第一节 2008年煤化工产业发展前景预测
一、延长产业链做大煤化工
1、煤气化制甲醇及下游产品
这条产业链的主要工艺过程包括:煤气化制合成气;合成甲醇或二甲醚;甲醇脱水制二甲醚;甲醇或二甲醚催化合成烃类产物(主要为丙烯)。煤气化技术按气化炉的形式来划分,主要有固定床、流化床和气流床。从技术先进性、能耗、环保等方面考虑,对于大型甲醇煤气化应选用气流床气化为宜。有代表性的气流床气化方法有:德士古水煤浆、壳牌干粉和华东理工大学的多喷嘴水煤浆。德士古水煤浆气化技术的应用较早,技术较成熟,国内外的工业化装置也不少,但其气化效率不高,而氧耗很高。壳牌干粉气流床气化技术由于热效率高、煤种适应范围宽,最近两年在国内应用比较多,有10多个煤化工项目采用,但投资相对较高。华东理工大学的多喷嘴水煤浆气化技术也有工业化应用,较单喷嘴水煤浆气化碳利用率有所提高,但多喷嘴多路控制系统增加了设备投资和维修工作量。甲醇是由合成气在催化剂条件下合成,甲醇合成已实现商业化大规模生产。目前采用的甲醇合成方法以固定床为主,浆态床还在开发阶段。合成塔应用最多的是列管式合成塔,但投资较大,大型厂宜用水管式合成塔、多床内换热式合成塔和固定管板的列管式合成塔。甲醇是重要的化工原料,主要广泛应用于精细化工、塑料、医药、林产品加工等领域的基本有机化工原料,也可作为发动机代用燃料,甲醇燃料消费已经成为驱动甲醇需求的主要动力之一。二甲醚可以通过甲醇液相或气相脱水两步法制得,也可以由合成气一步法合成。与两步法相比,一步法技术具有效率高、工艺环节少、生产成本低的优点,大型二甲醚制备基本都采用一步法。二甲醚在制药和农药等化学工业中有许多独特的用途,更重要的是二甲醚可作为车用柴油替代燃料,也可以替代LPG作为民用燃料。以甲醇为原料生产低碳烯烃的MTO技术,成为发展新型煤化工产业、实现国家“以煤代油”战略的必由之路,其乙烯、丙烯产品及下游的乙二醇、丙烯酸、聚乙烯、聚丙烯等产品市场广阔,经济潜力巨大。UOP/Hydro的MTO技术已经具备工业化条件,中科院大连化物所也正在进行该技术的开发。鲁奇公司的甲醇制丙烯的MTP技术也已经完成了工业化装置的工艺设计,进入工业化实施阶段。
2、煤直接液化制油
通过对煤加热、加压、催化加氢,获得液化油,并进一步加工成汽油、柴油及其他化工产品,被称为煤的直接液化。其典型的工艺过程主要包括煤的破碎与干燥、煤浆制备、加氢液化、固液分离、气体净化、液体产品分馏和精制以及液化残渣气化制取氢气等部分,特点是对煤种要求较为严格,但热效率高,液体产品收率高。
3、煤间接液化合成油
煤间接液化是将煤气化并制得合成气(CO,H2),然后在一定温度和压力下,将其催化合成为烃类燃料油及化工原料和产品的工艺,包括煤炭气化制取合成气、气体净化与交换、催化合成烃类产品以及产品分离和改制加工等过程。其主要产品有:石脑油、柴油和蜡、乙烯、丙烯、醛、醇、酮等化工产品。煤间接液化的特点是适用煤种广、总效率较低、投资大。煤炭间接液化技术主要有3种,即南非的萨索尔(Sasol)费托合成法、美国的莫比尔法(Mobil)和正在开发的直接合成法。目前,煤间接液化技术在国外已实现商业化生产。我国从20世纪80年代开始,中国科学院山西煤化所及充矿集团承担工业化开发工作。目前,我国已经具备建设万吨级规模生产装置的技术储备,在关键技术、催化剂的 研究 开发方面已拥有了自主知识产权。
4、多联产系统
煤的多联产不是一个简单的产品链,而是一个经过优化组合的产品网,是指以煤气化技术为“龙头”,组合了多种生产工艺来进行跨 行业 、跨部门的联合生产,以得到多种具有高附加值的化工产品(如甲醇、醋酸、乙烯等)、液体和气体燃料(如F—T合成燃料、城市煤气、人工天然气等)、其他工业气体(如CO2,H2,CO等),以及充分利用工艺过程的热并进行发电的能源系统。目前多联产系统可根据不同的产品取向分为以油品和化工产品为主的煤化电多联产、以生产二甲醚和甲醇重整气为主的煤化电多联产和以燃料为主的煤化电多联产。多联产没有固定的模式,实际中根据具体情况进行优化组合,达到能源的最大利用率、规模经济效益最大化是多联产的目的。多联产的产品方向还是以甲醇、氨、合成油、氢气、燃气、发电为主要产品。多联产的近期目标是基于目前工业成熟的单元工艺,实现包括煤气化、燃气轮机发电、车用液体燃料生产和化工产品合成的初级多联产系统;远期目标是通过进一步 研究 开发,除涵盖煤气化制氢、燃料电池发电、液体燃料生产、化工产品合成之外,以实现CO2捕集埋藏、生产无污染的氢能利用及燃料电池发电为最终目标,实现煤炭利用的近零排放。
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。
二、资源短缺使煤化工业光明前景
煤化工是指以煤为主要原料的化学工业，主要是说煤制油、煤制甲醇、二甲醚等以煤炭为主要原料，通过化学反应制造石油替代性能源的领域。广州万隆的 分析 报告认为，由于石油资源的有限性和目前油价高烧不断，加上我国煤炭储量丰富，煤化工 行业 未来发展前景相当可观。而目前政策和技术所筑起的高壁垒，也无疑为已经能够规模化投产煤化工产品的上市公司创造了宽松的发展环境。
高油价呼唤替代能源：在供需关系、汇率、地缘政治的不稳定性等因素的影响下，国际原油价格近几年持续走高，目前已经维持在70-80美元/桶之间。而且依照目前的形势发展下去，则很可能还要突破80美元大关，依照极端的估计，石油价格甚至可能达到100美元/桶以上。另外，国内石油储量有限，对外依存度高（目前已经达到44%)，石油来源主要是中东地区，运输渠道单一，这些都使得我国的石油进口存在很大的不确定性。虽然近年来，我国尽量致力于发展新的进口渠道，但是这种状况难以在短期内大幅度改变。
在这样的背景下，站在国家能源安全的战略高度出发，发展适合我国国情的替代性能源，就成为了保证国家经济持续发展的一个重要课题，而煤化工替代性能源就是在这样的背景下推出的。
多煤少油的现实：替代性能源包括煤制油、风能、太阳能、生物质能等。然而，受制于成本、技术和诸如应用领域等现实性因素，煤化工（主要是煤制甲醇、二甲醚）这一替代性能源具备相对较好的发展空间。
首先，从应用来说，我国主要的耗能 行业 是交通领域，集中了大约40%左右的油品消耗量。而目前的其它替代性能源如生物质能、风能太阳能等都不具备大规模替代交通领域油品消耗的潜力。从目前的技术成熟度和产业化可行性的角度上来说，煤制油和甲醇、二甲醚就具备很好的车用油替代性，尤其是甲醇、二甲醚，生产工艺相对简单，生产成本较低，已经具备大规模产业化的基础。
其次，从现实条件来说，丰富的煤炭储量为我国煤化工 行业 的发展提供了丰富的物质基础。我国的煤炭储量极为丰富，在世界已探明的储量当中，我国的煤炭储量占到大约15%,而石油储量才占到2.7%左右。丰富的煤炭储量无疑为煤制油、甲醇、二甲醚等煤化工产品提供了足够的原料。
三、煤化工将成为21世纪高新技术产业
国际石油价格的持续上涨，已经严重影响到我国能源工业、石油化工工业等基础工业的发展，成为制约我国经济发展的关键因素。为此，科学技术部正在抓紧对我国资源战略、能源结构进行战略调整，采取措施节约石油消耗，并将洁净煤技术和煤化工技术纳入国家“十五”计划”。在日前召开的21世纪新一代煤化工发展研讨会上，科技部邀请国内著名专家学者、有关部门及科研、设计、生产单位共同研讨我国新一代煤化工产业应如何发展，并针对该领域的技术、资金、人才、项目等诸多问题献计献策。
新一代煤化工产业必将成为21世纪的高新技术产业。我国新一代煤化工的发展已形成了良好的基础，但在总体上仍存在着部门和条块分割，力量分散，投入少，产品系列单一，综合经济效益不佳，科技成果亟待进行产业化开发等问题，需很好地进行 研究 和解决。“十五”期间，我们将以产业化为重点，利用已开发的科研成果，进行工程放大或技术集成，建设一批自主开发的产业化示范工程项目，建成1～2个大型煤化工示范基地，使我国煤化工产业有较大的发展。
当前，世界各国都充分认识到21世纪将是能源结构逐步向多元化结构发展的时代。人类已面临着石油及天然气这些化石能源的不断枯竭，按照经济可持续发展的要求，必须更加合理有效利用资源。煤炭对世界而言资源较为丰富，尤其在我国客观上就存在着“缺油、少气、煤炭资源丰富”的现实，我国目前煤炭累计保有储量超过1万亿吨，1999年生产量103亿吨，预测2000年煤炭的消费量在10～11亿吨之间，按照这种比例至少可以使用500年以上。因此，对我国的能源结构和原料结构进行调整，充分利用丰富的煤炭资源，大力发展洁净煤技术和新一代煤化工技术是非常必要的，对我国合理利用资源，有效利用能源和促进经济可持续发展，以及国家安全具有重要的意义。
我国的洁净煤技术和煤化工技术经过高校、中科院、产业部门“三个方面军”几个五年计划的不懈努力，在煤的气化、净化及合成气制含氧化合物等方面，取得了一大批科技成果，自主 研究 开发的年产10万吨甲醇低压羰化制醋酸工程顺利投产，运行良好。年产2万吨甲醇羰化法制甲酸甲酯装置，已正常运转，以甲酸甲醋为原料生产dmf、n－mf甲酰胺千吨级装置已工业化。“九五”期间，经过攻关，具有自主知识产权新型多喷嘴对置水煤浆和压气化炉，已完成日处理15吨煤中试装置考核，煤的转化率和合成气有效成份含量等指标达国际领先水平，自主开发的年产10万吨新型低压合成甲醇反应器及工艺，已投入工业化运行，整体工艺技术属世界领先水平。我国在合成气化学领域，许多 研究 成果具有创新性，整体技术水平处在世界前列。
四、煤化工产业的机遇及其发展趋势
甲醇、二甲醚等煤化工产品在我国之所以没有大规模推开，和政府层面没有积极主动提出相关扶持性 产业政策 有一定关系。但是近期出现了可喜变化。在十一五 规划 中提出“发展煤化工，开发煤基液体燃料，有序推动煤炭液化示范工程建设，促进煤炭深度加工转化”。另外，发改委等在 规划 这一新兴 行业 发展的时候，也提出了规模化的要求，强调不能一哄而上，这就为已经进入的煤化工龙头型企业提供了宽松良好的发展空间。
从技术支撑说，煤制油和煤制甲醇、二甲醚目前都已经具备了成熟的商业化运营条件。煤油方面，神华集团和兖煤集团等都在建设百万吨级以上的项目。而甲醇、二甲醚项目相对而言则技术要求较低，几家上市公司都已具备一定的生产规模。
虽然煤化工 行业 具备良好的发展前景，但是目前仍然处于产业化发展的初期，尚难推动上市公司业绩爆发性增长。比如在甲醇、二甲醚生产上规模较大的兖州煤业，即使百万吨级的产能全部投产，也仅仅能够增加20%左右的销售额。眼下，炒作煤化工替代性能源类股，暂时仍主要停留在预期和概念性阶段。所以，只有在油价快速上涨的时候，这类股票才容易受到资金的追捧，这可以作为把握操作时机的一个准则。
在发展煤化工过程中，目前即将拥有和掌握先进技术的企业会得到国家相关政策的支持，是应重点关注的投资对象，如G柳化、G恒升、G兖煤，另外一些已采用天然气路线建成二甲醚生产装置的天然气化工企业也会从中受益，如G泸天化。
第二节 2008年新型煤化工技术发展前景
一、新型煤化工的主要特点
1、以清洁能源为主要产品
新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）、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。
二、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。
三、煤炭开发生产与发展新型煤化工
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。
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、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。
四、发展新型煤化工关键问题 分析
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5.5万立方米；100万t/a油品的直接液化工厂日需原水约2.3万立方米。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。
五、2008年新型煤化工产业发展预测
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。
煤炭用途分为燃烧发热发电和转化两个方面。新型煤化工主要是煤炭转化，经过气化，深加工为醚醇燃料，柴油和烯烃等系列化工能源产品。过去，我国煤化工主要运用于化肥生产，煤炭气化技术相对落后，深加工领域多处空白。随着我国煤基替代能源战略的提出，技术突破成为关键。有关人士认为，2010年以前，新型煤化工处于技术突破阶段，2010年以后，才可能大规模发展。
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