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煤化工时代再次来临了吗?

[ 2006-07-10 ] 来源于: 中国化工信息

  编者按:近年来受世界经济增长和许多大型油气田开采量衰退等因素的影响,作为主要能源和化工原料的石油/天然气的生产和供应变得日趋紧张。国际市场上石油/天然气价格居高不下,以煤为原料生产的化工产品在某些品种中再次显示出经济上的优势,这是否预示着煤的重要地位可能会再次回归?
  在我国石油对外依存度不断提高的大背景下,近几年煤化工成为行业内的一个热门话题,国有大型煤业公司和各个产煤大省的中长期规划中都将煤化工列为发展重点,并提出很多规划项目,其中一些项目已进入实施阶段。
  由于煤化工项目存在投资大、投资回收期长、耗水量大和环保要求高等因素,人们担心煤化工发展过快会产生种种不良后果。美国莱森特化学系统公司(Nexant Chem Systems)最近完成了一份大型煤化工专题报告——《煤到化工产品:煤化工时代会再次来临吗?》(Coal to Chemicals: Is it Coal′s Time Again?),其中包括了对中国煤化工产品的相对竞争力分析。
  本刊特邀中数长城信息咨询有限公司对该文进行了摘编,希望对国内与煤化工项目有关的企业和政府部门有所帮助,能从多视角对煤化工的发展前景有一个综合的判断,以便既可以从整体上,也可以从某一具体产品上,进一步把握好煤化工的发展方向。
  一、煤化工的技术路线
  1.煤-电石-乙炔路线
  以煤为原料生产电石,电石与水反应制成乙炔。由乙炔可以生产醋酸乙烯、氯乙烯、1,4-丁二醇(BDO)、乙醛/醋酸等。电石乙炔路线的主要问题是所产生的大量电石渣对环境的不良影响。目前已有成熟的电石渣循环再利用技术,如捷克共和国就有装置在运行,电石渣也可以用来生产水泥。
  2.煤焦油路线
  煤经过焦化产生煤焦油、粗苯和煤气。煤焦油可以生产轻油、杂酚油、萘、蒽和沥青等。粗苯可以生产苯、甲苯、乙苯和二甲苯等,煤气可以生产甲醇和氨等,杂酚油可以生产苯酚、甲酚等酚类产品,萘可以生产苯酐等。
  3.煤-合成气-燃料路线
  煤制成合成气,合成气经过FT合成可以生产汽柴油等燃料,也可以生产乙烯、丙烯等α-烯烃。
  4.煤-合成气-化工产品路线
  煤气化制合成气,进而生产氢气、一氧化碳、甲醇、氨等。从氨可以生产尿素和氮磷钾复合肥等。从甲醇可以生产醋酸、甲基丙烯酸甲酯、MTBE和各种氯化溶剂。甲醇制乙烯,进而生产聚乙烯、环氧乙烷/乙二醇、苯乙烯、乙烯基衍生物等。甲醇制丙烯,进而生产聚丙烯、环氧丙烷/丙二醇、异丙苯/苯酚、丙烯腈、丙烯酸/丙烯酸酯和羰基合成醇类。
  二、煤气化技术成熟
  煤气化生产合成气,进而可以大量生产各种化工产品,这是煤化工的主要技术路线。目前发展热点之一的大型一体化煤气化联合循环发电装置(IGCC),其核心就是煤气化技术,IGCC技术使环保问题得到了比较充分的解决。
  IGCC采用更简单、更彻底的预燃处理技术,因此所产生的硫氧化物、氮氧化物和颗粒物质的排放量大大降低,产生的间接固体废物和废水减少40%。IGCC采用高压气化技术,使得所处理的物料中污染物的含量增高,处理的气量变少,与其他煤发电方式相比,脱除汞、二氧化碳、高价硫和氮氧化物的成本是最低的。IGCC技术在美国、欧洲和日本得到了广泛应用。
  煤气化反应器有3种类型:固定床反应器, 流化床反应器,气流床反应器。目前世界上技术许可商可提供的煤气化技术主要有:


      ■ KBR传输气化器


      ■ Advantica BGL (英国气体和鲁奇)


      ■ GE能源(Chevron Texaco/GE)气流床气化器


      ■ E-GAS(ConocoPhillips)气流床气化器


      ■ Shell气流床气化器


      ■ Lurgi 干灰气化器


      ■ Prenflo气流床气化器


      ■ Noell气流床气化器


      ■ 高温选择气化器


      ■ KRW流化床气化器


      ■ Lurgi多用途气化技术(PMG)
    伊士曼化工公司(Eastman Chemical)成功采用煤气化工艺生产化工产品已经有超过20多年的历史。
    由于GE能源(Chevron Texaco/GE)气流床气化器使用水煤浆气化,具有适用煤种宽,转化率高,污染小的特点,国内已引进制造技术可以制造相关设备,因而在我国得到了应用。Shell气流床气化器使用粉煤气化,其特点是气化效率高,煤耗低,三废少,在我国也得到了应用。
  三、煤化工发展的关键是石油和煤炭价格的未来走势
  利用煤生产化工产品的吸引力主要取决于3个关键的因素:原油和煤炭价格的走势,环保技术的进展,气化技术的进步。
  由于目前北美天然气供应吃紧和成本增加,使天然气的价格接近可以接受的底线。由于石油和天然气的供需矛盾突出,预计价格将继续升高,这就使煤成为一种更为经济和更有竞争力的化工原料。美国石油和天然气价格持续走高,而煤的价格相对保持稳定,图1给出了1992~2003年美国的原油/天然气/煤的价格变化情况。
  美国能源部长最近要求加速通过一项调整能源结构的法案,并表示政府部门将努力推动更多地使用煤炭,以缓解美国的能源需求压力。虽然他建议的重点是发电厂,但他也强调用煤制合成油的技术开发。基于煤气化用于发电和合成燃料的技术不断进步,美国煤化工的竞争力也将会增强。
  中国在煤化工领域进行了不懈地努力,重点是煤制氨和尿素,煤基聚氯乙烯等产品。特别是最近,用煤制甲醇和其他化工产品(BDO及其衍生物等)在中国显得尤其重要。据报道,山西省将投入870亿元建一个煤化工基地,包括250万t/a PVC、450万t/a甲醇、1000万t/a尿素等装置。淮北矿业集团投资143亿元的100万t/a PVC项目已经启动。山西晋城投资10.8亿元人民币的10万t/a煤基汽油和煤基甲醇项目已经奠基, 计划30个月建成。美国塞拉尼斯公司在南京的项目,包括60万t/a羰基合成醋酸、30万t/a醋酸乙烯单体等,预计2007年投产。陶氏化学与神华在包头拟建180万t/a煤基甲醇、60万t/a甲醇制烯烃、31万t/a聚丙烯、9.4万t/a丁烷、1.4万t/a乙烷、丙烷等装置。伊士曼公司也打算进入中国的煤化工市场。
  与此同时,中国煤制油项目也在快速发展。目前拟建和在建项目近1600万t/a。预计2020年前完成总投资4000亿~5000亿元,形成5000万t/a油品生产能力。神华集团在内蒙古正在建设国内第一家煤炭液化工厂,投资245亿元,建设320万t/a煤直接液化制成品油装置,计划2007年投产。神化集团和宁夏煤业集团拟在陕西和宁夏分别投资300亿元建设各产油300万t/a的煤间接液化工厂。
  中国高速发展的国民经济对化工产品产生了强大的市场需求,而相对平稳低廉的煤价和日益走高的国际油价加速了中国煤化工的发展步伐。目前,除了环境问题外,人们还担心的问题是中国煤价的发展趋势和国际原油价格的发展趋势对煤化工的影响。美国Nexant Chemsystems公司预测,中国的煤价在2008年后要逐渐上扬。
    世界原油价格在2005~2015年期间达到某一峰值后会出现高中低3种可能。
  四、几种煤化工产品竞争力分析
    1.氯乙烯单体
  生产氯乙烯单体有3条工艺路线:煤-电石-乙炔路线,煤气化-甲醇-乙烯路线和裂解乙烯路线。研究结果表明,2004年,与裂解乙烯路线相比,乙炔路线非常有竞争力,导致新建项目和计划项目增加。与紧缺的乙烯资源相比,丰富的煤炭资源是有保证的,但是随着煤价的升高这种竞争优势会逐步减弱。
  令人感兴趣的预测结论是,与煤基乙炔路线和裂解乙烯路线相比,煤气化路线很有竞争性,是可供未来选择的一条可行的工艺路线。
  2.LLDPE
  线性低密度聚乙烯(LLDPE)可以采用从裂解乙烯开始的传统工艺路线进行生产,也可以采用煤气化生产合成气-甲醇-乙烯的工艺路线进行生产。从可以明显地看出,2004年和2008年,采用煤化工路线生产LLDPE要比采用裂解乙烯传统工艺路线生产的LLDPE在成本上更具有竞争性。由于预测的2015年煤价将会比目前要有明显的升高,因此使得采用煤气化生产合成气-甲醇-乙烯工艺路线生产的LLDPE的成本竞争性不如采用裂解乙烯工艺路线生产的LLDPE,但是竞争力下降的具体情况会因采用的乙烯裂解原料和工艺不同而有所差别。  


      通过市场调研和技术经济分析,得出得结论是,在中国无论是石油乙烯,还是以煤为原料制乙烯,最后生产的LLDPE运往西欧,与在中欧用煤生产的LLDPE 运往西欧更具有竞争力。
  3.醋酸
  煤气化制醋酸(合成气-甲醇-醋酸),与传统的从天然气制醋酸(天然气-甲醇-醋酸)相比,有相对竞争性。从2004年和2005年情况看,两种工艺路线的成本差主要反映在甲醇的生产上,煤气化路线甲醇的成本略高,最大成本差距是5%。
    4.醋酸乙烯单体
    有3条醋酸乙烯工艺路线。一条是乙炔路线,一条是裂解乙烯路线,这两条统称为传统路线。第三条路线是煤气化路线。3条路线中,成本差距并不明显,乙炔路线的生产成本稍低。从对2004年、2008年和2015年这3年的研究成果看,这3条路线都具有一定的竞争性。
   5.尿素
    尿素的生产成本主要取决于氨的生产成本,可以通过煤气化-合成气路线生产氨,也可以通过天然气-合成气路线生产氨。从2004年和2008年情况看,煤气化路线还是非常有竞争性的。预测2015年煤价将升高,届时煤气化路线就缺乏竞争性了。
    总的来说,煤基乙炔产品链技术进展和煤气化的技术进步有利于煤化工的发展。中国有丰富的煤藏,可以缓解原油短缺带来的不利影响,但是煤价和原油价格的上涨趋势仍然是影响煤化工发展的不确定因素。中国自行开发的煤基乙炔及衍生物技术很适合中国的国情,技术上很实用,经济上也可行。

Nexant ChemSystems (莱森特化学系统)公司简介
  ChemSystems(化学系统)公司是一家国际性的咨询公司,成立于1965年,2001年9月起成为Nexant(莱森特)公司的一部分。该公司通过提供深入的、具体的和导致良好结果的管理咨询服务,在全球的能源、化工和塑料及加工行业中专门从事咨询业务。Nexant ChemSystems(莱森特化学系统)的产品和服务有助于客户在几个关键性领域解决关键性的战略和经营上的挑战, 这些领域包括:化工产品和石油化工产品、石油和天然气、电力、能源技术、能源管理、电力零售和批发市场以及企业风险管理等。公司总部位于加利福尼亚旧金山,在纽约、华盛顿、英国伦敦、泰国曼谷、日本东京等地都设有办事处。
  Nexant ChemSystems(莱森特化学系统)其他涉及煤炭内容的专题报告还有19篇:合成燃料的投资和生产成本;从煤和页岩原料生产化工产品;合成气(未来的原料来源);氢气-合成气研究;西德公司的煤研究和开发/煤气化;煤制氨和甲醇项目评价;煤/天然气制甲醇/发电项目评价;煤焦油化工产品;煤转化装置对芳烃的影响;用煤做无烟燃料;煤产品/副产品的市场评价;炼油厂中用COED工艺由煤衍生的液体的价值;在COG(煤、油、气)炼油厂中从煤生产的液体的价值;煤和甲醇浆液预可行性研究;煤-液体混合物;煤矿资产评估;煤生产合成汽油项目评价;从煤和页岩制化工产品;合成气到化工产品。
  Nexant ChemSystems(莱森特化学系统)公司在石油化工领域提供广泛的咨询和服务。除了定期出版的PERP(工艺评价与研究规划),PTE(石油与石油化工经济学)和POPS(聚烯烃规划服务)咨询报告外,还可向客户提供各种专题研究和专项报告共有46项。
  北京中数长城信息咨询有限责任公司(Sinodata Consulting(Beijing) Co., Ltd.)是美国Nexant ChemSystems公司在中国的独家代理公司,负责代理其在华的各项咨询业务。
  北京市朝阳区安定路35号安华发展大厦1403室(100029)
  电话:86-10-64893259/5027
  传真:86-10-64895136
  E-mail: davidjiang@sinodataconsulting.com
  网址:Http://www.sinodataconsulting.com

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