我國新型煤化工對于石油化工的挑戰和機遇

趙鵬飛，張金生，李麗華，劉花敏

（遼寧石油化工大學 石油化工學院， 遼寧 撫順 113001）

我國新型煤化工對于石油化工的挑戰和機遇

趙鵬飛，張金生，李麗華，劉花敏

（遼寧石油化工大學 石油化工學院， 遼寧 撫順 113001）

概述新型煤化工的發展現狀，面對全球油價的上漲和原油的緊缺以及傳統煤化工的產能過剩，發展新型煤化工有助于調整產業結構和轉變我國能源消費方式。煤制油、MTO、MTP、煤制天然氣以及煤制醇醚燃料等補充著石化行業的產品。新型煤化工在市場和成本上給石化行業帶來很多的挑戰，但是也存在一定的機遇：提高煉油技術水平和重視環保; 解決石化行業產能過剩問題和調整產業結構; 降低我國石油對外依存度。

煤化工；石化；燃料

21世紀，中國的煉油行業得到了迅猛發展，其煉油能力從2005年底的3.25億t/a增長到2013年底為6.14億t/a，年均增長率為11.1%。原油進口量達到了4.14億t/a，原油對外依存度達到了58.7%，這已經達到了警戒線50%，按照中國煉油行業的這種速度發展，遲早有一天會達到70%高危線。我國的能源結構是“富煤、少油、有氣”。所以通過煤制油、煤制醇醚來解決和發展汽油、柴油的替代燃料。新型煤化工指的是用煤制取可取代石化產品的清潔燃料，而煤化工發展迅速，最近10年，全國投資了大量的新型煤化工項目，尤其是山西、內蒙和新疆等地，總投資大約3 500多億，總共投資了50多個項目[1]。到2020年，全國會大范圍的投資煤化工項目，總投資高達6 000多億。煤化工的快速發展促進石化行業的技術提高和結構調整，石化行業將會迎來更多的機遇與挑戰。

1 新型煤化工的現狀概述

經過30多年的發展，我國的煤化工技術逐漸走向成熟。傳統的煤化工主要是煉焦、煤氣化-合成氨，煉焦是直接把煤在隔絕空氣的情況下加熱到 1 000 ℃，經過一系列的物理和化學變化，最終變成焦炭。煉焦主要用于鋼鐵產業鏈，目前鋼鐵產業的低迷，導致煉焦生產的不景氣。煉焦過程中需要大量的熱量，導致能耗高，還會造成空氣和水源的污染。而且傳統煤化工技術要求低，很多中小型企業進入這一行業，產能過剩嚴重。新型煤化工指的是煤氣化和煤液化，煤氣化是指煤與氣化劑作用生成CO、H2、CH4和CO2等，再通過這些基本的化工原料經過催化劑合成氨、天然氣、甲醇、二甲醚、醋酸、烯烴等重要的石化原料；煤液化主要有直接液化和間接液化，直接液化是煤和H2、催化劑、溶劑發生化學反應，直接液化成汽柴油餾分，也叫催化加氫液化；間接液化是煤先進行氣化，然后通過催化劑反應合成液體油，例如F-T合成和Mobil工藝[2-4]。

新型煤化工技術要求高，投資規模大、裝置先進，煤的轉換率高，經濟效益可觀。一般都是一些大型企業新建一些煤化工項目，例如神華的煤制油，中煤能源、陜煤能源以及油企巨頭都新建或投產一些煤制烯烴項目。河南煤業、陽煤集團新上了總共360多萬t/a煤制乙二醇項目。全國的煤制天然氣項目也在如火如荼的新建著，大唐國際在內蒙、遼寧的煤制天然氣項目已經開工建設，中海油和同煤集團40億m3/a已經經過批準，蘇新能源塔城煤制天然氣項目首期工程40億m3/a煤制天然氣，遠期規劃總規模260億m3/a煤制天然氣，總投資1 800億元等[5]。

2 新型煤化工的主要流程

我國煤炭含量豐富，煤炭儲量達到7 241.16億t，可開采量達到1 145億t，居世界第三。大力發展煤化工有助于解決我國石化資源短缺，現代新型的煤化工，形成了許多不同流派的技術路線，如圖1所示。

圖1 新型煤化工的主要流程Fig. 1 The main flow of new coal chemical industry

除煤制甲醇比較成熟外，其他均處于工業化示范階段，主要路線有：煤制油、MTO、MTP、煤制天然氣以及煤制二甲醇醚燃料等，煤制天然氣的產率低，投資回報率較差，而煤制乙二醇的催化劑還存在很多問題，煤制二甲醚還是小批量生產，推廣范圍還有待擴大[6]。

3 煤化工完善石化產品，燃料結構多元化

我國新型煤化工產品主要有：煤制烯烴、煤制油和煤制乙二醇以及煤制天然氣，煤基醇醚燃料是主要的石油替代燃料，表1是根據2013年以前我國設立以及新建和投產的項目，預計2020年我國煤化工產品和產量。完善石化產品，有以下幾點，第一，煤化工的發展不僅可以生產出汽柴油餾分、石腦油以及天然氣，而且還可以生產甲醇、烯烴等基本石化產品。第二，石化行業需要大量的氫氣，而通過煤氣化制氫氣技術的提高，能降低氫氣的成本，從而降低石化行業的成本。第三，新型煤化工更清潔、更環保，通過新型煤化工產品對石化行業的供電、供熱，減少污染物的排放量；煤化工中制取烯烴的時候，一般經過空氣直接氣化，將會生產出很多含氧有機物，例如：醋酸、乙二醇、甲醇，而石化產品一般生產出來的產品都是烴類，從而實現產品的多元化[7-9]。

表1 2020年我國煤化工產品和預計的產量Table 1 2020 China's coal chemical products and expected yield

4 煤化工對石化行業的挑戰

4.1 成本和市場的挑戰

新型煤化工的發展主要從兩個方面給石化行業帶來挑戰，一是成本的挑戰，因為國際油價持續上漲，國內石油資源短缺，使得煉油行業的成本越來越高，而因為中國的鋼鐵行業不景氣，煤價持續下跌，2013年內蒙古的褐煤的煤價100到300元，而新疆的煤炭價格更低，這就更加決定了煤化工的成本低廉。煤化工的主要問題需水量太大，如表2煤化工產品的耗水量，如果能把煤化工的廢水回收利用，成本將會更低[10]；二是消費市場的占有，煤化工產品一定會給石化產品市場一些沖擊，現在很多城市的公交和出租車都用的天然氣，二甲醚是未來很有可能替代汽柴油成為新的燃料，甲醇汽油也在減少石化產品的用量。表3表示2013年煤化工產品替代情況[11]。

表2 煤化工產品的耗水量Table 2 Water consumption of coal chemical products

表3 2013年煤化工產品替代情況Table 3 2013 substitution of coal chemical products

4.2 MTO、MTP技術提高，將使煤化工與石油化工競爭更加激烈

MTO，即methanel to olefin，就是一套新型煤制甲醇，然后甲醇制烯烴裝置，是代替石油化工生產乙烯和丙烯，進而生產聚烯烴，全國新建了很多MTO項目。MTP是指通過甲醇制取丙烯、LPG、乙烯、汽油等產品[12]。隨著技術的提高，煤炭利用率的加大，當煤制甲醇的成本控制在每噸2 100元以下，則MTO乙烯成本與油價為85美元/桶時的石油化工生產的乙烯成本相當，而現在的油價基本上是100美元/桶左右，所以煤化工具有相當大的競爭力[13]。如果油價持續高漲，那么未來的石油的路越走越艱難，不過煤化工目前的技術還不是很成熟，不能實現高品質、低成本的生產，石化行業應該把握住時機，加快發展的步伐。

5 煤化工對石油化工行業的機遇

一是提高煉油技術水平和重視環保。要做到提高生產工藝技術和改善設備環境、進一步優化原料路線。增加加氫裂化或加氫精制等二次加工裝置和制氫裝置來處理污染物和升級產品質量，進一步提高汽油和柴油的品質。通過生產方案不斷優化，合理配置和利用資源，采用自主研發的新技術、新工藝和優化組合，從而降低石化產品的成本。石化行業也會帶來很多的廢棄物，加大廢物的回收利用的研究，爭取變廢為寶[14]。

二是解決石化行業產能過剩問題和調整產業結構。2013年國內尿素產能達到8 070萬t，而市場對尿素需求量約為6 500萬t，尿素過剩產能約1 500萬t。我國磷肥上半年產能利用率75%，其中磷酸二銨和磷酸一銨產能過剩一倍以上，還有其他的一些石化產品的消耗量僅為70%左右。新型煤化工快速的發展有助于石化行業產品的調整，石油化工行業產能過剩的地方盡量減少生產，石化行業供不應求的產品，通過煤化工來補充。

三是降低我國石油對外依存度。2013年我國石油的對外依存度已達到58.1%，未來這一數字還會升高，這就迫切需要解決這一問題，尤其是乙烯的產量，受原油和油價的影響，乙烯的成本價越來越高，乙烯的效益逐漸降低，而MTO的新出路正好解決這一問題，所以新型煤化工可以緩解中國對外的石油依存關系[15]。

6 結 論

綜上所述，煤化工的發展將對于煉油行業有很大的影響，它使燃料消費結構更加的多元化，促使煉油行業做出更加適應的調整，減少煉油行業高消耗的區域，完善市場經濟。但是，煤化工在一定程度上會影響石化行業的消費量，因為煤化工低廉的成本，更會對石油產品帶來很大的打擊。同時也促進石化行業努力提高技術、降低成本、注重環保和調整產業結構才會更加的適應社會的需求。

［1］蔡麗娟，孫延輝，閆 輝. 現代煤化工行業發展趨勢及其應對策略的分析[J]，現代化工，2012，（8）：5-8.

［2］顧宗勤. 煤化工產業的發展分析[J]. 化學工業, 2012(6): 7-11; 20.

［3］蘇萬銀. 煤氣化方法的比較及分析[J]. 煤化工, 2010(3): 10-14.

［4］李海華. 我國資源結構及煤液化發展現狀煤炭技術[J]. 煤炭技術，2012，31(1): 233-234.

［5］劉加慶，鄒海旭. 從美國大平原發展分析國內煤制天然氣項目前景[J]. 現代化工，2014，34(2).

［6］杜銘華，安星悅. 我國新型煤化工發展思路探討[J].化學工業，2013，31（1）：19-22.

［7］祁新萍.我國煤化工發展現狀及前景[J].化學工程與裝備，2013（1）：142-143.

［8］張玉卓．煤潔凈轉化工程［M］．北京: 煤炭工業出版社，2011．

［9］張明.現代煤化工產業的現狀及展望[J].化工機械, 2012(3): 256-265.

［10］唐峰，孫繼濤，楊善遠，等. 新型煤化工項目循環冷卻水系統類型選擇[J]. 工業用水與廢水，2013，44(6):57-61.

［11］洪定一. 2012年我國石油化工行業進展及展望[J].化工進展，2013（3）：481-500.

［12］張杰．淺談煤化工發展趨勢[J]． 現代化工，2011，(7) :6－7．

［13］李秀峰．新型煤化工技術和經濟競爭力分析[J]． 山西化工，2012，32( 2) :49－57.

［14］王基銘. 中國現代煤化工產業現狀與展望[J]. 當代石油石化，2012，20（8）：1-6.

［15］楊春生 發展現代煤化工有利于降低我國石油對外依存度[J].中外能源,2013（11）：1－6.

Challenges and Opportunities of China's New Coal Chemical Industry for the Petrochemical Industry

ZHAO Peng-fei, ZHANG Jin-sheng, LI Li-hua, LIU Hua-min
（Liaoning Shihua University , Liaoning Fushun 113001，China）

Development status of new coal chemical industry was introduced. In the face of crude oil shortage and overcapacity of traditional coal chemical industry, to develop new coal chemical industry can facilitate the adjustment of industrial structure and transformation of China's energy consumption. Coal-to-oil, MTO, MTP, coal-to-natural gas, and coal-to-alcohol fuel processes can supply the petrochemical products. The new coal chemical industry on the market and the cost brings a lot of challenges to the petrochemical industry. However, there are some opportunities: One is to raise the level of refining technology and to pay attention to environmental protection, the second is to solve the petrochemical industry overcapacity problem and to adjust industrial structure, and the third is to reduce our dependence on foreign oil.

Coal chemical industry; Petrochemicals; Fuel

TQ 530

A

1671-0460（2014）12-2670-03

2014-06-01

趙鵬飛（1989-），男，山西大同人，在讀碩士。E-mail：153879542@qq.com。

李麗華（1964-)，女，教授，博士，研究方向：新型能源材料化學。E-mail：llh72@163.com。