晉煤集團(tuán)精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景

張 敏

（晉煤集團(tuán)天溪煤制油，山西 晉城 048009）

作為晉城煤業(yè)集團(tuán)(JAMG)煤化工板塊唯一的一家非氮肥生產(chǎn)企業(yè)，天溪煤制油分公司工藝路線主要為：采用中科院煤化所灰熔聚粉煤加壓氣化技術(shù)，以“三高”劣質(zhì)煤生產(chǎn)甲醇；之后采用美孚公司甲醇制備汽油（MTG）技術(shù)生產(chǎn)汽油，同時(shí)副產(chǎn)液化石油氣（LPG）與混合芳烴。2009年6月份開車以來，已穩(wěn)定運(yùn)行3年。三年的運(yùn)營(yíng)，天溪煤制油分公司積累了寶貴的汽油及副產(chǎn)品市場(chǎng)需求信息；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了產(chǎn)品深加工等精細(xì)化工的調(diào)研與技術(shù)嘗試。

在此基礎(chǔ)上，本論文結(jié)合精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，引申論述了晉煤集團(tuán)開展精細(xì)化工的可行性與必要性。

1 天溪公司的現(xiàn)狀

天溪公司是晉煤集團(tuán)煤化工板塊內(nèi)唯一的一家非氮肥生產(chǎn)企業(yè)，中間產(chǎn)品為甲醇，主要產(chǎn)品為汽油、LPG（液化石油氣）、混合芳烴與硫磺。2011年，公司油品產(chǎn)量5.59萬(wàn)t，其中汽油3.91萬(wàn)t，混合芳烴產(chǎn)量8 000 t，LPG產(chǎn)量8 000 t，。目前，公司產(chǎn)品汽油主要以汽車燃料、LPG以生活燃料、混合芳烴以下游均四甲苯生產(chǎn)原料形式出售。

由于對(duì)精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)了解較少，最初天溪公司的混合芳烴是以普通化工品的形式出售的，售價(jià)僅為3 500元/t。但市場(chǎng)的需求驅(qū)使公司去了解市場(chǎng)，天溪公司的混合芳烴產(chǎn)品是全國(guó)市場(chǎng)中最好的均四甲苯生產(chǎn)原料，其中均四甲苯含量超過50%。有鑒于此，我們提高了混合芳烴的售價(jià)，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

通過市場(chǎng)調(diào)研，我們進(jìn)一步了解：均四甲苯主要用來生產(chǎn)均苯四甲酸二酐，而均苯四甲酸二酐是生產(chǎn)塑料之王-聚酰亞胺的原料之一[1]。聚酰亞胺（PI）是綜合性能最佳的有機(jī)高分子材料之一，耐高溫達(dá)400 ℃ 以上，長(zhǎng)期使用溫度范圍-200~ 300℃，無明顯熔點(diǎn)，具有高絕緣性能。另外，PI 作為一種特種工程材料，已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域，各國(guó)都在將聚酰亞胺的研究、開發(fā)及利用列入 21 世紀(jì)最有希望的工程塑料之一。因此，作為其上游原材料的均四甲苯也具有較高的附加值，價(jià)格在14 000~30 000元/t之間；相比目前混合芳烴7 000元/t的售價(jià)仍具有較高的升值空間。

LPG是C3、C4組分的混合物，主要作為生活燃料銷售。然而，晉城市的能源構(gòu)成限制了LPG在本地的銷售空間，天溪公司只能將產(chǎn)品銷售到外地才有市場(chǎng)。加上運(yùn)費(fèi)，天溪公司LPG產(chǎn)品并不具備價(jià)格優(yōu)勢(shì)，目前售價(jià)為6 500元/t。

天溪公司采用美孚MTG工藝生產(chǎn)的LPG具有其獨(dú)特地產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。GC測(cè)試結(jié)果中各組分含量具體為：丙烷：64.4%，丁烷：25.73%，丙烯：2.73%，丁烯：5.42%，C2：0.45%，C5及以上：1.27%。針對(duì)天溪公司LPG特點(diǎn)，我公司針對(duì)丙烷、丁烷的深加工進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)研工作。

2 天溪公司精細(xì)化工市場(chǎng)調(diào)研

針對(duì)天溪公司目前的產(chǎn)品現(xiàn)狀，公司領(lǐng)導(dǎo)組織研發(fā)人員對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)、下游技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研，分別到均四甲苯提純企業(yè)-江蘇華倫化工有限公司、均四甲苯下游企業(yè)-瑞士龍沙集團(tuán)、均苯四甲酸二酐下游企業(yè)-長(zhǎng)春高琦聚酰亞胺材料有限公司及化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計(jì)院寧波分公司進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)研，了解均四甲苯、LPG及其下游產(chǎn)品的技術(shù)、市場(chǎng)信息。

2.1 均四甲苯深加工市場(chǎng)調(diào)研

均四甲苯的深加工工藝路線主要為：均四甲苯提純獲得純品均四甲苯（1 4000元/t）-均四甲苯空氣氧化制備均苯四甲酸二酐（5 3000元/t）-均苯四甲酸二酐縮聚制備聚酰亞胺（35~100萬(wàn)元/t）。由前到后，技術(shù)難度呈級(jí)數(shù)級(jí)上升，附加值也呈級(jí)數(shù)級(jí)上升。

瑞士龍沙集團(tuán)作為全世界上最大的均苯四甲酸二酐生產(chǎn)企業(yè)，其南京生產(chǎn)工廠已建成2 500 t/a的均酐生產(chǎn)一期工程，二期工程目前正在建設(shè)之中。該公司負(fù)責(zé)人介紹：2012年龍沙集團(tuán)均四甲苯的需求量在8 000~10 000 t/a。對(duì)于我公司目前4 000 t/a的均四甲苯潛在生產(chǎn)能力，該公司表現(xiàn)出極大地興趣。認(rèn)為這個(gè)產(chǎn)能規(guī)模對(duì)國(guó)內(nèi)均四甲苯市場(chǎng)不會(huì)造成沖擊，他們公司就可以消化這個(gè)產(chǎn)能規(guī)模的均四甲苯。

目前，市場(chǎng)上均四甲苯的獲取途徑主要有：化學(xué)制備法和石化 C10芳烴提純法?；瘜W(xué)制備法[2]主要有偏三甲苯烷基化法及四甲苯異構(gòu)化法兩種。作為生產(chǎn)均苯四甲酸二酐的重要原料，均四甲苯的純度對(duì)均苯四甲酸二酐的質(zhì)量影響甚大，因而希望能夠獲得高純度的均四甲苯。在目前均四甲苯制備過程中，粗產(chǎn)物中均四甲苯的含量不高，分離均四甲苯工藝路線復(fù)雜，投資巨大，而且均四甲苯的純度也難以滿足要求。石化C10芳烴提純法通過采取一系列分離提純技術(shù)對(duì)石化煉廠C10芳烴中的均四甲苯進(jìn)行分離提純。然而，由于石化C10芳烴組成復(fù)雜，均四甲苯含量較低（8%左右）[3]，分離均四甲苯工藝路線復(fù)雜，投資巨大。

天溪煤制油分公司混合芳烴中均四甲苯含量較高（高于50%）進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理分離手段即可能獲得高純度的均四甲苯產(chǎn)品，均四甲苯生產(chǎn)成本將遠(yuǎn)低于化學(xué)制備法與石化C10芳烴提純法，極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 LPG深加工市場(chǎng)調(diào)研

針對(duì)天溪公司產(chǎn)品特點(diǎn)，我們重點(diǎn)進(jìn)行了丙烷、丁烷深加工的相關(guān)技術(shù)路線調(diào)研。主要的深加工技術(shù)有：LPG分離技術(shù)、丙烷脫氫制備丙烯和正丁烷氧化制備順酐（MA）。

LPG分離技術(shù)，我們咨詢了化二院寧波分公司專家。專家介紹LPG分離技術(shù)是石油化工行業(yè)相對(duì)成熟的技術(shù)。國(guó)內(nèi)具備相關(guān)的技術(shù)。各個(gè)石油化工設(shè)計(jì)院均可以進(jìn)行100~500 kt/a LPG分離項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)。分離的大致流程是：利用精餾原理，不同組分在同一溫度、壓力條件下相對(duì)揮發(fā)度不一樣來分離液化石油氣。首先利用脫丙烷塔將C3以上組分與C3、C2組分分離；其次，利用脫乙烷塔將C3與C2組分分離；最后利用精丙烯塔分離丙烷與丙烯。

丙烷脫氫制備丙烯的技術(shù)主要有 UOP公司Oleflex工藝、羅姆斯公司Catofin工藝、菲利浦斯公司 Star工藝、林德公司 PDH工藝。其中，Oleflex工藝和Catofin工藝業(yè)已工業(yè)化應(yīng)用。[4]羅姆斯公司于2010年8月9日宣布，向天津渤海化工集團(tuán)在天津新建的中國(guó)第一套丙烷脫氫裝置（生產(chǎn)能力600Kt/a）轉(zhuǎn)讓 Catofin技術(shù)與進(jìn)行工程設(shè)計(jì)服務(wù)。2011年6月25日，該項(xiàng)目正式開工建設(shè)[5]。

正丁烷氧化制備順酐（順丁烯二酐）的技術(shù)主要有[6]美國(guó)SD公司開發(fā)的正丁烷固定床水吸收工藝(SD工藝)，美國(guó)Huntsman公司開發(fā)的正丁烷固定床溶劑吸收工藝(Huntsman工藝)，意大利Conser公司開發(fā)的正丁烷固定床溶劑吸收工藝(Conser工藝)，英國(guó)BP公司開發(fā)的正丁烷流化床水吸收工藝(BP工藝)，美國(guó)Lummus公司和意大利Lonza公司聯(lián)合開發(fā)的正丁烷流化床溶劑吸收工藝(ALMA工藝)。另外，DuPont公司于1996年開發(fā)了移動(dòng)床MA生產(chǎn)工藝，建成70kt/a裝置。天津市化工設(shè)計(jì)院的技術(shù)源于20世紀(jì)80年代引進(jìn)美國(guó)SD的技術(shù)。目前技術(shù)專利的保護(hù)時(shí)效已過，再加上天津設(shè)計(jì)院在實(shí)際過程中不斷的積累，已經(jīng)完全掌握了該項(xiàng)技術(shù)。

采用國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的正丁烷氧化技術(shù)，由天津化工設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的第一套 20 kt/a MA生產(chǎn)裝置于2002年在新疆吐哈石油天然氣化工廠建成并于2003年3月順利投產(chǎn)標(biāo)志著我國(guó)順酐工業(yè)的技術(shù)發(fā)展提高到了一個(gè)新的水平[7]。

同時(shí)，在化二院寧波分公司調(diào)研期間，我們獲悉煙臺(tái)萬(wàn)華正在建設(shè)600 kt/a的異丁烷制備環(huán)氧丙烷項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2014年完成項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)行投產(chǎn)。該項(xiàng)目所需異丁烷國(guó)內(nèi)市場(chǎng)缺口較大，原料需要從外國(guó)進(jìn)口，因此，國(guó)內(nèi)異丁烷市場(chǎng)價(jià)格將會(huì)有較大的上揚(yáng)空間。姜國(guó)新副總工程師建議我公司考慮LPG的分離項(xiàng)目?？紤]到我公司目前LPG產(chǎn)量?jī)H有8 000 t/a，LPG的分離項(xiàng)目并不具備較大的經(jīng)濟(jì)效益，可作為晉煤集團(tuán)‘煤電油化運(yùn)一體化園區(qū)’的一個(gè)儲(chǔ)備項(xiàng)目。

3 天溪公司精細(xì)化工深加工嘗試

針對(duì)天溪公司現(xiàn)狀，結(jié)合市場(chǎng)調(diào)研反饋結(jié)果，我們進(jìn)行了現(xiàn)有產(chǎn)品的相關(guān)精細(xì)化工深加工試驗(yàn)與方案的討論?；旌戏紵N的分離項(xiàng)目，我們做了大量的試驗(yàn)工作，通過論證，采用下圖1所示的工藝流程，可以實(shí)現(xiàn)混合芳烴的分離與均四甲苯純化。

圖1 混合芳烴分離工藝流程Fig. 1 Separation Process of mixed aromatics

通過測(cè)算，按照天溪公司去年混合芳烴8 000 t的產(chǎn)量計(jì)算，整個(gè)項(xiàng)目投資約需2 000萬(wàn)元，可為公司增加銷售收入2 500萬(wàn)元。

LPG的深加工，鑒于天溪公司目前僅有約8000噸的產(chǎn)量，進(jìn)行深加工不具備規(guī)模效應(yīng)，未作深入試驗(yàn)工作。

4 晉煤集團(tuán)現(xiàn)狀

2011年，在集團(tuán)公司“固煤、穩(wěn)肥、增氣、擴(kuò)化、強(qiáng)機(jī)、育新”發(fā)展思路的指引下，在集團(tuán)煤化工板塊所屬企業(yè)員工的共同努力下，晉煤煤化工板塊獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，2011年晉煤集團(tuán)煤化工板塊總氨產(chǎn)量超過1 100萬(wàn)t，銷售收入在集團(tuán)公司總銷售收入中占比首次超過了70%。

然而，集團(tuán)公司煤化工板塊的主要產(chǎn)品為尿素、甲醇等基礎(chǔ)化學(xué)品，面對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)品市場(chǎng)產(chǎn)品過剩，價(jià)格國(guó)家管控，以及煤炭?jī)r(jià)格逐年上漲的現(xiàn)狀，基礎(chǔ)化工產(chǎn)業(yè)想要取得較大的利潤(rùn)空間，其困難是相當(dāng)大的。

國(guó)際市場(chǎng)上，同樣面臨著相同的局面。經(jīng)過多年的發(fā)展，很多高難度工藝門檻降低之后，基礎(chǔ)化工的競(jìng)爭(zhēng)主要集中在“規(guī)?！毙?yīng)上。眾多廠家進(jìn)入基礎(chǔ)化學(xué)品生產(chǎn)領(lǐng)域，使得基礎(chǔ)化學(xué)品生產(chǎn)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)加劇，企業(yè)的利潤(rùn)率急劇下降，即使技術(shù)先進(jìn)、管理水平優(yōu)秀的企業(yè)凈利潤(rùn)率也僅僅在 7%~8%之間（陶氏網(wǎng)站的原版年報(bào)中顯示，陶氏化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)品板塊2008年銷售額為56億美元，而稅前利潤(rùn)僅有1 500萬(wàn)美元）；而技術(shù)門檻較高的精細(xì)化學(xué)品利潤(rùn)率則可以超過15%。因此，國(guó)際上化工企業(yè)流行的做法是將基礎(chǔ)化學(xué)品業(yè)務(wù)剝離出去，只保留收益率高的精細(xì)化工、生物化工板塊，例如拜耳集團(tuán)剝離基礎(chǔ)化學(xué)品板塊成立朗盛公司[8]，亨斯邁集團(tuán)剝離基礎(chǔ)化學(xué)品業(yè)務(wù)[9]，陶氏化學(xué)剝離基礎(chǔ)化學(xué)品板塊輕裝上陣[10]……

晉煤集團(tuán)煤化工板塊的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀決定著我們必須保持并壯大現(xiàn)有的基礎(chǔ)化學(xué)品生產(chǎn)，取得更大的市場(chǎng)份額。然而，基礎(chǔ)化學(xué)品生產(chǎn)的‘高成本、低效率’客觀上降低了企業(yè)的盈利水平。隨著晉煤集團(tuán)煤化工技術(shù)的成熟，進(jìn)入技術(shù)水平更高的、收益率較高的精細(xì)化工板塊，是企業(yè)提升利潤(rùn)率的一條必然途徑。

十二五期間，山西省政府提出‘轉(zhuǎn)型發(fā)展、跨越發(fā)展’的可持續(xù)發(fā)展思路，客觀上也要求集團(tuán)公司在現(xiàn)有基礎(chǔ)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)。

經(jīng)由天溪公司-晉煤集團(tuán)煤化工板塊唯一一家非氮肥生產(chǎn)企業(yè)三年穩(wěn)定運(yùn)行的示范作用，晉煤集團(tuán)于2011年啟動(dòng)了‘煤電油化運(yùn)一體化園區(qū)’的建設(shè)工作，以美孚公司MTG工藝為基礎(chǔ)開始了百萬(wàn)噸MTG園區(qū)的建設(shè)工作。項(xiàng)目建成后，產(chǎn)能相比天溪公司將放大十倍以上，LPG與混合芳烴產(chǎn)品將會(huì)達(dá)到十幾萬(wàn)噸/年的規(guī)模。屆時(shí)，產(chǎn)品的深加工將為集團(tuán)公司帶來數(shù)億乃至十幾億的價(jià)值提升。因此，晉煤集團(tuán)發(fā)展精細(xì)化工將是刻不容緩的任務(wù)。

5 精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)

精細(xì)化學(xué)品這個(gè)名詞，沿用已久，原指產(chǎn)量小、純度高、價(jià)格貴的化工產(chǎn)品，如醫(yī)藥、染料、涂料等。但是，這個(gè)含義還沒有充分揭示精細(xì)化學(xué)品的本質(zhì)。近年來，各國(guó)專家對(duì)精細(xì)化學(xué)品的定義有了一些新的見解，歐美一些國(guó)家把產(chǎn)量小、按不同化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)和銷售的化學(xué)物質(zhì)，稱為精細(xì)化學(xué)品(fine chemicals)；把產(chǎn)量小、經(jīng)過加工配制、具有專門功能或最終使用性能的產(chǎn)品,稱為專用化學(xué)品(specialty chemicals)。中國(guó)、日本等則把這兩類產(chǎn)品統(tǒng)稱為精細(xì)化學(xué)品[11]。

與基礎(chǔ)化學(xué)品產(chǎn)業(yè)相比，生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品的精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)具有不同的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)。具體表現(xiàn)在[1,13]：

(1)多品種小批量

精細(xì)化工產(chǎn)品本身用量相對(duì)說不是很大，因此對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較高，對(duì)每一個(gè)具體品種來說年產(chǎn)量不可能很大，從幾百千克到幾噸、上千噸的也有。由于產(chǎn)品必須具有特定功能，故而它又是多品種的。

(2)綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝置

由于精細(xì)化工產(chǎn)品系多品種、小批量，生產(chǎn)上又經(jīng)常更換和更新品種，故要求工廠必須具有隨市場(chǎng)需求調(diào)整生產(chǎn)的高度靈活性，在生產(chǎn)上需采用多品種綜合的生產(chǎn)流程和多用途多功能的生產(chǎn)裝置，以便取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)高技術(shù)密集度

技術(shù)密集是精細(xì)化工的另一特點(diǎn)，因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中精細(xì)化學(xué)品是以商品綜合功能出現(xiàn)的，這就需要在化學(xué)合成中篩選不同化學(xué)結(jié)構(gòu)，在劑型上充分發(fā)揮自身功能與其他配合物的協(xié)同作用，在商品化上又有一個(gè)復(fù)配過程以更好發(fā)揮產(chǎn)品優(yōu)良性能。

(4)商品性強(qiáng)

由于精細(xì)化工商品繁多,用戶對(duì)商品選擇性很高，商品性很強(qiáng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)劇烈，因而應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)的應(yīng)用服務(wù)是組織生產(chǎn)的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，在技術(shù)開發(fā)的同時(shí)，積極開發(fā)應(yīng)用技術(shù)和開展技術(shù)服務(wù)工作，以增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，提高信譽(yù)，開拓市場(chǎng)。

6 結(jié) 語(yǔ)

基于精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)，以及晉煤集團(tuán)非氮肥化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，集團(tuán)公司必須未雨綢繆，開始精細(xì)化工技術(shù)的儲(chǔ)備與相關(guān)市場(chǎng)信息的調(diào)研。

晉煤集團(tuán)的精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)，必須立足于現(xiàn)有的技術(shù)、產(chǎn)品現(xiàn)狀，結(jié)合精細(xì)化工市場(chǎng)的特點(diǎn)，開發(fā)出原材料供應(yīng)充足、技術(shù)水平適合、市場(chǎng)需求穩(wěn)定的產(chǎn)品。天溪公司三年來精細(xì)化工方面的市場(chǎng)調(diào)研與實(shí)驗(yàn)，為集團(tuán)公司精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)的開展提供了相關(guān)市場(chǎng)信息與技術(shù)的儲(chǔ)備。

在晉煤集團(tuán)“固煤、穩(wěn)肥、增氣、擴(kuò)化、強(qiáng)機(jī)、興電”的發(fā)展思路的指引下下，伴隨著‘煤電油化運(yùn)一體化園區(qū)’的建設(shè)與投入運(yùn)行，非氮肥及其下游精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必定能夠促進(jìn)晉煤集團(tuán)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型與跨越發(fā)展。

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