現(xiàn)代煤化工進展

現(xiàn)代煤化工進展石油和化學工業(yè)規(guī)劃院二〇一一年十月推進煤化工可持續(xù)發(fā)展主要內容1發(fā)展煤化工的意義現(xiàn)代煤化工----石油替代產(chǎn)品煤液化直接液化間接液化煤制烯烴乙烯丙烯二甲醚乙二醇天然氣傳統(tǒng)煤化工煤焦化煤氣化

合成氨甲醇及碳一化工電石乙炔--聚氯乙烯煤化工先進煤氣化技術1發(fā)展煤化工的意義意義之一：煤化工產(chǎn)品鏈豐富，下游產(chǎn)品數(shù)量多，應用領域廣。1發(fā)展煤化工的意義煤焦化產(chǎn)品鏈1發(fā)展煤化工的意義合成氨產(chǎn)品鏈1發(fā)展煤化工的意義甲醇碳一化工產(chǎn)品鏈1發(fā)展煤化工的意義煤基燃料產(chǎn)品鏈1發(fā)展煤化工的意義煤化工產(chǎn)業(yè)與相關產(chǎn)業(yè)關聯(lián)圖1發(fā)展煤化工的意義意義之二：我國石油對外依存度不斷增加，發(fā)展煤化工是提高能源供給安全保障的重要措施之一。換一個方式：我國煤炭資源相對豐富，成本較低，供應穩(wěn)定，始終是我國經(jīng)濟社會平穩(wěn)較快發(fā)展的可靠基礎。1發(fā)展煤化工的意義

2010年：我國原油產(chǎn)量20301萬噸，居世界第5位；

進口原油23900萬噸，居世界第2位；石油對外依存度達到53.8%。預測2020年：消費5億噸左右，對外依存度60%。1發(fā)展煤化工的意義今后，我國天然氣供應除立足國內現(xiàn)有資源外，還必須多渠道、多方式擴大資源供給，以滿足日益增長的市場需求。受天然氣供給能力的限制，目前我國天然氣市場處于以產(chǎn)定需階段。2000-2010年我國天然氣產(chǎn)量和消費量年均增長速率分別為13.3%和15.9%，供需矛盾突出。1發(fā)展煤化工的意義2003年10月-2008年8月，國際油價持續(xù)攀升，石油替代利益的驅動，掌控煤資源的沖動，導致國內煤化工持續(xù)升溫。2008年金融危機過后，國際油價大幅振蕩，煤化工熱有所減緩，但投資熱情依然存在。近期受中東、北非戰(zhàn)爭影響，國際石油價格高位振蕩，國內煤化工熱進一步高漲。1發(fā)展煤化工的意義目前我國煤炭資源54%左右用于發(fā)電，13.5%用于鋼鐵行業(yè)，11.7%用于建材行業(yè)，只有約3.8%用于化工。與直接燃燒的利用方式相比，煤化工是實現(xiàn)煤炭高效清潔利用的主要途徑。意義之三、四、五、……煤炭深加工項目投資大、技術含量高，產(chǎn)業(yè)鏈長，經(jīng)濟帶動效應強，通過煤炭深加工能夠提高煤炭就地轉化比例，改變中西部地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結構，推動產(chǎn)煤地區(qū)經(jīng)濟轉型和跨越式發(fā)展?！禾可罴庸觽鹘y(tǒng)行業(yè)的結構調整和優(yōu)化。1發(fā)展煤化工的意義煤化工是資源密集、技術密集、資金密集的大型基礎產(chǎn)業(yè)。發(fā)展涉及面寬：是一個龐大的系統(tǒng)工程。項目風險大：與石油價格起伏緊密相關。物流量大：運輸量、吞吐量大，要求配套交通便利。環(huán)保要求嚴：廢水、廢氣、廢渣排放量大，治理難度高。安全生產(chǎn)要求高：多為連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)介質多為有毒有害，生產(chǎn)過程常常易燃易爆，要求生產(chǎn)過程控制水平高、操作水平高。副產(chǎn)物多：要求企業(yè)很多的生產(chǎn)技術高度融合，提高副產(chǎn)和聯(lián)產(chǎn)品的加工深度，有效利用資源，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。資金密集：煤化工項目投資一般達幾十~幾百億元。技術密集：現(xiàn)代煤化工技術是當今最為前沿的化工生產(chǎn)技術。資源密集：煤資源、水資源消耗量大,一個較大的煤化工產(chǎn)業(yè)園需要百億噸煤炭資源做保障，常年至少需要2000-3000萬方水。2國外煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢美國9.846億噸印度5.699億噸澳大利亞4.239億噸俄羅斯3.169億噸印尼3.059億噸南非2.538億噸世界主要產(chǎn)煤國2010年產(chǎn)量中國32億噸資料來源：BP能源統(tǒng)計。2國外煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢美國煤炭年產(chǎn)量在10億噸左右，其中92%用來發(fā)電。從上世紀80年代開始，美國在潔凈煤技術上開發(fā)和工業(yè)化示范上進行了大量工作，重點是提高能效和二氧化碳捕集封存。1986-1993年，美國在18州進行了35項潔凈煤技術工業(yè)化示范工程，示范工程包括煤處理、氣化、IGCC、流化床燃燒、污染控制、甲醇合成等10大類，發(fā)展了一批商業(yè)化技術，使美國潔凈煤技術處于世界領先，我國大量引進的GE水煤漿氣化技術即是該計劃的成果之一。2001年，美國能源部啟動了“電廠改進計劃”，投資5100萬美元支持4個電廠的脫硝、飛灰治理、灰渣利用等示范工程。2003年，美國能源部又啟動了新的“潔凈煤技術與清潔電廠”計劃，包括10個項目。美國能源部煤炭清潔利用示范項目已投入政府資金34億美元，工業(yè)界配套資金113億美元。根據(jù)美國煤炭加工利用結構特點，美國潔凈煤技術工業(yè)示范項目以IGCC等電力為主，也包含其他深加工方向，如合成天然氣、煤的中低溫干餾（溫和氣化）、先進的甲醇合成等。2國外煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢澳大利亞也制定了較詳細的潔凈煤技術研發(fā)計劃，目前正在進行的工業(yè)化示范項目有5項，其中兩項為煤氣化-IGCC發(fā)電項目，包括CO2捕集封存等技術。由于市場原因，澳大利亞不生產(chǎn)其他深加工產(chǎn)品。南非薩索爾公司（合成油）是世界上規(guī)模最大的煤炭深加工企業(yè)，轉化了南非煤炭產(chǎn)量約1/4。該項目于20世紀70年代由于政治原因建設，目前在經(jīng)濟上也具備競爭力。俄羅斯、印度等國煤炭主要作為發(fā)電原料，其他深加工技術落后。目前他們對我國煤炭深加工技術比較感興趣，希望學習我國成功經(jīng)驗，把煤炭轉化成高附加值產(chǎn)品。2國外煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢世界煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要集中在中國、南非（煤制油）、美國（煤制天然氣）。2010年，世界煤制油產(chǎn)量約800萬噸，煤制天然氣產(chǎn)量約14億立方米，分別占世界柴油和天然氣消費總量的0.6%和0.05%，比重較小。南非Sasol公司是目前世界上唯一的煤炭液化工廠。該公司的3個煤基液化廠年耗煤4590萬噸，總產(chǎn)量760萬噸，其中油品占60%左右，保證了南非28%的汽油、柴油供給量。美國伊斯曼公司業(yè)務包括醋酸（煤基）、聚酯（石油基）、烯烴（石油基）三大產(chǎn)業(yè)鏈，五大業(yè)務板塊。美國大平原合成燃料廠是目前世界上唯一運行的大規(guī)模煤制天然氣商業(yè)化工廠，年產(chǎn)14億方天然氣和40萬噸合成氨。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速現(xiàn)代煤氣化技術為依托大型煤化工基地建設80-90年代80年代以后，由于能源結構的特殊性，開始引入現(xiàn)代煤化工技術，建設部分大型煤化工基地，如陜西渭河、上海三聯(lián)供。甲醇年均遞增26%二甲醚年均遞增81%21世紀進入21世紀，受油價高漲和國內市場驅動，并隨著現(xiàn)代煤化工技術的成熟，以煤基替代能源為目的大型煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣項目迅速展開，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)能高速增長。以傳統(tǒng)固定床氣化為主滿足化肥生產(chǎn)需求起步于50年代小化肥。60-70年大力發(fā)展中小型氮肥生產(chǎn)。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國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢我國是世界上最大的煤化工生產(chǎn)國，煤化工產(chǎn)品多、生產(chǎn)規(guī)模較大，是世界上最大的煤制合成氨、煤制甲醇和電石生產(chǎn)國，也是唯一大規(guī)模采用電石法路線生產(chǎn)聚氯乙烯的國家，目前國內傳統(tǒng)煤化工己進入成熟期，以石油替代為目標的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)剛剛起步。我國傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品產(chǎn)能大，開工率較低，如甲醇開工率約50%，電石開工率約50%，焦炭開工率約70%。產(chǎn)品產(chǎn)能（萬噸/年）產(chǎn)量（萬噸）產(chǎn)能占世界總量比例（%）焦炭410003875762電石2400146294合成氨5600496335甲醇38401574602010年國內傳統(tǒng)煤化工部分產(chǎn)品產(chǎn)能、產(chǎn)量3.1概況3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢“十一五”期間，我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，在消化、吸收引進技術和自主開發(fā)技術方面取得重大進展，多種大型清潔煤氣化技術成功進行產(chǎn)業(yè)化，煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇示范工程紛紛建成投產(chǎn)，為我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅實的技術基礎。神華鄂爾多斯示范裝置建成投產(chǎn)潞安、伊泰示范裝置建成投產(chǎn)神華包頭DMTO、神華寧煤MTP投產(chǎn)，大唐多倫MTP示范裝置試車大唐克旗、大唐阜新、內蒙匯能、新疆慶華項目在建通遼金煤化工建成試生產(chǎn)云南解化、晉煤天溪示范裝置建成投產(chǎn)3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢2011年4月12日，國家發(fā)改委《關于規(guī)范煤化工產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展的通知》（發(fā)改產(chǎn)業(yè)[2011]635號文件）2011年3月27日，《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄（2011年本）》（國家發(fā)改委第9號會令）3.2最新政策文件將會對國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重要影響！即將出臺：《煤炭深加工示范項目規(guī)劃》《煤化工產(chǎn)業(yè)政策》《“十二五”石油和化學工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》專項規(guī)劃《“十二五”乙烯工業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢1、高度重視能源轉換效率----進行全生命周期能效分析主要政策精神2、注重技術提升、提高國產(chǎn)化率3、在煤炭資源地建設4、正視經(jīng)濟性和競爭力----按煤炭市場價格進行經(jīng)濟評價5、降低投資風險----原則上一個企業(yè)只示范一個項目6、重視CO2排放----具備大幅減排CO2的能力大型現(xiàn)代煤化工項目，“十二五”仍以示范為主----每個示范項目都要求有創(chuàng)新點。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢兩個轉變煤化工煤炭深加工傳統(tǒng)利用方式優(yōu)化利用方式煤炭深加工包括煤炭發(fā)電、焦化、氣化及后續(xù)利用、熱解、液化等。其中煤的燃燒發(fā)電、焦化、氣化及傳統(tǒng)化工是傳統(tǒng)煤炭深加工方向?，F(xiàn)代煤炭深加工包括煤炭液化、煤制天然氣、中低溫熱解、IGCC、煤氣化生產(chǎn)石化替代產(chǎn)品（烯烴、芳烴、二甲醚、乙二醇等）等領域。現(xiàn)代煤炭深加工的目標是實現(xiàn)煤炭的優(yōu)化、高效、清潔利用，提高煤炭轉化的效率和價值。煤電化熱一體化（多聯(lián)產(chǎn)）改變煤化工單純生產(chǎn)化工產(chǎn)品、油品、天然氣的模式，提升熱力系統(tǒng)等級，倡導煤電化熱一體化的煤基多聯(lián)產(chǎn)發(fā)展模式，將煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇、低階煤提質等大型煤化工裝置與IGCC或超臨界（超超臨界）發(fā)電系統(tǒng)有機集成，實現(xiàn)煤化工與電力（熱力）聯(lián)產(chǎn)和負荷的雙向調節(jié)，提高煤炭資源綜合利用效率和能源轉化效率。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢焦炭焦化甲醇制烯烴乙二醇油品直接液化甲烷化IGCC發(fā)電間接液化（FT合成）化肥合成氨甲醇甲醇制芳烴氣化煉焦煤低階煤氣化煤液化煤煤熱解半焦油品燃氣化工利用二甲醚碳一化工焦爐氣煤焦油深加工煤焦油系列產(chǎn)品電力蒸汽乙二醇合成天然氣油品鍋爐燃料煤蒸汽（化工用）電力(外供)電力天然氣油品化工產(chǎn)品升級利用方式傳統(tǒng)利用方式粗苯加工苯系列產(chǎn)品無煙煤煙煤裼煤3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3.3煤制甲醇發(fā)展前景2010年國內甲醇產(chǎn)能3840萬噸/年，產(chǎn)量1574萬噸，裝置開工率約41%。仍有大量在建產(chǎn)能。2010年甲醇表觀消費量2092萬噸，進口519萬噸，出口1萬噸，進口占表觀消費量的24.8%。預計“十二五”末我國甲醇產(chǎn)能將達到5500萬噸/年（包括煤制烯烴）。大量甲醇的出路在何方？甲醇摻燒汽油甲醇制二甲醚甲醇制烯烴3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢甲醇摻燒汽油低比例摻燒：甲醇含量≤10%；中比例摻燒：甲醇含量10-30%；高比例摻燒：甲醇含量≥50%；M5-M10可直接當汽油使用，可有效提高甲醇汽油的辛烷值和抗爆性，車輛尾氣排放物減少10%；M10-M50甲醇容易出現(xiàn)分層乳化、高溫氣阻、腐蝕溶脹、動力下降和體積油耗增高等問題，摻燒必須使用添加劑；

M85-M100，需對發(fā)動機進行改造。必須指出:M85標準于2009年11月1日開始實施，但油耗高，尾氣多碳醇超標(積碳)，摩托車不能用.M100甲醇汽車尾氣甲醛含量10毫克/千米，常規(guī)汽車3-4毫克/千米。我國汽車排放國家標準中沒有甲醛含量要求。美國加州標準16毫克/英里。工業(yè)信息化部發(fā)布的《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則》于2009年7月1日施行，甲醇汽車未被列入。國家環(huán)保部門考慮國內外的情況和國內的不同意見，還沒有放行。因此，甲醇汽車沒有“身份證”，不能合法上路。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢甲醇制二甲醚上海等地正在開展二甲醚替代柴油工作。二甲醚燃燒性能與液化石油氣相近，可以直接使用現(xiàn)有液化石油氣的灌裝設施和爐具。但目前民用反映，熱值低，不勁燒。國家發(fā)改委2007年4月發(fā)布二甲醚化工行業(yè)標準，10月1日正式實施。建設部2007年9月發(fā)布《城鎮(zhèn)燃氣用二甲醚公告〉，2008年1月1日實施。必須指出，兩個標準都是行業(yè)標準。國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局（2008）17號文〈關于氣瓶充裝有關問題的通知〉中明確規(guī)定二甲醚不能與液化石油氣摻混使用以及二甲醚必須使用專用瓶灌裝。2009年底廣州居民液化氣出問題事件。我國二甲醚產(chǎn)能已經(jīng)約700萬噸/年，產(chǎn)量約250萬噸，開工率僅35%。目前，我國在建及擬建的二甲醚產(chǎn)能上千萬噸，2015年我國二甲醚產(chǎn)能可達到1500萬噸/年。2010年液化氣需求量2500萬噸，最高摻燒20%，二甲醚用量500萬噸。直接使用將是潛在市場。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢（進口）甲醇制烯烴起因：2010年我國進口乙烯81.5萬噸、丙烯152.4萬噸，同時進口大量烯烴下游產(chǎn)品，進口量已在全球貿(mào)易量占有較大份額。國外烯烴工業(yè)并沒有大規(guī)模擴張計劃。要滿足國內市場需求，必須提高國內烯烴生產(chǎn)能力。問題：是否具備大量進口甲醇的可能性、可行性？國內甲醇制烯烴，是否具備經(jīng)濟性、競爭力？3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢（進口）甲醇制烯烴內容單位2008年2009年2010年2011年2012年2014年2019年全球產(chǎn)能萬噸/年58396689

10730112441227312748全球產(chǎn)量萬噸41414190

5582642674939175全球開工率

71%63%

52%57%61%72%全球消費量萬噸41244093

5582642674939175

全球產(chǎn)能，不包括中國萬噸/年37253969

4627469551595109全球產(chǎn)量，不包括中國萬噸29673221

3537359240234272全球開工率，不包括中國

80%81%

76%77%78%84%全球消費量，不包括中國萬噸28422696

2982311433423760

中國進口量萬噸125525

554477681512

中國產(chǎn)能萬噸/年2114272038406103654971147639中國產(chǎn)量萬噸117497015742045283534704903中國開工率

56%36%41%34%43%49%64%中國消費量萬噸12821397209226003312415154152008-2019年全球甲醇供需平衡資料來源：WP統(tǒng)計。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢（進口）甲醇制烯烴目前中國甲醇進口量已占全球甲醇貿(mào)易量的1/3左右。未來全球并沒有快速擴張甲醇產(chǎn)能的計劃。如果中國大力發(fā)展甲醇制烯烴、是否能夠從國際市場購買到足夠的甲醇？

——沿海地區(qū)甲醇制烯烴存在發(fā)展機會，但應注意總量規(guī)模，不能一哄而起、全都效仿。全部依賴進口甲醇有可能打破國際甲醇供需平衡?！绻麌鴥燃状既詴笠?guī)模建設，將以競爭力、經(jīng)濟性來決策項目是否可行?！绻麌H市場甲醇供應緊，價格必然上漲，應比較進口甲醇與國產(chǎn)甲醇的經(jīng)濟性和競爭力。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3.4煤制烯烴發(fā)展前景預計2015年我國乙烯生產(chǎn)能力2300萬噸/年，當量需求量3500萬噸，當量自給率提高到65.7%。目前我國乙烯人均消費量29kg/人，遠低于美國消費水平85kg/人。烯烴市場空間大，發(fā)展?jié)摿ψ恪?010年，我國乙烯當量消費量2605萬噸，國內自給率54.5%；丙烯當量消費量2031萬噸，國內自給率70.8%。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3.4煤制烯烴發(fā)展前景煤制烯烴：工業(yè)化示范已經(jīng)成功，大規(guī)模推廣條件最好。單套裝置規(guī)模有可能進一步提高。有可能進一步探索出提高能效的途徑。國際原油價格80~100美元/桶區(qū)間或以上，可具有經(jīng)濟性。宜布局在煤炭資源地或者能夠形成區(qū)域消費群體的消費地。與聚氯乙烯生產(chǎn)結合，以乙烯法替代電石法，是一個重要的發(fā)展方向?？梢宰鳛槭突さ谋匾a充。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3.5煤制乙二醇發(fā)展前景石油化工路線乙二醇正在加緊建設。2010年，寧波65萬噸/年、天津石化42萬噸/年、兵器北方公司15.8萬噸/年投產(chǎn)。加上通遼20萬噸/年，共142.8萬噸/年，大大提高了國內乙二醇的供給能力。規(guī)劃中的煤制乙二醇項目很多。2010年，我國乙二醇產(chǎn)量280萬噸，進口664萬噸，表觀消費量944萬噸，國內自給率30%。中國乙二醇產(chǎn)能已占世界總產(chǎn)能的1/3。2002年以來進口依存度高達70%以上。隨著我國聚酯和汽車工業(yè)的快速發(fā)展，未來我國乙二醇的消費仍將保持快速增長。3國內煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3.5煤制乙二醇發(fā)展前景煤制乙二醇：國內市場需求潛力大。產(chǎn)業(yè)化示范基本成功，某些技術問題尚需解決，大規(guī)模推廣條件較好。單套裝置規(guī)模有可能進一步提高。