电力、热力等,以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。
(2)煤炭—能源化工一体化。新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向,紧密依 托于煤炭资源的开发,并与其它能源、化工技术结合,形成煤炭—能源化工一体化的新兴 产业。
(3)高新技术及优化集成。新型煤化工根据煤种、煤质特点及目标产品不同,采用不同 煤转化高新技术,并在能源梯级利用、产品结构方面对不同工艺优化集成,提高整体经济 效益,如煤焦化—煤直接液化联产、煤焦化—化工合成联产、煤气化合成—电力联产、煤 层气开发与化工利用、煤化工与矿物加工联产等。同时,新型煤化工可以通过信息技术的 广泛利用,推动现代煤化工技术在高起点上迅速发展和产业化建设。
(4)建设大型企业和产业基地。新型煤化工发展将以建设大型企业为主,包括采用大型 反应器和建设大型现代化单元工厂,如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及 大型联产系统等。在建设大型企业的基础上,形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产 业基地包括若干不同的大型工厂,相近的几个基地组成基地群,成为国内新的重要能源产 业。
(5)有效利用煤炭资源。新型煤化工注重煤的洁净、高效利用,如高硫煤或高活性低变 质煤作化工原料煤,在一个工厂用不同的技术加工不同煤种并使各种技术得到集成和互 补,使各种煤炭达到物尽其用,充分发挥煤种、煤质特点,实现不同质量煤炭资源的合理、 有效利用。新型煤化工强化对副产煤气、合成尾气、煤气化及燃烧灰渣等废物和余能的利 用。
(6)经济效益最大化。通过建设大型工厂,应用高新技术,发挥资源与价格优势,资源
优化配置,技术优化集成,资源、能源的高效合理利用等措施,减少工程建设的资金投入, 降低生产成本,提高综合经济效益。
(7)环境友好。通过资源的充分利用及污染的集中治理,达到减少污染物排放,实现环 境友好。
(8)人力资源得到发挥。通过新型煤化工产业建设,带动煤炭开采业及其加工业、运输
业、建筑业、装备制造业、服务业等发展,扩大就业,充分发挥我国人力资源丰富的优势。 2 新型煤化工核心技术
(1)煤直接液化。煤直接液化是煤化工领域的高新技术。该技术将煤制成油煤浆,于
450℃左右和10~30MPa 压力下催化加氢,获得液化油,并进一步加工成汽油、柴油及其 它化工产品。该技术开发始于20 世纪20 年代,30~40 年代曾在德国实现工业化;70 年代 国外又进行新工艺、新技术开发,2000 年后开发工作基本结束,但没有大规模工业化应用 实例。国内神华集团正在引进国外核心技术建设示范工厂;国内有关研发机构跟踪研究已有 20 多年,目前正在开发具有自主知识产权的煤炭直接液化新工艺以及专用高效催化剂等关 键技术。
(2)煤间接液化。煤间接液化是将煤气化并制得合成气(CO、H2),然后通过F-T 合成, 得到发动机燃料油和其它化工产品的过程。南非于20 世纪50 年代开始建设商业化工厂, 目前已形成年产700 万t 产品的生产能力。国内对间接液化技术的开发已有20 年的历史, 目前正在开发浆态床低温合成工艺及专用催化剂;另外进行了引进国外技术建设工业示范 厂的前期研究。
(3)大型先进煤气化。煤气化是发展新型煤化工的重要单元技术。国内大型先进煤气化 技术与国外相比虽有一定差距,但近年来加快了开发速度。“十五”期间,分别对具有自主 知识产权的多喷嘴水煤浆气化、干煤粉气流床气化技术进行工业示范开发和放大研究。考 虑国内煤种、煤质的多样性,目前亟待研究开发适合灰熔点高、中强粘结性煤种的气化技 术。
(4)一步法合成二甲醚技术。二甲醚可以代替柴油用作发动机燃料,也可以作为民用燃 料替代LPG。与甲醇为原料两步法制取二甲醚相比,以合成气为原料通过一步法合成二甲 醚的技术具有效率高、工艺环节少、生产成本低的优点。国内正在研究开发一步法合成二 甲醚技术。
(5)煤化工联产系统。煤化工联产系统是新型煤化工发展的重要方向,联产的基本原则
是利用不同技术途径的优势和互补性,将不同工艺优化集成,达到资源、能源的综合利用, 减少工程建设投资,降低生产成本,减少污染物或废弃物排放。如F-T 合成与甲醇合成联 产、煤焦化与直接液化联产等。
(6)以煤气化为核心的多联产系统。以煤气化为核心的多联产系统是新型煤化工发展的 主要内容,并有多种形式,其要点是以煤(或石油焦、渣油等)为气化原料,生产的煤气作 为合成液体燃料、化工品及发电的原料或燃料,通过多种产品生产过程的优化集成,达到 减少建设投资和运行费用,实现环境保护的目的。目前,国内正在进行多联产系统的优化 集成模拟软件开发和关键技术的研究。
(7)其它先进煤化工技术。新型煤化工发展还涉及其它单元工艺技术的研发和应用,如 高效气体净化和分离技术,大型高效合成技术,适应不同热值的燃气轮机发电技术等。 3 煤炭开发生产与发展新型煤化工 3.1 煤炭资源是发展新型煤化工的基础
发展新型煤化工产业将不断扩大煤炭的消费量,拉动煤炭生产,但同时必须兼顾国民 经济发展对煤炭的需求,不能影响能源供需的整体格局。为此,应将煤炭资源的开发与新 型煤化工产业的建设紧密结合。
(1)华北、西北是我国主要煤炭生产、输出地区,鄂尔多斯煤田、宁东煤田、华亭煤田、 胜利煤田和大同石炭二迭纪煤等均为未大规模开发或仅初步开发的大型煤田,资源丰富, 适合大规模开发生产,煤种与煤质适宜转化加工。结合这些煤田的开发,建设新型煤化工 产业基地和基地群,具有良好的资源优势,也有利于形成区域相对集中、技术与产品互补 的产业发展格局。
(2)云南、贵州是我国南部主要储煤和能源输出省区,云南褐煤资源丰富,贵州煤炭品 种齐全,对发展新型煤化工具备一定的资源优势。
(3)内蒙古东部有丰富的褐煤资源,黑龙江省是东北主要产煤省,也具有较好的新型煤 化工发展资源优势。
除上述3 个区域以外,还有其它产煤地区或企业,有的在煤化工方面已有较好的工业 基础和综合资源优势,具有采用新工艺、发展煤化工联产等方面的条件和潜力。 3.2 发展新型煤化工与实施大集团、联合战略
新型煤化工技术和产业的发展涉及煤炭、化工、石油、电力等多个工业领域,建设投 资大,高新技术密集,因此需要结合目前实施的煤炭工业大集团战略,走联合发展、集团 化发展的道路。
按地域或产业链组建联合大集团是切实可行的发展模式,如目前有的项目以大型煤炭
企业、地方煤炭企业和石油化工企业的联合为项目主体;也有的地区考虑能源产业的特点, 以资金筹措为目的,充分发挥地区有资金实力企业的组合优势。引进外资或中外合作也是 发展新型煤化工可充分考虑的重要方式。 3.3 新型煤化工工程发展已经启动
近年来,国内部分煤炭企业和产煤地区十分重视煤化工的发展,将建设新型煤化工工 程作为企业和地方经济发展的战略方向,开展了大量工程前期研究工作,有的已进入工程 实施阶段。
表1 为国内部分工程进展概况及发展规划。
名称 工程进展概况及发展规划 神华集团煤液化
直接液化示范工程已启动,第一条生产线,100 万t/a 规模,预计2005 年建 成。规划:2010 年直接液化、间接液化总能力达到1000 万t/a,2020 年,总 能力达到3000 万t/a。 宁(夏)煤集团煤化工
150 万t/a 间接液化完成预可研;80 万t/a 二甲醚完成前期研究。规划:间接液 化一、二期总产量达到300 万t/a。 大同煤化工联产
完成方案研究:联产油品80 万t/a、甲醇70 万t/a、电力12 亿kWh/a(自用)。 规划:一、二期总产量达到油品160 万t/a、甲醇140 万t/a,联产电力自用。 锡林郭勒煤液化 100万t/a 直接液化完成预可研。
先锋煤液化 100万t/a 直接液化完成预可研,项目筹建中。
六盘水煤化工联产 300 万t/a 炼焦与50 万t/a 直接液化联产方案研究。 依兰煤液化 100万t/a 直接液化完成预可研。 双鸭山煤液化 100万t/a 直接液化完成预可研。 河南煤液化 间接液化油品150 万t/a 完成预可研。 4 发展新型煤化工的几个关键问题
发展新型煤化工除了要有丰富的原料煤资源外,还有几个关键问题必须给予足够的重 视。
(1)耗水量大。水资源是建设新型煤化工工程的重要基础条件。如150 万t/a 油品的间 接液化工厂日需原水供应量约为5.5 万m3;100 万t/a 油品的直接液化工厂日需原水约2.3 万m3。因此,新型煤化工产业发展应充分注重水资源的约束影响,发展节水工艺。 (2)建设资金投入多。资金筹措是目前发展新型煤化工产业的重要障碍。初步分析表明, 建设100 万t/a 油品产量的直接液化工厂投资约80~90 亿元,同等规模的间接液化工程资 金投入约90~100 亿元。煤化工联产系统有利于减少建设资金投入,如50 万t/a 煤直接液 化与300 万t/a 煤焦化联产时,直接液化部分的资金投入大约为35~40 亿元。因此,应加 强项目融资筹划研究,实施跨地区、跨行业联合,拓宽资金筹措渠道,实行投资主体和投 资方式的多元化。
(3)技术及工程管理水平高。新型煤化工工程建设和生产运行是应用多领域高新技术和 实施大规模工程相结合的复杂系统工程,技术和工程管理水平要求高,因此必须注重组织 管理和培育高素质的技术队伍,实行先进、科学、高效的管理和经营模式。 5 结语
发展新型煤化工技术,建设新型煤化工产业对延伸传统煤炭产业链,提升和改造煤炭 工业,建设新兴产业,实施可持续发展有重要战略意义,是煤炭工业走新型工业化道路的 重要发展方向。目前,新型煤化工还处于发展初期,需要进行大量整体规划、技术研究、 新工艺开发、系统优化集成等配套工作。国内煤炭大型企业集团是新型煤化工发展的主体, 在新型煤化工技术发展和产业建设方面应起到重要的主力作用。 煤化工行业发展前景分析
目前世界已进入能源和化工原料多元化的时代,以煤炭为原料生产化学品和通过转化 生成高效洁净能源的技术将与石油天然气化工及能源的技术路线形成并列竞争的趋势。随 着各单项技术的逐渐成熟,煤化工行业面临着新的发展机遇。 一、行业发展趋势预测
我国是在缺油、少气、富煤的资源条件下发展煤化工的,由于煤炭属低效、高污染能
源,因此我国煤化工行业能否实现可持续发展不但取决于经济效益情况,而且还要满足环 境保护方面的要求。为此,我国煤化工行业的发展要立足于可持续发展战略,走科技含量 高、资源消耗低、环境污染少、经济效益好的新发展道路。 预计煤化工行业在我国的发展将主要呈现出以下几个趋势:
(1)产品结构方面,除发展传统的煤化工(炼焦、合成氨)产品外,将以市场为导向,重
点发展以能源转化型为主的煤化工产业,建设能源转化型和产品联产型的综合煤化工厂, 如煤炭液化、煤气化-合成燃料与化工产品或电力、热力联产等。
(2)企业结构方面,由于新型煤化工项目资金投入规模大,因此煤化工企业规模将向大 型化方向发展。尤其在全球经济一体化的背景下,培育世界级煤化工大企业,建立具有国 际竞争能力的大型工厂是提高我国煤化工行业竞争力、促进煤化工行业持续发展的必然选 择。
(3)技术开发方面,目前我国煤化工企业大多引进国外技术和装备,国内技术开发主要 集中在有关科研院所。随着新型煤化工技术的大规模产业化,企业将逐渐成为新技术发展 的主体,这将有效地提高新技术的市场转化速度,并为煤化工新技术的开发提供更多的资 金支持。
(4)资金投入方面,随着煤化工产品市场前景的渐趋明朗,以及国内煤炭工业结构调整 的深入,政府(中央和地方)势必会加大对煤化工项目发展的支持力度,煤化工行业有望通 过政策倾斜获得更多的资金投入。同时,外资和民营资本也可能在相关政策的支持下大规 模进入煤化工行业,这将促进煤化工行业投资资金来源的多元化。
以洁净煤技术为基础,新型煤化工只要认真贯彻节能提效优先的方针,大力采用节能、 高效、低污的煤转化新技术,满足生态环境和经济效益两方面的要求,那么就一定能实现 行业的可持续发展,中国也必将发展成为世界最大的煤化工业国家。 二、发展中面临的主要风险
低水平重复建设可能导致行业发展模式仍以粗放式为主
推进煤化工行业稳定、健康发展的关键在于转变行业增长方式,即由粗放式增长转为 集约式增长。
煤化工行业发展的基础是煤炭资源,由于多方面的原因,我国煤炭工业长期以来以结 构零散、无序竞争为主要特征,传统煤化工行业也是高消耗、高能耗、高排放、高污染的 行业。这种以扩张数量为主,不注重优化结构、治理污染的粗放式增长模式已经影响了我 国煤炭工业的发展质量,造成了煤炭资源的大量浪费,被实践证明是难以为继的。新型煤 化工必须坚持降污优先、节能优先的方针,力求把污染、物耗降到最低限度,走集约式增 长道路,从而实现既有经济效益,又有竞争力的发展。
但令人担忧的是,随着新型煤化工逐渐成为产业经济热点,煤化工行业发展也开始出
现了“赶时髦”的现象:主要富煤地区和煤炭企业纷纷规划、出台煤化工项目。以甲醇为例, 目前在建和拟建的甲醇产能已接近或超过千万吨级,投资过热局面已露端倪。更值得注意 的是,大量正在建设或拟建的甲醇装置规模均偏小,新建多数为10 万-20 万吨/年,个别最 大的亦只有60 万吨/年。而大量的资料表明,煤基甲醇装置必须依赖于低价煤、大型化、 先进技术及低投资四方面因素才能获得市场竞争力,是规模效益非常明显的化工装置。因 此,煤化工行业的发展存在比较大的低水平重复建设隐忧。
由于煤化工项目大多投资大、建设周期长,因此当市场最终对产能过剩作出反应时, 其造成的损失也会比较大。在争夺市场份额的过程中,部分企业可能会采取低成本、低价 格的竞争策略,这将严重损害煤化工行业的健康、持续发展。 研发投入不足导致技术滞后的风险
煤化工行业持续发展的支撑力量在于技术进步。20 世纪70 年代的石油危机促进了寻
求替代能源和洁净煤技术的开发。在煤化工发展低潮时,国外许多大型公司抓住机遇,搞 好煤化工新技术开发的战略技术贮备。近几年商业化的Shell 煤气化、MTO 技术、MTP 技 术等无不是在近10-20 年开发的。这充分说明,煤化工行业要发展必须技术先行。 目前我国在建、拟建煤化工项目的技术基本来自国外,代价很高。从战略角度看,煤 炭将长期处于我国能源结构的主体地位,拥有自有知识产权的煤化工新技术对我国能源安 全和国民经济发展具有重要的意义。
但就目前的状况来看,煤化工技术开发尚未被提升至我国经济发展的战略地位,我国 煤化工技术与国外先进水平还有相当大的差距,技术进步速度也比较缓慢。以煤气化技术 为例,U.G.I 炉国外40 多年前已停止使用,而在中国还是煤气化的主力炉型,产量竟占煤 制合成气的90%以上。由于每种气化炉及其工艺只能适应某些煤种,因此煤气化技术进步 的缓慢已经制约了我国煤化工行业的发展。一些拥有褐煤或其他煤种的地方因为缺乏适宜 的气化技术,只能长期以远途运输某地煤为主去适应某些炉型及其工艺,导致经营成本大 幅上升。
从其他行业的发展经验看,短期内可以通过引进来弥补技术差距,但长期来看,必须
依靠自身的技术研发力量来保证行业持续发展所需的技术进步,指望“以市场换技术”只会 导致在核心技术上长期受制于人,而市场却逐渐流失。煤化工作为我国具有战略意义的行 业,必须加大技术开发力度,形成自有知识产权的新技术。否则的话,行业发展的主导权 就会被国外公司控制,国内企业将无法获得煤炭深加工带来的经济利益。
成本等因素导致煤化工产品的市场竞争力不确定 煤化工产品的市场竞争力受多种因素的影响:
一是原油价格。近年来国际市场原油价格的高涨导致石化产品的生产成本迅速升高, 煤化工产品的相对投资价值随之显现,这也是触发煤化工行业投资热情的重要因素。从长 期来看,由于供求关系的制约,预计国际油价不会出现深幅回落。但随着全球经济的波动, 国际油价仍会出现周期性的涨跌,因此在技术进步不大的情况下,煤化工产品的市场竞争 力也会有周期性的变化,企业对此应有充分的认识。
二是天然气开发利用情况。原油价格的高涨不仅带动了煤化工行业的投资热潮,也引 起了投资者对天然气行业的关注。天然气发电、天然气化工等的市场前景同样被许多投资 者看好。天然气的开发利用在某些领域内会对相应的煤化工产品形成替代关系,这将制约 煤化工产品市场竞争力的提高。
三是煤炭价格。煤炭在许多煤化工产品生产过程中既是原料,也是燃料,因此煤价的 变动直接关系到煤化工产品的市场竞争力。目前许多煤化工项目在进行可行性论证时,成 本核算所用的煤价都是市价。由于煤化工项目从论证、立项到建设、投产的周期比较长, 在此期间煤价有可能会出现较大的变动,因此投产时的产品成本也会与预期出入较大,产 品市场竞争力的不确定性很高。 三、行业发展战略研究
新型煤化工属于技术密集型和投资密集型产业,其发展应坚持一体化、基地化、大型
化、现代化和集约化,通过转变经济增长方式实现行业运行状况的改善和经济效益的提高。 一体化 就是把大型煤化工装置和煤矿结合起来(也可以采取煤-电-化一体化联产
模式),把煤气化装置建在矿上(或临近矿区),力求减少煤炭运耗及运费,实现资源的优化 配置,合理使用煤炭资源(按煤质资源优质优用,劣质劣用)。只有形成煤化工与煤矿一体 化的利益机制,才能减少日后的价格、运输和布局的风险。
基地化 化学 工业内在的固有特性适宜于综合利用和深加工。基地是企业群体的集
称,基地内集中布置相关企业,可以充分、高效、合理利用各种资源,提高资源的配置效