口甲醇与国产甲醇的经济性和竞争力。3国内煤化工产业发展现状及趋势3.4煤制烯烃发展前景预计2015年我国乙烯生产能力2300万吨/年，当量需求量3500万吨，当量自给率提高到65.7%。目前我国乙烯人均消费量29kg/人，远低于美国消费水平85kg/人。烯烃市场空间大，发展潜力足。2010年，我国乙烯当量消费量2605万吨，国内自给率54.5%；丙烯当量消费量2031万吨，国内自给率70.8%。3国内煤化工产业发展现状及趋势3.4煤制烯烃发展前景煤制烯烃：工业化示范已经成功，大规模推广条件最好。单套装置规模有可能进一步提高。有可能进一步探索出提高能效的途径。国际原油价格80~100美元/桶区间或以上，可具有经济性。宜布局在煤炭资源地或者能够形成区域消费群体的消费地。与聚氯乙烯生产结合，以乙烯法替代电石法，是一个重要的发展方向。可以作为石油化工的必要补充。3国内煤化工产业发展现状及趋势3.5煤制乙二醇发展前景石油化工路线乙二醇正在加紧建设。2010年，宁波65万吨/年、天津石化42万吨/年、兵器北方公司15.8万吨/年投产。加上通辽20万吨/年，共142.8万吨/年，大大提高了国内乙二醇的供给能力。规划中的煤制乙二醇项目很多。2010年，我国乙二醇产量280万吨，进口664万吨，表观消费量944万吨，国内自给率30%。中国乙二醇产能已占世界总产能的1/3。2002年以来进口依存度高达70%以上。随着我国聚酯和汽车工业的快速发展，未来我国乙二醇的消费仍将保持快速增长。3国内煤化工产业发展现状及趋势3.5煤制乙二醇发展前景煤制乙二醇：国内市场需求潜力大。产业化示范基本成功，某些技术问题尚需解决，大规模推广条件较好。单套装置规模有可能进一步提高。