2020年01月19日 星期日 企业邮箱 | 收藏本站 | 设为首页
   
我国发展新型煤化工的空间
来源:  |  作者:  |  发布时间:2013年12月03日  |  点击次数:5669  |  【字号:
    免责声明 本文转载自公开媒体,仅代表作者个人观点,请读者仅作参考,本站不承担由此而引起的任何责任。

    中国煤炭报      煤化工的利弊之争一直存在

    一方面,中国需要煤化工弥补石油石化产品的不足;另一方面,逢煤必化、一拥而上的势头,确实存在资源和资金浪费的隐忧。另外,煤化工耗水问题和对环境的影响,也让人们对很多项目的可行性进行质疑。

    真正从事煤化工研究的专家似乎并不太热衷上述争论,更关注的是什么样的煤化工项目能行得通。

    处在竞争和互动关系中

    “我们应该有更广的视野,做煤化工,要知道有很强的竞争对手。”在10月举行的中国煤炭清洁高效转化发展高峰论坛上,中国工程院院士、清华大学教授金涌如是说。

    金涌说的对手,指的是传统的石油化工和新兴的天然气化工。含碳能源主要用于三方面:工业与民用燃料、运输液体燃料、石化原料。

    “石油是主要的化工原料,天然气、煤炭、生物质能都可以作为化工原料,替代一部分石油。我们做煤化工,必须知道邻近这些能源的状态,和我们之间是怎样一个竞争和互动关系。”金涌说。

    金涌表示,煤炭、石油、天然气逐渐三分天下。目前,世界石油产量基本稳定,但是好的油,像大庆产的高品质油已经越来越少了,主要炼劣质油。世界石油化工行业产值年增长率约为20%,在石化行业中,石油还是主力,但是炼油的人已经有危机感。

    有危机感的一个重要原因是,以乙烷为原料的乙烯比以石脑油为原料的乙烯更有竞争力。美国、中东地区发现了很多乙烷,乙烷脱氢后可以得到乙烯,成本较低。美国和中东地区以乙烷为原料的乙烯所占的比率已经很高了,而中国、日本、韩国生产乙烯的原料主要还是石脑油。

    “天然气化工是非常有前途的,主要是投资少、附加值高、污染少,可惜中国天然气非常缺乏。”金涌说,天然气的介入使化工产品成本大大降低,美国页岩气的大量产出对美国经济发展起了很大的作用。

    “做煤化工,要考虑与石油化工竞争的问题。煤化工是代替石油化工的,按理讲,煤化工企业生产的产品,都可以以石油或天然气为原料生产。”石油和化学工业规划院院长顾宗勤说,“在石油价格低迷时,煤化工的优越性体现不出来。现在,国际油价为每桶100美元左右,今后石油价格走势如何,难以预测。所以,新上或扩建煤化工项目时,要做好这方面的准备,要计算石油价格达到多少时,煤化工项目可以维持。”

    顾宗勤认为,国际油价为每桶70美元至80美元时,煤化工项目可以维持。金涌的判断与此基本相似,国际油价高于每桶70美元、煤价为每吨五六百块钱时,煤化工项目能赚钱。

    中国发展煤化工的空间

    “2012年,我国石油化学行业进口额为4600亿美元,出口额为1700亿美元,贸易逆差为2900亿美元,是所有工业行业中贸易逆差最大的。”顾宗勤说,石油石化行业巨大的贸易逆差,主要来自石油、天然气和石化产品的进口。

    2012年,我国石油产量为2.07亿吨,进口量为2.71亿吨,对外依存度为56.4%,石油进口额达到2200亿美元。顾宗勤预测,到2020年,我国石油消费量将达到5亿吨,对外依存度超过60%。

    乙烯是石化行业最重要的基础产品,乙烯产量经常用来衡量一个国家的化工行业发展水平。有了乙烯,可以生产很多其他的化工产品,而且附加值很高。

    据顾宗勤介绍,2012年,我国乙烯产量为1514万吨,表观消费量为1656万吨,当量消费量为3190万吨,当量自给率为47.5%。当量消费量,是指乙烯下游产品全部折算成乙烯的量。

    除乙烯外,我国其他石化行业基础产品同样短缺。2012年,我国丙烯产量为1500万吨,自给率为63%;PX(二甲苯)产量为715万吨,自给率为56%;以PX为原料的PTA(1,4—苯二甲酸)自给率为79%;乙二醇产量为374万吨,自给率为27.5%。

    “前几年,PX项目纯粹被妖魔化,其实技术上没问题。现在,PX、PTA二者加起来每年产量为1000多万吨,非常缺乏。”顾宗勤说。

    这就意味着,我国不仅石油短缺,主要的石油化工产品也严重短缺。

    近年来,我国天然气产量和消费量年均增长10%以上,供需矛盾突出。

    2012年,我国天然气产量为1077亿立方米,进口量为428亿立方米,出口量为30亿立方米(主要是满足香港的需求),表观消费量为1475亿立方米,天然气进口额为161.8亿美元。

    日前,国家发改委连发文件,要求有序推进“煤改气”,正是因为天然气供需矛盾突出。

    不同地区的天然气价格差异很大,因为运输不便利、成本高。“在工业油气田附近,天然气价格较低。管道输送到末端,价格就很高了,做工业原料就不划算了,只好做民用燃料。液化天然气要求温度很低,成本很高。所以,天然气化工只在原产地比较划算。”金涌说。

    这等于基本堵死了大量进口天然气发展化工的路。

    “在这种特殊的条件下,中国要发展煤化工了。”金涌说,“要知道煤不是碳,是碳氢化合物,碳氢比是1︰0.8,1个碳原子还有0.8个氢原子,没有必要连氢带碳一块儿烧掉。”

    从更广的视野选择煤化工

    在发展新型煤化工的路径选择上,要时刻考虑到能源大环境。除了煤炭和煤化工产品的价格变化,以及煤炭和石油、天然气之间的比价变动因素外,还要从煤炭的特性、煤化工技术的特性以及不同能源间转化的效率等方面考虑,做有独特竞争优势的煤化工项目。

    新型煤化工是以甲醇为平台来运作的。甲醇可以掺烧制甲醇汽油,可以作为氢源制氢,可以制乙烯、丙烯,也可以只制丙烯,还可以制芳烃。

    清华大学在做一个工业示范项目,以甲醇为原料,不产乙烯,只产丙烯。“有什么好处呢?丙烯用天然气生产比较难,因为3个碳分子的丙烷比较少,用天然气制丙烯,竞争力比较低。”金涌说,“丙烯不需要深冷分离,低温的深冷分离技术是需要进口的,而且能耗比较大。丙烯只需要用氮气就能冷却精制。”

    最近,被提到较多的是芳烃。目前,97%的芳烃是石脑油裂解得到的。由于石脑油制乙烯的成本比较高,大家觉得石脑油裂解技术会慢慢萎缩,芳烃产量会被连带着慢慢萎缩。

    中国芳烃的年消费量为1400万吨,对外依存度为44%,因此芳烃要增加新的来源。清华大学跟华电集团合作,在榆林建了年产1万吨的装置,今年已经试车成功。华电集团准备投资200多亿元,在榆林建设一套年产百万吨的煤制芳烃装置。

    在中国,往往有煤的地方没有水,这制约了煤化工的发展。根据这个特性,清华大学在新疆石河子正打造一个节水的煤化工示范项目,走的是炔烃路线。

    据了解,在石油被大量利用之前,所有化工都是从炔开始的。炔可以一次到位,比较节水。但是,以前制乙炔采用的是电石法,这个方法能耗大,会产生大量的废渣、废气、废水,所以慢慢不被看好了。

    金涌表示,现在准备用等离子法制乙炔,不用石灰石,直接用煤粉,既避免了污染又节约了水。

    “从效率来看,直接做燃料用的话,煤炭转化成醇和醚燃料是首选。2吨多煤就可以制1吨二甲醚。而生成1吨柴油的煤耗要4吨多。二甲醚的热值虽然比柴油低30%,但是1吨二甲醚和1吨柴油放在车里,走的里程数是一样的。”金涌解释道,因为柴油是不含氧的燃料,汽缸喷进油后要吸进大量的空气才能完全燃烧,这样就吸进了大量氮气,氮气从低温加热到排出去完全是白做功的。而二甲醚是含氧燃料,吸进的空气很少就可以完全燃烧,所以氮气走过场的能量不需要。在高原地区、高寒地区,非常适宜用二甲醚燃料。

    金涌认为,煤将来的主要用处是发电。“煤变成化工的塑料、橡胶、纤维是有利可图的,做成燃料,特别是做成油,是不划算的,从长远看,更不划算。”

    采用费托合成工艺生产油品,即煤间接制油,1吨标准煤(热值为29.3吉焦)可获得266千克柴油,燃烧后得到11.87吉焦热量。若将这些油品作为柴油车燃料,按目前柴油发动机能量转化效率30%计算,可获得3.56吉焦轴机械功。同理,1吨标准煤直接液化可获得263千克柴油,最终只能转换为3.3吉焦轴机械功。而如果用煤发电,再按电机效率70%推算,1吨标准煤可转换为9.24吉焦轴机械功。

    “从能源利用来看,汽油和柴油是没办法跟电机竞争的。世界的共识是加快纯电动车的发展,将来汽车的方向是电动车,以补充汽油的不足。”金涌说。因此,他认为,煤制油项目不能盲目放量。

    需注意的现实问题

    “国外很少做煤化工,我国10年之内已经成了煤化工的技术高地。现在,全套煤化工技术,用煤生产三烯三苯,技术上都不成问题。”金涌说,“我们只有煤,发展煤化工,和国外的石油化工、天然气化工竞争,最终满足我国对石化产品的需求,这是一个机会。”

    实际上,新型煤化工重要的几个方向,国内均已有项目获得成功。

    煤制油方向,神华集团年产108万吨直接液化装置已经开车成功。神华集团、伊泰集团、潞安集团的3套间接液化装置已开车成功。

    煤制天然气方向,大唐集团在赤峰的项目和庆华集团在伊犁的项目都已经开车了。

    煤制烯烃方向,神华集团包头项目、宁煤项目,大唐集团多伦项目,中石化濮阳项目,早已试车成功,其中神华集团包头项目和宁煤项目实现了盈利。

    甲醇制芳烃方向,清华大学和华电集团合作的首套装置今年已试车成功。

    今年,国家发改委相继批复了多个煤制天然气、煤制烯烃项目。全国多个煤炭产地,尤其是西部富煤地区,发展煤化工的势头不减。

    顾宗勤建议,除了经济风险,发展新型煤化工一定要注意几个问题,一是外部条件,二是节能减排,三是煤气化技术选择。

    外部条件主要包括煤资源、运输条件和水资源。煤资源包括煤炭的数量、煤质和价格。“很多煤化工项目都倒在煤上,为什么?设计时煤质非常好,但生产时煤质就比较差。”顾宗勤说,除此之外,煤化工项目的煤源最好是本地的,是一个煤田的,假如来自多个煤田也应该是煤质相近的。不提倡用外地煤,加上运输成本,发展煤化工就不划算了。

    有的地方虽然有煤炭资源,但是煤价太高的话,也不适宜发展煤化工。“煤价为每吨500元以上的,不要干煤化工。”顾宗勤说。山东兖矿集团原董事长王信也曾表示,兖矿集团的实践证明,在东部经济发达地区不适合搞煤化工。

    水资源,包括水资源的数量、水质和水价。顾宗勤说:“不要跟农业、居民争水,建个化工厂,争不过农业,争不过居民,这是实打实的。当地要有一定容量的纳污条件,要有蒸发塘。另外,要关注与当地生态挂钩的问题。”

    在运输方面,顾宗勤建议尽量依靠铁路,不能依靠汽车。如果煤化工厂建在西部,产品要尽量做成固体的,市场都在东南,液体的运不出来。神华集团包头项目生产的是聚乙烯、聚丙烯,都是固体。煤制天然气尽量靠天然气管道,自建管道的成本代价是巨大的。此外,没有环境容量的地方不要发展煤化工,煤化工肯定要排放的。

    “选择煤气化技术,一定要考虑清楚,不同的炉各有特色,选错了炉,就跟家里盖房子一样朝向盖错了,永远改不过来。”顾宗勤说,“哥儿几个上煤化工项目,总得相互看看自己的优势在哪里,如果项目在工艺上没有优势,上了也是白搭。”

    另外,社会效益也是一个不容忽视的因素。现在政府批复一个项目,看重的社会效益,不仅包括对环境的影响,还包括对社会的贡献、就业、税收、带动地方经济等方面。
  版权所有 © 山西兰花科技创业股份有限公司 地址:山西省晋城市凤台东街2288号兰花科技大厦 备案序号:晋ICP备15003419号
邮编:048000 电话:0356-2189600 传真:0356-2189608 E-mail:lanhua@chinalanhua.com 公安备案 14050002000771