煤制烯烴已具備產(chǎn)業(yè)化條件

□ 楊學(xué)萍

煤經(jīng)甲醇制乙烯和丙烯工藝作為拓展非石油資源轉(zhuǎn)化為基本石油化工原料的新途徑，減輕了我國對(duì)進(jìn)口石油過分依賴的壓力，同時(shí)也為緩解國內(nèi)目前甲醇產(chǎn)能嚴(yán)重過剩壓力開辟了一條新路。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國已成為世界能源消費(fèi)大國。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國一次能源消費(fèi)量為32.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤（折合22.7億噸標(biāo)準(zhǔn)油），占全球能源消費(fèi)總量的比例已從2000年的11%增長到20.3%。從資源稟賦上看，我國缺油少氣富煤的特點(diǎn)使得原油對(duì)外依存度不斷提高，2011年原油對(duì)外依存度達(dá)到55%。因此，出于能源安全和經(jīng)濟(jì)安全考慮，利用我國化石資源中相對(duì)豐富的煤炭儲(chǔ)備來滿足日益增長的能源需求，具有重要的戰(zhàn)略意義。新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主，包括煤制油、煤制烯烴、煤制甲烷氣、煤制二甲醚、煤制乙二醇等，形成了煤炭—能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。

近年來我國新型煤化工發(fā)展迅速，一批重大關(guān)鍵技術(shù)取得突破，先后建成了煤制油和煤制烯烴的示范工程。以煤炭為原料生產(chǎn)油品以及化學(xué)品作為不同的石油替代路線，未來的市場推廣深度要視其技術(shù)的成熟程度、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理性、產(chǎn)品運(yùn)輸與應(yīng)用方式能否滿足市場需求而定，新型煤化工應(yīng)走階梯式的發(fā)展途徑。

煤制烯烴工藝流程包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成、甲醇制烯烴及烯烴聚合或生產(chǎn)烯烴衍生物五個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。煤制甲醇的工藝步驟和烯烴的下游工藝都已經(jīng)十分成熟，有多年的商業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。因此，甲醇制烯烴成為煤制烯烴的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

自20世紀(jì)70年代美國美孚公司發(fā)現(xiàn)在一定反應(yīng)條件和催化劑作用下，甲醇可以轉(zhuǎn)化為低碳烯烴之后，眾多能源公司投入大量人力物力研究這一工藝，涌現(xiàn)出若干非常具有代表性的工藝，如UOP/Hydro公司的MTO工藝、Lurgi公司的MTP工藝、中科院大連化物所的DMTO工藝和中國石化的S-MTO工藝等。甲醇制烯烴最終在中國率先實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。2010年8月，世界首套MTO裝置在我國神華包頭煤化工工業(yè)園投料成功。2011年10月，中國石化擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的S-MTO工藝技術(shù)應(yīng)用于中原石化60萬噸/年甲醇制烯烴裝置，順利產(chǎn)出聚合級(jí)乙烯、丙烯產(chǎn)品，標(biāo)志著我國煤制烯烴技術(shù)取得了重要突破。

根據(jù)商業(yè)示范裝置數(shù)據(jù)計(jì)算，規(guī)模為180萬噸/年的煤制烯烴項(xiàng)目在煤炭價(jià)格為550元/噸時(shí)，完全成本（指沒有聚合的乙烯、丙烯單體的成本，下同）可以控制在8300元/噸，與國際原油價(jià)格60美元/桶所對(duì)應(yīng)的石油制烯烴完全成本相當(dāng)。如果對(duì)工藝和催化劑進(jìn)一步改進(jìn)，煤制烯烴的完全成本可以控制在7800元/噸?？梢娫诂F(xiàn)有的煤炭和石油價(jià)格條件下，煤制烯烴產(chǎn)品比石油路線有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，且其抗國際油價(jià)變化風(fēng)險(xiǎn)的能力更強(qiáng)，即使油價(jià)在低位徘徊時(shí)也有利可圖。目前以煤為原料制得的烯烴產(chǎn)品經(jīng)凈化工藝和吸附劑處理后，其質(zhì)量與石油路線同類產(chǎn)品質(zhì)量相同。由煤基丙烯制備的商品級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的聚丙烯產(chǎn)品正實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，并送往下游產(chǎn)品生產(chǎn)裝置進(jìn)行深加工。

從運(yùn)輸角度考慮，煤制烯烴的聚烯烴產(chǎn)品數(shù)量較少，僅為用煤量的1/7左右。即使在新疆這樣的邊遠(yuǎn)地區(qū)，由于煤炭資源豐富，如果生產(chǎn)規(guī)模足夠大，就有生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢，對(duì)內(nèi)地市場尚有競爭力，而且還有進(jìn)入中亞市場的可能性。

總體看來，煤制烯烴已具備產(chǎn)業(yè)化條件，將成為石油基烯烴產(chǎn)業(yè)的有力補(bǔ)充。煤經(jīng)甲醇制乙烯和丙烯工藝作為拓展非石油資源轉(zhuǎn)化為基本石油化工原料的新途徑，減輕了我國對(duì)進(jìn)口石油過分依賴的壓力，同時(shí)也為緩解目前國內(nèi)甲醇產(chǎn)能嚴(yán)重過剩開辟了一條新路。