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现代煤化工哪条路径更有前景?

发布日期:2016-5-12 16:59:17  点击次数:

近年来,各行业对环保愈发重视,大气污染治理更侧重煤化工领域,曾经有不少专家和业内人士对现代煤化工路径的技术经济性与前景进行过预测和点评,但大都是基于高油价时期的预测,并且不同专家学者得出的结论也大相径庭。低油价下,哪条现代煤化工路径更具竞争力?发展方向是什么?近日,中国工程院院士、DMTO首席科学家刘中民就包括煤基DMTO、煤制油、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制芳烃以及以热解为龙头的煤炭分质利用在内的现代煤化工路径相关问题进行了分析。 煤基DMTO 仍有较大发展空间 刘中民表示,油价下跌后,煤基DMTO、煤制油、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制芳烃以及以热解为龙头的煤炭分质利用这几条工艺路线的成本、经济性和竞争力差异已经比较明显。从2015年各装置的表现看,煤基DMTO还是很有竞争力的。由于聚丙/乙烯价格下跌与油价下跌并不同步,且油价跌幅大而聚烯烃价格跌幅小,使得绝大多数DMTO项目均取得了较好收益。考虑到中国烯烃缺口较大、需求仍将刚性增长这一事实,DMTO仍有较大发展空间。 截至目前,DMTO技术已经对外许可20套,合计产能1126万吨/年;建成投产项目9套,合计产能520万吨/年。这些项目均产生了良好的经济与社会效益。尤其2015年在国际油价持续走低、众多煤化工项目利润大幅缩水甚至亏损的情况下,DMTO项目依然实现了较好盈利。部分煤制烯烃工厂的净利润甚至超过每年10亿元。市场验证了DMTO技术及其工业化装置较强的竞争力和良好的前景。 经济性是一项技术是否成功最基本也是最现实的要求。DMTO技术真正的作用与价值不仅在于其经济性,还在于为富煤国家和地区探索了一条非石油路线的烯烃生产路径,在于烯烃原料多元化成为可能,在于使以往受资源匮乏限制的烯烃产业终于迎来了发展的重大转机,并使下游精细化工的发展成为了有米之炊。正因如此,DMTO技术一经问世,也引起了欧美和日本等国家的高度关注,因为他们明白,现代煤化工技术在中国应用后,中国对石油资源的依存度将会改变,甚至还会引起下游产品供求关系的变化。考虑到全球煤炭资源比石油资源丰富得多且价格低廉这一事实,如果其他富煤多气国家或地区,以煤或天然气为原料生产石油化工及下游产品,那么,这些局部国家或地区的能源结构将会发生变化,也可能因此影响全球能源格局。 煤制乙醇 前景不逊于DMTO 刘中民强调,煤制乙醇技术的前景和意义,客观的讲并不逊于DMTO技术。一方面,作为清洁车用燃料乙醇的市场需求巨大。乙醇不仅含氧量高,能够提高汽油辛烷值和燃烧效率,降低一氧化碳和碳氢化合物等污染物排放,而且无毒无害,不会对地下水体造成污染,因此已被欧盟、美国、巴西等众多国家广泛用于汽车燃料或汽油添加剂。我国于2005年起,在部分省市开始推广使用乙醇汽油,目前已有11个省市在密闭推广乙醇汽油。我国每年汽油表观消费量1亿多吨,若使用乙醇汽油,不仅能够节约石油,也能有效减少汽车尾气排放对大气环境的影响。 国内外乙醇生产目前大致有3种工艺路线,分别是煤气化后合成气直接制乙醇;煤气化后先合成甲醇,再生产醋酸,酸酸加氢生产乙醇;醋酸酯化后进一步加氢制得乙醇。但到目前为止,这3种工艺均未通过大型工业化装置应用验证。目前,大化所正与延长石油集团联手,采用大化所煤经甲醇制乙醇新技术在陕西兴平建设10万吨/年全球首套煤制乙醇工业化示范装置,将于今年10月建成投产。 而且,相比甲醇,乙醇后序深加工路线更加丰富、衍生品的附加值更高,不仅能够生产乙烯、乙苯,还可生产醚、酮、酯及其他醇类等众多大宗化学品和精细化工产品,应用前景十分广阔。尤其乙醇制乙烯工艺若能借助低成本煤制乙醇技术推广应用,项目的能耗更低、工艺流程更短、单程转化率更高、经济性和竞争力会更强。正因为看好煤制乙醇良好的前景,多年来,一些发达国家都在关注这一技术方向,希望我国能够率先取得技术突破。 煤制乙二醇 大型工业化瓶颈待突破 理论上合成气制乙二醇是最合理的路线,具有广阔发展前景,我国率先实现了工业化。但技术上仍需再突破,尤其要尽快突破大型工业化技术这一瓶颈。目前,煤制乙二醇单套反应器产能还不够大,与大化工的概念及相应的规模化效益还有差距,一定程度上遏制了煤制乙二醇的竞争力。如果能开发出单套50万吨/年的煤制乙二醇工业化技术和设备,煤制乙二醇的发展空间将真正打开。 另外,从技术方面讲,催化剂还需要再改进,特别是非贵金属催化剂的开发,以及提高催化剂对一氧化碳或氢气的耐受力。 煤制芳烃 煤热解路径更经济 由于石脑油原料的制约,我国的芳烃生产不足。刘中民赞成煤制芳烃,但赞成的是煤拔头(煤热解)获取芳烃。他解释说,因为煤中本来就有大量芳环结构的物质。通过热解后将其分离出来,应该是很好的芳烃原料,既实现了煤炭分质分级利用,又降低了获得芳烃的成本,无论从原子经济性还是投资经济性考虑都是比较划算的。 刘中民对甲醇制芳烃表达了不赞同意见。他强调,主要因为原料和产品的碳氢平衡问题,使得芳烃产率难以提高,且产品为混合芳烃,欲生成对二甲苯等高附加值产品,还需要进一步加工和复杂的分离提纯,担心经济性有问题。当然,作为新技术路线,还是值得探索的,经济性也需要大型工业化和市场验证。如果能够从合成气直接制芳烃,是更理想的技术路线。 煤制油气 技术储备意义重大 对于煤制油气,刘中民称,从能源安全方面讲,必要的技术储备和工业化示范对我国无疑是有意义的。但目前建成和在建的几套煤制天然气装置,均采用了国外技术,并无实质性的技术突破和创新,还是不要走引进消化吸收的老路了。 煤制油方面,我国的技术已经领先。不过,油价比较低的时候,恐难有经济竞争力。当然,如果煤制油能够兼顾与炼油工业及石油化工的互补,重点生产石油炼制无法生产的高纯蜡、高分子硬质蜡、高密度航空航天用油,或我国紧缺的高级润滑油基础油,弥补石油化工的不足,前途应比较好。 煤分质利用 应重视热解油分级利用 刘中民认为,煤分质利用的理念很好,也是煤炭梯级利用、高效清洁利用的有效途径。但由于热解难度大,国内相关研究单位及企业把主要精力放在了这方面,忽视了热解油的细化分级利用。目前绝大多数企业对热解油的加工方式是比较粗放的:宝贵的高含芳烃焦油,不论轻重一股脑儿加氢,生产柴油的同时将汽油馏分的宝贵芳烃变成了低附加值的石脑油。 他建议在装置大型化、集约化基础上,生产柴油的同时,兼顾生产高辛烷值汽油或芳烃。这无论从资源合理利用还是从投资经济性考虑,都比较科学合理。
     
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