煤制烯烴市場與技術(shù)應(yīng)用前景

摘 要：近年來，隨著我國化學(xué)工程技術(shù)的逐步更新，煤化工事業(yè)的發(fā)展蒸蒸日上，探索尋找以煤炭替代石油作為化工原料生產(chǎn)的新工藝也成為新的目標(biāo)和方向。本文立足于我國在煤制烯烴技術(shù)上的突破和發(fā)展，簡述我國煤制烯烴市場和技術(shù)的研究和發(fā)展概況，簡要分析展望其發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：煤化工;煤制烯烴;發(fā)展前景

1 我國煤制烯烴市場與技術(shù)的研究現(xiàn)狀和工藝進展

在我國，研究煤制烯烴技術(shù)已歷時二十余年，期間借鑒了國外一些高新科技研究成果，并自主研究出新型的生產(chǎn)流程，任務(wù)目標(biāo)明確，所獲得的成果頗豐。

多家研究所通過大量的工藝方法、路線研究，經(jīng)過不斷的小試和中試階段的研究和完善，目前已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化運行。目前主流的煤制烯烴技術(shù)共有三種，分別是化學(xué)物理所的DMTO技術(shù)，中石化SMTO技術(shù)和UOP的MTO技術(shù)。[1]

1.1 DMTO技術(shù)

我國擁有獨立的煤制烯烴生產(chǎn)路線和體系，其中中國科學(xué)院大連化物所開發(fā)的甲醇制取低碳烯烴技術(shù)（DMTO）是我國開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤制烯烴技術(shù)。該工藝已完成萬噸級工業(yè)化試驗，其裝置中甲醇的單程轉(zhuǎn)化率達到99.99%。該流程于2011投入商業(yè)化工藝流程運營，得到了較好的工業(yè)產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，為我國煤制烯烴技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.2 SMTO技術(shù)

中國石化上海石油化工研究院、中國石化工程設(shè)計院等單位聯(lián)合開發(fā)的甲醇制烯烴技術(shù)（S-MTO），該工藝于2011年正式開車成功。在SMTO技術(shù)的基礎(chǔ)上，該聯(lián)合單位后續(xù)研究了SMTP技術(shù)。通過研究SMTP技術(shù)，開發(fā)了5000t/a的甲醇制丙烯工業(yè)側(cè)線成套技術(shù)工藝包及側(cè)線裝置工程優(yōu)化和設(shè)計，同時完成工業(yè)側(cè)線流程試驗。中天合創(chuàng)項目應(yīng)用SMTP技術(shù)的煤制烯烴產(chǎn)業(yè)鏈，是如今世界上規(guī)模最大的煤制烯烴項目，為我國煤制烯烴發(fā)展提供了新的標(biāo)桿。[2]

1.3 MTO技術(shù)

UOP公司的擁有先進MTO技術(shù)（即帶C4的烯烴裂解MTO），MTO工藝可與烯烴裂解過程相集而成。其工藝流程最終可以獲得高烯烴產(chǎn)率、并且可以在保證較高丙烯/乙烯產(chǎn)量下，得到其他烯烴提供機會。該公司最新的MTO工藝已在2015年完成商業(yè)化建設(shè)并投入生產(chǎn)，新工藝比原有煤制烯烴工藝產(chǎn)率更高，提高了煤制烯烴的經(jīng)濟效益。

2 煤制烯烴市場所面臨的競爭和挑戰(zhàn)

2.1 市場競爭日益激烈

隨著煤制烯烴技術(shù)逐步發(fā)展建設(shè)成熟，國內(nèi)市場呈現(xiàn)煤基烯烴、石油基烯烴同時存在的情況。但就目前來看，煤制烯烴幾乎很難與石油基制烯烴形成競爭。雖然煤炭資源價格低廉且儲備豐富，但相較石油制烯烴工藝來說，其存在工藝流程不成熟，前期投入成本巨大的缺點，這無疑會對煤炭制烯烴的未來發(fā)展和市場銷售產(chǎn)生影響。

2.2 環(huán)境資源的消耗和工藝排放

煤制烯烴技術(shù)在一方面節(jié)約了石油資源的消耗，另一方面加大的煤炭資源的消耗，且煤制烯烴工藝流程得到烯烴的過程中消耗水量大，是一般石油制烯烴的數(shù)倍。在我國，煤炭資源的分布和水資源的分布情況恰恰相反。大多數(shù)煤制烯烴的產(chǎn)業(yè)鏈和工廠建設(shè)在缺乏水資源的地區(qū)，加速缺水地區(qū)的水資源消耗，為其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展和居民生活提供不利條件。

2.3 人員分配不均

在市場競爭日益激烈的同時，有些新興企業(yè)缺乏這方面的專業(yè)人才，出現(xiàn)人員短缺和專業(yè)不對口等情況，將會導(dǎo)致工藝流程的中斷或市場渠道不完善等其他情況，這是煤制烯烴相關(guān)企業(yè)亟待解決的問題之一。

3 煤制烯烴市場與技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展前景

近年來，在政府出臺多種促進煤炭企業(yè)對煤制烯烴政策的傾斜下，我國許多煤炭企業(yè)就地開展煤化工工藝的積極性逐漸提高。直至2020年，我國煤制烯烴產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量一直處于不斷提升的進步階段，但需要優(yōu)化和完善的部分還有很多，市場體系也并不完整。

在我國，乙烯和聚乙烯等烯烴類材料，作為基礎(chǔ)的化工工業(yè)品原料有著巨大的使用量和需求量。盡管我國已經(jīng)開發(fā)出許多石油基制烯烴和煤制烯烴的工業(yè)生產(chǎn)線，但從煤制烯烴產(chǎn)物產(chǎn)量來看，其主要產(chǎn)品乙烯在短期內(nèi)仍存在供不應(yīng)求的狀況。并且近年來化工行業(yè)對聚合物的需求有所提升，這對于乙烯的生產(chǎn)也是巨大的考驗。

煤制烯烴工藝的主要成本包括煤炭、催化劑、生產(chǎn)設(shè)備和人力資源等，其中煤炭作為主體部分，對工藝的影響較大。所以，煤制烯烴的市場和技術(shù)應(yīng)用前景，有很大的完善和優(yōu)化余地，從流程、技術(shù)、輔助劑、銷售和市場都有很大空白，未來十分廣闊，這是一種機遇，也是一種挑戰(zhàn)。當(dāng)然，作為一種新興的生產(chǎn)烯烴的工藝，煤制烯烴在工業(yè)技術(shù)和研究中，還有很大的提升空間，為煤化工工藝創(chuàng)造無限可能。

4 對煤制烯烴市場與技術(shù)發(fā)展的幾點建議

要實現(xiàn)我國煤制烯烴技術(shù)和市場有機發(fā)展，必須綜合考量原材料、輔助劑、自然環(huán)境、運輸條件和人力資源等各個方面的問題，整合調(diào)配合適的生產(chǎn)線建設(shè)地點、資源的利用率和原料及產(chǎn)品運輸消耗。

4.1 原材料定位

煤制烯烴作為創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)完整的大規(guī)模生產(chǎn)化，還有很長的路要走。以國際間和我國目前對乙烯、丙烯等烯烴的需求量，石油基制烯烴在很長一段時間內(nèi)仍舊是烯烴生產(chǎn)的主流生產(chǎn)工藝。所以煤制烯烴技術(shù)產(chǎn)業(yè)需要有明確的定位，其主要是在我國石油資源匱乏的情況下，對烯烴生產(chǎn)的重要補充。

4.2 生產(chǎn)地區(qū)的規(guī)劃

新時代化工工業(yè)的發(fā)展，要在符合煤制烯烴原料運輸和工藝過程的需求基礎(chǔ)上，選擇合理的規(guī)劃建設(shè)區(qū)域。同時為了促進我國中西部發(fā)展，可以考慮在可考慮將缺乏石油資源及大型煉油廠的山西、陜西、內(nèi)蒙等地區(qū)，規(guī)劃為煤基制烯烴的優(yōu)先重點發(fā)展建設(shè)區(qū)域。

4.3 技術(shù)的改進

從研發(fā)到投產(chǎn)，到不同的工藝實施，煤制烯烴技術(shù)一直在不斷的進步中。這一技術(shù)若要實現(xiàn)大力可持續(xù)發(fā)展，要堅定不移地在原有項目的基礎(chǔ)上不斷尋求創(chuàng)新，研究優(yōu)化生產(chǎn)流程和技術(shù)。在滿足國家自然資源的凈化效率和對自然環(huán)境低污染的基礎(chǔ)上，大力優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，研發(fā)出流程更短、更加高效、更加節(jié)能的煤制烯烴產(chǎn)業(yè)鏈。

4.4 設(shè)計產(chǎn)品方案

對于絕大部分企業(yè)來說，由于是初次步入煤化工行業(yè)，對這一行業(yè)的要求、標(biāo)準(zhǔn)和方法都缺乏認識，沒有優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計、管理、生產(chǎn)、科研、人力資源和銷售渠道經(jīng)驗。所以新興企業(yè)首先要選擇合理的產(chǎn)品和市場，在早期要挑選工藝研究成熟、需求量大、客戶群體多的產(chǎn)品進行生產(chǎn)和銷售，經(jīng)過積攢口碑和鞏固客戶后再逐步擴大市場。當(dāng)然，要制定嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在煤制烯烴的生產(chǎn)過程中，要同時保證質(zhì)量和產(chǎn)量。

4.5 培養(yǎng)相關(guān)人才

在現(xiàn)代科技標(biāo)新立異的發(fā)展下，只有堅持科學(xué)研究，走在相關(guān)項目的最前端，才能把握住研究機遇。煤制烯烴培養(yǎng)煤化工相關(guān)科研研究人才，不僅僅是試驗原理和工業(yè)流程的人才，也包括生產(chǎn)設(shè)備和流程設(shè)計的相關(guān)專業(yè)人員。煤制烯烴的生產(chǎn)流程中，催化劑是不可或缺的一環(huán)，有科研人員的不斷攻關(guān)和突破，力求節(jié)約烯烴的生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)工藝流程，減少能源消耗，才能使這一技術(shù)能夠大量投產(chǎn)并長線發(fā)展。

5 結(jié)束語

綜上所述，在我國煤制烯烴技術(shù)起步稍晚，仍有很大的進步空間。煤制烯烴技術(shù)發(fā)展迅速，市場廣闊但競爭激烈，同時具有優(yōu)越的發(fā)展前景和激烈的競爭雙重特征。煤制烯烴技術(shù)有機遇也有挑戰(zhàn)，在未來市場和技術(shù)應(yīng)用中，會涌現(xiàn)出更多更優(yōu)勢的工藝和方法，擁有全新的發(fā)展路徑。煤制烯烴相關(guān)技術(shù)和市場在政府相關(guān)政策的傾斜下，需要同時加強科研攻關(guān)來減小生產(chǎn)成本，也需要更多的實驗材料、人才資源才能維持優(yōu)勢。作為煤炭產(chǎn)業(yè)大國，我國的煤制烯烴技術(shù)在各項政策的加持下穩(wěn)步提升，在今后的國際化工技術(shù)研究和市場發(fā)展中都將產(chǎn)生長足的影響。

參考文獻：

[1]鄭齊貴.我國煤制烯烴行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J].安徽化工，2018，44（04）：14-15+18.

[2]錢伯章，李秀紅.甲醇制烯烴（MTO）技術(shù)與應(yīng)用[J].化工設(shè)計，2015，25（06）：3-6.

作者簡介：

常宇維（1995- ），女，籍貫：內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市，職稱：助理工程師，研究方向：煤化工。