与石油化工和热电联合是煤化工可持续发展之路石油替代综论专著中煤文档格式.docx

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关键词煤化工

石油化工

热电联合

煤液化

煤制烯烃

甲醇

中国国情具备适度发展煤化工条件我国油气资源紧缺煤资源相对丰富

,,

求的前提下尽可能多地提供乙烯原料但

年

和

“

在油

口

年乙烯原料仍将分别缺口

左右

”

价居高不下的情况下适度地发展煤化工既可得

到替代石油的运输燃料油品还可得到替代石油

的基本石油化工原料再进一步延伸生产链可获

如果中国石油化工股份有限公司简称中

国石化

到

年仍占全国乙烯产量巧

得更多的高附加值产品

这对保证我国能源安全

的

即中国石化乙烯生产能力达

和经济的可持续发展具有重要意义

按

年中国石化的原油加工量与乙烯产量之则需要加工原油

在国民经济发展规划中到

年末我国

比

显然

乙烯装置生产能力将显著提高但仍然只能满足

中国石化在

在

年难以达到这么高的原油加工

年我国石油需求总量

一

国内乙烯当量需求的

乙烯当量需求的

年乙烯装

量因为据专家预测石油供需缺口将达到

置生产能力还将进一步提高但也仅能满足国内

国产原油供应量为

我国石化工业的发

石油自给率

展面临资源制约的矛盾近年来国内原油产量一

将进一步下降到才有可能达到

中国石化到

直在

左右其增长速度远低于石油需求

随着今后乙烯工业的发展化工用

的原油加工量难以在

的增长速度

年就达到如此高的原油加工量水平

收稿日期

油短缺的矛盾也将日益突出

如果国内乙烯当量

满足率达到约力将为巧

则

年乙烯装置生产能

作者简介陈俊武

年北京大学化工系毕业中国科学院

年则要达到

目前

院士国家工程建设设计大师长期从事炼油工程设计工作

年获得国家科技进步一等奖

我国原油加工量和乙烯产量之比约为所需化工用油可以实现自给但到

油加工量和乙烯产量之比可能降至油自给的难度将大大增加

乙烯

年获何梁何利基金

年我国原

化工用

科学与技术进步奖主编有催化裂化工艺与工程专著近年致力研究我国能源替代问题指导我国首套万吨级甲醇制

烯烃

装置工业化试验指导正在建设的首套

在我国石油炼制工业

工业装置的工程设计长期担任《炼油技术与工程》杂志编辑委员会主任

的发展中尽管要求在优先满足全国运输燃料需

炼

年第

卷

所以中国石化也同样面临原油加工量增长速度

跟不上石油化工石脑油需求的增长速度的局面

年后才能得到完整的标定数据

以上煤化

工装置经过生产实践和考核后的技术经济指标将

在石脑油资源不足的情况下我国乙烯生产原料的供需矛盾将会日益尖锐因此必须在扩大石脑

油来源的同时开发更丰富更广泛的多元化的乙

对我国今后煤化工产业的发展产生重要影响对

解决石油化工基础原料短缺有积极的示范和引导作用

烯生产原料路线

技术成熟性

和两种工艺的中型试验和工业化

综上可知不论是从油品还是从石化产品需

求角度考虑我国适度发展煤化工用于补充石油资源的不足对减少对国外原油的依存度保障国

家能源安全有积极意义

、。

试验均取得了比较好的结果将已经公布的国内

外两种工艺中型试验产品分布数据归纳为表

工艺的优点是能够同时得到市场紧缺的乙

烯和丙烯甲醇中的碳绝大部分转化为有用的乙

国内煤制烯烃醇醚技术现状煤制烯烃项目

目前比较成熟的煤制烯烃工艺有煤经由甲醇

烯和丙烯选择性达

产约

油气

工艺的主要

优点是绝大部分产品是市场更为需要的丙烯副

的需要进一步精制的粗汽油和液化石对于

制乙烯和丙烯的

烯的

工艺

工艺以及煤经由甲醇制丙

甲醇原料的规模由于乙烯

国内外都有人对两种工艺进行

和丙烯的产能为

水平后续加工

了技术开发

中国科学院大连化学物理研究所

装置基本处于经济规模

而

规模

中国石化集团洛阳石油化工工程公司陕西新兴煤化工公司合作开发的

的内蒙古自治区包头市工业装置预计工艺在国内成功

的煤直接液化装置虽然可生产替代油品但后续产品加工和精制规模偏小难以达到经济规模

进行万吨级示范试验的基础上已用于正在建设

两种工艺所用催化剂性能反应器

工业装置上该

的工程放大问题是否已经成功解决还有待工业化装置建成并成功运行后才能确定从稳妥的角度考虑目前不宜进行大规模的产业化推广应用

表

和工艺的产物分布数据

年底投产公司的

国内煤业集团也

引进了德国

工艺技术

当前中

工业装

国大唐国际发电股份公司正在建设

置该装置以褐煤为原料采用壳牌粉煤气化气

体变换低温甲醇洗

丙烯生产工艺以及

低压甲醇合成

⑧

产

物

质量产率对甲醇进料

巧

聚丙烯生产工艺等

开工艺

技术年产

原料甲醇

聚丙烯及

工业装置预

丙烯

丁烯

其他副产品

甲醇和

中国神华宁煤集团建设的年产

聚丙烯的

组分及

计

公司

年投产

中国石化上海石油化工研究院

饱和烃

焦炭

生成水

与中国石化北京燕山分公司中国石化工程建设

合作开发的甲醇制烯烃工艺

经济合理性

在北京燕山分公司进行了万吨级规模甲醇进料的

工业化示范试验

与德国

公司的

工工

煤经由甲醇制烯烃项目的投资按每年每吨乙

艺采用固定床型式有所不同清华大学的

以丙烯为主的反应产物从而避免了固定床

烯计约为

于规模为

对

艺采用流化床型式经过催化剂的催化作用生成

反应器内

的煤制甲醇装置配套

或

装置生产聚合级乙烯和丙烯的煤化工项

类型催化剂因需要每月切换反应

目按照目前的原材料价格和设备安装成本计

器频繁进行再生的缺点采用该工艺技术的具有

算总投资达到

烃项目每获得

左右因此煤经

我国自主知识产权的年生产万吨丙烯的工业化试

验装置已于

正在建设的

由甲醇制烯烃技术属于投资密集型技术

煤制烯

年开始建设

烯烃约需

煤因此甲醇和烯

工业装置均要到

烃的生产成本与煤炭原料的价格密切相关

陈俊武等与石油化工和热电联合是煤化工可持续发展之路

月我国乙烯的

价格不含保险和税收的

八约合

对于石油和天然气资源丰富区如新疆

由于远

价格即

八

运费是

离国内消费市场不论从市场竞争力的角度还是

从煤炭资源利用效率角度发展煤制烯烃比煤制油更为有利

根据中国石化集团洛阳石油化工工程

公司所做的技术经济分析在原油价格为,以上时煤制甲醇的成本

煤液化工厂一般规模在

与目前世界加工能力为

油厂相比规模偏小

达到了

的常规原油炼

如果能低于

甲醇制烯烃的生产

南非的间接法液化厂虽然

成本要比石脑油裂解制烯烃的成本大约低具有明显经济效益

的规模但仍逊于一般炼油厂

需要

受全球金融危机

如果煤制油规模要达到

及世界经济衰退影响国际原油价格在本文封稿

条主要生产线管理十分复杂规模效益难以发

时已下滑到低于

煤

挥

而且每年几百万吨产品要远销国内市场必

炭甲醇钢材价格均对技术经济评价带来不确定

性因此需要对煤化工项目的前期论证采取严谨的态度

然会给销售环节带来不少问题首先由于煤制油的产品难以管道输送每吨产品要支付数百元的

运输费用目前煤制油产业往往由煤炭集团经营

产业化可行性

目前国内石油化工基本原料短缺单纯依靠

不易建成独立的销售网络在与国内大石油集团

的竞争中很难取得优势因此难免在产品销售价格上要付出代价

炼油厂的资源无法满足需求大体每

深度加工可生产

原油经

因此煤制烯烃项目建设需要进

乙烯和丙烯而炼油厂的石

行严谨的论证细致的规划和周密的部署

煤制醇醚燃料甲醇与汽油混合成为

脑油又是生产汽油和芳烃的重要原料因此用煤

替代部分石脑油是可行的

油只需要

而且每替代

石脑

巧和

等甲醇

由于有不

原料煤这就比用

煤液化生产

虽然烯烃生产规模

汽油可以替代汽油用于汽油发动机

油品更节约能源和资源因此煤经甲醇制烯烃的

同的观点和争议甲醇汽油的国家标准还没有发布但在山西等省已经示范运用较长时间

产业化前景在新疆更为良好

二甲

不到百万吨级而且需要配置多台气化炉但与乙

醚可替代柴油用于柴油机还可替代民用液化石

烯裂解炉的数量乙烯产量

配

台乙烯裂解炉相比只多出

少便于输送

倍

用煤生产甲醇和二甲醚的技术十分成熟国

煤经由甲醇制烯烃的产品聚合物数量较

就是在新疆这样的边远地区由于

内外拥有众多专利

当煤价低于

约为

煤炭资源丰富如果生产规模足够大就有生产成

本低的优势对内地市场尚有竞争力而且还有进

一步进人中亚市场的可能性

时甲醇生产成本

二甲醚生产成本约为

水资源是关键的制约因素

但国外市场价格由于供需关系波动较

甲醇的

无论煤制烯烃或煤制油的生产过程都要消耗

大

年上半年中国进

价格在

大量新鲜水转化煤

约需水

因此应

之间波动

以下最低甚至为

年下半年的

切实研究得力的节水措施对于烯烃产量为

月份受需求减缓的影响又降到了

装置年新鲜水消耗量达

笔者认为这

如果增加设备投资大量采用空气冷却

是特定时期的非正常价格

设备水消耗量会有所下降

这里讲适度

产品适用性

从燃烧性能看甲醇和二甲醚适宜作运输燃

国内可适度发展煤制烯烃产业

是因为与石油化工产业相

料

从适用方便性角度考虑二甲醚只能用压力

比煤化工是投资非常巨大耗水量大温室气体

容器储存对小型轿车不太适用出租车除外

排放严重的产业不太适合中国国情

由于中国

从环保要求看甲醇汽油燃烧的尾气甲醛含量较

高必须采用专门的尾气处理设备

油气资源不足从国家能源安全角度考虑需要掌

此外现有汽

握这项技术作为石油化工原料和产品的补充

车如要使用甲醇或二甲醚其动力系统必须改造

炼产业化可行性

油技

术与

一个或数个煤制油产业所产的几百万吨或

煤制甲醇和二甲醚的工厂均已达到百万吨级

规模完全具备产业化条件

者远期的几千万吨油品从局部企业看是一个极大的数量而从全国油品消费总量来看仍然是少数在全国建立煤化工企业独立的油品销售体系

和网络既不现实也无必要除非是在有限的本地

区销售

但是两种原料的热

甲醇能替

柴油

值均比汽油和柴油低很多大致代

汽油

二甲醚替代

由于运输

量较大与市场距离远相应的运输费用调合设施以及加油设施的投资也较高因此在边远地区

打破行业封闭利用国内现有的油品基

础设施进行销售既可理顺销售渠道又有利于降低

建设煤制甲醇和二甲醚工厂可能丧失竞争力

销售成本

因此煤制油项目最好能与炼油和石

油化工项目联合实施这应该是煤液化产业发展

煤化工与炼油石油化工结合会取得双赢效果

经过几十年的发展国内外煤液化制油工艺

正在趋于成熟

的方向和国家主管部门应考虑的问题

鉴于上述情况最有效的联合做法是直接将

工业化推广应用的关键取决于其

煤液化的初级产品输送到附近现有的炼油厂中

是否具有高于目前常规石油炼油厂的经济收益

作为炼油厂的二次加工原料或者与炼油厂的产

品进行调合

稳定的资源供