山西發(fā)展甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)的探討與思考

李 蕾， 單 坤

（山西省化學(xué)工業(yè)行業(yè)管理辦公室，山西 太原 030001）

引 言

隨著我國(guó)石油資源的日益短缺以及對(duì)外依存度的逐年提高，非石油原料生產(chǎn)低碳烯烴受到業(yè)內(nèi)人士關(guān)注，而甲醇制烯烴成為最有希望部分替代石腦油路線制烯烴的工藝。對(duì)于富煤缺油的山西來(lái)說(shuō)，發(fā)展煤基（包括焦?fàn)t煤氣、煤層氣）甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)十分必要，而且具有技術(shù)、資金、人才、政策等多方面的優(yōu)勢(shì)，因此，在山西發(fā)展這一產(chǎn)業(yè)可行且前景樂(lè)觀。

1 甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)興起的背景

低碳烯烴中的乙烯和丙烯是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基本有機(jī)原料，其生產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家化工水平高低的重要指標(biāo)。乙烯最大的用途是生產(chǎn)聚乙烯，其次可以生產(chǎn)多種有機(jī)原料，如氯乙烯、苯乙烯、環(huán)氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇等。

丙烯是僅次于乙烯的一種重要有機(jī)化工基本原料，最大的用途是生產(chǎn)聚丙烯。此外，還可制丙烯腈、異丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其酯類以及環(huán)氧丙烷和丙二醇、環(huán)氧氯丙烷和合成甘油等。

制取乙烯、丙烯的傳統(tǒng)路線是采用石腦油裂解生產(chǎn)，但這種路線要完全依賴石油［1］。目前，我國(guó)面臨石油資源短缺越來(lái)越嚴(yán)重的局面，預(yù)計(jì)到2015年，我國(guó)石油對(duì)外依存度將達(dá)到60%。同時(shí)，近年來(lái)，國(guó)際油價(jià)持續(xù)高位運(yùn)行，石化原料成本大幅上漲，贏利空間受到嚴(yán)重?cái)D壓，這些因素在一定程度上限制了以石化路線生產(chǎn)乙烯和丙烯產(chǎn)品的發(fā)展。因此，以非石油資源來(lái)制取低碳烯烴的技術(shù)日益引起人們的重視。

甲醇制乙烯、丙烯的MTO工藝和甲醇制丙烯的MTP工藝是目前重要的化工技術(shù)。該技術(shù)以煤（包括焦?fàn)t煤氣、煤層氣）或天然氣合成的甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴，成為最有希望部分替代石腦油路線的制烯烴工藝。與此同時(shí)，隨著我國(guó)甲醇行業(yè)的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)能過(guò)剩的矛盾日益突出。2006年—2011年［2］，我國(guó)甲醇產(chǎn)能平均利用率僅51%；2012年底，我國(guó)甲醇企業(yè)平均開(kāi)工率約為57%。而甲醇制烯烴對(duì)消化過(guò)剩甲醇產(chǎn)能的效果十分明顯。因此，適度發(fā)展甲醇制烯烴有望成為改善甲醇產(chǎn)能過(guò)?，F(xiàn)狀的新熱點(diǎn)。

2 甲醇制烯烴代表性技術(shù)［1，3］

目前，國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)研究比較成功的甲醇制烯烴工藝主要包括環(huán)球石油公司（UOP）和海德魯公司（Norsk Hydro）共同開(kāi)發(fā)的 UOP／Hydro MTO 技術(shù)、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所自主創(chuàng)新研發(fā)的DMTO（DMTOⅡ）技術(shù)和中石化的SMTO技術(shù)；德國(guó)魯奇公司（Lurgi）開(kāi)發(fā)的Lurgi MTP技術(shù)和我國(guó)清華大學(xué)自主研發(fā)的FMTP技術(shù)。

3 國(guó)內(nèi)甲醇制烯烴的重點(diǎn)項(xiàng)目

3.1 大連化物所DMTO技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用

3.1.1 神華集團(tuán)包頭煤基甲醇制烯烴項(xiàng)目

生產(chǎn)規(guī)模：180萬(wàn)t／a煤基甲醇，烯烴60萬(wàn)t／a，聚乙烯30萬(wàn)t／a，聚丙烯30萬(wàn)t／a。

DMTO技術(shù)于2006年完成首套萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)性試驗(yàn)后正式進(jìn)行商業(yè)化許可。2007年初，神華包頭煤制烯烴項(xiàng)目被國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)為大型煤化工示范項(xiàng)目，其核心技術(shù)采用大連化物所具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的甲醇制烯烴技術(shù)，是世界首套、全球最大的以煤為原料生產(chǎn)石化產(chǎn)品聚烯烴的特大型煤化工項(xiàng)目。該項(xiàng)目于2010年8月8日一次開(kāi)車成功，2011年1月1日實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行，至今已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行2年以上。表明，我國(guó)在甲醇制烯烴技術(shù)和工業(yè)化方面均處于國(guó)際領(lǐng)先地位。

3.1.2 山西焦煤集團(tuán)焦?fàn)t煤氣制甲醇制烯烴項(xiàng)目

生產(chǎn)規(guī)模：烯烴60萬(wàn)t／a，聚乙烯30萬(wàn)t／a，聚丙烯30萬(wàn)t／a。

該項(xiàng)目是山西省資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型綜合配套改革的示范項(xiàng)目，以焦?fàn)t煤氣為原料制甲醇，由甲醇延伸加工制烯烴，有利于焦?fàn)t煤氣的綜合利用和焦化產(chǎn)業(yè)向新型煤化工延伸，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2011年8月1日，該項(xiàng)目在洪洞工業(yè)園區(qū)開(kāi)工奠基，預(yù)計(jì)2014年建成試車。項(xiàng)目總投資估算為85.85億元。其中，固定資產(chǎn)投資約84.72億元。

3.2 德國(guó)魯奇公司MTP技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用

3.2.1 神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤基甲醇制烯烴項(xiàng)目

生產(chǎn)規(guī)模：甲醇167萬(wàn)t／a，聚丙烯50萬(wàn)t／a。

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤基烯烴項(xiàng)目是世界上最大的以煤為原料生產(chǎn)聚丙烯的煤化工項(xiàng)目，于2010年10月投料試車成功，產(chǎn)出純度為99.69%丙烯產(chǎn)品。該裝置的運(yùn)行標(biāo)志著全球首套甲醇制丙烯工業(yè)化核心技術(shù)在我國(guó)成功應(yīng)用，從而在世界上率先開(kāi)創(chuàng)了一條以煤為原料經(jīng)甲醇生產(chǎn)丙烯的全新技術(shù)路線。

3.2.2 大唐國(guó)際多倫煤基烯烴項(xiàng)目（MTP）

生產(chǎn)規(guī)模：甲醇168萬(wàn)t／a，聚丙烯46萬(wàn)t／a。

大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工項(xiàng)目是我國(guó)首個(gè)以褐煤為原料制甲醇生產(chǎn)聚丙烯的示范工程。大唐多倫MTP裝置于2011年1月一次投料試車成功，并已實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。

4 近期國(guó)家核準(zhǔn)的甲醇制烯烴項(xiàng)目

2013年3月以來(lái)，10個(gè)新型煤化工項(xiàng)目獲國(guó)家發(fā)改委“路條”，同意開(kāi)展該工程前期工作。10個(gè)項(xiàng)目中有5個(gè)煤制天然氣、4個(gè)煤基甲醇制烯烴和1個(gè)煤制合成油項(xiàng)目。

4個(gè)煤制烯烴的項(xiàng)目為：中石化集團(tuán)在貴州織金投資建設(shè)的60萬(wàn)t／a煤制烯烴項(xiàng)目，中石化與河南煤業(yè)集團(tuán)合作在河南投資建設(shè)的60萬(wàn)t／a煤制烯烴項(xiàng)目，中煤集團(tuán)在陜西榆林投資建設(shè)的煤制烯烴二期60萬(wàn)t／a煤制烯烴項(xiàng)目，甘肅華鴻匯金公司在平?jīng)鐾顿Y建設(shè)的60萬(wàn)t／a項(xiàng)目。

5 山西發(fā)展煤基甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)的探討與思考

5.1 山西發(fā)展煤基甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)的必要性

對(duì)于山西來(lái)講，至今沒(méi)有一個(gè)烯烴項(xiàng)目，而且富煤缺油的資源現(xiàn)狀決定了山西不可能發(fā)展石油路線烯烴產(chǎn)業(yè)，只有用煤（包括焦?fàn)t煤氣、煤層氣）來(lái)做文章，依托成熟的甲醇制烯烴技術(shù)，發(fā)展煤基甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)。

第一，可以大量消化吸收我省過(guò)剩的甲醇產(chǎn)能，從而實(shí)現(xiàn)資源的高效清潔利用。截止到2012年底，我省共有甲醇生產(chǎn)企業(yè)30戶，均是煤基甲醇（包括煤制甲醇、焦?fàn)t煤氣制甲醇、合成氨聯(lián)醇）。其中，煤制甲醇、焦?fàn)t煤氣制甲醇的產(chǎn)能占到了總產(chǎn)能的70%。2012年，甲醇產(chǎn)能達(dá)到403萬(wàn)t，產(chǎn)量?jī)H有147萬(wàn)t。產(chǎn)能過(guò)剩、開(kāi)工率低等因素制約著我省甲醇行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，做好產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)，積極發(fā)展甲醇下游產(chǎn)業(yè)，特別是發(fā)展甲醇制低碳烯烴，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤炭資源的高效清潔利用和煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重大意義。

第二，能為我省乃至全國(guó)日益增長(zhǎng)的烯烴深加工產(chǎn)品市場(chǎng)需求提供更多的供給。有關(guān)專家預(yù)測(cè)，2015年，我國(guó)乙烯供需缺口將達(dá)到1 200萬(wàn)t，丙烯供需缺口將達(dá)到700萬(wàn)t。因此，對(duì)于山西來(lái)說(shuō)，發(fā)展煤基甲醇制烯烴有著較大的市場(chǎng)空間。

第三，符合我省“以煤為基，多元發(fā)展”的總體發(fā)展戰(zhàn)略。山西煤炭資源豐富，應(yīng)利用好自身優(yōu)勢(shì)，適度發(fā)展煤制合成油、煤制烯烴、煤制天然氣、煤制乙二醇、煤制芳烴等現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)“以煤為基，多元發(fā)展”。

5.2 山西發(fā)展煤基甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)的可行性

第一，采用國(guó)內(nèi)自主開(kāi)發(fā)的甲醇制烯烴DMTO技術(shù)和成功商業(yè)化運(yùn)行的MTP技術(shù)。神華包頭DMTO項(xiàng)目和神華寧煤MTP工業(yè)生產(chǎn)裝置的成功投產(chǎn)以及穩(wěn)定運(yùn)行，說(shuō)明該技術(shù)已完全成熟可靠，為山西發(fā)展甲醇制烯烴提供了技術(shù)保障。

第二，我省具有豐富的低質(zhì)煤炭資源，特別是高硫、高灰、高灰熔點(diǎn)的低質(zhì)煤資源，同時(shí)還有煉焦企業(yè)所產(chǎn)生的大量副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣資源。利用低質(zhì)煤和副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇，進(jìn)而發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)，可以最大限度地降低甲醇和MTO／MTP的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，保障投資項(xiàng)目具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

5.3 山西發(fā)展煤基甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)的支持體系

第一，有大型企業(yè)集團(tuán)做項(xiàng)目承載?，F(xiàn)代煤化工項(xiàng)目投資大、資本回收期長(zhǎng)，甲醇制烯烴也是如此。因此，發(fā)展這一項(xiàng)目必須依托大企業(yè)、大集團(tuán)給予煤炭資源、投融資、人才和管理等方面的支持。

第二，有眾多科技力量作技術(shù)支持。山西省化學(xué)工業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，形成了強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)和轉(zhuǎn)化、工程設(shè)計(jì)和建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行和管理等方面的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)和造就了一大批專業(yè)的研發(fā)機(jī)構(gòu)和優(yōu)秀的產(chǎn)業(yè)人才，積聚了中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所、太原理工大學(xué)國(guó)家級(jí)煤化工工程實(shí)驗(yàn)中心、賽鼎工程有限公司（原化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計(jì)院）、山西省化工研究所、山西省化工設(shè)計(jì)院、山西省應(yīng)用化學(xué)研究所等一大批國(guó)內(nèi)知名的煤化工專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，極大地提升了山西煤化工產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力和技術(shù)支持。

第三，有綜改試驗(yàn)區(qū)的政策支持。山西綜改試驗(yàn)區(qū)的獲批對(duì)山西煤化工，特別是現(xiàn)代煤化工，帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。目前，綜改試驗(yàn)區(qū)總體方案已經(jīng)發(fā)布，相關(guān)部門將圍繞方案給予包括甲醇制烯烴在內(nèi)的煤化工項(xiàng)目有關(guān)土地、資金、人才、稅收等方面更多、更合理的政策支持。

5.4 山西發(fā)展甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)的幾點(diǎn)建議

第一，利用豐富低廉的低質(zhì)煤和焦?fàn)t煤氣制甲醇發(fā)展甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)，首先，要落實(shí)煤源、煤質(zhì)、煤價(jià)或氣源、氣質(zhì)、氣價(jià)，為項(xiàng)目的實(shí)施把好第一道原料關(guān)；其次，要對(duì)烯烴及其下游產(chǎn)品的消費(fèi)量、價(jià)格等做好市場(chǎng)預(yù)期分析，科學(xué)把握產(chǎn)品的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)；再次，在項(xiàng)目的實(shí)施和生產(chǎn)過(guò)程中要做好環(huán)保、安全、節(jié)能減排等工作，創(chuàng)造和諧穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境。

第二，針對(duì)山西煤質(zhì)的特殊性（特別是低質(zhì)煤的煤質(zhì)特性），山西在發(fā)展煤基甲醇制烯烴等煤化工項(xiàng)目時(shí)，一定要特別重視煤炭氣化工藝的選擇。對(duì)不同的氣化用原料煤，要進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，選擇經(jīng)濟(jì)、合適的煤氣化工藝，這對(duì)我省發(fā)展煤化工項(xiàng)目具有重大意義。采用焦?fàn)t煤氣制甲醇制烯烴的路線，要特別重視原料焦?fàn)t煤氣的集中加工，做到集約高效利用。

第三，省委、省政府應(yīng)對(duì)我省的甲醇制烯烴項(xiàng)目給予重點(diǎn)支持。特別是山西焦煤集團(tuán)焦?fàn)t煤氣制甲醇制烯烴項(xiàng)目，該項(xiàng)目以焦?fàn)t煤氣為原料制甲醇，通過(guò)MTO生產(chǎn)烯烴及其深加工產(chǎn)品PE、PP，對(duì)山西來(lái)講是最現(xiàn)實(shí)、最經(jīng)濟(jì)的項(xiàng)目，對(duì)我省發(fā)展現(xiàn)代煤化工以及落實(shí)綜改區(qū)的各項(xiàng)政策具有較好的示范引領(lǐng)作用。

第四，有關(guān)部門要鼓勵(lì)和引導(dǎo)項(xiàng)目的合理布局，積極推進(jìn)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)，特別是促進(jìn)焦?fàn)t煤氣、甲醇、甲醇制烯烴、烯烴深加工等生產(chǎn)企業(yè)的集中聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，推動(dòng)我省焦化行業(yè)、甲醇行業(yè)、煤化工行業(yè)的科學(xué)健康發(fā)展。

［1］唐宏青.現(xiàn)代煤化工新技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

［2］謝克昌，李忠.甲醇及其衍生物［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［3］賀永德.現(xiàn)代煤化工技術(shù)手冊(cè)［M］.第2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.