中國煤化工的現(xiàn)狀及未來分析共12

1、中國煤化工的現(xiàn)狀及未來分析（2009-03-21 15:02:27）世界化石能源（包括煤炭、石油、天然氣）資源比較豐富，在一次能源消費結構中占90%是當今的主要能源。石油、天然氣儲量分別可供40年、60年的需求，非常規(guī)的油氣資源有可能進一步擴大。煤炭儲量十分豐富，且分布廣泛，探明儲量可供世界幵采200年。全球化石能源供應前景的不確定因素之一是成本、價格。技術進步和生產效率的提高推動著生產和運輸成本的降低，但廉價資源儲量枯竭等因素又導致成本和價格提高。預計從 2000年一 2020年，化石能源在一 次能源消費結構中，石油將從 39%筆至38，煤炭將從26%筆至24%天然 氣將從23%提高至27%

2、近幾十年來，化石能源在中國一次能源消費結構中占90鵡上。煤炭是中國的主要能源，也是許多重要化工產品的主要原料。隨著中國社會經濟持續(xù)、高速發(fā)展，近年來能源、化工產品的需求也出現(xiàn)較高的增長速度，煤化工在中國能源、化工領域中已占有重要地位。中國煤化工的發(fā)展對發(fā)揮豐富的煤炭資源優(yōu)勢，補充國內油、氣資源不足和滿足對化工產品的需求，保障能源安全，促進經濟的可持續(xù)發(fā)展，具有現(xiàn)實和長遠的意義。新型煤化工在中國正面臨新的發(fā)展機遇和長 遠的發(fā)展前景。煤炭焦化、煤氣化一合成氨一化肥已是中國主要的煤化工 產業(yè)，隨著技術、經濟的發(fā)展和市場的巨大需求，煤炭焦化、煤氣化一甲醇及下游化工產品等將得到快速發(fā)展 ；煤制油（直接液

3、化、間接液化）技術的幵發(fā)和產業(yè)化將受到關注，重點項目建設已啟動。1 焦化工業(yè)1.1 焦化工業(yè)快速發(fā)展，中國已成為世界焦炭生產、消費及貿易 大國中國第一座機械化焦爐建于 20 世紀 20 年代，自 50 年代末開始， 自主設計、 建設的焦爐成為產業(yè)發(fā)展的主流， 80 年代后進人產業(yè)快速發(fā)展 時期。到 2004 年初，全國約有 700多家煉焦企業(yè)， 1 900多座焦爐，焦炭 生產能力達到約 170Mt/a 。受鋼鐵工業(yè)快速增長的拉動， 從 2002 年開始中 國焦化工業(yè)呈現(xiàn)高速增長趨勢，2003年焦炭總產量178Mt，比2002年增加約20%約占世界焦炭總產量的 46%國內表觀消費約163Mt,同

4、比增長 約19%其中鋼鐵業(yè)消費約76，其他行業(yè)（化工、機械制造、有色冶煉等） 消費約24%;出口焦炭14. 7Mt，約占世界焦炭貿易總量的 56。圖1為1997 年一 2003年焦炭的產量、出口量變化情況。據(jù)估算， 2003年中國煉焦消耗原料精煤約 237Mt, 涉及洗選加工 原煤約400Mt,超過當年煤炭消費總量的 20%已成為消耗原料煤數(shù)量最 大的煤化工產業(yè)。中國已成為世界焦炭生產、消費及貿易第一大國。中國的煉焦技術已進人世界先進行列， 大容積焦爐 （炭化室高 6m） 已實現(xiàn)國產化，大中型機械化焦爐發(fā)展很快，炭化室為4m以上的焦爐達300 多座， 2003 年機械化焦爐生產的焦炭約占焦炭總

5、產量的 75%; 干熄焦、 地面除塵站等環(huán)保技術已進入實用化階段 ; 化學產品回收加強 ; 淘汰小型 焦爐、土焦及改良焦爐的工作進展顯著。1.2 控制新焦爐建設，平穩(wěn)發(fā)展焦炭產66從 2003 年開始，新焦爐建設數(shù)量大增，建成投產機械化焦爐座，新增產能 21Mt/a 。預計 2004年焦炭產量將超過 200Mt/a ，國內焦炭 市場供需基本實現(xiàn)平衡。預計今后隨著加強限制和取締土焦或改良焦爐生 產以及關閉污染嚴重的小型機械化焦爐等措施的不斷實施，焦炭產量的增 長速度會趨于平穩(wěn)。2004 年初，中國政府通過宏觀調控， 調整和減緩了鋼鐵業(yè)的發(fā)展 速度，稍后 （2004 年 5 月）也加強了對新建焦爐

6、的審批管理，預計 2004 年 后焦炭生產將適應市場需求進人相對平穩(wěn)的發(fā)展狀態(tài)。穩(wěn)定原料煤資源， 優(yōu)化配煤技術，提高焦炭質量，注重煤焦油化學品的集中深加工和焦爐煤 氣的有效利用，將是焦化企業(yè)發(fā)展的重要方向。污染控制是當前焦化工業(yè)發(fā)展的迫切問題，要嚴格取消土法煉 焦，建設大型焦爐替代工藝落后、污染嚴重的中小型焦爐，推動大型和新 建的焦爐采用先進的污染治理技術，切實搞好環(huán)境保護。2 煤氣化一合成氨2.1 大、中、小型并舉，合成氨生產穩(wěn)定增長中國的合成氨工業(yè)始于 20 世紀 30年代，50 年代初期生產能力不 足 6kt/a;50 年代中期以引進技術為主建設了若干中型合成氨廠 ;60 年代和 70年

7、代以國內技術為主大力發(fā)展中、小型廠 ;70 年代一 90 年代引進一批 大型合成氨裝置 ;80 年代一 90 年代末又對已有的大、 中、小企業(yè)進行了大 量技術改造 1 。目前 ，年產 300kt 以上的大型合成氨生產裝置有 30 套， 40kt/a 以下的小型裝置 700多套，中型裝置 55套，總生產能力約 41.60Mt/a ，其 中大、中、小型裝置的產能分別占 21.6 % , 11.1 % 和 67.3 % 。中國合成氨產量穩(wěn)步增長， 1980年為 14.98 Mt, 1998 年達到 31.69 Mt2 ,2 0 03年達到 39.24 Mt 。合成氨下游產品主要是尿素、碳酸氫錢、硝酸

8、錢等氮肥，總量已基本滿足國內農業(yè)生產的需求。2.2 煤（ 焦） 是合成氨的主導原料采用煤 （ 焦） 為原料的合成氨裝置是 : 大型裝置有 2 套，分別采用 加壓魯奇爐和水煤漿德士古氣化爐； 中型裝置有 34 套，小型裝置中約 96% 的裝置以固定床間歇煤氣化技術為主。目前，共計約有 4 000 多臺煤氣化 爐，每年消費原料煤 （或焦炭）4 000 多萬 t ，合成氨產量占總產量的65%左右。中小型合成氨普遍采用的固定床間歇煤氣化技術爐型老化、技術 落后、能源利用效率低、原料價格高，是急需進行技術改造的重點，如加 快推廣富氧連續(xù)氣化、流化床碎煤氣化、粉煤氣流床氣化等技術。由于石油短缺和重油、輕油

9、漲價，以重油、輕油為原料的合成氨 生產企業(yè)面臨尋求新的原料路線的問題，有的企業(yè)已經在進行“油改煤” 氣化技術的改造。2.3 煤氣化一合成氨仍將是未來發(fā)展的方向 隨著農業(yè)的進一步發(fā)展和提高，作為氮肥和其他復合肥料的中間 產品，中國合成氨產量將穩(wěn)步增加。未來合成氨工業(yè)的發(fā)展趨勢是 : 新建 大型生產裝備，條件較好的中小型企業(yè)采用先進的煤氣化技術進行改造和 擴大生產能力，淘汰低水平、高能耗、低效率、高成本、污染大的小型企 業(yè)。原料選擇是中國建設合成氨一氮肥企業(yè)的重要問題，目前大型企 業(yè)的技術改造方向之一是“油改煤” ; 未來新建大型合成氨企業(yè)，除少數(shù) 靠近天然氣產地、原料價格較低的企業(yè)或地區(qū)外，煤炭

10、依然是合成氨的主 導原料。在煤炭資源豐富、煤炭價格較低的地區(qū)，建設大型先進的氣流床 煤氣化技術生產合成氨在中國已有成熟的經驗，也有較好的市場競爭優(yōu) 勢，煤氣化一合成氨仍將是未來發(fā)展的方向。3 煤氣化一甲醇及下游產品3.1 近年來煤氣化一甲醇消費量、產量及新增產能快速增長中國甲醇工業(yè)已有 40 多年歷史，目前生產企業(yè)有 200多家，總 生產能力超過4Mt/a。甲醇生產規(guī)模100kt/a以上有18家，80kt/a的有6 家，合計生產能力約占總產能的 75%，其余為生產能力較小的企業(yè)。普遍 存在的問題是：小型企業(yè)單套裝置生產能力小，工藝技術相對落后，消耗 大、產品成本高，企業(yè)市場競爭能力較差。近年來

11、，受下游化工產品和車用代用燃料增加的拉動，甲醇產量及消費量快速增長。2003年甲醇產量約3Mt,表觀消費量約4.W t，分別 比 2001 年增長 45%和 32%。由于國內部分小規(guī)模生產裝置能耗大、 成本高， 導致開工率低，近年來甲醇進口量維持在 1Mt/a 以上。圖 2為 1998 年一 2003 年甲醇產量、消費量和進口量變化情況。以煤為原料生產的甲醇約占總產量的70%。30%，甲醇下游消費構成以生產化工品為主，其中甲醛生產約占汽油添加劑（MTBE）約占9%醋酸合成約占7%其余還有農藥、醫(yī)藥、甲 胺等，用作燃料的約占 10%-15%。目前，甲醇生產能力正處于膨脹發(fā)展狀 態(tài)，新建或擬建項目

12、激劇增加，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前在建、立項、完成可 研的甲醇生產企業(yè)近 20 家，規(guī)模大多在 100kt/a-600kt/a ，若全部建成， 合計可形成新增生產能力達約 7Mt/a ，其中以煤為原料的約占 70%。另據(jù) 報道，擬建的項目還有約 7 個，合計新增產能約 3Mt/a 。3.2 未來幾年甲醇產能大幅增加，消費量穩(wěn)步上升，競爭將趨激烈由于近年來甲醇新上項目較多，未來幾年生產能力將較大幅度地 增加。減去關閉能耗高、效益差小裝置的產能，預計 2004 年底甲醇生產 總能力將達到約 5Mt/a,2005 年末將超過 6Mt/a 。今后甲醇消費仍然以化工 需求為主，需求量穩(wěn)步上升 ; 作為汽油代用

13、燃料，主要方式以摻燒為主， 局部地區(qū)示范和發(fā)展甲醇燃料汽車，消費量均有所增加；預計 2004 年， 甲醇表觀消費量將超過 5Mt/a 。預計幾年后中國國內甲醇生產、消費量將達到平衡，中國國內生 產企業(yè)間以及與進口廉價甲醇間的競爭將日趨激烈，降低生產成本對市場 競爭顯得更為重要。3.3 發(fā)展下游產品是未來甲醇業(yè)發(fā)展的重要方向 中國煤炭資源豐富，價格相對較低，在煤炭產區(qū)建設甲醇企業(yè)生產成本較低，關鍵在于利用先進的煤氣化、煤氣凈化和催化合成等技術， 特別是利用高硫煤資源，形成較大規(guī)模的、集成先進技術為支撐的甲醇生 產體系。甲醇是重要的基礎化工原料，其下游產品有：醋酸、甲酸等有機 酸類，醚、醋類各種含

14、氧化合物，乙烯、丙烯等烯烴類，合成汽油、二甲 醚等燃料類等。結合市場需求，發(fā)展國內市場緊缺，特別是可以替代石油 化工彥品的甲醇下游產品是未來大規(guī)模發(fā)展甲醇生產、提高市場競爭能力 的重要方向。3.4 甲醇脫水生產二甲醚 由合成氣一步法制取二甲醚的技術目前尚處在研究和開發(fā)示范 階段，目前工業(yè)上主要采用甲醇脫水二步法生產二甲醚的工藝路線。到 2002年末，中國二甲醚生產能力約 20kt/a, 產量約 10kt/a;2003 年 12月， 山東久泰化工科技公司投產 30kt/a 裝置，預計 2004 年再建成 70kt/a 裝 置，屆時全國生產總能力將達到 120kt/a 。作為車用發(fā)動機燃料和 LP

15、G替代品是拉動二甲醚工業(yè)發(fā)展的主要方向。目前，二甲醚作為汽車燃料的研究和試驗正在進行，因為涉及建設 專門儲運系統(tǒng)和發(fā)動機改造等問題，其試驗和示范主要針對公交、出租類 特殊車輛并限制在局部地區(qū)。由于目前尚缺乏運輸、儲存、燃燒等配套方 法及裝備的系列標準，替代 LPG作為城鎮(zhèn)民用燃料的試驗和應用在局部地 區(qū)進行。今后幾年，二甲醚工業(yè)生產能力將以較快的相對速度發(fā)展，需要 盡快完善儲運和用戶使用方法及裝備的配套研究和建立標準體系，同時應 加強對新建項目市場、規(guī)模和經濟性對比等方面的研究論證。4 煤直接液化與間接液化煤直接液化、間接液化的產品以汽油、柴油、航煤以及石腦油、 丙烯等為主，產品市場潛力巨大，

16、工藝、工程技術集中度高，是中國新型 煤化工技術和產業(yè)發(fā)展的重要方向。近年來， 2 種技術在研究開發(fā)和大規(guī) 模工程示范方面均得到發(fā)展。4.1 大規(guī)模工程開發(fā)是直接液化的關鍵，間接液化技術開發(fā)取得 重要進展煤直接液化于 50 年前已實現(xiàn)工業(yè)生產，新工藝研發(fā)在國外己有 近 30 年的歷史。國外積累了從基礎工藝研究到中間試驗的大量經驗。中 國國內研究已有 20多年， 2002 年以來，開發(fā)成功高分散加氫液化催化劑 ; 結合 1Mt/a 示范工程的工藝優(yōu)化試驗，形成“神華煤直接液化新工藝”， 并作為工業(yè)示范工程的工藝基礎，正在建設的投煤量 6t/d 的液化裝置將 對該工藝進行優(yōu)化和驗證試驗。煤直接液化新

17、工藝在世界上尚無商業(yè)化工廠運行實踐，因此其關 鍵是通過大規(guī)模工程化開發(fā)和示范，取得建設和運行商業(yè)化工廠的經驗， 為產業(yè)化發(fā)展打下基礎。煤間接液化于50年前也已有工廠運行，南非 SASOL公司于1955 年、1980 年、1982年相繼建成投產了 3 個工廠并一直運行至今，期間不 斷取得魯奇煤氣化、 F-T 合成等大型工業(yè)化的技術進步，目前年處理煤約4 500萬t，產品750萬t 0中國煤間接液化技術研發(fā)已有 20 多年，中科院山西煤化所 2002年建成 1000t/a 合成油品開發(fā)裝置，經多次運行取得了成果。充礦集團于 2004 年建成 10kt/a 裝置并投入了運行試驗。煤間接液化大規(guī)模商業(yè)

18、化生產在國外是成熟的，引進技術建設大 型工廠的風險不大。4.2 煤液化 （ 示范）工程取得進展神華集團 1Mt/a 煤直接液化示范工程于 2002 年 8 月批準可行性 研究，目前已進人建設實施階段， 廠址在內蒙鄂爾多斯市馬家塔， 預計 2007 年建成。該工程主要特點是 :設備超大型化，日處理原料煤能力達 6kt ，采 用先進的液化工藝和新型高效液化催化劑 ; 采用先進成熟的單元工藝技術 并進行優(yōu)化組合 3 。神華集團煤間接液化項目擬建于陜西省榆林市，一期工程產品產 量 3Mt/a ，擬引進先進的煤氣化技術和 F-T 合成技術， 產品考慮以油品 （ 石 腦油、柴油、航空煤油等 ）和化工品 （

19、石蠟、聚丙烯和含氧化合物等 ）相結 合。目前，項目已經啟動，各項準備工作全面展開。寧夏寧煤集團以當?shù)孛禾抠Y源、水資源優(yōu)勢和電力優(yōu)勢為基礎， 編制完成了寧東能源重化工基地規(guī)劃，其中包括大型煤炭液化項目。 目前 3Mt/a 煤間接液化項目也在進行各項準備工作。4.3 煤炭液化的產業(yè)化發(fā)展前景煤液化可得到質量符合標準，含硫、氮很低的潔凈發(fā)動機燃料， 不改變發(fā)動機和輸配、銷售系統(tǒng)均可直接供給用戶。神華煤制油公司規(guī)劃煤直接液化規(guī)模為 5Mt/a 生產能力，分期建設，一期工程為 3Mt/a ，第一條生產線 （先期工程 ） 設計能力年產液化油 1Mt; 間接液化規(guī)劃規(guī)模 6Mt/a ，分 2 期建設，每期工

20、程年產液化產品總量為 3Mt/a ，遠景規(guī)劃規(guī)模為 15Mt/a3 。寧煤集團規(guī)劃煤炭液化為 8Mt/a 4 。如果目前進行的煤液化 （ 直接液化和間接液化 ）項目于 2010 年前 完成并取得成熟工程經驗，同時結合國內自主技術開發(fā)成果的應用，有望 2010 年后中國煤液化進人工業(yè)化發(fā)展階段。5 中國煤化工發(fā)展特點及趨勢5.1 產品結構多元化發(fā)展 以往煤化工工廠的產品以向用戶提供終端產品或其他工業(yè)原料 （或燃料 ）為主，如煤氣化一合成氨 -化肥、煤焦化一焦炭等，目前產品結 構向多元化發(fā)展，通過煤化工生產可替代石油的發(fā)動機燃料或替代燃料和 化工產品 （ 如乙烯、丙烯等 ）逐漸成為重要的產品方向。

21、5.2 大型化和采用高新技術 目前和今后較長一段時期，建設大型煤化工工廠正在成為發(fā)展趨 勢，如百萬 t 級的煤液化工廠， 300kt 或以上的合成氨、甲醇工廠，炭化 室高度5m以上的大型煉焦爐等。在大型工廠建設的基礎上，規(guī)劃建成大 型煤化工產業(yè)基地，如神華煤液化、煤化工產業(yè)基地，寧夏寧東能源重化 工基地，山東充礦煤化工基地等。在產業(yè)基地規(guī)劃中一般包括有不同煤化 工單元工藝，如煤焦化、煤液化、煤基甲醇及下游產品等。大型煤化工工廠或基地建設注重采用當前國內外的新技術和新 裝備，如先進粉煤氣化技術、高效催化合成技術和反應器、新型節(jié)能和環(huán) 保技術等。5.3 技術集成與煤化工聯(lián)產 目前隨著技術進步、市場

22、發(fā)展和企業(yè)運行機制的變化，煤化工技 術集成與聯(lián)產在項目規(guī)劃、設計中得到重視，如煤炭焦化與焦爐煤氣發(fā)電 或制取甲醇聯(lián)產，煤氣化一合成氨、合成甲醇與熱電聯(lián)產等。煤化工聯(lián)產 的特點是 : 以成熟單元技術為基礎 ; 以提高能源和資源利用效率、優(yōu)化產品 結構、增強企業(yè)經濟競爭力、減少污染物排放為目標 ; 產品結構以化工產 品或可替代石油的燃料為主、聯(lián)產發(fā)電為輔，生產的電力主要供給工廠自 用。5.4 建立煤化工生態(tài)工業(yè)是未來發(fā)展趨勢 未來煤化工的發(fā)展趨勢是 : 通過采用先進技術、不同工藝的集成 聯(lián)產發(fā)展大型煤化工，形成產業(yè)鏈的有效延伸和綜合利用，提高資源、能 源的利用效率，減少污染物排放，規(guī)?；兄卫砦廴荆_到環(huán)境友好， 建立煤化工生態(tài)工業(yè)。煤化工生態(tài)工業(yè)的含義是 : 將煤化工與建材、材料、發(fā)電、廢熱 利用（ 包括種植、養(yǎng)殖等 ）等不同產業(yè)的工藝技術集成聯(lián)產，形成資源和能 源的循環(huán)