我國煤化工發(fā)展的探討

唐宏青

（中科合成油工程有限公司，北京 101407）

1 煤化工規(guī)劃概述

隨著我國原油對外依存度持續(xù)攀升，國際油價居高不下及國內(nèi)外市場對化工原料的旺盛需求，發(fā)展現(xiàn)代煤化工已成為我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。

近期我國公布的各個版本的 “十二五”發(fā)展規(guī)劃，對煤化工的發(fā)展作了不同的描述，在對煤制油和煤制甲醇的發(fā)展問題上有著不同的思路。

國務(wù)院關(guān)于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級規(guī)劃（2011～2015年）中說：“煤化工 在傳統(tǒng)煤化工領(lǐng)域，不再審批單純擴能的焦炭、電石項目，結(jié)合淘汰落后產(chǎn)能，對合成氨和甲醇等通過上大壓小、產(chǎn)能置換等方式提高競爭力。在現(xiàn)代煤化工領(lǐng)域，加強統(tǒng)籌規(guī)劃，嚴格行業(yè)準入，在煤炭資源和水資源豐富、環(huán)境容量較大的地區(qū)有序推進煤制烯烴產(chǎn)業(yè)化項目，鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈延伸，積極發(fā)展高端產(chǎn)品；支持具備條件地區(qū)適度發(fā)展煤制天然氣項目，嚴格控制煤制油項目?！?/p>

石化和化學工業(yè) “十二五”發(fā)展規(guī)劃中說：“煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制乙二醇等現(xiàn)代煤化工項目要按照有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，綜合考慮煤炭、水資源、生態(tài)環(huán)境、交通運輸、地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展情況及區(qū)域二氧化碳、節(jié)能和主要污染物減排指標等綜合條件，在蒙、陜、新、寧、貴等重點產(chǎn)煤省區(qū)，適度布局，并采取集中集約、上下游一體化方式建設(shè)現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)基地及煤電化熱一體化示范基地；其余省區(qū)，尤其是煤炭調(diào)入和基本平衡省區(qū)、生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)、大氣聯(lián)防聯(lián)控重點區(qū)域、主要污染物排放總量超標和節(jié)能評估審查不合格的地區(qū)，嚴格限制現(xiàn)代煤化工的發(fā)展。新建項目烯烴規(guī)模要達到50萬噸／年以上；‘十二五’重點組織實施好煤制烯烴升級示范項目建設(shè)。在原料可以保證穩(wěn)定、持續(xù)供應(yīng)的前提下，在沿海地區(qū)慎重布局進口甲醇制烯烴項目。研究集中利用已建成的符合經(jīng)濟規(guī)模的甲醇生產(chǎn)能力建設(shè)大型烯烴項目。”

西部大開發(fā) “十二五”規(guī)劃中說：“天山北部及東部地區(qū)：重點推進吐哈、準東、伊犁河谷煤炭東運、煤電一體化和煤化工基地建設(shè)，加快阿爾泰山銅鎳及鉛鋅等資源開發(fā)，建設(shè)有色金屬加工生產(chǎn)基地?！保弧岸鯛柖嗨古璧兀褐攸c加大煤炭、石油、天然氣、煤層氣、頁巖氣等資源的勘查開發(fā)力度，著力推進大型煤電基地建設(shè)，適度有序發(fā)展石油化工和煤化工產(chǎn)業(yè)。”

煤炭工業(yè)發(fā)展 “十二五”規(guī)劃中說：“穩(wěn)步推進煤炭深加工示范項目建設(shè)。在內(nèi)蒙古、陜西、山西、云南、貴州、新疆等地選擇煤種適宜、水資源相對豐富的地區(qū)，重點支持大型企業(yè)開展煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇等升級示范工程建設(shè)，加快先進技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。不斷創(chuàng)新和完善技術(shù)，提高能源轉(zhuǎn)化效率、降低水耗和煤耗、降低生產(chǎn)成本，增強競爭力。支持開展二氧化碳捕集、利用和封存技術(shù)研究和示范?！?/p>

上述規(guī)劃都沒有一個具體的目標，沒有說明在下一個五年中，究竟應(yīng)該發(fā)展多少甲醇、多少烯烴、多少煤制甲烷、多少柴油；消耗多少原煤、多少水，總的投資控制在多少范圍。因此，未來煤化工的發(fā)展有著不確定因素。

為此，本文對未來煤化工發(fā)展的幾種主要產(chǎn)品前景作一分析。主要討論在 “十二五”期間可能開工的項目，這些項目不一定在 “十二五”期間形成產(chǎn)能，更不用說達到 “安穩(wěn)長滿”。

2 幾種主要產(chǎn)品的動向

2.1 煤制甲醇

甲醇的發(fā)展將繼續(xù)得到有關(guān)政府部門的支持。主要是：① 甲醇汽油的試點將在上海、山西和陜西繼續(xù)推進。盡管陜西和山西已經(jīng)試驗多年，并沒有被全國接受，但是這次加入上海市，意在加強試驗力度。② 甲醇制烯烴技術(shù)的工業(yè)化成功，受到了各地政府和投資公司的青睞。

新建甲醇裝置并不困難，預(yù)計到 “十二五”末，甲醇年生產(chǎn)能力將從目前的46Mt，擴展到90Mt，新開工44Mt。其中，用于制烯烴的能力為18Mt，可以制取6Mt烯烴；另外26Mt用作燃料添加劑和其他化工用途，這部分涉及投資約為1 560億元。

盡管甲醇行業(yè)提出有序發(fā)展的建議［1］，但是煤制甲醇的高速發(fā)展，導(dǎo)致 “上大壓小”是極其困難的。上大是容易的，一呼百應(yīng)，業(yè)主、煤老板、工程公司、科研機構(gòu)、設(shè)備制造、施工隊、銀行、地方政府等都對此十分積極。壓小是困難的，它涉及后加工甲醛、二甲醚等產(chǎn)品相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的各種問題。

2.2 煤制甲烷（天然氣）

目前4個正在建設(shè)的煤制甲烷裝置總能力為151×108m3／a，實際在建的只是46×108m3／a，余額是二期的計劃。個別裝置正在試車，要達到設(shè)計能力還要一定的時間。盡管煤制甲烷是成熟單元技術(shù)的組合，但是組合的經(jīng)驗仍然需要在建設(shè)過程中得到。

對于煤制甲烷的氣化技術(shù)是否一定要用魯奇型的低溫氣化，國內(nèi)有不同的看法，國際上也有不同的意見。

由于國內(nèi)天然氣不足，煤制甲烷的發(fā)展將繼續(xù)得到國家的支持，主要是西北地區(qū)。新疆對這一項目熱情很高，“十二五”規(guī)劃中聲稱要達到768×108m3／a的能力。但實際上不會有這么多的項目同時啟動，預(yù)計全國 “十二五”中能夠新開工的總規(guī)模約為300×108m3／a，涉及投資額約為2 100億元。

然而，我國富有機質(zhì)頁巖分布廣泛，南方地區(qū)、華北地區(qū)和新疆塔里木盆地等發(fā)育海相頁巖，華北地區(qū)、準噶爾盆地、吐哈盆地、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地和松遼盆地等廣泛發(fā)育陸相頁巖，具備頁巖氣成藏條件，資源潛力較大。據(jù)預(yù)測，頁巖氣可采資源量為25×1012m3，超過常規(guī)天然氣資源。因此，煤制天然氣的發(fā)展要受此影響。

2.3 煤制烯烴

在已經(jīng)建成的3個大型煤制烯烴裝置運行的基礎(chǔ)上，煤制烯烴（主要是低碳烯烴MTO）會有較大的發(fā)展，以滿足日益增長的聚烯烴需求。

迄今各地上報的幾十個項目年生產(chǎn)能力總量已經(jīng)達到28Mt，有的地方已經(jīng)在沒有批準的情況下開始動工建設(shè)，沿海地區(qū)有的購買國外的甲醇在建設(shè)MTO項目。

預(yù)計在西北地區(qū)新增開工能力6Mt的煤制聚烯烴，其中煤制低碳烯烴MTO約占80%，煤制丙烯MTP約占20%。涉及總投資（含甲醇）約為1 800億元。

在沿海地區(qū)熱情很高的外購甲醇制聚烯烴的做法，其必要性受到懷疑。投資者要考慮這樣的問題，同樣是外購，為什么要去買3t甲醇來制聚烯烴，不去直接買1t聚烯烴，這樣尚可把污染留在國外。購買甲醇＋投資折舊＋運行費用合起來與購買聚烯烴的費用比較，究竟有多少利益，應(yīng)該算得清楚。為了這點利益，把污染引到國內(nèi)，是否值得？中國周邊國家是用天然氣制取甲醇的，大量購買國外甲醇來制烯烴，等于為周邊國家發(fā)展天然氣化工開辟道路。

當國外甲醇的上岸稅后價格達2 500元／t，聚烯烴市場銷售價格為11 500元／t時，這兩者就相當了，做起來就吃力不討好。

2.4 煤制柴油

對煤制柴油，國內(nèi)有較大的分歧，這在上面的幾個規(guī)劃中已經(jīng)可以看出，不同觀點指導(dǎo)下的規(guī)劃編制者有著不同的意見。從技術(shù)、環(huán)保、用水、投資、經(jīng)濟效益來說，煤制柴油比煤制烯烴有利，產(chǎn)品柴油的質(zhì)量也比較好，例如16烷值可以達到65～70。由于媒體歷來對煤制油的不利宣傳和目前聚烯烴的大量進口，有關(guān)部門對煤制聚烯烴特別鐘情，對煤制油比較冷淡。

但是，煤制柴油是解決能源問題，它的重要性高于煤制聚烯烴，因此，建設(shè)新的煤制柴油裝置勢在必行。預(yù)計在西北地區(qū)新增開工能力8Mt／a的煤制柴油裝置，涉及總投資1 200億元，其中寧煤4Mt／a煤制油項目首當其沖。這是一個超級化工項目，是一個頭大尾小的化工—煉油項目。與傳統(tǒng)的煉油項目不同，不宜再從煉油觀點來評價它的規(guī)模大小了。

2.5 煤制乙二醇

煤制乙二醇的實際進展比預(yù)期的要慢，主要是第一個示范廠沒有如期達到目標。目前至少有五個研究機構(gòu)在進行10～50kt／a的工業(yè)化裝置試驗建設(shè)，預(yù)期在近1～2年內(nèi)究竟煤制乙二醇能否工業(yè)化可以有結(jié)論。

如果這幾個工業(yè)化試驗?zāi)軌虻玫筋A(yù)期的結(jié)果，在十二五后期，可以開始單線200kt／a及其以上的裝置建設(shè)。目前乙二醇的缺口大約6Mt／a，因此，估計十二五期間能夠開工的乙二醇規(guī)模為3Mt／a，涉及投資510億元。

乙二醇的單線規(guī)模應(yīng)該在200kt／a以上，否則沒有工業(yè)化的價值。從環(huán)保和經(jīng)濟效益出發(fā)，采用4MPa干煤粉或者水煤漿氣化技術(shù)，是煤制乙二醇的基本技術(shù)，常壓流化床氣化技術(shù)無法與此競爭。目前在建的幾套以常壓流化床氣化為先導(dǎo)的單線20～30kt／a生產(chǎn)裝置，在建成后即面臨過時。

2.6 煤的分質(zhì)利用

煤的分質(zhì)利用技術(shù)，共三個部分，即煤的干餾、焦油輕質(zhì)化、半焦利用，目前沒有完整成熟的組合技術(shù)。正在進行試驗的是前兩部分，半焦利用只是推測可行而無大規(guī)模煤氣化的工業(yè)化技術(shù)。如果要推廣煤的分質(zhì)利用，必須要將上述三個部分在一個示范廠內(nèi)實現(xiàn) “安穩(wěn)長滿”，否則沒有意義。

目前國內(nèi)還沒有建這種示范廠的計劃，因此，十二五期間還只能是單元技術(shù)的工業(yè)化研究，大規(guī)模的投資是不可能的。

在 “十二五”末，有可能建設(shè)一個完整的示范廠，涉及投資不到200億元。

2.7 其 他

其他現(xiàn)代煤化工技術(shù)的進展，還沒有達到可以推廣的程度。例如，媒體宣傳比較多的煤制芳烴技術(shù)，在聲稱建設(shè)一個1Mt／a級的示范廠后，實際上“第一期工程”僅僅是建設(shè)一個10kt／a級的工業(yè)化試驗裝置。萬噸級的試驗還沒有進行，百萬噸級的推廣還是等試驗結(jié)束后再討論吧。

3 結(jié) 語

以上是 “十二五”期間煤化工的主流項目預(yù)計，實際上要比各地的規(guī)劃小得多，也許要客觀一些，表1所列的項目說明了這個情況。

表1 “十二五”期間估計能夠開工的煤化工項目上限

預(yù)計 “十二五”期間能夠開工的項目總投資低于8 000億元。

根據(jù)我國的實際情況，煤化工是要發(fā)展的，但是規(guī)模是要有控的，不會出現(xiàn)全國各地累計后達40 000億投資的規(guī)模。

但是能否實現(xiàn)表1的預(yù)期，不在于資金、煤資源、投資熱情，而在于水和環(huán)保。以水為例，這些項目大約需要年耗7×108t水，項目集中在西北，能做到這一點嗎？

目前西北在普查地下水資源。以內(nèi)蒙為例，評價的結(jié)果是，全區(qū)地下水資源量為268.76× 108m3／a，山丘區(qū)112.92×108m3／a，平原區(qū)187.32×108m3／a，評價結(jié)果似乎對發(fā)展煤化工很有利。

但是，內(nèi)蒙古自治區(qū)今年已明確規(guī)定［2］，嚴禁違規(guī)抽采地下水。在2011年12月28日結(jié)束的全區(qū)經(jīng)濟工作會議上，內(nèi)蒙古自治區(qū)主席巴特爾再次強調(diào)，高耗水產(chǎn)業(yè)要加快建設(shè)替代水源工程，限期轉(zhuǎn)換出所用地下水。

資料顯示，內(nèi)蒙古地表水稀缺且季節(jié)性明顯，地下水是唯一穩(wěn)定可靠的水源，95%的居民生活用水、66%的工業(yè)用水、47%的農(nóng)業(yè)用水來自地下水。受氣候變化影響，最近10年來，內(nèi)蒙古地下水資源總量減少了近7%，但供水量卻增長了40%左右，地下水超采問題十分突出。很顯然，水的問題并不樂觀。

總之，煤化工的發(fā)展很有吸引力，困難不小，如何科學地可持續(xù)發(fā)展，考驗著地方政府、投資者、科學家、工程師的智慧。

［1］龐利萍.甲醇行業(yè)提出有序發(fā)展建議 ［N／OL］.中國化工報，2012－03－26.http：／／www.cpcia.org.cn／html／20／20123／102850.html

［2］內(nèi)蒙古嚴禁違規(guī)抽采地下水發(fā)展煤化工等高耗水產(chǎn)業(yè)［EB／OL］.中國水利網(wǎng)，2011－12－31.http：／／www.chinawater.com.cn／newscenter／df／nmg／201112／t20111231＿208665.html