[转载]煤制烯烃需要升级示范

龙听

发表于氮肥技改2011年4期

摘要：新的一轮煤制烯烃热潮在国内再现，技术有重大进展。煤制烯烃是高能耗、高投资、高水耗、高CO2排放、低效益的项目。煤制烯烃的示范工作尚未结束，需要科学发展，稳步前进。

关键词：煤制烯烃，升级示范

0　序

近期，新的一轮煤制烯烃热潮在国内再现，不少地方正在酝酿建设煤制烯烃工厂，并且成为“十二五”计划中煤化工发展重点之一。据统计，全国计划2000万吨/a生产能力聚烯烃的装置要上马，总投资约6300亿元，从总能耗折算消耗原煤约1.8亿吨/a，一场宏伟的煤制烯烃大发展场面正在出现。

1　技术有重大进展

煤制烯烃是继合成油之后，我国自主研发的又一个大型煤化工技术。

煤制烯烃的三个示范厂（神华MTO，宁煤与大唐的MTP）中，神华包头MTO联动试车效果不错，主要指标达到先前的予期。项目采用中科院大连化物所的甲醇制烯烃（DMTO）工艺，中石化洛阳工程公司提供工程设计，是目前规划部门大力推广的项目。示范项目年产180万吨甲醇、30万吨聚乙烯和30万吨聚丙烯。基本原理是甲醇在SAPO34催化剂的作用下，裂解成乙烯、丙烯和少量丁烯，国内的技术进展主要是研制了这种催化剂和工艺。媒体报道[1]：自2010 年8月8日投料试车，装置平稳运行，开车负荷已达90%以上，甲醇转化率接近100%和双烯选择性超过80%等都能达到设计要求。2010 年累计生产聚烯烃8.1 万吨，2011年1 月正式商业化运行。进入3月份后，甲醇制烯烃装置一直都在接近满负荷状态下运转，已具备对装置进行性能考核的条件。

宁煤MTP项目产物为50万吨/a聚丙烯、18万吨/a石脑油和4万吨/aLPG，由煤经MTP来制取。其MTP正由单体试车转向联动试车，2011年5月开始五台GSP气化炉已经处于二开一备的状态，甲醇制烯烃采用Lurgi的ZSM-5催化剂，目前气化炉单线负荷接近100％，全系统处于45-50％的运行状态。产品聚丙烯质量良好，已经开始外销。

2　前景看好但尚未达标

近期媒体采用“成功”、“投产”的说法，往往与实际不符。这在煤化工行业中，是一个常见现象。像MTO这样规模的商业示范项目，要使其“成功”、“投产”，还有一段距离要走。首先要做到“安、稳、长、满”地运行一段时间，再要进行运行标定考核，而后要进行安全、环境的评估，最后要通过主管部门的验收。通常这一过程需要二至三年时间，方可进入“成功”，确认其进入投产，投资转入固定资产，折旧计入成本。目前，这个目标没有达到，按照媒体报道，2011年计划要生产45万吨烯烃[2]，只及产能的75％。在化工行业来说，这不能算“安、稳、长、满”，因此，不能认为该装置已经达标。目前的商业化运行是尚在实施中的计划。

3　发展规划失控

目前国内共有在建、拟建以及“十二.五”规划阶段的煤制烯烃项目约29个，烯烃产能合计超过2000万吨/年，总投资将超过6300亿元，[3]估计耗原煤量在1.8亿吨(从总能耗折算)。

这么多的项目，是由国内有关规划部门及设计部门的可行性研究报告中列出的，据称项目都是可行的。

表1　各地“十二五”期间各地煤制烯烃计划部分项目

企业	规模 万吨	企业	规模 万吨
神华包头	60	延长石油集团	350
大唐多伦	48	延长石油集团延安能化公司	60
神华宁煤	50	内蒙古鄂尔多斯，中煤能源股份有限公司、中石化股份有限公司、上海申能和内蒙古满世煤炭集团	140
安徽淮南，中石化与皖北煤电集团	60	道达尔集团与中国电力投资集团	100
江苏仪征化纤	60	陕西榆林，神华陶氏	122
中原石化	60	华能伊敏煤电公司	120
河南鹤壁	60	中国华能集团控股公司/华亭中煦煤化工有限责任公司	20
河南濮阳中原石化	60	陕西浦城	67
贵州毕节织金	120	宁波禾元(进口甲醇)	60
山西晋城兰花煤炭/中石化南化	60	大连大化福佳(进口甲醇)	240
贵州毕节，中石化四川维尼纶厂	60	浙江兴兴新能源科技(进口甲醇)	60
山西潞安	60	江苏连云港(进口甲醇)	60
华能满洲里	20	正大能源(进口甲醇)	60
其它
十二五预计			2000

真的是这样吗？许多人并不相信。从国家宏观出发，我们有必要搞这么多的煤制烯烃吗？

可研报告不可信，已经成为行业中严重的弊病。

我们经常可以看到一些行业媒体的报道，对煤制烯烃的规模快速膨胀大声叫好，宣传年产2000万吨煤制烯烃的规划。它们不去分析这种可能性和必要性，误导大众特别是误导地方政府制定超量发展煤制烯烃的规划，甚至提出要用煤制烯烃代替石油烯烃，以为这样可以节省原油。这种对于炼油工业不甚了解的思维和曲解国家煤化工发展计划是极其有害的。

4　示范厂对外依赖度太大

在对煤制烯烃项目大声叫好的同时，我们要问一问这样的示范厂示范了什么？

示范的煤制烯烃项目，除了甲醇转化制烯烃这一段用的是国产技术，其他工艺大量采用了引进技术[1]，见表2。国内另二套已建成的大型煤制烯烃项目，其工艺技术也全部是引进的，见表3-4。这说明，这样的示范项目是依靠大规模引进技术来支撑的。其后的推广，到底推广什么？

表2　　MTO示范装置中工艺技术的来源

技术单元	技术来源	规模
水煤浆气化	GE	投煤量7*1500 t/d
低温甲醇洗	Linde	合成气处理　2*26.5 万Nm3
甲醇合成	Davy	甲醇180万t/a
甲醇制烯烃	大连化物所、洛阳工程公司	烯烃60万t/a
烯烃分离	Lumus	丙烯30万t/a 乙烯30万t/a
聚烯烃	DOW UNIVATION	聚丙烯30万t/a 聚乙烯30万t/a

表3　　宁煤MTP示范装置中工艺技术的来源

技术单元	技术来源	规模
空分	法国液化空气	2*9万Nm3/h
气化	德国西门子GSP干煤粉气化	投煤量5*2000 t/d(1备)
低温甲醇洗	德国Lurgi	合成气处理　56 万Nm3
甲醇合成	德国Lurgi	甲醇167万t/a
甲醇制烯烃	德国Lurgi	烯烃50万t/a
烯烃分离	ABB-Lumus气相法	丙烯50万t/a
聚烯烃	DOW UNIVATION	聚丙烯50万t/a， 石脑油18万t/a，LPG 4万t/a

表4　　大唐MTP装置中工艺技术的来源

技术单元	技术来源	规模
空分	法国液化空气	3*5.8万Nm3/h
气化	荷兰壳牌煤气化	投煤量3*2800 t/d
低温甲醇洗	德国鲁奇	合成气处理　59万Nm3
甲醇合成	德国鲁奇	甲醇168万t/a
甲醇制烯烃	德国鲁奇	烯烃46万t/a
烯烃分离	美国陶氏	丙烯46万t/a
聚烯烃	UNIPOL气相流化床	聚丙烯46万t/a石脑油12.95万吨，LPG 6.66万吨。精甲醇24万吨

近期有国内前辈指出：“其实，现代煤化工的煤制合成气、低温甲醇洗、甲醇低压合成等工艺，国内化工行业早有成熟技术；烯烃分离、乙烯和丙烯的聚合等工艺，国内石化行业也已具备国产化技术。我们的国产化技术水平并不差，投资可减少许多。”[1]

这里要说一说低温甲醇洗的引进问题。国内引进低温甲醇洗已经有二十九年的历史，已建和在建的低温甲醇洗装置已经近百套。低温甲醇洗的设计技术、国内专利已经很完善，设计和制造完全国产化已经没有什么问题，至少有四个设计单位可以独立完成低温甲醇洗工艺包。但是，国内一些资金雄厚的企业，仍然坚持引进linde、Lurgi技术，多花几个亿对它们来说没有什么影响。而事实上，我国独立设计的低温甲醇洗装置，以国内开发的低能耗半贫液流程为基础，在取得生产实践经验后走向国外，近日成功地在印度SEPC公司的40万吨/年合成氨装置竞标中击败linde、Lurgi而夺标。我国化工工艺技术出口很少，而今走向国际，这是很难得的！这件事在中国化工报上已经作了详细报道[4]，一曲“墙里开花墙外红”，希望业界能够引起关注。

5　后续发展问题

(1)投资过高

未来煤制烯烃项目能否实现商业盈利？这个问题属于技术经济范畴。目前学者各说各的，已经陷入一团迷雾。但是，有一种“等油理论”，即相当于每桶原油价格是多少时可以盈利，实际上行不通。大家可以看到，油价一涨，其它开销跟着一起涨，很难算清。

煤制烯烃的成本分析，在示范装置未稳定运行前，很难作出结论。数年前国内洛阳工程公司曾作过分析[5]，以甲醇为起点，吨醇1600元时，吨烯烃价格5532元。以此推论，在现在的物价基础上，吨聚烯烃的成本应该在6500元左右。有人以此为依据，认为煤制烯烃的成本就是这个数，提倡大力发展。

但是，目前我国的体制已经不再是计划经济时代的体制，工厂的建设是依靠贷款而不是国家拨款。因此，成本中还要加上一笔贷款还本息的钱，60万吨煤制烯烃MTO项目投资在170[2]-192[6]亿元 (按照180亿元计)，以10年还贷本息，按照目前的银行等额全息贷款利率，每吨烯烃还本息4006元。如此高额的成本，尽管申请各项优惠政策可以使产品价比市场价10000-11000元/吨略低，但明显看出这个问题：企业没有多大利润,银行旱涝保收，建这样的工厂就是給银行打工。最新的数据表明，位于伊犁河谷的新疆中煤能源伊犁煤电化有限公司建设的煤制烯烃项目，年产60万吨，项目总投资约211亿元。这样的投资能盈利吗？

如果采用自有资金来投资，不用还本还息，随着物价上涨等你回收211亿时，还值现在的211亿吗？用自有资金作投资，不付利息。若干年后资金收回，但是由于物价上升，实际上是用自有资金的贬值来顶替利息。

单位产品的投资过大，是煤制烯烃的不利因素，表5可以看出煤制烯烃的投资偏大，每万吨产品的投资惊人。

表5　几个超大型装置的投资比

项目	主要技术来源	万吨产品投资 (亿元)
煤制柴油、石脑油、LPG(国内建设)	国内	1.3-1.4
煤制甲烷(天然气)	国外	1.0-1.1
煤制聚乙烯、聚丙烯(MTO)	国外	3.0-3.2
煤制聚丙烯等 (MTP)	国外	3.0-3.2
煤制烯烃后精细化工(乙醇胺、羰基合成等)	国外	6.1

(2)用水偏多

    耗水量大，是煤制烯烃的软肋。每吨聚烯烃要用多少水，要看设计中对水的回收采取什么措施，直接了当地说是化多少投资用于水的回收。按照目前甲醇工业中的用水方式，吨醇耗水10-15吨，吨烯烃耗水约33吨，2000万吨聚烯烃耗水6.6亿吨，这在北方干旱地区是绝对用不起的。大量采用深度节水技术，再追加投资，别无良策。

　这是制约煤制烯烃大规模发展的因素。

(3)CO2排放量过大

CO2的排放量大，是煤制烯烃的另一个软肋。煤制烯烃项目，煤中的碳有75%以上要排入大气。一个60万吨的煤制烯烃项目，按能耗折算排入大气中的CO2为550万吨以上，要把CO2注入地下，或者大量种树，必须再追加投资，这个投资要计入装置投资中。

一旦开征碳税，可以说是雪上加霜。

这是制约煤制烯烃大规模发展的另一个因素。

(4)能耗偏高，能量转化率偏低

在提倡煤制聚烯烃的呼声中，很难找到煤制聚烯烃的能耗数据。这个问题格外重要，提高节能降耗是国策，化学工业不能例外。

其实，煤制聚烯烃是一种能耗偏高，能量转化率偏低的工艺。在规模为60万吨/a的前提下，目前的可研报告中给出的吨烯烃综合能耗约为180Gj，能量转化率仅为26％，比作过考核的16万吨前提下的费托合成煤制油的综合能耗109.86Gj、能量转化率40.53％[8]差多了。

表8　 某设计60万吨/年烯烃的综合能耗

序号	项    目	单位	消耗 定额	单位能耗  MJ	折能耗 GJ
1	原料+燃料天然气	Nm3	1549.34	37.89	58.71
2	原料+燃料煤	t	6.86	18060	123.88
3	新鲜水	m3	38.60	2.512	0.10
4	丁烯	t	-0.21	107.45	-0.02
5	硫磺	t	-0.02	51000	-1.08
6	合 计				181.58

有的媒体提倡生产甲醇很积极，原因是能量转化率高，而后又推荐生产聚烯烃很积极，不计较能量转化率低。这里有个疑问：究竟让大家怎么办？

6 市场消费过度

近期，我国烯烃的消耗量猛增，2010年已经超过2500万吨。为了达到全部自给率，我们还要增加约500万吨的生产能力，见表6。

近年几个大型炼厂和石化企业的扩建和兴建，使得聚烯烃产能将快速增长，再加上适度进口，预计很快达到供销平衡。国外石化产品价格低，就可以多进口一些，一方面平衡进出口贸易，另一方面把污染挡在国外，有利于保护国内的资源和环境。

表6　　我国聚烯烃的需求量和产量(万吨)[7]

	聚乙烯		聚丙烯
	需求量	产能	需求量	产能
2012年	1950	1358	1552	1456
2015年	2100	1588	1780	1698

聚烯烃不是战略物资，中国没有必要追求聚烯烃自给率达到100%，进口国外低价石化产品是很好的选择，而且能够缓解国内的能源供给压力，降低污染。现在中国的聚烯烃消耗水平，已经接近世界平均水平，见表7。

　表7　世界年度人均聚乙烯和聚丙烯消费量(千克) [7]

	聚乙烯	聚丙烯
世界	8	5
北美	37	17
中国	5	4.5

我国人口众多，总体消耗量很大，现在是提倡履行节约的时候了。聚烯烃消费越多，并不等于生活水平越高，更不能证明国力越强。

有人做过测算，像美国人那样生活，地球只能承载14亿人，像欧洲人那样生活，地球能承载20亿人。我们中国本身就有13.4亿人了，我国资源本身就不够，如果我国百姓像美国一样消耗能源，那怎么能持续发展呢？如果世界上大家都追求与美国人一样的生活，地球就要崩溃。

3　科学发展，稳步前进

从以上数据中，我们不难得到结论：煤制烯烃是高能耗、高投资、高水耗、高CO2排放、低效益的项目。尽管这个结论对于开发MTO的科学家来说是不公平的，但是却难以规避。

我们的企业家在提出建设这样的项目时，请注意上面的四高。

在讨论煤化工发展规划的时候，请规划部门用科学发展观来合理布局煤化工装置的地点、确定适当的规模和产量、选择合理的产品和工艺路线、做好环境保护、节约能源、合理利用水资源。这就是说，规划部门在考虑编制规划的同时，自觉地对国家和13亿民众负责！在这里，我们不妨提出这样的建议：

(1)煤化工是石油化工的补充

目前世界经济大国都首先消耗世界石油资源，我国也不例外。石油炼制厂必须生产各种石油产品包括：燃料油品、 石油溶剂与化工原料、 润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。 其中， 各种燃料产量最大， 约占总产量的90%； 各种润滑剂品种最多， 产量约占5%。石脑油是其中的主要产品，石脑油制烯烃是炼厂的辅助工艺，不可缺少。任何一项煤化工技术，只能代替一种油品，不能取代原油，煤化工可以补充烯烃市场，但没有必要与石油化工争夺市场，用提倡煤化工来反对石油化工垄断的说法非常不妥。

(2)产煤区适度布点，做好全局规划，总量控制；

　国内聚烯烃产品主要源于分布在沿海地区的大型石化项目，其次，东北、新疆、甘肃等地区也已有了大型聚烯烃生产装置，未来几年，云南和重庆的大炼油厂投产后，西南地区的聚烯烃消费也有了着落，而刚刚起步的煤制烯烃实在犯不着盲目追赶石油烯烃产能。

　　煤制烯烃的市场应面向缺乏石油资源和大型炼厂的地区，即中西部地区（内蒙、宁夏、陕西、山西等），实现就近消化。由于上述区域聚烯烃消耗量有限，区域内年产300万吨聚烯烃足矣。由此可以估计，除目前建设的三大装置外，市场容量仅可容纳2～3个新项目。

(3)在沿海地区进口甲醇适可而止

在沿海地区进口甲醇，MTO后做精细化工，规模不宜太大，可以一试。

近期，在沿海地区进口甲醇制聚烯烃的热情很高[9]，其实仔细一算，这样的项目没有多大的利益，仅仅为了拔高GDP而已。既然进口了，何必多此一举非进口甲醇不可(进口甲醇量是进口聚烯烃量的3倍)，不如直接进口聚烯烃，避免引入甲醇制聚烯烃的污染。

(4)煤制烯烃的示范工作尚未结束

目前，MTO示范厂有良好的进展，MTP的示范厂还有一些问题，这些工厂还在努力，总的来说，煤制烯烃的示范工作尚未结束。十二五期间，煤制烯烃的示范工作将进一步深入，力求做到四降：降低投资、能耗、水耗和CO2排放，同时实现“安、稳、常、满”。

这就是我们期望的升级示范。

因此，我们应该在科学发展观的指导下发展煤化工，做好示范工作，适度发展煤制烯烃，煤化工的前程才能辉煌。

参考文献

[1]刘方斌,“逢煤必化、褒煤贬油不可取—著名化工专家、原化工部副总工程师黄鸿宁访谈”, 中国化工报 2011.1.06

[2]刘军,丁铭, “神华包头煤制烯烃项目正式商业化运营”, 2011.1.04

[3]高素英,“煤制烯烃总投资超过6300亿”,财经网,2010.12.03

[4]张兴刚，“低温甲醇洗技术成功走出国门”，中国化工报,2011.4.13

[5]陈香生、刘昱、陈俊武，“煤基甲醇制烯烃(MTO)工艺生产低碳烯烃的工程技术及投资分析”，煤化工，2005，(10)：6,11

[6]佚名,“年产60万吨煤制烯烃项目”, 中化新网 , 2011.2.21

[7]煤制聚烯烃的市场前景分析,中国煤化网,2011.11.3

[8]储金莲,“将中国第一技术引入新疆煤业完成煤制油的蜕变”,新疆日报(汉),2011.1.26

[9]张兴刚,“为进口甲醇制烯烃算算账”,中国化工报,2011.4.07