英雄联盟之魔王系统:中國煤化工發展對石油化工的影響

2014/8/11 8:19:45      點擊:

英雄联盟手游 www.vdqak.icu   1 在高油價下中國煤化工產業具有競爭力,將成為石油化工產業的有益補充

  1.1 世界油氣資源緊缺、煤炭資源較為豐富,為煤化工的發展創造了條件

  在2008年全球金融?;⒅暗募改曇?,在全球經濟穩步增長的推動下,全球一次能源需求呈現穩步增長的態勢。2002-2008年,全球一次能源需求年均增長3.0%,石油和天然氣分別年均增長1.4%和3.0%,煤炭年均增長5.4%。到2008年底,全球煤炭消費連續六年成為消費增長最快的一次能源。煤炭需求增長已成為推動一次能源需求增長的主要動力。相對于石油、天然氣資源,世界煤炭資源較為豐富。據統計,2008年全球原油探明儲量約為1 708億噸,儲采比為42年;天然氣探明儲量約為185.02萬億立方米,儲采比為60年;而煤炭的探明儲量約為 8 260億噸,儲采比為122年。據BP公司統計,2008年,全球一次能源消費結構中,石油占34.6%,煤炭占29.1%,天然氣占24.0%,核能、水電等約占12.3%。由此可見,相對豐富的煤炭資源為煤化工的發展提供了資源條件。就中國而言,缺油少氣富煤的資源特征十分顯著。據2009年全國油氣礦產儲量通報,截至2008年底,中國原油剩余經濟可采儲量約為20.90億噸,儲采比為11.8年;天然氣剩余經濟可采儲量約26 511億立方米,儲采比為34年;煤炭儲量約為1 145億噸,儲采比約為41年。

  近年來,隨著國民經濟的平穩較快發展,中國能源消費保持較快增長趨勢,特別是交通運輸燃料快速增長和石化產品需求的大幅增長,使得油氣資源緊缺的矛盾更加突出。2003-2009年,中國一次能源消費年均增長17.3%。2009年,一次能源消費達30億噸標準煤。其中,煤炭約占70%,石油和天然氣約占20%,核電、風電及水電約占10%。在此期間,中國石油消費以年均7.1%的速度增長,而原油產量年均增長僅1.8%,中國原油對外依存度已經超過50%。發展替代資源,減少對石油資源的依賴,客觀上為中國煤化工產業的發展創造了機遇。

  1.2 原油價格持續高位,煤化工產業的競爭力日益顯現

  在金融?;⒅?,在全球石油供應鏈遇到“瓶頸”,加上美元貶值、地緣政治因素及投機因素的多重作用下,國際油價持續高位震蕩。例如,布倫特原油價格從2005年的平均55美元/桶上升到2007年的72美元/桶,2008年7月竟達到了147美元/桶的歷史最高點,2010年原油價格則一直在80美元/桶上下高價位區間波動。低成本的驅動,使得包括煤化工在內的替代燃料產業的競爭力日益顯現。在高油價的推動下,中國煤化工技術加快了自主開發的進程。煤氣化裝置不斷向大型化、清潔化發展,煤直接液化工業示范裝置和煤制乙二醇工業示范裝置的成功投產,煤基甲醇制烯烴、制二甲醚等技術的商業化,都為煤化工產業的發展提供了有力的技術支撐。隨著煤化工技術的不斷成熟與完善,生產效率的不斷提高,環保技術的不斷提升,必將促使其生產成本不斷降低,從而使煤化工產業在高油價下相對常規石油資源具有一定的競爭能力,將成為油氣資源的有益補充。

  2 中國煤化工發展現狀

  盡管國外的煤化工產業起步較早,20世紀40年代以來,德國、美國、日本等先進國家,在煤液化、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制乙二醇、煤制天然氣等領域先后建成過實驗裝置,開發了有關的工藝技術,但由于受到資源、技術、環境、油價、投資等因素的影響,真正實現工業化的寥寥無幾。目前,只有南非薩索爾公司的煤間接液化工廠和美國大平原煤制天然氣工廠。而中國煤化工產業在近幾年則獲得了較快發展。

  2.1 傳統煤化工總體呈現產能過剩的局面

  早在20世紀40年代,中國也開始擁有傳統煤化工產業,但規模很小、產品單一,產品主要包括焦炭、合成氨、電石和甲醇等。近年來,隨著中國地方經濟的迅速發展和資源豐富地區的崛起,傳統煤化工和部分產品產能較快增長。從產品的供需來看,中國傳統煤化工總體上呈現產能過剩的局面。2009年,中國焦炭消費量約3.4億噸,產能約為3.8億噸/年,裝置平均開工率約91%;電石消費量約1 500萬噸,總產能約2 200萬噸/年,裝置平均開工率低于70%;甲醇消費量約1 660萬噸,總產能高達3 000萬噸/年左右,裝置平均開工率僅37.4%。

  值得注意的是,在中國的甲醇生產中,70%以煤為原料,甲醇作為新型煤化工的重要中間體,近年來受到了眾多投資者的青睞。據統計,目前在建和擬建的甲醇項目產能達2 500萬噸/年左右,預計到2012年,中國甲醇總產能將達到5 000萬噸/年以上,而屆時的甲醇需求量最樂觀預計也僅增加到3 100萬噸左右,產能過剩將進一步加劇。

  2.2 新型煤化工呈現較快發展勢頭

  近年來,在高油價的推動下,我國新型煤化工產業得到了較快發展,在煤液化合成油、煤基甲醇制烯烴、煤基甲醇制二甲醚、煤制乙二醇等方面取得了突破性進展。

  1)煤直接液化首條百萬噸級工業示范生產裝置已建成投產

  中國的煤直接液化技術最早由中國煤炭科學研究總院和中國石化洛陽工程公司合作,在消化吸收國外技術的基礎上自主創新開發成功。中國神華集團在內蒙古鄂爾多斯市的伊金霍洛旗,分兩期投資建設總規模為500萬噸/年的煤直接液化工程。2008年12月30日,一期工程的先期工程100萬噸/年煤直接液化合成油裝置一次投料試車成功,生產出合格油品和化工品。該工程由中國石化工程建設公司承擔EPC總承包。這標志著中國已經掌握了百萬噸級煤直接液化關鍵技術。

  2)煤間接液化示范工程成功建成

  國內從事煤炭間接液化技術研發的單位主要有中科院山西煤炭化學研究所和兗礦集團。20世紀80年代以來,山西煤化所在消化吸收國外工藝的基礎上,自主開發成功了煤間接液化技術。目前,山西煤化所研發的煤間接液化工藝已經應用到山西潞安集團、內蒙古伊泰集團、神華集團等三套16萬噸/年示范項目中,目前已相繼投產。神華寧夏煤業集團與南非薩索爾公司合資的寧東煤炭間接液化項目已經上報國家發改委核準。

  3)煤制烯烴工業示范裝置正在建設

  目前國內擁有煤制烯烴技術的研究機構主要有中國科學院大連化學物理研究所和中國石油化工集團公司。

  “八五”期間,中國科學院大連化物所開發的甲醇制低碳烯烴技術(DMTO)完成了中試。2005年,大連化物所與陜西新興煤化工科技發展有限公司以及中國石化集團洛陽石化工程公司合作,在陜西建設了規模為1.5萬噸/年(以原料甲醇計)的工業試驗裝置。2006年2月,裝置投料試車,8月通過了國家級鑒定。這項技術實現了約99.18%的甲醇轉化率,雙烯(乙烯+丙烯)碳基選擇性達78.71%。目前,神華集團采用這項技術,由中國石化工程建設公司承擔EPC+M,于2010年5月31日在內蒙古包頭建成了60萬噸/年(以雙烯計)MTO裝置。

  中國石化上海石化研究院開發的具有自主知識產權的甲醇制烯烴(SMTO)技術,目前已在燕山石化建成了甲醇進料規模為3.6萬噸/年的中試裝置,并進行了累計116天的工業試驗。中試結果顯示,乙烯+丙烯選擇性平均達80.51%,甲醇轉化率平均為99.74%。目前已完成了180萬噸/年(以甲醇計)的SMTO裝置工藝包設計,并在中原石化建設60萬噸/年(以甲醇計)SMTO裝置,計劃2011年底建成投產。

  中國石化上海石化研究院從2003年起就開始進行甲醇制丙烯(MTP)技術(固定床工藝)的研究,目前已完成了中試。中試結果表明甲醇轉化率大于99%,丙烯單程選擇性為45.6%,達到國際先進水平。這項工藝在2010年進行工業側線試驗,同時開展大型工業化裝置工藝包研發。

  清華大學、中化集團和安徽淮化聯合開發了流化床甲醇制丙烯(FMTP)技術,其規模為3萬噸/年甲醇進料的試驗裝置連續運行了470小時,甲醇轉化率為99.9%,丙烯選擇性67.3%,噸丙烯消耗甲醇3.39噸。

  4)開發出擁有自主知識產權的煤氣化技術煤氣化技術是煤化工的基礎技術,煤氣化裝置作為煤化工產業鏈中的龍頭裝置,具有投入大、可靠性要求高等特點,是整個產業鏈的關鍵技術。

  近年來,為降低化肥原料成本,國內石化企業引進德士古和殼牌公司的煤氣化技術,用于生產合成氨等煤化工產品。值得一提的是,德士古和殼牌公司煤氣化技術的大型化工裝置是在中國石化建設的生產裝置中成熟起來,并得到大量應用的。在建設和試生產運行過程中,中國石化不僅解決了很多工藝技術放大過程中的工程技術問題,還采取很多獨創性改進措施實現了裝置的長周期安全穩定生產。目前,國內在消化吸收國外氣化技術的基礎上,已經開發出多種擁有自主知識產權的煤氣化技術,包括四噴嘴氣化技術、非熔渣-熔渣分級氣化技術、兩段式干粉氣化技術、航天爐氣化技術、多元料漿氣化技術、單噴嘴粉煤氣化技術及灰熔聚煤氣化技術等。其中,四噴嘴氣化技術、非熔渣-熔渣分級氣化技術已成功應用于工業化裝置中,前者有兗礦國泰化工、華魯恒升化工等,后者有山西豐喜肥業集團等。

  5)煤制乙二醇進入商業化應用

  20世紀80-90年代,國家組織開展了一氧化碳氧化偶聯技術研究。2009年,由中國科學院福建物質結構研究所與江蘇丹化集團有限責任公司、上海金煤化工新技術有限公司三方聯合研發的煤制乙二醇技術,通過了萬噸級工業示范裝置的成果鑒定。2009年12月底,采用該技術的通遼金煤一期20萬噸/年煤制乙二醇項目成功實現了工業化生產。

  6)一步法甲醇轉化制汽油的工業示范工程正在建設

  目前,中科院山西煤炭化學研究所與化學工業第二設計院共同研發出一步法甲醇轉化制汽油工藝,采用自主研發的ZSM-5分子篩催化劑,汽油選擇性達到37%~38%,可以生產辛烷值(RON)在93 以上、低烯烴、低苯含量、無硫的優質汽油產品。2009年,該技術在山西晉城取得萬噸級試驗裝置的成功運行。目前,云南煤化集團正在建設20萬噸/年的MTG裝置。

  7)煤制二甲醚產能過剩

  中國二甲醚產能已從2006年的44.5萬噸/年猛增到2007年的220萬噸/年,2008年又幾乎翻了一番,達到432萬噸/年。預計到2012年,二甲醚的產能將增加到940萬噸/年左右。從消費來看,國內90%左右的二甲醚用于摻入液化石油氣作為民用燃料,2008年的消費量在150萬噸左右,預計2012年將增加到580萬噸。國內二甲醚產業已經面臨產能過剩局面。

  8)IGCC發電得到較快發展

  近年來,隨著環境?;ず徒諛薌跖乓蟮娜找嫜細?,IGCC技術得到較快發展。

  2005年底,中國石化將IGCC裝置作為公用工程的核心裝置,應用于福建煉油乙烯一體化工程之中,已在2009年建成投產。兗礦集團也建有IGCC聯產甲醇和醋酸的示范裝置,擁有80MW的裝機容量、30萬噸/年甲醇和22萬噸/年醋酸的聯產能力。從2006年起,各大發電集團也積極開展IGCC技術在國內的發展和應用。

  盡管近年來諸多煤化工技術的突飛猛進,推動了國內煤化工項目的建設。但在看到煤化工產業取得的進步和成績的同時,我們必須清醒地注意到以下四個問題。

  一是多數煤化工技術尚不十分成熟,還存在諸多風險。在建的煤液化、煤制烯烴等項目,在全球范圍內都屬同類裝置中規模最大的首套工業裝置,有的項目尚未進行工業放大,就直接進入工程應用;有的雖投料試車成功,但還有待安全穩定長周期生產的檢驗。因此,必須清醒認識到項目建設中仍存在著較多的不確定因素和較大的工程風險。應在示范項目工程問題充分暴露,并得到切實有效的妥善解決之后再進一步推廣發展,一定要防止盲目建設、一哄而上。

  二是必須注意到煤化工發展對環境帶來的影響。煤炭中氫的含量少,而煤化工產品中氫 / 碳比例高,因此,在煤的轉化過程中必將有大量的碳要以二氧化碳的形式排放出來。比如以煤為原料生產1噸甲醇,要排放出3.85噸的二氧化碳;而生產1噸烯烴,排放出的二氧化碳高達11.63噸(見圖3)。因此,發展煤化工必須重視二氧化碳的排放問題,相應解決碳的封存和捕集(CCS)問題。妥善解決二氧化碳的出路是發展煤化工的關鍵問題,不然,與低碳經濟是背道而馳的。

  三是我國是水資源短缺的國家,而且煤炭資源與水資源的分布大體呈逆向分布,有效解決水資源問題是發展煤化工的又一基本條件。煤化工的發展需要大量的水資源支持,比如生產1噸直接液化的油品需要耗水10噸左右,生產1噸間接液化合成油需要耗水11噸左右,不采用空氣冷卻的甲醇裝置生產1噸甲醇也要耗水5噸左右。而國內煤炭資源豐富的地區多數缺乏水資源,如果不考慮水資源平衡盲目發展煤化工,必將會對當地的水資源以及環境帶來破壞性的影響。因此,發展煤化工,不僅要注意建設地點的環境承載能力,更要注意水資源的合理利用和節水技術的開發應用。

  四是煤化工項目具有較高的投資強度。以100萬噸/年煤液化項目為例,每萬噸油品的建設投資高達1億元以上。而建設一座規模為1 000萬噸/年、以生產成品油為主的煉油廠,每萬噸油品的建設投資僅1 500~1 900萬元。因此,較高的投資強度決定了煤化工產品大多具有較高的固定成本。在低油價下,煤化工將難以與石油化工競爭。只有在高油價下,才具有一定的生命力。

  3 煤化工發展對石油化工的影響

  為提高資源利用效率,充分發揮石油化工和煤化工的優勢,煤化工的發展已不再游離于石油化工之外,正逐步實現與傳統石油化工產業的結合。對石油化工產業,無論在原燃料結構、產品結構,還是環境影響等方面都產生了一定的影響。

  3.1 煤化工的發展將有利于實現石油化工的原料、燃料結構多元化

  我國煤炭資源較為豐富,煤化工的發展為優化石化工業原料和燃料結構、提高能源利用效率、提升經濟效益創造了條件。同時,原料和燃料的多樣化,也有利于緩解我國對進口石油的需求,為保障能源安全提供有效途徑。煤化工對石化工業原料、燃料結構的優化主要體現在以下三個方面。

  一是發展煤化工,不僅可以生產成品油、石腦油、LPG等石油產品,還可以生產乙烯、丙烯等石化產品。煤合成天然氣可以作為煉廠或石化廠的重要燃料,為實現煉油與石化工業的原料燃料多元化提供有效途徑。尤其是在高油價下,煤基原料更顯示其經濟的競爭性。

  二是石化企業采用煤制氫有利于降低生產成本。為降低原油成本,增加劣質原油加工量已成為煉廠高油價下降本的重要措施,由此帶來了對氫氣的大量需求。如何獲得廉價氫已成為煉廠降低成本提高競爭力的關鍵。經測算,當原油價格在60美元/桶時,采用煉廠干氣制氫,每噸氫氣的成本達16 000元左右;若采用石腦油制氫,1噸氫氣的成本將高達20 000元左右。當煤炭價格為700元/噸時,每噸氫氣的成本僅約12 000元。高油價下,煤制氫比石油基原料制氫具有較好的經濟性。

  三是煤炭作為一種較為廉價的燃料,采用IGCC聯產化工產品的方式,不僅能夠清潔、高效地為石化企業供熱、供電、供蒸汽,還能夠聯產化工產品,同時提供氧氣、氮氣和氫氣,有利于減少二氧化硫的排放量。以IGCC為核心形成的煉廠公用工程島已經越來越多地在國內外新建的大型煉廠中使用。

  3.2 煤化工有利于降低產品成本,豐富產品品種

  由于煤合成氣中含氧較多,適合生產甲醇、醋酸、乙二醇、丁辛醇等含氧化合物。因此,發展煤化工生產含氧化合物,對彌補石油化工產品在含氧化合物領域的不足,實現產品多元化和多樣化,提供了有效的手段。

  3.3 發展煤化工,有利于促進石化產業結構調整

  隨著煤化工技術的不斷進步,尤其是在高油價下,煤化工生產的石化產品將憑借其成本優勢,成為石化產業的有益補充。目前,中國石化在南京地區已經初步形成了以金陵、揚子、南化為核心的油、煤、天然氣一體化發展的大型石化企業群。金陵公司實現了所需氫氣全部由煤制氫提供,從而成為中國石化加工劣質原油能力最強的企業之一。金陵公司富余的氫氣還通過管道供給揚子石化公司,不僅降低了揚子石化公司的制氫成本,也頂替出了大量的石腦油用作乙烯原料。南化公司生產的合成氨等產品也都是以煤為原料,這對降低生產成本、提升競爭力起到了重要作用。由此可見,隨著煤化工技術的發展,煤化工產業與石油化工產業的有機結合,將有利于我國石化產業的結構調整與優化,有利于提高石化產業綜合競爭力。在看到煤化工產業發展給石化工業發展帶來的正面影響的同時,我們也應清醒地看到煤化工發展將對石化工業發展帶來的沖擊。一是煤化工產品必然會在一定程度上擠占傳統的石油石化產品市場,給石油化工產業的發展帶來市場沖擊;二是在高油價下,低成本的煤化工產品將給傳統的石油石化產品帶來成本沖擊。

  4 中國煤化工發展展望

  4.1 國家支持煤化工有序健康發展

  近年來,在國際油價不斷上漲的推動下,國內煤化工產業呈現出過熱的發展趨勢。為規范和鼓勵煤化工產業發展,我國政府相繼出臺了一系列政策法規和配套措施。 2006年7月,國家發改委發布《關于加強煤化工項目建設管理促進產業健康發展的通知》,提出了國內煤化工發展的準入門檻:煤制油項目規模在300萬噸/年、甲醇和二甲醚項目規模在100萬噸/年以上,煤制烯烴項目規模在60萬噸/年(指烯烴含量)以上。 2007年1月,國家發改委頒布了《煤炭工業“十一五”規劃》,提出“有序推進煤炭轉化示范工程建設,推進煤炭液化示范工程建設”,要求“十一五”期間完成煤炭液化和煤制烯烴的工業化示范,為以后十年產業化發展奠定基礎。同年4月,國務院通過《能源發展“十一五”規劃》,提出“十一五”要加快發展煤基液體燃料和煤化工技術,統籌規劃,有序建設重點示范工程。11月,國家發改委出臺《煤炭產業政策》,強調指出要在水資源充足、煤炭資源富集地區適度發展煤化工產業。 2008年8月,為規范國內煤制油發展,國家發改委發布《關于加強煤制油項目管理有關問題的通知》,嚴格控制煤制油項目。 2009年4月,國家出臺了《石化產業調整和振興規劃》,再次明確提出,要穩步開展煤化工示范,堅決遏制煤化工盲目發展勢頭,積極引導煤化工行業健康有序發展。總之,中國在煤化工領域將采取積極穩妥的發展方針,推進煤化工產業發展。

  4.2 開發自主技術,占領煤化工領域的技術制高點

  中國煤化工產業經過多年來的自主創新與發展,在吸取國外先進經驗的基礎上,已經形成了自主創新技術開發體系。中國煤化工產業將在已有基礎上,繼續加大自主研究開發,有效解決各種工藝在工業化過程中面臨的技術瓶頸,占領煤化工領域的技術制高點。

  4.3 穩步有序推進煤化工健康發展

  近年來國內煤化工產業的迅猛發展,一是得益于煤化工技術的突飛猛進;二是得益于國際油價的持續攀升;三是得益于各級政府的大力支持。展望未來,中國煤化工產業將堅持以科學發展觀為指導,統籌考慮區域經濟發展以及煤化工發展對水資源以及環境等因素的影響,堅持控制總量、淘汰落后工藝、?;ど肪?、發展循環經濟以及煤化結合的方針,大力加強自主創新,在未來三年中重點抓好現有煤制油、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制天然氣、煤制乙二醇等五類示范工程,實現煤化工健康有序發展。