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优化结构 优选技术 煤化工科学发展面面观
2008年39期 发行日期:2008-12-01
优化结构 优选技术              
煤化工科学发展面面观

统筹规划  有序发展煤化工
□  教授级高工   潘连生
  近几年来,受石油进口激增以及国际油价上涨的影响,我国煤化工发展逐步升温,为科学合理、高效利用煤炭
资源,进行深加工发展煤化工是必要的,但必须是在科学发展观指引下的科学发展。当前我国煤化工已呈现无序、
过热的态势,据不完全统计,各地规划中的煤制油项目总规模己高达4000多万t/a(有的己开展前期建设);规划
中的MTO项目多达18个,总产能为1410t/a(2007年己开工建设3项,产能113万t/a),还要新建自行配套甲醇
4230万t/a;基于对醇醚燃料需求的高度期待,近年来我国甲醇项目几乎“遍地开花”,自2000年以来,甲醇产能
年均增长率达到24.8%。2007年我国共有甲醇生产企业177家,产能合计1640万t/a,目前新建、拟建甲醇项目
共34个(不包括二甲醚、甲醇制烯烃项目配套建设的甲醇装置),规划中的产能已超过同期世界其他各国的甲醇总
产能。
  国家发改委已发文明确表示,煤制油的发展需在示范工程“总结成功经验基础上再确定下一步的工作”。醇醚
燃料正在实践试用,在国家产品标准出台、取得替代燃料的合法身份以前,不宜广泛发展。
  稳健决策,适度发展   近年来,我国煤基能源替代品的发展已分别进行到技术开发、工业示范、成熟完善的
阶段,有些问题还有待示范或试用实践后才能得出结论,有些不确定因素还有赖于我们积极的探索和深入研究。为
此,切不可低估煤化工发展中的问题,需要审时度势,稳健决策。
  认真做好煤化工前期调研工作  加强前期调研是优化发展、提高效益、规避风险、科学决策的主要手段。急于
发展,不认真研究发展中的问题,会后患无穷。需坚持“先评估,后决策”制度;咨询评估工作要提供“独立、公
正、科学、可靠”的咨询意见;设法防止项目咨询评估工作的表面化、形式化、走过场;项目业主单位更要把前期
工作做扎实。
  抓住机遇,积极调整产品结构 统筹考虑我国煤炭、石油、天然气、煤层气等化石资源高效利用的方向,积极
发展相对具有优势和竞争力的煤化工产品领域,使我国形成石油化工与煤化工相结合具有各自优势的产品领域,从
而在整体上形成符合我国国情的合理原料结构、产品结构、技术结构和企业结构,增强国际竞争力。
  认真学习实践科学发展观  建议国家有关部门进一步加强引导,协调和规范各方面的发展行为,贯彻落实有关
煤化工发展的方针政策,并加速制定煤化工发展规划及产业政策。企业也要积极支持国家的宏观调控政策,做市场
的健康力量。

优化煤制油产品结构势在必行
□  中科合成油工程有限公司 教授级高工 唐宏青
   在我国能源结构中煤炭约占70%。实现煤炭洁净、高效、合理的利用,尤其是煤化工利用具有重大的现实和战
略意义。煤化工企业的发展要走可持续发展的道路,力求节能,坚持“量水而行”的原则。建议国家有关部门在批
准煤化工项目立项的时候,规定其单位产品的最高能耗和水耗,并作为设计依据和装置开工后验收的决定性指标。
全国进行煤化工项目总量控制,以投煤量为基准,对每年批准的主要产品项目的规模总量设置上限。
     F-T合成油、煤直接液化、MTG是目前看好的三种煤制油方法,它们的产品各不相同,前两者主要是柴油,MTG
主要是汽油(见表1)。当前我国油品市场供应紧张,柴油需求较大,因此建议多采用反应产物为C1~C50的F-T
合成,通过炼油行业的转化和加工办法,尽量少产石脑油而多产柴油,或转化成其他有用的油品。这一原则也适合
直接液化和MTG。也就是说,煤制油企业应该以主攻产品油的最大化为目标。
    大型煤制油装置产品可以得到75%的柴油;此外有一定数量的石脑油(大约有20%),其中C7~C9馏分经过重
整得到车用汽油,C5~C6馏分经过异构化得到辛烷值较高的汽油馏分作为调和用;另外5%的液化气可作为燃料使
用。这样的工厂才是名副其实的煤制油工厂,也是理想中煤制油的优化方案。
      表1   三种煤制油方法产品结构     %
              F-T合成   直接液化       MTG
柴油            75            67            —
汽油            —            —            88
石脑油            20            23            —    
LPG                 5            10            12

不断推进IGCC/多联产示范工程建设
□  国家863计划重大项目“以煤气化为基础的多联产示范工程”总体专家组组长、中国科学院高技术研究与发展
局副局长   肖云汉
  近年来我国石油消费量持续增长,进口依存度居高不下,预计2020年将超过60%,国家能源安全堪忧。石油
替代是弥补石油缺口的有效途径之一。IGCC/多联产交通燃料(新型煤化工产品、材料)是正在兴起的煤炭综合利
用技术,通过物质转化和能量转换集成,可大幅提高能效、降低成本、降低排放;突破单一行业的局限,带动相关
装备制造业的发展,促进煤炭、化工、电力产业升级,解决我国能源环境面对的瓶颈问题。
  目前世界范围内正在运转的IGCC 17座,其中燃煤IGCC/多联产示范电站6座,美国2座、欧盟2座、日本1
座、中国1座。全球在建或计划建设的IGCC/多联产项目55座,中国自主研发6座,引进超过10座。2002年中科
院工程热物理研究所主持承担了国家863课题“煤气化发电与甲醇联产中系统集成与关键技术研发”和中科院知识
创新重大项目“煤炭联产系统中动力生产核心技术研发”,自主开发了煤炭联产系统优化集成软件,确定了优化的
串并联联产实施方案;研发了具有自主知识产权的中低热值燃料40MWe级重型燃气轮机燃烧室设计技术,支持企业
建成了我国首座60MWe级IGCC发电和24万t/a甲醇的煤炭联产系统示范工程,在国内第一次走完了IGCC/多联产
系统从基础理论研究、实验室研发、工程方案设计到工程示范的全过程,实现了我国煤气化联产发电系统零的突破。
成为“十一五”期间我国多家煤炭和电力企业将建设的多座IGCC/多联产示范工程的科学与技术基础。
  根据系统实测数据,在系统发电量和甲醇产量相同时,联产系统较可比的分产系统总能利用率提高3个百分点
以上;按照甲醇生产能耗与单产系统相同(43GJ/t),联产系统中煤气化发电比同等容量的常规发电机组供电效率
高10个百分点以上;通过实施联产系统集成方案,可以实现甲醇、醋酸、发电子系统的优化配置,提高合成气单
程转化率,将甲醇的生产能力从700t/d提高到900t/d,还增加60~70t蒸汽。
  IGCC/多联产技术是我国发展洁净煤利用技术的重要选择,是应对中国能源发展全局问题的有效解决方案。“十
五”期间建成的我国首座煤炭IGCC/多联产系统示范工程及其运营实践说明,我国IGCC/多联产各单项技术及系统
集成技术已取得重要进展,具备了自主发展的基础。

甲醇制烯烃技术——最具潜力的现代煤化工发展途径
□  中国神华煤制油化工副总经理  岳国
  甲醇制烯烃技术开辟了以廉价的煤炭为原料生产基础有机化工产品的新工艺路线,有利于改变传统煤化工的产
品格局,是实现煤化工向现代石油化工延伸的桥梁。目前世界煤气化技术已成熟,已有丰富的工业运行经验,先进
的气流床煤气化技术是发展现代煤化工过程中制备合成气原料的核心单元,在煤化工中占据重要地位。
  甲醇制烯烃工艺的目标产物是乙烯和丙烯,MTO技术乙烯、丙烯总收率为78%;MTP的乙烯、丙烯单程收率为
51.2%,如果采用回炼流程可以达到70~72%。UOP/Hydro早在1995年就联合宣布可对外转让MTO技术,为何迄今
为止尚未有甲醇制烯烃工业生产装置投入运行?首先,甲醇成本过高是导致甲醇制烯烃在经济上与石脑油路线缺乏
竞争力的根本原因。其次,MTO需要有数量巨大且持续、稳定供应的甲醇原料为前提,只有甲醇与MTO一体化建设
才能规避原料供应的风险。目前国际原油价格持续高位运行,使得传统石脑油制烯烃成本大幅攀升。
  煤制烯烃路线的单位产品投资与传统石脑油制烯烃路线相当,当前世界百万吨级烯烃产品的煤制烯烃技术已经
成熟,从技术可靠性、经济可行性、必要性和紧迫性角度分析,在我国发展以煤炭为原料经由甲醇生产烯烃的现代
煤化工产业,时机已经成熟。目前我国煤制烯烃尚无工业装置运行经验,但近期神华、兖矿等多个项目处于项目准
备和建设前期,投产后有望成为传统石油化工艺路线的有益补充,并缓解我国石油紧缺的压力。
  近几年来,我国甲醇发展迅速,在甲醇直接掺烧汽油尚未得到国家许可和甲醇制烯烃未形成规模的情况下,甲
醇市场将出现供过于求,需慎重对待。建议国家有关部门牵头,组织甲醇汽油的应用试验,尽快出台法规、标准等
规范性文件,推动国内以甲醇为中间体的现代煤化工产业的发展。

选择合理的煤气化技术是发展煤化工的基础
□  中国化学工程集团公司副总经理   敦忆岚
    煤化工按工艺路线分为:“煤焦化、煤气化、煤液化”三种路线。其中煤气化生产合成气是煤化工的主要技术
路线,是发展煤基化学品、煤基液体燃料、IGCC发电、多联产系统、制氢等工艺过程的共性技术和关键技术。目
前已在国内应用的煤气化技术共有13种,其中德国鲁奇、美国德士古、荷兰壳牌、德国GSP等煤气化技术已先后
进入我国市场并有了较好的业绩。我国自主煤气化技术也发展迅速,以水煤浆气化技术为代表的国产煤气化技术已
达到世界先进水平,并在大型化方面具有独特的优势。但目前世界上尚无适合各种原料煤、各种合成气用途以及各
种生产规模的“万能”气化炉。
  煤气化技术的优劣在很大程度上决定了全系统装置能否长周期、安全、稳定地运行,也决定了产品的经济效益。
因此,选择高可靠性、高效率、低能耗、低污染,即“两高两低”的煤气化新技术是发展现代煤化工的前提和基础。
选择煤气化技术时可从如下几个方面进行考虑:①先进性原则;②煤种适用性原则;③可靠性原则;④安全环保原
则;⑤知识产权安全原则。建设新型的洁净煤化工产业,选取煤气化技术时需因地而宜,因煤而定;学习世界的先
进经验和技术,形成多元化的产品链条,增强自身发展能力。既要重视壳牌等国外先进气化工艺的引进、消化、吸
收,也要重视具有我国自主知识产权的灰熔聚、多喷嘴对置水煤浆气化等国内煤气化技术的工业化推广。

加大政策倾斜 促二甲醚平稳发展
□  山东久泰化工副总经理   刘景胜
  二甲醚作为高效清洁的能源产品,已列入国家新能源和可再生能源发展规划,主要用于替代城市燃气和车用柴
油。2008年7月1日起,财政部和国税总局规定二甲醚按13%的税率征收增值税。
  2006年以来,二甲醚产能增长迅速,从不足20万t/a发展到现在的420万t/a,在建和拟建产能达到700万
t/a,生产企业50余家。目前二甲醚主要与液化气掺混作为民用燃气,2007年国内二甲醚总消费量约35万t,其
中在民用燃气领域的消费量为30万t,国内市场空间约400万t。二甲醚在替代乙炔作为切割气、替代氟利昂作为
制冷剂以及作为气雾推进剂方面具有明显的经济、环保优势,但在这些领域的消费量相对较小。此外二甲醚是世界
公认的理想车用燃料,山东临沂和上海已有二甲醚公交车示范运行。
  目前制约二甲醚产业发展的因素主要集中在成本增长、标准缺失、市场开发受政策影响大等几方面。二甲醚的
成本受煤炭和甲醇的影响较大,随着国内能源需求的迅速增长,煤炭、甲醇价格增幅较大,压缩了二甲醚企业特别
是单纯以甲醇为原料制取二甲醚企业的利润空间。在标准的制定方面,除了已经出台的《二甲醚化工行业标准》和
《城镇燃气用二甲醚标准》外,二甲醚储运、掺混、使用标准尚未出台,影响了二甲醚的价格提升和在民用燃气领
域的大规模应用;其次,二甲醚经营方面涉及多个行业、部门,需要政府有关部门联合落实解决。尤其在铁路运输
和船运中无储运标准参照,也无现成场地和设施,增加了运输成本,缩小了产品的运输半径,在一定程度上制约了
二甲醚的发展。
  二甲醚的应用开发特别是二甲醚车用燃料的应用推广进展决定着产业最终的发展,而车用燃料的推广和市场开
发受国家政策制约。因此建议国家尽快制定二甲醚汽车推广应用方案,出台具体的倾斜政策和实施步骤,扩大示范
范围,早日使二甲醚汽车真正走向市场。2007年全国柴油消费量达到1.25亿t,车用柴油消费量6000万t以上,
如按二甲醚仅替代10%柴油计算,全国每年二甲醚汽车燃料消费量达600万t,车用二甲醚燃料推广应用前景极为
广阔。随着社会经济的持续发展,能源需求量激增,我国石油对外依存度已近50%,发展煤基二甲醚替代石油,有
利于保障我国能源安全。此外,采用二甲醚替代柴油、液化石油气,可实现超低排放,对节能减排、环境保护和社
会经济的可持续发展具有重要现实意义。

煤化工项目经济效益平衡点发生倾斜
□  原发改委能源所所长  周大地
  当前国内一些地方不顾资源、生态、环境等方面的承载能力,出现的盲目规划、竞相建设煤化工项目的势头,
如不及时纠正必将带来巨大的损失。很多煤化工项目规划之初只考虑到油价高涨,煤价格较低,但目前煤价已经由
200元/t左右涨到1000元/t左右,煤化工项目经济效益的平衡点也在发生变化。
  近期我国煤炭需求不合理增长,煤矿安全事故频出,使得安全生产很难从根本上得到治理。结合近期煤价走势
及安全生产形势可以看出,低煤价的时代将一去不复返。考虑到能源系统的效率、不断变化的油价和煤价、温室气
体排放等因素,煤化工产业发展前景不确定性将增大。此外煤制甲醇过程中2/3的能量在加工过程中损耗掉,煤制
油过程中大约损耗1/2的能量,能量利用存在不合理之处;而且很多大型化工艺尚不成熟,能源消耗大;国际社会
对全球气候的关注,也使得温室气体排放可能成为煤化工发展的长期制约。
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