中国煤化工产业的技术动向分析及存在的问题与对策

第一节 2007年中国煤化工产业的技术动向 分析

一、化工十大产业化体系技术

1、“多联产”体系的关键技术开发

我国新型煤气化技术——“多喷嘴”水煤浆加压气化炉已进行了示范工程的安排，新型聚醚（MNHD）净化技术已具备产业化工程的条件，主要环节落在液相甲醇及二甲醚技术的突破上。在大型化的煤气化与净化技术解决以后，煤制甲醇新工艺需要解决反应器的大型化技术问题。

我国已在“八五”、“九五”期间成功研制了管壳（等温型）及均温（绝热型）反应器，基本达到世界先进水平。结合国外超大型甲醇装置的经验，可采取管壳与均温复合（或称气冷和水冷串接）配置的方式实现大型化。

具体安排如下：

1）液相甲醇及二甲醚万吨级产业化示范工程；

2）60万t/a高硫煤制甲醇产业化示范工程，可采取管壳式（双反应器单汽包）或管壳与冷管复合式工艺，为超大型甲醇产业化提供示范；

3）160万t/a超大型甲醇示范工程。

2、醋酸-醋酐及乙酰化学品体系工艺技术开发

在现有20万t/a甲醇低压羰基合成醋酸装置的基础上，充分发挥西南化工 研究 院、华东理工大学、南开大学已有科技创新及研发成果的作用，进一步提高技术水平及扩展系列产品：

1）醋酐万吨级工艺示范工程；

2）铱催化剂及新配位体催化剂的研发；

3）争取与美国伊斯曼公司合作开发醋酸酯类系列产品。

3、草酸酯及碳酸二甲酯类体系工艺技术开发

在“八五”、“九五”攻关项目的基础上进行产业化开发：

1）CO氧化偶联制草酸酯万吨级示范工程；

2）碳酸二甲酯（DMC）万吨级示范工程；

3）DMC与苯酚合成碳酸二苯酯工艺技术开发（中试）；

4）草酸酯酯交换法制碳酸二苯酯工业技术开发（中试）；

5）酯交换法制聚碳酸酯工程塑料万吨级示范工程。

4、DTO、STP、MTP、MTO等工艺技术开发

在中科院大连化物所、西南化工 研究 院、北京化工大学 研究 开发的基础上拟安排：

1）选择二甲醚制烯烃（DTO）工艺技术开发；

2）重点开展合成气制丙烯（STP）工艺技术开发；

3）重点与鲁奇公司及UOP等公司开展甲醇制丙烯（MTP）、甲醇制烯烃（MTO）技术的交流与合作。以便对我国技术开发有所借鉴，并在深入了解情况的条件下，探讨可否引进技术。

5、低碳烯烃及长链α烯烃羰基化及氢甲酰化体系技术开发

重点开发北京化工大学系统新型铑-膦配体及水性催化体系工艺技术，为低碳烯烃及合成气制长碳链化学品（STLCC）新工艺下游产品的发展提供产业化技术。

6、STLCC定向精细与专用化学品原料体系的开发

高选择性、高收率STLCC定向催化工程技术发展的重点应是高附加值的精细与专用化学品原料的工艺技术开发。例如表面活性剂原料（包括阴离子、阳离子、非离子及两性离子）；助剂原料；各种特性的专用化学品原料。

7、煤三维网状结构的有效利用体系

充分发挥煤炭的天然结构特性（即三维网状芳烃结构的大分子），加以有效利用是煤炭利用的最高阶段。主要包括：

1）直接液化组分的有效分离及应用推广。必须大力开发结构化学品，用于石油化工、精细化工及专用化学品，充分推进合成材料工业的创新和发展；

2）采用最佳工艺直接抽提和分离三维网状芳烃结构的各类结构化学品，并开拓具有划时代的用途；

3）碳素的高效利用，包括碳纤维材料的原料及特种用途的开发；采用分子设计方法开拓C60材料新领域。

8、用于发动机燃料及燃料电池用燃料甲醇技术及工艺体系的开发

该技术体系已完成焦炉气制甲醇、高硫煤制甲醇、间接一步法二甲醚和钢铁企业“三气”有效综合利用制甲醇4个样板新工艺、新技术的开发。目前正在进行产业化大型示范工程建设。

9、煤转化及煤化工系统催化剂体系攻关工程

此项工程至关重要，缺乏此系统的新型催化剂配套体系，十大体系工艺的开发将是无米之炊。

10、煤气化及净化关键技术的开发与不断创新

拟在“多喷嘴”新型气化炉的基础上不断发展及继续创新：①干法工艺技术完成产业化开发；②新型两段气化技术的开发；③新型MNHD净化技术的完善及产业化开发。

二、三种新型煤化工技术

1、煤化工产业发展最重要的单元技术——煤气化技术

以鲁奇、德士古、壳牌等炉型最为常用，我国先后引进了上述炉型用于生产合成气和化工产品。采用多组分催化剂，可从合成气制含60%异丁醇和40%甲醇的混合物，异丁醇脱水成异丁烯，从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚，这是一条很值得重视的由天然气和煤为原料制取高辛烷值添加剂的技术路线。

2、以煤为原料生产甲醇及多种化工产品

目前国外甲醇生产主要以天然气为主，从资源背景看，我国煤炭储量远大于石油、天然气储量，因此在很长一段时间内煤炭是我国甲醇生产最重要的原料。目前正在山西交城建设的60万吨/年焦炉气制甲醇示范工程和以高硫煤为原料生产甲醇的创新工艺都将使煤制甲醇在全国得到更广泛的推广。甲醇作为一种重要的化工原料，通过羰基化可进一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸、草酸等重要的化工产品。

西南化工 研究 院现已开发成功甲醇羰基化制取醋酸、醋酸酐工艺软件包，在现有20万吨/年低压羰基化醋酸装置的基础上，正在扩展系列产品，进一步实现产业化；甲醇与亚硝酸在Pd催化剂作用下可反应制取草酸，这是合成草酸的一条新途径；德国Hu1s公司以甲醇和CO在叔二胺与乙烷作用下进行加压羰基化反应制得甲酸甲酯(HCOOCH3)，转化率为80.7%，选择性达99.4%。

3、以煤为原料合成烃类

甲醇裂解制烯烃的 研究 工作已进行了多年，中科院大连化物所在此方面的 研究 居世界领先地位，甲醇转化率达到100%，对烯烃的选择性高达85%～90%；目前合成气制烯烃已成为费托合成化学中新的 研究 方向之一，一些 研究 结果已显示出诱人的工业化前景，但由于还有一些在转化过程中的核心问题有待解决，因此该项 研究 距离实际工业化尚有一定距离。

三、煤炭气化多联产技术

煤化工联产是指不同煤化工工艺或煤化工与其它工艺的联合生产，煤化工联产是今后产业进步的方向。它的意义是：可以回收、利用废弃或排放的资源或能源，同时实现污染治理。如废渣制建筑材料，废气燃烧或转化生产电力、热力等。还可以通过集成、优化不同工艺，提高整体效率和效益，如化工合成与联合循环发电联产。同时，灵活生产和适应市场需求，如生产电力、热力与生产液体燃料联产。

中国现阶段发展的煤化工联产是以煤基发动机燃料或化工品为主要目标的产品，以生产过程中的废、余物为原料或燃料，生产电力或热力作为工厂自用而不是当作产品销售，实现企业经济目标和社会综合效益的最优结合。

第二节 当前中国煤化工产业存在的问题与对策

一、高耗、低效、高污染、低效益的发展模式难以为继

煤化工由于煤的特性造成加工过程长、投资大、污染重等问题，这样的过程更适宜采用新技术，实施大型化。

二、煤化工气化技术进步缓慢

煤气化是煤化工的龙头和基础，在相当程度上影响煤化工的效率、成本和发展。我们追求的应该是高效、低耗、无污染的煤气化工艺。煤气化工艺至今已有100多年，煤气化技术演进的历程：以氧气(或富氧)气化代替空气气化，以粉煤代替块煤、碎煤，以气流床和流化床代替固定床，由常压气化进展到高压气化，这些都是煤气化工艺技术演进升级的重要趋势。

我国煤气化工艺的更新进展缓慢。我国亦做过一些煤气化技术的开发改进，但真正工业化的不多。近年来我国恩德炉的改进，灰熔聚炉的开发均有进展，有的已工业化，并在继续提高。

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。大型煤气化技术的稳定运行有一定难度。因国产化进展缓慢及其他原因，所引进的技术对煤化工全局气化技术的改进的带动作用有限。

三、低水平重复建设严重

当前在全国范围内形成甲醇热，在建和拟建的甲醇装置能力已超过1千万吨。众所共知，世界甲醇市场供过于求。近年内世界几套以廉价天然气为原料的超大型甲醇装置投产后，价格将进一步下降。他们的目标市场是向我国出口，届时国内有些甲醇企业将受到严重冲击。

值得关注的是，大量正在建设或拟建的甲醇装置其规模均偏小，新建多数为10万～20万t/a，个别最大的亦只有60万t/a。甲醇是规模效益非常明显的化工装置。大量的资料表明，煤基甲醇装置必需依赖于低价煤、大型化、先进技术及低投资，四者紧密结合的条件下才有国际竞争力。煤基甲醇没有足够大的规模是不具备国际竞争力的。

四、缺乏战略眼光，技术开发薄弱

煤资源在我国处于能源的主体地位，问题在于煤转化的技术开发并没有放在重要地位，投入关心不够。最终能替代石油的战略资源是煤，而要使煤真正能成为石油替代品，必需技术开发先行，形成自有知识产权的新技术。

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，这些新技术开发经过按科学程序、持之以恒的努力。由于我们开发创新工作不足，今天我们仍需引进这些技术，代价很高。

五、解决问题对策

现代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。现代煤化工的发展要坚持一体化、基地化、集约化、大型化、现代化，真正转变经济增长方式。

1、坚持一体化

就是把大型煤化工装置和煤矿结合起来(当然亦可以采取煤-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，实施资源优化配置，合理使用煤炭资源(按煤质资源优质优用，劣质劣用，各得其所)。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。

2、坚持基地化、集约化

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，提高资源配置效率和效益，发挥企业的集聚效应。总之，煤化工发展实施基地化布局最重要的目的是实施以市场为基础的高度资源优化配置，谋求集约化经营。

3、坚持大型化、现代化

只有采用一流的技术、一流的设备、一流的管理，建设大型规模效益的装置才能形成一流的煤化工基地，谋求跨越式发展，具备国际竞争力。

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