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1、交流煤炭制取化学品的现状和前景美国Nexant公司发表评论认为：最近石油和天然气价格的上涨已使化学工业使用 煤生产化学品推向了一个战略转折点。这一变化也由发展中国家，尤其是亚洲 国家空前的能源需求增长，以及煤利用过程如气化和相关的环境技术进步所驱动。 Nexant公司认为，这些因素相互关联，它们对全球化学工业将具有综合性影响。例如，在需求快速增长的地区，获取进口原料现已向利用当地煤炭资源的总体原 料方向转变。甚至在发达的经济体如北美，生产大量通用化学品新的竞争性未来 也在转向煤炭。与成本有关的问题是影响煤基化学品发展和成功的主要考虑之点，煤基工艺 成本与成熟的常规工艺路线和原料的竞争性相关联。
2、虽然确认成本的竞争性将是 煤炭生产化学品的关键障碍，然而，其他几个问题也必须考虑：一是气化和与环 境有关的辅助系统技术在继续改进；二是来自替代的低成本原料和工艺，如来自 中东、东欧和非洲偏远地区天然气的竞争性；三是预计中国常规原料和关键化学 品与中间体短缺，可望由中国大的煤储藏量来弥补，中国从乙炔生产化学品巳取 得成功并得到发展。全球原油储量可能将趋于减少，消费国担忧对不稳定来源油气依赖的增大。 减少这种依赖的推动力正在增长，尤其是美国，美国正面临能源替代以及不重视 煤炭及相关环境问题带来越来越大的压力。原油和煤炭的价差将继续加大，这将 是另一关键因素。分析认为，煤基生产化学品的增长将最终取决
3、于成本的竞争性， 即基于气化技术生产和从乙炔生产化学品，如同中国从乙炔生产氯乙烯正在增长 的情况那样。而就目前而论，从煤生产甲醇制乙烯的成本相对较高，尚不能与美 国从常规裂解工艺生产的乙烯相竞争。然而，Nexant公司的报告仍支撑了从煤生 产宽范围化学品的经济竞争性，这些化学品包括甲醇、合成氨和化肥、聚烯烃、 乙酰基产品和甲醛（全部通过气化从煤基合成气生产），以及醋酸乙烯和丙烯酸（通过煤-乙炔路线）。预计煤基生产化学品最终将有光明的未来，它可望成功地 解决环境问题并推进能源和原料的多样性。1.美国煤制化学品将加快步伐美国几家化肥生产商将使合成氨生产从天然气转换为煤。大量合成氨装置因 天然气价格
4、居于高位，最近巳闲置装置或降低开工率运转。面临天然气供应的短 缺, Agrium公司最近决定将使其位于Kenai （基奈）的150万吨/年氮肥装置采用 煤炭气化来提供原料。拟建的气化装置将采用当地的低硫煤炭，并发电供应阿拉 斯加电网。该项目也将使过剩的CO2注入油气田以提高采收率。所用煤气化技术 可望由壳牌公司提供。煤炭将来自探明储量超过20亿吨的Beluga煤矿。该煤炭 气化装置可望于2011年投运。Agrium公司最近收购了 Royster-Clark公司，后者 在East Dubuque生产化肥，也正在从天然气转换为煤炭原料。当然，从煤炭生产化肥和化学品并不是新的事物。在美国巳有两套其他
5、的煤 基化肥和燃料装置:Coffeyville资源公司在堪萨斯州Coffeyville的装置和北Dakota 气化公司在内华达州Beulah的装置。中国氮肥工业的绝大多数也以煤炭为原料， 还有许多以煤炭为原料的化工装置。萨索尔公司在南非生产煤基化学品。依士曼化学公司在金斯波特（Kin gsport）地区生产煤基乙酰基化学品巳有好多年历史。 然而，石油和天然气价格的上涨意味着将有更多的公司实现原料转换。如Nexant化学系统公司所言，化学工业使用煤炭生产化学品巳到了一个转折 点。煤炭价格相对稳定，而其他烃类价格一直在上涨之中。美国化肥工业对煤炭 气化生产合成氨的兴趣在增长，生产化学品的的兴趣也在
6、增长，在美国，用煤炭 气化路线生产包括醋酸和甲醛在内的产品巳具有很大的竞争性。由煤炭气化制取化学品的新工艺正在美国开发之中，空气产品液相转化公司（空气产品和化学品公司与依士曼化学公司的合伙公司）成功完成了由美国能源 部资助2.13亿美元、为期11年的攻关项目，验证了从煤制取甲醇的先进方法， 该装置可使煤炭无排放污染的转化成化工产品，生产氢气和其他化学品，同时用 于发电。1997年4月起，该液相甲醇工艺（称为LP MEOH）开始在伊士曼公司 金斯波特（Kin gsport ）地区由煤生产化学品的联合装置投入工业规模运转，装置 开工率为97.5%，验证表明，最大的产品生产能力可超过300吨/天甲醇
7、，比原 设计高出10%。它与常规甲醇反应器不同，常规反应器采用固定床粒状催化剂， 在气相下操作，而LP MEOH工艺使用浆液鼓泡塔式反应器（SBCR），由空气产 品和化学品公司设计。当合成气进入SBCR，它藉催化剂（粉末状催化剂分散在惰 性矿物油中）反应生成甲醇，离开反应器的甲醇蒸气冷凝和蒸馏，然后用作生产 宽范围产品的原料。LP MEOH工艺处理来自煤炭气化器的合成气，从合成气回收 25%50%热量，无需在上游去除CO2 （常规技术需去除CO2）。生成的甲醇浓 度大于97%，当使用高含CO2原料时，含水也仅为1%。相对比较，常规气相工 艺所需原料中CO和H2应为化学当量比，通常生成甲醇产品含
8、水为4%20%。 当新技术与气化联合循环发电装置相组合，又因无需化学计量比例进料，可节约 费用0.040.11美元/加仑。由煤炭生产的甲醇产品可直接用于汽车、燃气轮机和 柴油发电机作燃料，燃料经济性无损失或损失极少。如果甲醇用作磷酸燃料电池 的氢源，则需净化处理。依士曼公司巳在Kingsport利用气化工艺制造的甲醇生产宽范围的乙酰基化 学品，该公司还将扩展这一路线，巳与几家发电公司研究了几个煤气化项目，联 产化工原材料。包括由Erora集团在Taylorville评估的一个发电项目，Taylorville 装置预期于2009年底至2010年初工业化运转。该项目将采用GE能源公司的气 化技术。
9、采用气化技术可改进环境性能，减少CO2排放，并联产有价值的化工原 料。萨索尔公司评价了在美国采用费-托合成工艺，建设几个煤制油工厂的潜在可 能性。该公司将向位于Gilberto n的废物管理加工公司提供技术，在Gilbert on建 设煤制燃料装置。壳牌和依士曼公司也将参与其中。萨索尔公司在南非Secunda 的生产装置将煤基合成气转化为汽油、柴油、LPG和用于45万吨/年乙烯装置的 石化原料。从合成气制取的甲醇也可转化为烯烃，但预期在美国暂不予采用。Nexant化 学系统公司最近的研究认为，从煤生产PE的成本，即使天然气价格预计还会上涨， 但仍比通过蒸汽裂解的常规路线要高得多。在美国，从煤制
10、取甲醇继而生产乙烯， 相对较高的乙烯成本尚不能与常规的裂解工艺相竞争，即使在可以预见的未来也 不能与之竞争。然而，煤制化学品的生产经济性在各地区也不尽相同，南非、东欧和中国就 拥有丰富的低成本的煤炭。除了煤基合成氨工业外，中国从煤制乙炔可竞争性地 生产氯乙烯单体，并通过煤气化制甲醇再生产烯烃，可望比常规的裂解装置生产要便宜。中国缺乏原油，但富产煤，乙烯的短缺可采用这一经济方案。2.中国煤制化学品快速升温尽管2004年煤价上涨了 40%，但煤基石化的投资兴趣还在日益提高。因为 如果把项目建在煤矿周围，那么煤还是很便宜。如果一个公司拥有自己的煤矿， 那么煤的成本就只有每吨100元人民币（12美元）
11、。中国用煤制烯烃具有较高的 竞争力，就像中东用低成本原料天然气制甲醇，再制烯烃一样。中国石化工业又将恢复到以煤为基础原料。早在20世纪初石化业就首次用煤 生产烯烃。但在20世纪40年代煤就逐渐退出石化业，生产商们开始使用更加便 宜的原油和天然气作为原料。但如今原油供应吃紧加之价格暴涨，迫使生产商们 再一次把目光又转向煤。尤其是在中国，现已有一些装置用煤生产甲醇、聚氯乙 烯。中国正在建设几个煤制化学品项目，有一些将包括烯烃生产。表1列出中国 用煤制烯烃项目。据业内专家分析，国际油价的持续上涨和我国石油资源的短缺已经成为制约 国民经济发展的瓶颈，寻求烯烃产品新的原料路线势在必行。我国的煤炭资源相
12、对丰富，煤炭保有储量超过1万亿吨，以煤炭为原料发展化工产业在资源上有可 靠的保证。随着现代煤化工技术的发展，以煤为原料经甲醇制取乙烯、丙烯的工 艺在技术上已趋于成熟，并随着石油价格的屡创新高而在经济上日益显示出竞争 性。神华集团煤制烯烃项目的启动，是国家能源重化工产业重大战略布局的需要， 不仅为缓解我国石油短缺保障国家能源安全开辟了一条新的化工路线，而且对延 长煤炭产业链，实现煤炭工业可持续发展具有示范作用，同时为国民经济发展提 供保障。MTO （甲醇制烯烃）工艺除反应段的热传递不同之外，其它都非常类似于炼 油工业中成熟的催化裂化技术，且操作条件的苛刻度更低，其工程放大可充分借 鉴催化裂化装置
13、的设计及运行经验，风险很小。据了解，最近美国环球油品公司 与其它国家签订了转让两套240万吨/年甲醇进料、年产40万吨乙烯和40万吨 丙烯的MTO商业装置专利合同。表1中国煤制烯烃项目，万吨/年公司地点产品能力情况神华集团陕西榆林甲醇制烯烃1 2006年完成研究神华集团内蒙古包头甲醇180奠基聚乙烯30聚丙烯31丁烯 9.4重质烷烃3.7乙烷/丙烷1.4硫磺1.9神华集团宁夏煤炭工业集团公司内蒙古银川甲醇丙烯聚丙烯54 2006年3 月开始运作，2009年初建成。鲁齐公司提供MTP技术。Amec参与项目管理陕西新兴煤化学技术开发公司，陕西投资集团和陕西煤工业集团陕西榆林 甲醇制烯烃试验装置1
14、2006投产中华Yiye能源投资公司陕西榆林宇恒煤化学园区甲醇、乙烯、丙烯240、 43、37正在研究中内蒙古和陕西两地都富产煤，成为中国的投资热点。中国最大的煤炭生产商神华集团有限责任公司（Shenhua Group）将建设煤制烯烃（CTO）项目。其中 一项是其与香港郭氏集团（Kerry Group）和包头明天科技股份有限公司合资，将 投资人民币150亿元在内蒙古自治区建立煤制甲醇厂，将煤炭转化成甲醇，然后 供应给甲醇制烯烃（MTO）装置。该厂是中国首个CTO项目。神华集团还与陶氏 化学公司研究在陕西省榆林市建一套CTO装置。全球首个煤制烯烃工业化装置工程-神华集团煤制烯烃项目于2005年1
15、0月 底在内蒙古包头市奠基。该项目的厂址位于包头市九原区哈林格尔镇新规划的工 业基地内，总体工程包括180万吨/年煤制甲醇装置、60万吨/年MTO （甲醇制乙 烯加丙烯）装置、31万吨/年聚丙烯装置、30万吨/年聚乙烯装置等下游产品装置， 以及22.4万标准立方米氧气/时空分装置等，项目年消耗原料煤345万吨、燃料 煤128万吨。其关键技术将采用美国环球油品（UOP）公司煤制烯烃技术（MTO）， 项目总投资高达124亿元。规划到2020 年,将发展到3000万吨/年煤制油、300 万吨/年煤制甲醇及衍生产品的规模。Amec公司己参与神华集团公司子公司宁夏煤炭工业集团公司在银川投资15 亿美元建
16、设煤制化学品生产联合装置的项目管理。该联合装置将包括煤炭气化装 置、甲醇和甲醇制丙烯（MTP）装置，以及54万吨/年聚丙烯（PP）装置。该项 目于2006年3月开始运作，预计于2009年初建成。鲁齐公司可望提供MTP技 术，建设甲醇制丙烯（MTP）联合装置，该联合装置将由5000吨/天megamethanol 甲醇装置和47.1万吨/年丙烯装置组成。这是鲁齐公司继为伊朗Fanavaran公司 将在Bandar Imam建设MTP装置之后的第二套工业化MTP装置。宁夏项目标志 着中国进入了这一新的和快速增长的部门。在陕西榆林，香港的Benefit Sales公司和中国化学工程集团公司成立一个 CTO合资企业，该项目是陕西省政府三项发展项目之一。陕西投资集团公司建 MTO试验装置则将采用中国科学院大连化物所的技术。在将上马的这些项目中， 宁夏宝塔（Baota）石化集团还计划首先生产甲
