煤化工产业发展问题与对策研究：解决之道

我国煤化工产业发展存在的问题与对策研究

陈小飞

1.煤化工产业概述

我国是世界上煤炭资源丰富的国家之一，煤炭储量远大于石油，天然气储量。目前已发现煤炭资源量超过1万亿吨，位居世界前列，占我国化石能源资源的90％以上。它不仅是重要的工业燃料，同时还是重要的化工原料。但除煤的焦化和气化之外，其他深度化学转化一直未实现大规模商业运营。进入21世纪，环保受到前所未有的重视，洁净能源安全稳定的供应也成为经济持续发展的重要条件，这都为煤化工提供了难得的发展机遇。

煤化工技术是指以产出新的能源和产品为主的煤化学加工转化技术，以洁净煤技术为基础，主要包括煤的焦化、气化和液化。随着社会经济的不断发展，以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化、煤基代用液体燃料、煤气化—发电等煤化工或煤化工能源技术也越来越引起关注，并将成为新型煤化工产业化发展的主要方向。

1.1煤炭焦化

焦化工业是发展最传统的煤化工产业，也是冶金工业高炉炼铁、机械工业铸造最主要的辅助产业。利用方法是煤炭高温焦化，焦炭是主要产品，而焦炉煤气和富含烃类液体的焦油是焦化的副产物。我国煤气净化技术已达世界先进水平，干熄焦、地面烟尘处理站、污水处理等已进入实用化阶段，焦炭质量显著提高，其主要化工产品的精制技术已达到或接近世界先进水平。

1.2煤气化及其合成技术

煤气化是煤化工产业的核心所在，应用广泛、发展成熟。即在缺氧的条件下将煤炭不完全燃烧生成的气体，该气体中主要含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等，可以用做化工原料。煤气化广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业。合成技术主要包括以煤为原料采用煤气化合成氨技术、煤炭间接液化技术等。

1.3煤液化

煤间接液化，先将煤炭气化合成气，然后通过费—托反应以及蒸馏分离得到石脑油、柴油和汽油等终端产品。另外一条煤利用途径是煤炭的直接液化工艺，目前国际上已经开发出多种直接液化工艺，原理上都比较类似：即在高温高压条件下，在溶剂中将较高比例的煤溶解，然后加入氢气和催化剂进行加氢裂化反应，再通过蒸馏分理出油品。我国目前已经开发了高活性的煤液化催化剂，完成了将煤的液化粗油加工成合格的汽油、柴油和航空煤油的试验。

1.4煤气化联合循环发电(IGCC)

这是以煤气化为龙头的联合循环发电系统，该技术系统将先进煤气化与发电技术嫁接，以实现煤电技术的高效、低污染和大型化。其发电净效率可达43％～45％，污染物排放量和耗水量仅为常规燃煤电站的1/10和1/2—1/3。

1.5多联产技术系统

多联产是将能源转化与化工产品合成相结合的技术体系，目的是实现污染物低排放或无排放，实现资源综合利用和能源有效利用。原来单独生产的系统在重新组合中可能被简化，通过不同工艺的互补而提高总体效率，最终使产品成本降低。

2.煤化工产业未来发展的特点

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(电力、燃料油等)的技术将与石油和天然气化工形成并列竞争的趋势，煤化工在各成熟单项技术的支撑下，面临新的发展机遇。

我国煤化工产业的发展将以发挥资源优势为基础，以优化能源结构为方向，通过洁净、高效的途径，为国民经济发展和社会进步提供优质能源保障，其未来发展具有以下主要特点：

2.1煤制油项目成果显著

作为我国能源安全战略技术储备项目的神华108万t/a煤直接液化示范项目，已于2008年12月31日一次投料试车取得成功，使我国成为世界上唯一掌握百万吨级煤直接液化关键技术的国家；神华年产18万吨的间接液化装置也于去年年底全面试车成功。此外，潞安矿业集团、伊泰集团分别进行的16万t/a间接液化项目也取得试车成功。

各大公司基于目前取得的成就，展开新的雄心蓝图。神华集团决定选择合适的时机根据第一条生产线的数据，再建一期工程中的另外两条生产线，最终达到年产320吨各种产品的能力。潞安矿业集团则规划300万吨的煤制油工程，到2020年左右，建成年产1500万吨的煤制油基地。伊泰集团也计划建设年产500万吨的煤制油基地。

当前甲醇制烯烃技术的突破，使得甲醇制烯烃(MTO)和甲醇制丙烯(MTP)已面临大型商业化。神华包头煤制烯烃示范工程已经投料试车成功，该项目采用中科院大连化学物理研究所MTO技术，生产30万吨聚乙烯和30万吨聚丙烯。另外，神华宁煤和大唐都采用LURGI公司MTP技术生产50万吨聚丙烯，即将建成投产。我国聚烯烃缺口量很大，能以煤炭为原料成功地生产甲醇制烯烃，将是一项有重大意义的突破，而且煤化工的发展有利于经济实现增长方式的转变，同时也可节省石油资源，每吨乙烯需化工轻油(石脑油等)近3吨。当然是否可行，取决于煤基烯烃的价格与传统的石油化工路线相比有无竞争力。

2.2煤制天然气将成为关注的热点

煤制天然气是煤化工项目中，碳转化率(50％以上)最高的项目，所以备受各方关注。到2020年我国天然气产量将由目前的340亿增长到1200亿，天然气需求量将由300多，增长到2000亿左右，供给缺口大约为800亿。由此可见，我国天然气需求旺盛，但供应严重不足。

规划中的大规模煤合成天然气项目有大唐的内蒙古赤峰项目40亿/a和大唐的辽宁阜新项目40亿/a。以及位于内蒙古鄂尔多斯的神华20亿/a、华银电力15亿/a和汇能16亿/a。所以，煤合成天然气可以成为天然气的重要补充。因此，煤合成天然气有望成为现代煤化工领域的发展新的热点。

2.3多联产将成为重要方向

现代煤化工发展走跨行业联产之路，是实现高效、节能、环保的必然要求。因此，从现在起要突出多方合作，打破行业界线，加快发展整体煤气化联合循环多联产(IGCC)。以大规模煤气化与整体煤气化联合循环多联产(IGCC)为龙头的煤化工可以为下游的醋酸、二甲醚等装置提供蒸汽、电力以及一氧化碳、氢气和甲醇等基本原料，上下游一体化优势明显。整体煤气化联合循环多联产系统不仅具有发电效率高、污染物排放低、可使用高硫煤、节水等优势；也通过多联产液体燃料和化工品解决整体煤气化联合循环系统经济效益不佳的问题。所以多联产正在成为重要的发展方向。

IGCC在福建联合石化炼油乙烯项目中获得成功，该项目现已顺利投运。同时华能(天津)绿色能源项目也正在进行中。

2.4规模大型化，采用先进技术

以全球经济一体化为背景，培育世界级煤化工大型企业，建立具有国际竞争能力的大型工厂，如百万吨级产品的大型煤化工厂。采用国内外先进技术和现代装备，清洁生产和提供清洁产品，如现代液化工程、先进的合成反应工程等。在新的煤化工产业发展中，企业将成为新技术发展的主体。

企业投资开发先进技术用于技术更新和技术进步，同时注重新技术在国内外市场上的商品化。(www.xing528.com)

3.现代煤化工产业发展存在的问题

3.1煤化工气化技术进步缓慢

现代煤化工应建立在洁净煤技术基础上，尤其是气化工艺应采用洁净煤技术。这类技术当今的代表是SHELL煤气化工艺和TEXICO水煤浆气化工艺等。为积极提高我国煤化工气化技术，曾引进LURGI炉及TEXICEO炉(三种压力等级)。但引进后都经过更换适应煤种及多项技术改造，经历几年才正常生产。

3.2地方政府发展煤化工产能过剩

内蒙古提出开发生产高附加值的煤化工产品，实现煤制油500万吨、甲醇l000万吨、聚氯乙烯500万吨、三大重点发展目标；宁夏提出用大项目带动战略发展煤化工，动态投资达300亿元；陕西规划在陕北建设以甲醇为龙头的煤化工基地，煤制油生产能力将达到40万吨，煤制甲醇生产能力将达到600万吨，甲醇制烯烃产能力将达到100万吨；煤炭大省山西规划450万吨甲醇、甲醇下游产品300万吨、聚氯乙烯250万吨，煤制油形成产业化。以上的规划呈现出规模大，投资高，产能庞大的特点，但是各个省份之间缺少协调，为抢占煤化工产业先机，很容易形成一哄而上的局面。

“十一五”期间，煤化工产业发展突出表现为以下两个特点：一是传统煤化工产品产量、产能大幅度提高，产能全面过剩。据统计，2009年焦炭产能4.4亿吨，产量只有3.45亿吨，产能闲置近亿吨；电石产能2200万吨，产量只有1500万吨，产能利用率只有68％；甲醇产能2735万吨，产量1133.4万吨，装置开工率仅41.4％。现代的煤化工产品市场前景非常广阔，但是现代煤化工刚刚进入产业化的阶段，这种缺乏高瞻远瞩战略性的规划，最终会造成现代煤化工产业出现产能过剩的现象。

3.3煤化工行业耗水量巨大

我国的煤炭资源与水资源呈逆向分布。煤资源集中在中西部，而中西部都是干旱、半干旱地区，水资源特别匮乏。数据显示，150万t/a油品的间接液化工厂日需原水供应量约为5万米；10万油品的直接液化工厂日需原水约2万—3万米。因此，现代煤化工产业发展应充分注重水资源的约束影响。

3.4二氧化碳排放量大

煤化工的副产品二氧化碳排放量较大。二氧化碳捕集能力、处理能力现在还没有非常好解决的方式。神华集团在鄂尔多斯建设的我国第一个CCS(CO2CaptureandStorage)示范项目于今年年底投入运行。设计能力只有10万a，相对煤化工企业每年几百万吨的排放量而言是很微小的，并且示范项目还有很多不确定的因素。从项目建设的成本来看，近几年是建设煤化工国家政策规范产业发展项目的大好时机。当前的装置设备、人工和钢材、水现代煤化工属于技术密集型和资金密集型的泥等原料价格相对便宜，施工单位能够集中精力做产业，政府主管部门按照科学发展观的要求，从战好工程质量。煤化工项目的建设周期一般为2—3年。我国煤化工产业目前已经形成了较大规模和国务院常务会议审议并原则通过《石化产业调较完整的产业体系，技术水平不断提高》，这些都为整合振兴规划细则，规定今后三年将停止审批单煤化工产业健康可持续发展奠定了基础。随着国家纯扩大产能的焦炭、电石等煤化工项目，原则上不对发展煤化工产业态度的明朗，以及相关政策、法再安排新的煤化工试点项目。国务院常务会议提出规、标准的出台和完善，中国煤化工产业必将迎来要“抑制部分行业产能过剩和重复建设”。

4.对我国煤化工产业发展的建议

发展煤化工产业的优势有以下几点：首先政府从战略上考虑，会提高准入门槛以避免盲目投资，但为鼓励在能源替代技术和装备等方面有所创新，会对行业内企业实施倾斜的产业政策，先行企业有望受益并长期保持。其次煤化工成本远低于石化产品，具有经济可行性。再次，煤化工若能降低水消耗，完全有替代石化产品的可能。再次国内企业积累和储备了相关技术，在引进的基础上，可以通过技术改造建立核心竞争力，改变在高端石化产品的劣势局面。由于煤化工产品建设费用高，但有很好的发展前景，可以吸引大量民间和国外资本投资，降低资金流动性，改善国内经济环境。可见，在坚持可持续发展原则的基础上，煤化工产业的前景是十分可观的。基于上文所述我国煤化工产业发展的诸多不足，有以下几点建议仅供参考。

4.1对焦化行业的发展要坚持控制产能总量

淘汰落后工艺，合理利用资源，减少环境污染，促进联合重组，加快焦炭行业结构调整。鉴于目前国内焦炭供求基本平衡，新建焦化项目应向大型化，生产高等级焦炭方面发展。

4.2推进煤气化技术进步

煤气化是煤化工的重要基础，应积极采用先进煤气化技术，尤其对现代、大型煤化工项目、气化技术一定要高起点。

4.3合理产业布局

对煤制油、煤基烯烃等现代、新型煤化工项目，要注重产业规划合理布局。现代、新型煤化工是属于技术密集型和投资密集型的产业，应采取最有利于提高经济效益的建设及运行方式。应将大型煤化工装置和煤矿结合起来，建设大型基地，协同相关产业共同发展。

4.4落实水资源

煤化工产业是耗水大户。我国大部分煤炭资源丰富的地区水资源相对缺乏。煤化工产业发展应“量水而行”。按照国家相关产业政策，严格控制缺水地区煤气化和煤液化项目的建设。限制高耗水工艺和装备的应用，鼓励采用节水型工艺，大力提倡废水、中水、矿井水回用等煤化工技术。

4.5加强环境保护

煤化工产业对生态环境影响较大，生产过程要排出相当数量的废渣、废水和废气。按照发展循环经济，建立和谐社会的要求，煤化工项目建设一定要加强环境保护，对废弃物要减量化、资源化和无害化设计。

4.6高度重视技术创新

煤化工企业应加大技术创新投入，提高研究开发费用在销售收入中所占的比重，瞄准和跟踪本行业科技发展的前沿，抓住那些对企业发展具有战略性、关键性作用的重大课题，与科研院所共同开发，实现突破，形成一批拥有自主知识产权的煤化工核心技术。在国家层面上，应加强煤化工基础研究能力建设，培育原始创新能力，强化集成创新和引进消化吸收再创新能力。

结束语

我国是当今世界上能源结构以煤炭为基础的少数国家之一，由于煤炭属低效、高污染能源，所以今后我国将加速优化能源结构，发展低碳经济，增加清洁能源的比重。煤液化、煤制烯烃、煤制天然气等煤炭行业将构成我国煤化工行业发展的主流趋势。

参考文献

［1］岳福斌.中国煤炭工业发展报告［M］.北京：社会科学文献出版社，2009.

［2］于遵宏，王辅臣.现代煤化工技术丛书——煤炭气化技术［M］.化学工业出版社，2010.

［3］王基铭.促进我国煤化工产业健康发展［J］.能源技术与管理，2011(2).