煤制芳烴：煤化工的新機(jī)會(huì)

　　芳烴正成為沸騰的煤化工產(chǎn)業(yè)中又一個(gè)龐大的資金池。中國(guó)的煤制芳烴大化工距離成型還有多遠(yuǎn)？

　　2013年初，世界首套萬(wàn)噸級(jí)甲醇制芳烴工業(yè)試驗(yàn)裝置在華電煤業(yè)陜西榆林煤化工基地試車成功后，拜訪清華大學(xué)化學(xué)工程系教授魏飛的企業(yè)絡(luò)繹不絕。作為項(xiàng)目的參與者，魏飛感受到了業(yè)界對(duì)于煤化工的熱情。

　　“這幾年煤化工火熱，大家都在尋找項(xiàng)目，煤制芳烴是新生事物，雖然剛剛完成中試，離大型工業(yè)化還有一段距離，但前來(lái)問(wèn)詢、感興趣的企業(yè)非常多?！蔽猴w興奮地說(shuō)。

　　在過(guò)去幾年間，中國(guó)掀起了新型煤化工項(xiàng)目的建設(shè)熱潮，一批企業(yè)從中斬獲路條，既包括傳統(tǒng)的石油化工企業(yè)、也有新的進(jìn)入者，其中以煤制烯烴和煤制氣最為主流。

　　以煤制烯烴為例，神華包頭煤制烯烴項(xiàng)目已投產(chǎn)兩年多的時(shí)間，為后來(lái)者積累一定經(jīng)驗(yàn)，并催生了煤制烯烴的升級(jí)示范項(xiàng)目。正是看中了神華取得的成功和可觀的利潤(rùn)，煤制烯烴項(xiàng)目吸引了很多企業(yè)的投資興趣。伴隨著一個(gè)個(gè)巨型項(xiàng)目的落定，這些在世界范圍內(nèi)尚屬空白的大型裝置也帶來(lái)新的問(wèn)題。

　　德勤2012年發(fā)布報(bào)告稱，預(yù)計(jì)到“十二五”末，中國(guó)烯烴年產(chǎn)能至少可達(dá)5600萬(wàn)噸。一些新建MTO甲醇制烯烴項(xiàng)目存在不確定性，有可能進(jìn)一步推高烯烴產(chǎn)能規(guī)模?？紤]到新建產(chǎn)能的規(guī)模和需求增長(zhǎng)放緩的壓力，未來(lái)幾年烯烴行業(yè)可能出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩。

　　這樣的預(yù)言在業(yè)界也得到了證實(shí)，一位不愿具名的業(yè)內(nèi)專家對(duì)記者稱，從目前在建的烯烴項(xiàng)目看，總產(chǎn)能超過(guò)我國(guó)烯烴的消費(fèi)量，烯烴過(guò)剩已成必然。如果烯烴產(chǎn)品的供需關(guān)系出現(xiàn)變化，動(dòng)輒上百億投資的煤制烯烴項(xiàng)目魅力就大打折扣。意識(shí)到此種情況的投資者們，開(kāi)始尋找新的機(jī)會(huì)。那么，煤化工發(fā)展進(jìn)程中還有哪些機(jī)會(huì)等待被開(kāi)啟？

　　后起之秀

　　煤制芳烴，不失為一條新的嘗試路徑。

　　據(jù)介紹，我國(guó)高質(zhì)量芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)主要來(lái)自石油技術(shù)路線，由乙烯裂解生產(chǎn)芳烴產(chǎn)品。隨著對(duì)芳烴需求的日益增長(zhǎng)，作為芳烴生產(chǎn)原料的石油資源，面臨著越來(lái)越嚴(yán)重的短缺局面，已成為制約我國(guó)芳烴發(fā)展的主要瓶頸之一。

　　芳烴為大宗基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，目前我國(guó)年消費(fèi)量超過(guò)2000萬(wàn)噸。是化纖、工程塑料及高性能塑料等的關(guān)鍵原料，廣泛用于服裝面料、航空航天、交通運(yùn)輸、裝飾裝修，電器產(chǎn)品、移動(dòng)通訊等。

　　目前芳烴97%以上來(lái)源依賴于石油原料，由于受到產(chǎn)能影響，多年來(lái)對(duì)外依存都接近總需求量的50%。芳烴產(chǎn)品中產(chǎn)能最大、與國(guó)民經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的對(duì)二甲苯，2012年的產(chǎn)量是773萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量1382萬(wàn)噸，自給率55.9%。

　　在上述業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，煤制芳烴技術(shù)將是繼煤制烯烴、煤制天然氣、煤制油等新型煤化工項(xiàng)目之后的第四大新型化工技術(shù)，在未來(lái)幾年成為新型煤化工行業(yè)的后起之秀。

　　“頁(yè)巖氣大規(guī)模開(kāi)發(fā)，已經(jīng)將石油化工領(lǐng)域‘三烯三苯’格局打破，將頁(yè)巖氣作為原料生產(chǎn)烯烴，產(chǎn)品大部分是乙烯，丙烯很少，幾乎沒(méi)有芳烴。造成了國(guó)際上芳烴價(jià)格的上漲。未來(lái)十年內(nèi)芳烴還會(huì)處于緊缺狀態(tài)，5-6年內(nèi)價(jià)格還會(huì)上漲?！蔽猴w介紹說(shuō)。而企業(yè)對(duì)于煤制芳烴的興趣主要來(lái)自于未來(lái)可期的利潤(rùn)。

　　據(jù)悉，華電陜西榆林煤化工基地年內(nèi)全面啟動(dòng)，建設(shè)百萬(wàn)噸煤制芳烴示范裝置；中科院山西煤化所與賽鼎工程有限公司中國(guó)化學(xué)化二院正在合作研究固定床甲醇制芳烴技術(shù)；河南煤化集團(tuán)與北京化工大學(xué)也在合作開(kāi)展甲醇制芳烴技術(shù)研發(fā)。

　　巨大的經(jīng)濟(jì)效益面前，芳烴的誘惑力高于烯烴，然而，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化并非易事。

　　高門檻

　　煤制芳烴的技術(shù)路徑是，煤炭經(jīng)潔凈煤氣化后生成合成氣，合成氣轉(zhuǎn)化為甲醇，甲醇進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成為烯烴、芳烴等基礎(chǔ)有機(jī)化工原料。和烯烴一樣，芳烴的生產(chǎn)也是依托甲醇為中間平臺(tái)。因而，目前在國(guó)內(nèi)對(duì)于煤制芳烴的探索關(guān)鍵還是對(duì)甲醇制芳烴技術(shù)路線研發(fā)。

　　在魏飛看來(lái)，這是一個(gè)深度轉(zhuǎn)化的過(guò)程，對(duì)芳烴裝置要求高；同時(shí)技術(shù)上催化劑失活度難以掌握。

　　事實(shí)上，清華大學(xué)對(duì)于煤制芳烴技術(shù)的研究已經(jīng)有十幾年的歷史。在清華大學(xué)化學(xué)工程系教授、中國(guó)工程院院士金涌看來(lái)，當(dāng)時(shí)也沒(méi)想到芳烴市場(chǎng)情況如何，只是從未來(lái)中國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略安全的角度考量的。

　　據(jù)金涌回憶，幾年前，芳烴和烯烴價(jià)格接近。由于烯烴主要存在形式是氣體或液化氣，運(yùn)輸不便，需要做成成品才能進(jìn)口，而芳烴本身是液體比較容易運(yùn)輸，因而很多人把目光投向了烯烴。

　　兩年前，中國(guó)石油和化學(xué)工程規(guī)劃院對(duì)煤制芳烴和煤制烯烴做了一系列的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)，在原料使用上，都是3噸甲醇生產(chǎn)1噸產(chǎn)品，由于芳烴不需要生冷分離，相較于烯烴投資略低，經(jīng)濟(jì)效益稍微好一些。

　　時(shí)至今日，市場(chǎng)已經(jīng)發(fā)生了變化。彼時(shí)比較基礎(chǔ)是烯烴價(jià)格和芳烴價(jià)格接近，而現(xiàn)在芳烴價(jià)格已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于烯烴。

　　2013年1月13日，萬(wàn)噸級(jí)甲醇制芳烴工業(yè)試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)一次投料試車成功。第一次投料原料甲醇轉(zhuǎn)化率高于99.99%，油相產(chǎn)物中甲基苯主要指甲苯、二甲苯和三甲苯的含量達(dá)到90%以上。

　　令金涌頗為自豪的是，這項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性主要體現(xiàn)在核心流化床裝置操作非常平穩(wěn)、彈性大，連續(xù)化與自動(dòng)化程度也很高，甲醇可以實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化，并副產(chǎn)大量氫氣，工藝廢水不含氨氮，廢氣不含硫氮。

　　對(duì)他而言，下一步的任務(wù)是將工業(yè)試驗(yàn)裝置大型化?！半m然已經(jīng)中試成功，很多企業(yè)也想將其放大，但我們還是希望穩(wěn)健發(fā)展，逐步擴(kuò)大規(guī)模?！?/p>

　　在中國(guó)石油和化學(xué)工程規(guī)劃院院長(zhǎng)顧宗勤看來(lái)，煤制芳烴工業(yè)化進(jìn)程中，尚有甲醇制芳烴反應(yīng)器設(shè)計(jì)和放大、反應(yīng)熱平衡和工程優(yōu)化、對(duì)二甲苯催化劑工業(yè)化應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)有待解決。

　　據(jù)魏飛介紹，從目前技術(shù)進(jìn)展情況來(lái)看，建設(shè)一套從甲醇做起的芳烴工業(yè)化裝置，最快也需要2-3年時(shí)間。“石油化工原料占得比例不高，基本是六七噸煤做一噸產(chǎn)品，固定資產(chǎn)投資和石油化工相比，煤化工較高，其中煤氣化到甲醇階段投資相對(duì)高。況且，生產(chǎn)放大過(guò)程的每一步都有風(fēng)險(xiǎn)，我們的研究提供工程設(shè)計(jì)所需要的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，交給設(shè)計(jì)院進(jìn)行工業(yè)放大。”

　　事實(shí)上，石油化工發(fā)展到大型工程都要花費(fèi)幾十年時(shí)間，上世紀(jì)30年代末期，開(kāi)始研究乙烯裂解方法生產(chǎn)芳烴，才發(fā)展到現(xiàn)在整套100萬(wàn)噸比較大的規(guī)模。

　　“對(duì)于煤制芳烴項(xiàng)目而言，一窩蜂的上馬項(xiàng)目很不合理。特別是一些非化工企業(yè)的介入，大化工模式和其它行業(yè)的磨合還有待時(shí)日?！蔽猴w提醒道。

來(lái)源：北極星電力網(wǎng)新聞中心

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