煤化工發(fā)展趨勢(shì)及面臨問(wèn)題*

白富鑫

（神華鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017209）

煤化工發(fā)展趨勢(shì)及面臨問(wèn)題*

白富鑫

（神華鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017209）

我國(guó)是當(dāng)今世界上能源結(jié)構(gòu)以煤炭為基礎(chǔ)的少數(shù)國(guó)家之一，由于煤炭屬低效、高污染能源，所以今后我國(guó)將加速優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，增加清潔能源的比重。介紹了煤液化、煤制烯烴、煤制天然氣等煤炭行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)及面臨諸如二氧化碳排放、水資源等問(wèn)題。

煤化工；現(xiàn)代；發(fā)展；問(wèn)題

我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量比較豐富，產(chǎn)量也穩(wěn)居世界第一。今年我國(guó)煤炭產(chǎn)量將達(dá)到33億t[1]。由于我國(guó)多煤少油缺氣，2012年石油對(duì)外依存度將高達(dá)60%，所以近年來(lái)國(guó)家大力推行石油替代戰(zhàn)略，發(fā)展煤基石油替代產(chǎn)品，對(duì)于提高石油安全保障能力十分必要，發(fā)展煤化工也是符合國(guó)情的長(zhǎng)遠(yuǎn)之舉。

煤化工是以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過(guò)程。傳統(tǒng)煤化工主要包括合成氨、甲醇、焦炭和電石4種產(chǎn)品，現(xiàn)代煤化工是指那些替代石油或石油化工的產(chǎn)品，主要包括煤制油、煤制烯烴、二甲醚、煤制天然氣、煤制乙二醇等有機(jī)原料。

1 現(xiàn)代煤化工的發(fā)展趨勢(shì)

1.1 煤制油項(xiàng)目成果顯著

所謂煤制油，就是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，將固體煤炭轉(zhuǎn)化為液體油品和化工產(chǎn)品的過(guò)程。從工藝技術(shù)路線的差異看，主要有間接液化和直接液化2類。

煤直接液化：以煤炭為主要原料，通過(guò)加氫生產(chǎn)煤基液體燃料的煤炭加工利用技術(shù)；煤間接液化：以煤為原料經(jīng)過(guò)氣化生成合成氣，然而用合成氣來(lái)制取液體燃料[2]。

各大公司基于目前取得的成就，展開(kāi)新的雄心藍(lán)圖。神華集團(tuán)決定選擇合適的時(shí)機(jī)根據(jù)第一條生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)，再建一期工程中的另外兩條生產(chǎn)線，最終達(dá)到年產(chǎn)320 t各種產(chǎn)品的能力。潞安礦業(yè)集團(tuán)則規(guī)劃300萬(wàn)t的煤制油工程，到2020年左右，建成年產(chǎn)1 500萬(wàn)t的煤制油基地。伊泰集團(tuán)也計(jì)劃建設(shè)年產(chǎn)500萬(wàn)t的煤制油基地[4]。

可以說(shuō)到目前為止，我國(guó)的煤制油項(xiàng)目已經(jīng)取得一系列令人鼓舞的成果。

1.2 煤制烯烴項(xiàng)目相繼建成

當(dāng)前甲醇制烯烴技術(shù)的突破，使得甲醇制烯烴（MTO）和甲醇制丙烯（MTP）已面臨大型商業(yè)化。

神華包頭煤制烯烴示范工程已經(jīng)投料試車成功，該項(xiàng)目采用中科院大連化學(xué)物理研究所MTO技術(shù)，生產(chǎn)30萬(wàn)t聚乙烯和30萬(wàn)t聚丙烯。另外，神華寧煤和大唐都采用LURGI公司MTP技術(shù)生產(chǎn)50萬(wàn)t聚丙烯，即將建成投產(chǎn)。

我國(guó)聚烯烴缺口量很大，能以煤炭為原料成功地生產(chǎn)甲醇制烯烴，將是一項(xiàng)有重大意義的突破，而且煤化工的發(fā)展有利于經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也可節(jié)省石油資源，每噸乙烯需化工輕油（石腦油等）近3 t。當(dāng)然是否可行，取決于煤基烯烴的價(jià)格與傳統(tǒng)的石油化工路線相比有無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。

(3)《唐虞之道》簡(jiǎn)19：“方在下位，不以匹夫?yàn)閳l(輕)，及其有天下也，不以天下為重?！?坙，見(jiàn)母耕部；輕，溪母耕部。)

1.3 煤制天然氣將成關(guān)注的熱點(diǎn)

煤制天然氣是煤化工項(xiàng)目中，碳轉(zhuǎn)化率（50%以上）最高的項(xiàng)目，所以倍受各方關(guān)注。

到2020年我國(guó)天然氣產(chǎn)量將由目前的340億m3增長(zhǎng)到1 200億m3，天然氣需求量將由300多億m3增長(zhǎng)到2 000億m3左右，供給缺口大約為800億m3。由此可見(jiàn)，我國(guó)天然氣需求旺盛，但供應(yīng)嚴(yán)重不足。

規(guī)劃中的大規(guī)模煤合成天然氣項(xiàng)目有大唐的內(nèi)蒙古赤峰項(xiàng)目40億m3/a和大唐的遼寧阜新項(xiàng)目40億m3/a。以及位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯的神華20億m3/a、華銀電力15億m3/a和匯能16億m3/a。所以，煤合成天然氣可以成為天然氣的重要補(bǔ)充。因此，煤合成天然氣有望成為現(xiàn)代煤化工領(lǐng)域的發(fā)展新的熱點(diǎn)[5]。

1.4 多聯(lián)產(chǎn)將成重要方向

現(xiàn)代煤化工發(fā)展走跨行業(yè)聯(lián)產(chǎn)之路，是實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保的必然要求。因此，從現(xiàn)在起要突出多方合作，打破行業(yè)界線，加快發(fā)展整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)多聯(lián)產(chǎn)（IGCC）。

以大規(guī)模煤氣化與整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)多聯(lián)產(chǎn)（IGCC）為龍頭的煤化工可以為下游的醋酸、二甲醚等裝置提供蒸汽、電力以及一氧化碳、氫氣和甲醇等基本原料，上下游一體化優(yōu)勢(shì)明顯。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)不僅具有發(fā)電效率高、污染物排放低、可使用高硫煤、節(jié)水等優(yōu)勢(shì)；也通過(guò)多聯(lián)產(chǎn)液體燃料和化工品解決整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益不佳的問(wèn)題。所以多聯(lián)產(chǎn)正在成為重要的發(fā)展方向。

IGCC在福建聯(lián)合石化煉油乙烯項(xiàng)目中獲得成功，該項(xiàng)目現(xiàn)已順利投運(yùn)。同時(shí)華能（天津）綠色能源項(xiàng)目也正在進(jìn)行中[6]。

1.5 新疆將成現(xiàn)代煤化工發(fā)展的熱土

新疆煤炭?jī)?chǔ)量2萬(wàn)億噸左右，約占全國(guó)儲(chǔ)量的41%。豐富的煤炭資源吸引了神華集團(tuán)、兗礦集團(tuán)、潞安集團(tuán)、新汶集團(tuán)、魯能集團(tuán)、國(guó)家開(kāi)發(fā)投資公司等企業(yè)來(lái)開(kāi)發(fā)煤炭和煤化工項(xiàng)目。

但是新疆距離消費(fèi)市場(chǎng)相對(duì)較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本高昂。因此，大力發(fā)展煤炭的深加工利用，降低產(chǎn)品運(yùn)輸量和提高產(chǎn)品附加值，將成為戰(zhàn)略選擇。同時(shí)，相比于一些等嚴(yán)重缺水地區(qū)，新疆的水資源相對(duì)豐富，將為現(xiàn)代煤化工發(fā)展提供良好的先決條件。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，新疆的煤化工發(fā)展優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯出來(lái)[7]。

2 現(xiàn)代煤化工發(fā)展存在的問(wèn)題

我國(guó)煤炭資源豐富居能源主體地位。但總體說(shuō)含硫量高，開(kāi)發(fā)利用的環(huán)保要求高。目前，我國(guó)二氧化硫排放量和二氧化碳排放量分別居世界第一和第二，其中90%的二氧化硫的排放來(lái)自煤的使用，是我國(guó)在大氣環(huán)境污染治理方面長(zhǎng)期陷入困境的重要原因。

2.1 煤化工氣化技術(shù)進(jìn)步緩慢

煤氣化是煤化工的龍頭和基礎(chǔ)，在相當(dāng)程度地上影響煤化工的效率、成本和發(fā)展。

現(xiàn)代煤化工應(yīng)建立在潔凈煤技術(shù)基礎(chǔ)上，尤其是氣化工藝應(yīng)采用潔凈煤技術(shù)。這類技術(shù)當(dāng)今的代表是SHELL煤氣化工藝和TEXICO水煤漿氣化工藝等。

為積極提高我國(guó)煤化工氣化技術(shù)，曾引進(jìn)LURGI爐及TEXICEO爐（3種壓力等級(jí)）。但引進(jìn)后都經(jīng)過(guò)更換適應(yīng)煤種及多項(xiàng)技術(shù)改造，經(jīng)歷幾年才正常生產(chǎn)?，F(xiàn)在正引進(jìn)使用的SHELL爐，歷時(shí)已經(jīng)5年，但10多臺(tái)SHELL爐運(yùn)行并不盡如人意。所以必需加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)化的力度，增強(qiáng)自主創(chuàng)新的能力[8]。

2.2 地方政府發(fā)展煤化工熱情過(guò)度高漲

為了發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)，我國(guó)有煤炭資源的地方政府對(duì)發(fā)展煤化工充滿了濃厚的興趣，對(duì)開(kāi)發(fā)煤化工的企業(yè)提供各種支持，并對(duì)本地區(qū)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)加以規(guī)劃。

內(nèi)蒙古提出開(kāi)發(fā)生產(chǎn)高附加值的煤化工產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)煤制油500萬(wàn)t、甲醇1 000萬(wàn)t、聚氯乙烯500萬(wàn)t、三大重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)；寧夏提出用大項(xiàng)目帶動(dòng)戰(zhàn)略發(fā)展煤化工，動(dòng)態(tài)投資達(dá)300億元；陜西規(guī)劃在陜北建設(shè)以甲醇為龍頭的煤化工基地，煤制油生產(chǎn)能力將達(dá)到400萬(wàn)t，煤制甲醇生產(chǎn)能力將達(dá)到600萬(wàn)t，甲醇制烯烴產(chǎn)能力將達(dá)到100萬(wàn)t；煤炭大省山西規(guī)劃450萬(wàn)t甲醇、甲醇下游產(chǎn)品300萬(wàn)t、聚氯乙烯250萬(wàn)t，煤制油形成產(chǎn)業(yè)化。

以上的規(guī)劃呈現(xiàn)出規(guī)模大，投資高，產(chǎn)能龐大的特點(diǎn)，但是各個(gè)省份之間缺少協(xié)調(diào)，為搶占煤化工產(chǎn)業(yè)先機(jī)，很容易形成一哄而上的局面?，F(xiàn)代的煤化工產(chǎn)品市場(chǎng)前景非常廣闊，但是現(xiàn)代煤化工剛剛進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的階段，這種缺乏高瞻遠(yuǎn)矚戰(zhàn)略性的大規(guī)模規(guī)劃，最終會(huì)造成現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩的現(xiàn)象[9]。

2.3 煤化工行業(yè)耗水量巨大

我國(guó)的煤炭資源與水資源呈逆向分布。煤資源集中在中西部，而中西部都是干旱、半干旱地區(qū)，水資源特別匱乏。數(shù)據(jù)顯示，150萬(wàn)t/a油品的間接液化工廠日需原水供應(yīng)量約為5萬(wàn)m3；100萬(wàn)t/a油品的直接液化工廠日需原水約2～3萬(wàn)m3。因此，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)充分注重水資源的約束影響。

2.4 二氧化碳排放不容忽視

煤化工的副產(chǎn)品二氧化碳排放量較大。二氧化碳捕集能力、處理能力現(xiàn)在還沒(méi)有非常好解決的方式。神華集團(tuán)在鄂爾多斯建設(shè)的我國(guó)第一個(gè)CCS（CO2Capture and Storage）示范項(xiàng)目于今年年底投入運(yùn)行。設(shè)計(jì)能力只有10萬(wàn)t/a，相對(duì)煤化工企業(yè)每年幾百萬(wàn)噸的排放量而言是很微小的，并且示范項(xiàng)目還有很多不確定的因素[10]。

此外，我國(guó)是貧油國(guó)家，但并不意味著為緩解能源緊張就必須大肆發(fā)展煤化工。雖然我國(guó)煤炭總體儲(chǔ)量不小，但人均煤炭占有量只有世界平均值的60%，煤炭資源也是有限的。大規(guī)模地發(fā)展煤化工，勢(shì)必對(duì)我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)備產(chǎn)生消極影響。

3 國(guó)家政策規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展

現(xiàn)代煤化工屬于技術(shù)密集型和資金密集型的產(chǎn)業(yè)，政府主管部門按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，從戰(zhàn)略上規(guī)劃我國(guó)煤化工可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)我國(guó)煤化工的發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展模式、發(fā)展途徑出臺(tái)了一系列相關(guān)文件。

國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議并原則通過(guò)《石化產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃細(xì)則》，規(guī)定今后3年將停止審批單純擴(kuò)大產(chǎn)能的焦炭、電石等煤化工項(xiàng)目，原則上不再安排新的煤化工試點(diǎn)項(xiàng)目。國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議提出要“抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩和重復(fù)建設(shè)”。其中，煤化工行業(yè)被明確列入重點(diǎn)加強(qiáng)指導(dǎo)的名單。

還有國(guó)家發(fā)改委對(duì)煤化工項(xiàng)目的限制審批規(guī)模作出了具體規(guī)定，不再批準(zhǔn)年產(chǎn)規(guī)模在300萬(wàn)t以下的煤制油項(xiàng)目、100萬(wàn)t以下的甲醇和二甲醚項(xiàng)目、60萬(wàn)t以下的煤制烯烴項(xiàng)目。

此外，國(guó)家發(fā)改委還下發(fā)《關(guān)于規(guī)范煤制天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》，重申在國(guó)家出臺(tái)明確的產(chǎn)業(yè)政策之前，煤制天然氣及配套項(xiàng)目由國(guó)家發(fā)展改革委統(tǒng)一核準(zhǔn)，各級(jí)地方政府應(yīng)加強(qiáng)項(xiàng)目管理，不得擅自核準(zhǔn)或備案煤制天然氣項(xiàng)目。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于煤本身的固有的特性（碳多氫少，礦物雜質(zhì)多，固態(tài)且難以溶化、溶解等），要把從不清潔的能源轉(zhuǎn)為清潔的化工原料，所經(jīng)過(guò)的流程長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多、技術(shù)要求高、難度大。所以說(shuō)，現(xiàn)代煤化工是一項(xiàng)巨大的資源系統(tǒng)工程，涉及煤資源、水資源、生態(tài)、環(huán)境、技術(shù)、資金以及諸多社會(huì)配套要求，尤其是水資源和環(huán)境因素。

從項(xiàng)目建設(shè)的成本來(lái)看，近幾年是建設(shè)煤化工項(xiàng)目的大好時(shí)機(jī)。當(dāng)前的裝置設(shè)備、人工和鋼材、水泥等原料價(jià)格相對(duì)便宜，施工單位能夠集中精力做好工程質(zhì)量。煤化工項(xiàng)目的建設(shè)周期一般為2-3年，根據(jù)經(jīng)濟(jì)規(guī)律，在投產(chǎn)時(shí)將很可能迎來(lái)能源化工行業(yè)的新一輪景氣周期。

我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)目前已經(jīng)形成了較大規(guī)模和較完整的產(chǎn)業(yè)體系，技術(shù)水平不斷提高。這些都為煤化工產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著國(guó)家對(duì)發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)態(tài)度的明朗，以及相關(guān)政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)和完善，中國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)必將迎來(lái)科學(xué)發(fā)展的黃金期。

[1]劉長(zhǎng)忠.2010中國(guó)煤炭產(chǎn)量將達(dá)33億噸左右，中國(guó)新聞網(wǎng)[EB/OL].http://www.chinanews.com，2010-02-04.

[2]舒歌平.煤炭液化技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003：85.

[3]山西潞安集團(tuán)煤制油搶先“出油”[N].上海商報(bào)，2008-12-23.

[4]任會(huì)斌.我國(guó)煤制油產(chǎn)業(yè)前景紛爭(zhēng)又起[N].經(jīng)濟(jì)參考報(bào)，2009-04-09.

[5]2009上半年煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧.中國(guó)投資咨詢網(wǎng)[EB/OL]. http://www.ocn.com.cn,2009-07-08.

[6]現(xiàn)代煤化工發(fā)展期待“橫向聯(lián)合”[N].中國(guó)化工報(bào)，2010-04-01.

[7]李陽(yáng)丹.煤炭巨頭紛紛搶灘新疆點(diǎn)燃煤化工產(chǎn)業(yè)熱[N].中國(guó)證券報(bào),2008-07-24.

[8]舒歌平.煤炭液化技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003：276-280.

[9]李陽(yáng)丹.國(guó)家政策總體依舊鼓勵(lì)煤化工[N].中國(guó)證券報(bào)，2008-11-06.

[10]王瑋.神華CCS示范項(xiàng)目在鄂爾多斯市奠基[N].鄂爾多斯日?qǐng)?bào)，2010-8-13.

Development Trend and Facing Problems of Coal Chemical Industry

BAIFu-xin
（ShenhuaErdos Coal LiquefactionBranch，NeimengguErdos 017209，China）

China is one of minority countries whose coal is foundation in energy sources framework in the whole world.Coal is inefficient and high pollution so that ourcountry must optimize energy structure，develop low-carbon economy，increase use proportion of clean energy sources.In this article，coal industry development trend was introduced，such as coal liquefaction，Coal to Olefin and coal to nature gas.At the same time，some problems during developmentof coal industry were discussed.

Coal chemical；Moderntimes；Development；Problem

TQ530

A

1671-0460（2010）04-0461-03

2010-08-10

白富鑫（1982-），男，山西朔州人，助理工程師，2005年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，目前從事煤氣化工作。E-mail：baifuxin@yahoo.com.cn。