国内外煤化工发展概况_煤化工发展概况
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2011年国内外煤化工发展概况
1、国内煤化工发展概况
2011年,我国继续加大对煤化工产业项目的投资发展,就目前煤化工发展情况来看,在2011年中,主要有以下几个方面的特点与问题:
(1)煤制油
目前国内直接液化、间接液化煤制油示范装置已进入长周期稳定运行,在此基础之上,神华、伊泰、潞安等分别规划建设商业规模煤制油项目。
神华鄂尔多斯直接液化煤制油项目已实现连续稳定运行;伊泰集团16万吨/年间接液化煤制油项目累计运行13316小时(554天),生产各类油品17.8万吨;潞安年产21万吨煤基合成油示范项目全系统处于连续稳定运行状态。高硫煤清洁利用年产540万吨合成油品及化学品的多联产项目可研报告已上报国家能源局,申请项目立项。
此外,神华宁煤400万吨煤制油项目已通过评估,将采用自主知识产权的煤炭间接液化技术;广汇新疆360万吨/年的煤制油项目可研报告已完成编制和评估工作,并已完成项目投资登记备案工作;兖矿与延长石油成立陕西未来能源化工有限公司,推动煤制油项目和配套金鸡滩煤矿的筹备开发工作。
未来发展煤制油的关键在于项目的审批和水资源问题。2011年4月,国家发改委发文进一步规范煤化工产业有序发展,禁止建设年产100万吨及以下煤制油项目,100万吨以上需报经国家发展改革委核准;煤炭资源主要蕴藏在水资源短缺地区,而煤制油属于高耗水项目,例如一吨间接液化煤制油耗水量在7-10吨,如何进一步提高水资源使用效率,将成为面临的重要问题。
(2)煤(甲醇)制烯烃
2011年,国内三大煤制烯烃示范项目取得进一步进展,其他项目也继续推进。2011年1月,神华包头60万吨煤制烯烃示范工程正式开始商业化运营。4月,项目聚丙烯装置第二反应器成功生产出优级LC1813-01.L高端抗冲共聚聚丙烯产品。6月底,国家发改委召开神华包头煤制烯烃示范工程技术经济考核评定现场会,经评定,神华包头煤制烯烃示范工程技术产业化和工程化是成功的,在当前原油价位上经济可行。
神华宁煤50万吨/年的煤基聚丙烯项目于2010年12月31日打通全流程,2011年4月底,产出终端合格聚丙烯产品,由试车阶段全面进入试生产阶段,并于5月实现首批产品外运销售。
作为我国石油化工领域的领军企业,中国石化也在加快煤制烯烃的步伐。中国石化SMTO技术已经在燕山石化取得万吨级中试成功;位于河南濮阳中原石化的60万吨/年甲醇进料制烯烃项目正在建设,预计3季度建成;位于河南鹤壁、安徽淮南和贵州毕节的商业规模煤制烯烃项目也处于积极推进中。随着煤制烯烃在技术和经济上的可行性得到验证,外购甲醇制烯烃成为沿海地区获得乙烯和丙烯并进而生产下游产品的选择之一。宁波禾元外购180万吨/年甲醇制60万吨/年烯烃项目正在建设,计划2012年7月建成投产。亚化咨询认为,外购甲醇制烯烃项目将有一定比例使用国产甲醇,可以缓解中国甲醇产能过剩的现状。
(3)煤制天然气
截止目前,我国已有四个煤制天然气项目获得国家发改委正式核准,分别是大唐内蒙古赤峰40亿立方/米年,大唐辽宁阜新40亿立方米/年,汇能内蒙古鄂尔多斯16亿立方米/年和庆华新疆伊犁55亿立方米/年煤制天然气项目。
在产品输送方面,我国煤制SNG企业根据所处地域特点,选择了不同的方案。位于内蒙东部和东北地区的煤制SNG项目,由于离目标市场较近,倾向于自建输气管道将煤制天然气产品运送到消费地点。华电呼伦贝尔项目、华能呼伦贝尔项目、国电兴安盟项目、大唐赤峰项目和大唐阜新项目都将采取自建输气管道的方案。将煤制SNG产品液化为LNG,并采用低温槽车公路运输也是可选方案之一。汇能位于鄂尔多斯16亿立方米/年的煤制SNG项目就采取此方案。
(4)煤(合成气)制乙二醇
2011年受纺织行业不景气,以及棉花价格大涨等因素影响,我国化纤消费量大幅提升,聚酯行业出现了产销两旺的态势,聚酯的发展带来了乙二醇消费量的持续增长。
目前除了我国唯一的20万吨级煤制乙二醇示范项目——通辽金煤项目已经建成,并处于试运行阶段,陆续有新的乙二醇项目获得进展。
2011年1季度,国家发改委发布《产业结构调整指导目录(2011年本)》,其中,20万吨/年及以上合成气制乙二醇生产技术开发与应用被列入鼓励类发展项目,而20万吨/年以下的乙二醇项目被列入限制类发展项目。
我国拟在建的煤制乙二醇项目超过20个,总产能超过500万吨,但是除金煤之外的煤制乙二醇技术则仍处于中试阶段,煤制乙二醇的产能扩张仍有待于技术的工业示范成功。
总的来说,煤制油(包括直接液化与间接液化)的示范已经取得成功,煤基柴油以其各自的特点,市场销售情况良好。我国对成品油消费量的不断增长和特有的成品油定价机制,将确保煤制油产品的市场前景和利润空间。
我国在未来5年将建成3-5个商业规模的煤制油装置,形成千万吨级的煤制油产能。煤制烯烃的示范也已取得成功,验证了从煤到聚烯烃全流程技术和经济上的可行性。国际油价的持续高企和我国对乙烯、丙烯的巨大缺口将使煤制烯烃项目具有良好的前景。此外,聚烯烃也不再是煤制烯烃的唯一选择。惠生(南京)清洁能源股份有限公司选择了 UOP 技术,将甲醇转化为乙烯和丙烯,并进而生产高附加值的丁辛醇等产品。
煤制天然气在美国有几十年的运行经验,我国煤制天然气行业在未来面临的关键问题是,如何将产品输送的成本控制在可接受的范围内,确保项目有合理的利润空间。此外,页岩气在我国的发展,将有可能影响我国天然气的市场供需和价格,但目前还言之过早。
煤制乙二醇拥有良好的市场需求和成本竞争力,但目前仍处于技术攻关阶段。未来如果示范成功,将迅速形成几百万吨的煤制乙二醇产能。
2、国外煤化工发展概况
国外的煤化工产业项目继续快速发展,各大公司依然关注在提高能效的同时如何降低环境污染,开发了一些新型煤化工的研究项目与成果。
(1)高温甲烷化催化剂
国外甲烷化技术是以制取代用天然气为目的。丹麦的托普索(Topsoe)公司、美国的大平原煤气化厂、德国的鲁奇公司、英国的Davy公司、美国的巨点能源公司都能提供高温甲烷化的成套技术。
托普索公司对甲烷化催化剂的研究具有很高的水平,研究与开发部门开发了专有约含22%(质量分数)镍的MCR-2X催化剂。MCR-2X催化剂是基于陶瓷支撑具备稳定微孔系统,可有效防止镍晶体的烧结,在高镍的表面区域甚至在相对低温下也有理想的高甲烷化活性。
Davy公司甲烷化技术(CRG)最初是由英国燃气公司(BG公司)提供的。Davy公司进一步开发了CRG技术和催化剂,代表性催化剂为CEG-LH,该催化剂镍含量较高,约50%以上。
美国大平原煤气化厂是世界上第一座由煤气化经甲烷化合成高热值煤气的大型商业化工厂,采用鲁奇加压移动床气化炉,用北达科他州褐煤的块煤为原料,生产代用天然气,商业运作20年,实现了长周期平稳运行,经济效益良好。它在合成燃料工业中发挥着先驱和示范作用。
鲁奇公司和南非沙索公司在南非F-T煤制油工厂旁建了一套半工业化煤制合成天然气试验装置,同时,鲁奇公司和奥地利艾尔帕索天然气公司在奥地利维也纳石油化工厂建设了另一套半工业化的天然气试验装置。两套试验装置都进行了较长时期的运转。但由于鲁奇气化炉气化后的CO含量相比其它气化技术低,鲁奇甲烷化催化剂是中、低温催化剂。
(2)BGL碎煤熔渣气化技术
BGL气化技术很适用于发电和化工合成,可用于现有电厂的改造。BGL气化技术工业化示范之后,福斯特·惠勒(Foster Wheeler)能源公司进行了一项可行性研究。该项可行性研究的结论是,在IGCC工艺系统中运行的BGL气化炉可实现高效、经济发电。BGL气化技术也能将气化炉生产的煤气进行远距离应用。因此,就可以在需用电力之处建设小型的、分散的发电厂,分散的小型发电厂也可有效地利用热-电联供系统中的废热。
英国煤气公司和德国鲁奇公司正在世界范围内继续推动BGL工艺技术,走向商业化。在需要燃料气的发电领域、需要合成气的化工领域以及炼油废物综合利用领域,都存在利用BGL工艺的机遇,尤其是在当前废物气化领域。苏格兰和德国的两个废物气化项目已到了前期的计划和设计阶段,预计这两个项目不久将进入商业实施阶段。(3)发展模式
现代煤化工突破传统的行业界限,由较单一的焦炭产品向多联产的模式发展。采用现代多项先进技术,对煤炭进行深度加工和综合利用,最大限度地提高能源利用效率,走洁净化无害化的环境友好的可持续发展之路。
1)南非萨索尔(Sasol)F-T合成模式
南非萨索尔(Sasol)Ⅱ和萨索尔(Sasol)Ш F-T合成模式如图1-1所示。
图1-1 南非萨索尔Ⅱ和萨索尔 Ш F-T合成模式图
南非萨索尔(Sasol)煤液化厂从采煤开始,煤-油-化-电多联产,对煤进行综合利用深加工,煤炭液化合成油品(占67%)的同时,大力发展化工产品、燃料煤气。自建热电厂解决煤液化及化工产品所需蒸汽及电力,充分利用化学反应余热,使全厂的热动力达到平衡,降低了能耗和生产成本,减少了不必要的排放损失。
2)新西兰麦斯捏(Methanex)模式
新西兰麦斯捏(Methanex)公司采用美国Mobil公司的MTG技术,用天然气作原料生产甲醇,再由甲醇经MTG过程合成汽油,该技术工业化生产取得成功,引起了各国的注意。若以煤为原料采用MTG法生产汽油,除合成气生产方法不同外,其合成气以后的生产过程则基本相同。以煤炭为原料采用MTG法生产汽油的模式如图1-2所示。
图1-2 MTG法生产汽油的模式图
3)德国鲁奇(Lurgi)公司GTC-MTP模式
鲁奇(Lurgi)公司提出的合成气制化学产品(GTC)、甲醇制丙烯(MTP)的技术路线,是发展以煤代替石脑油生产烯烃的技术创新路线。MTP和GTC技术典型工艺过程如图1-
3、图1-4所示。
图1-3 MTP典型工艺过程图
图1-4 GTC典型工艺过程图
4)壳牌(Shell)合成气园(Syngas Park)模式
壳牌(Shell)公司提出以煤为原料制合成气为核心,生产甲醇、醋酸、合成氨等化工产品与洁净联合循环发电、城市煤气和供热(蒸汽或热水)等相结合,组成的能源化工多联产系统,从而取得良好的经济、社会和环境效益。Shell合成气园产品模式图如图1-5所示。
图1-5 Shell合成气园产品模式图