煤化工技术进展及产业发展动态汇报材料.ppt

第1页,2013年1月,煤化工技术进展及产业发展动态,中国石油规划总院,第2页,我国是一个富煤少油的国家，2011年的原油对外依存度已高达55%，保障国家的能源安全已刻不容缓。由于资源供应、地缘政治及资本炒作等因素的影响，近几年国际油价也一直高位盘整，高涨的油价使得煤化工的经济性得到凸显，为煤化工的发展创造了契机。我国的煤化工技术研发取得了多项成果，多项技术已在国际上首次实现了商业化应用。在技术的强大支撑下，煤化工产业化也呈迅猛发展之势。然而，煤炭的大量使用也给生态环境带来一些负面影响，如灰渣污染、氮氧化物排放、硫排放及二氧化碳减排等等。这些问题得到良好解决才能保证整个煤化工产业发展的可持续性。为了准确把握煤化工技术以及整个煤化工产业的发展趋势，中国石油工程建设分公司委托中国石油规划总院就水煤浆造气、甲醇制烯烃、煤制天然气、合成氨、烟气净化等技术的进展及煤化工产业化情况进行分析。本汇报材料结合课题要求，论述了主要煤化工工艺的技术进展、我国煤化工产业发展现状、趋势及发展环境等。有关情况供领导决策参考。,前言,第3页,一、煤化工产业现状 二、煤化工发展环境分析 三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况 四、煤化工工艺技术进展 五、煤化工产业规划及发展预测 六、看法及建议,目录,第4页,（1）初级阶段（第一次工业革命后期20世纪30年代）,世界煤化工产业发展历程可分为四个阶段：,特点：由钢铁工业发展带动煤化工产业发展，主要是不断创新和完善焦化、气化、副产品回收及综合利用技术，煤炭作为化学工业的原料开始得到利用。,一、煤化工产业现状,1、世界煤化工发展历程,第5页,（2）全面发展阶段（20世纪30年代二战时期）,特点：主要发展煤制油，煤直接液化和间接液化制油技术，均首先由德国开发成功，并得到规模化发展。德国于1927年建立了世界上首座工业化煤直接液化工厂，产能20万吨/年。此后，德国又先后建立了11座煤液化工厂，至1944年油品总产能达423万吨/年。1936年煤间接液化关键技术费托合成在德国鲁尔化学公司实现工业化。到1945年，全球共建有煤间接液化制油工厂15座，合计油品总产能达91万吨/年。二战后，由于廉价石油出现，煤化工与石油化工相比缺乏成本优势，这些工厂陆续关闭。,一、煤化工产业现状,第6页,（3）萧条时期（二战结束20世纪70年代中期）,二战后，由于大量廉价石油和天然气的开采，石化工业得到快速发展，煤化工产业发展步入萧条时期，只有炼焦行业随着钢铁工业的发展仍在发展。由于南非所处的特殊政治环境，该国立足本国资源条件仍大力发展煤间接液化制油。目前南非萨索尔公司建有三座煤液化制油工厂，年处理煤炭4950万吨（含发电用煤），综合产能达760万吨/年（其中油品产能占60%)，油品满足了南非27%的燃油需求。,一、煤化工产业现状,第7页,（4）新技术开发期（20世纪70年代末期至今）,特点：煤化工技术全面改进并取得创新发展，大规模煤气化技术、大型甲醇合成技术、煤制烯烃、煤制油技术等。1973年中东战争引发石油危机，1979年由于伊朗革命及两伊战争，石油危机再次爆发，煤化工发展又重新受到重视。特别是20世纪90年代以来，各国加紧了煤化工技术研发和储备，大规模煤气化、煤制烯烃、改进型煤制油、煤制芳烃等技术纷纷涌现，煤化工技术开始全面改进并取得创新发展。,一、煤化工产业现状,第8页,一些煤炭资源丰富国家及能源短缺的新兴国家已开始规划发展煤化工产业。印度Tata钢铁公司与南非萨索尔于2010年宣布投资100亿美元在印度建设360万吨/年煤制油装置蒙古同韩国合作规划在蒙古建立煤化工示范基地，用煤生产石油、化工品及合成天然气韩国浦项制铁于2010年宣布在光阳港建设产能7亿方/年煤制气项目计划俄罗斯在开发远东战略中考虑将该地的煤炭就地转化,一、煤化工产业现状,第9页,2、现代煤化工产业发展现状,一、煤化工产业现状,煤制烯烃,目前，我国已经建成4套MTO/MTP装置，总能力178万吨/年，占2011年全国乙烯和丙烯总产能的6%。分别是神华包头60万吨/年MTO项目、神华宁煤宁夏52万吨/年MTP项目、大唐内蒙多伦46万吨/年MTP项目和中国石化中原乙烯20万吨/年MTO项目。,第10页,一、煤化工产业现状,神华包头60万吨/年煤制烯烃项目,该项目煤造气采用GE水煤浆造气技术，甲醇合成采用英国Davy技术，甲醇制烯烃采用以大连化物所为主开发的DMTO技术，聚乙烯采用美国Univation公司Unipol气相法聚乙烯技术，聚丙烯采用Dow化学公司Unipol气相流化床技术。整个工程于2010年8月15日产出合格聚烯烃，2011年1月该装置正式进入商业化运营阶段。,神华包头60万吨/年煤制烯烃项目，整个建设工期32个月，投资约165亿元。,第11页,一、煤化工产业现状,神华宁煤52万吨/年煤制丙烯项目,项目位于宁夏宁东能源化工基地，该项目于2005年底开工，总投资约170亿元。该项目甲醇制丙烯单元引进德国Lurgi公司MTP技术，聚丙烯单元采用Novolen气相法聚丙烯技术。该项目于2008年4月开工建设，2010年10月4日产出丙烯，但由于丙烯含水量超标，无法实现聚合，2011年1月4月对GSP煤气化装置和MTP甲醇制丙烯装置进行第一阶段技术改造。2011年7月28日实现两台反应器同时在线运行，8月26日实现满负荷运行。10月28日至11月4日，该装置完成了第一阶段的满负荷测试，最高负荷达116%。通过对测试数据分析，各项运行参数基本达设计要求。,第12页,一、煤化工产业现状,大唐国际46万吨/年煤制丙烯项目,位于内蒙古锡盟多伦，该项目于2005 年7 月开工建设，投资约180亿元。该项目甲醇制丙烯单元引进德国Lurgi公司MTP技术，共包括3套MTP反应器，聚丙烯采用Dow化学气相流化床技术。2009年11月曾利用外购丙烯实施倒开车，但系统出现的问题较多。后陆续追加投资进行整改，2011年18月份，又完成投资19.97亿元，累计投资达217.6亿元。气化至甲醇生产线全面进入开车状态并于2011年6月21日贯通流程生产出甲醇产品。9月份第一反应器成功开车产出合格丙烯。2012年1月10日，第二反应器开车成功并产出合格丙烯产品。,第13页,一、煤化工产业现状,中原乙烯20万吨/年甲醇制烯烃项目,中国石化中原乙烯20万吨/年MTO于2011年10月10日开车成功。该项目采用本公司开发的SMTO技术，总投资15亿元，包括年处理甲醇60万吨甲醇制烯烃装置、聚乙烯装置改造及10万吨/年聚丙烯装置。项目于2010年8月开工建设，2011年8月各装置中交，10月开车成功。该工程采用催化剂由中石化催化剂上海分公司生产，2010年中石化投资1.8亿元在上海建设1500吨/年SMTO催化剂。,第14页,一、煤化工产业现状,煤制气,目前，通过国家核准的项目有4个，总产能为151亿方/年，分别是大唐内蒙赤峰40亿方/年、大唐辽宁阜新40亿方/年、内蒙汇能16亿方/年和新疆庆华55亿方/年。,大唐内蒙赤峰40亿方/年项目,2009年8月获得国家发改委核准，该项目建设内容包括碎煤加压气化炉48台，低温甲醇洗装置6套，甲烷合成装置6套，总投资257.1亿元，项目采用英国戴维公司甲烷化技术。该项目产品将通过自建管道供应北京地区，输气管线全长318公里。该项目一期13.3亿立方米/年装置已于2012年7月28日打通全厂工艺流程产出合格天然气。,第15页,一、煤化工产业现状,大唐阜新40亿方/年煤制天然气项目,2010年3月获得国家发改委核准并开工建设，项目依托阜新新邱区至内蒙古的巴新铁路和蒙东褐煤建设，项目一期采用碎煤加压气化炉，该气化装置A、B系列共有同类型气化炉16台，二期和三期仍在进行气化炉选型。项目总投资245.7亿元，项目采用英国戴维公司甲烷化技术。配套输气管道工程已开工建设，产品将主要供应沈阳、铁岭、抚顺、本溪等城市，线路全长343公里。整个一期工程于2012年底基本建成。,内蒙古汇能16亿方/年煤制天然气项目,2009年12月获国家发改委核准，这是国家发改委核准的第一个民营企业煤制天然气项目。该项目于2010年4月破土动工，计划2013年10月建成投入试生产，项目采用托普索公司甲烷化技术。,第16页,一、煤化工产业现状,新疆庆华55万吨/年煤制天然气项目,项目于2012年7月获国家发改委核准，项目位于新疆伊犁州伊宁县，项目所产出的合成天然气将全部通入西气东输管网。该项目总投资278亿元，设计总产能为55亿立方/年，将分四期进行，其中一期产能为13.75亿方/年。目前一期工程基本建设完毕，2012年12月初已开展甲烷化单元的吹扫工作。该项目采用丹麦托普索公司甲烷化技术。,第17页,一、煤化工产业现状,煤制油,目前已经有四套工业示范装置投入试运行，分别为神华集团108万吨/年煤直接液化制油项目和18万吨/年煤间接液化制油项目、山西潞安集团和内蒙伊泰集团各一套16万吨/年的煤制油项目，合计煤制油产能为158万吨/年。,神华108万吨/年煤直接液化制油项目,于2004年8月开工建设，2008年5月基本建成，2008年12月30日开始投料试车，打通流程。2009年1月8月期间进行了整改。该项目2010年最长连续运转2071小时，共运行5000小时，生产油品45万吨。投运至今已累计运行1万小时。2011全年实现利润约4亿元，2012年上半年实现利润2.7亿元。配套的10万吨/年CCS项目已投用。,第18页,神华煤制油加氢反应器是当今世界最大吨位的反应器，壁厚334mm，直径5.486米，高度57.776米，重达2044吨。由荷兰玛姆特公司采用3000吨级环轨式起重机吊装，吊装费近亿元。,一、煤化工产业现状,第19页,一、煤化工产业现状,内蒙伊泰16万吨/年煤制油项目,2005年12月由内蒙古发改委核准，投资约28.7亿元。气化部分采用了西北院的多元料浆气化技术，费托合成采用中科合成油的技术。该项目2006年5月开工，2008年12月全线建成，2009年3月20日首次投料试车，3月27日产出合格轻柴油，此后经过两次调整优化，已能实现长周期运行。2010年7月中旬，内蒙古发改委组织专家进行了72h考核，吨油品水耗为13.45吨、电耗为794.7kwh、标煤耗为3.48吨，热效率为40.5%。2010年完成产量9.67万吨，2011年完成产量15.17万吨，截至2012年12月4日，煤制油装置已生产各类油品和化工品16万吨，超过了设计产能。该厂测算表明，煤价按266元/吨计算，合成油品的生产成本为4800元/吨左右。,第20页,一、煤化工产业现状,煤制乙二醇,目前，国内已建成合成气制乙二醇装置4套，分别为通辽金煤集团15万吨/年工业示范装置，河南煤化集团采用中科院福建物构所技术在河南的安阳、新乡、濮阳已建成3套20万吨级装置。另河南煤化集团在河南永金和洛阳在建一套20万吨级装置。,通辽金煤15万吨/年煤制乙二醇项目,采用中科院福建物构所开发的一氧化碳偶联两步法煤制乙二醇技术,原设计规模20万吨/年，于2007年8月开工建设，2009年12月7日打通流程，项目投资约30亿元。在试生产初期，由于流程及催化剂的原因，装置仍只能达到约45%的生产负荷。经过一年多的整改调试，对原有设计进行了调整，使整套装置具备联产10万吨/年草酸能力。2011 年10 月底开始整套装置再次进行停车消缺。煤制乙二醇质量尚不能满足聚酯产业要求。,第21页,一、煤化工产业现状 二、煤化工发展环境分析 三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况 四、煤化工工艺技术进展 五、煤化工产业规划及发展预测 六、看法及建议,目录,第22页,1、相关产业政策情况,二、煤化工发展环境分析,新型的现代煤化工项目属于国家鼓励的煤炭高效清洁转化项目，但大型煤化工项目普遍投资大、风险高、资源需求强度大、“三废”排放多、配套条件要求也高，为遏制一些地方不顾资源、生态、环境等方面的承受能力，盲目规划、竞相建设煤化工项目的苗头，自2006年以来，国家发改委等部门相继出台近十项指导煤化工科学发展的相关政策，主要有：2006年7月发布关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知 2007年11月发布煤炭产业政策 2008年8月发布关于加强煤制油项目管理有关问题的通知 2010年6月发布国家发展改革委关于规范煤制天然气产业发展有关事项的通知,第23页,2011年3月发布关于规范煤化工产业有序发展的通知。这些政策的主要内容是：收回煤化工项目的核准权，提出了项目规模的准入门槛，如禁止建设年产50万吨及以下煤经甲醇制烯烃项目、年产100万吨及以下煤制甲醇项目，年产100万吨及以下煤制油项目，年产20亿立方米及以下煤制天然气项目等。2012年4月，国家能源局主导编制的煤炭深加工示范项目规划下发到各省。该规划明确了“坚持升级示范与传统煤化工结构调整相结合；坚持发展与总量控制、节能减排相结合；坚持提高能效与提高产品质量相结合；坚持单项技术发展与系统优化集成相结合”四项基本原则，规划提出了在全国建设15个煤化工示范基地，对示范项目提出了先进的能效、煤耗、水耗等准入指标和严格的生态环境保护要求。,二、煤化工发展环境分析,第24页,煤炭深加工示范项目规划15个项目的有关情况,二、煤化工发展环境分析,第25页,煤炭深加工示范项目规划15个项目的有关情况（续）,二、煤化工发展环境分析,第26页,未来一定时期内，煤化工产业仍将定位于示范升级阶段 煤化工项目核准政策仍将从紧 针对不同的煤化工项目，预计政策松紧度将有所差异 煤制烯烃及甲醇制烯烃政策松，煤制气和煤制油政策紧。西部地区成为我国煤化工产业发展的重点地区，尤其新疆、内蒙古。煤化工项目准入门槛进一步提高,二、煤化工发展环境分析,第27页,2、我国发展煤化工的资源条件分析,现代煤化工项目对煤炭资源及水资源的消耗较大，资源条件是决定煤化工产业发展的重要因素。,煤炭资源,我国是煤炭资源大国，预测储量达5.4万亿吨。根据煤炭工业发展“十二五”规划的数据，截至2010年底，全国煤炭保有查明资源储量为13412 亿吨，按2011年全国原煤产量35.2亿吨测算，储采比达到97年。,二、煤化工发展环境分析,第28页,大型煤化工项目耗煤量巨大，必须有大型煤田充足煤资源的支撑才能得到可持续发展。,表典型煤化工工艺耗煤指标,注：回采率按50%计算。生产期按20年计算。,二、煤化工发展环境分析,第29页,近年来，由于国内经济发展的拉动，能源消费快速增长，我国原煤产量节节攀升，2012年1月11月全国原煤产量已达36.6亿吨，预计全年产量将接近40亿吨。,图2005年以来我国煤炭产量,二、煤化工发展环境分析,第30页,从2009年开始，我国由传统的煤炭出口国转变为煤炭进口大国。近年来进口煤炭大幅增加的主要的原因是：国内煤炭生产重心西移，运输成本增加且仍存在运输瓶颈，海外煤炭较国内煤炭相比具有一定的价格优势（2012年进口均价99.5$/t)。,表2009年以来我国煤炭贸易情况（亿吨）,二、煤化工发展环境分析,第31页,综合而言，我国的煤炭资源对发展煤化工具有较强支撑作用。,图2011年以来国际主要港口煤炭价格比较,二、煤化工发展环境分析,第32页,水资源,表典型煤化工工艺耗水指标,我国煤炭资源和水资源呈逆向分布。西部省份如内蒙、陕西等均属缺水省份，新疆的水资源分布也极不平衡。靠近黄河省份主要立足黄河水，但目前一些省份早已超额取水，黄河已经不堪重负。缺水省份大规模发展煤化工产业，势必将打破当地本已很脆弱的水资源平衡，对当地的生态环境产生破坏。因此，煤化工的发展规模受到水资源的制约。,二、煤化工发展环境分析,第33页,表主要产煤省份水资源工艺状况,为解决工业发展用水问题，现在主要煤化工发展区的通行做法有两种：一是兴建引水设施，如新疆建设了引额济乌工程；二是实行工农业用水水权置换。,二、煤化工发展环境分析,第34页,3、二氧化碳减排压力,二、煤化工发展环境分析,从2006年开始，我国CO2排放量超过美国成为第一排放大国，2011年全国排放量达85.9亿吨，占全球总排放量340亿吨的26.3%。政府面临巨大的减排压力，而且政府已承诺到2020年单位GDP的排放量比2005年下降40%45%。,图 2003年以来中国二氧化碳排放量情况,第35页,二、煤化工发展环境分析,煤化工又是二氧化碳排放量巨大的产业，煤制烯烃工艺吨烯烃的二氧化碳排放量约为10吨，煤间接液化制油工艺吨油气产品的排放量也在8吨左右。对于一座经济规模的工厂来说（尤其是煤制油工艺），年排放总量是惊人的。,第36页,二、煤化工发展环境分析,目前主要的二氧化碳减排技术是：二氧化碳捕集封存技术（CCS)、驱油及制造降解塑料等。这些技术中封存技术需要有满足要求的地质条件才能实现封存，而且在目前的技术水平下封存成本较高，驱油技术正在研究，而且也需要一定的地质条件，而二氧化碳基降解塑料的生产成本还很高昂，阻碍着其推广应用，而且其对二氧化碳减排的贡献较为有限。总体而言，在当前二氧化碳减排压力巨大的背景下，目前的二氧化碳减排技术尚不能支撑现代煤化工产业的大规模发展。,第37页,一、煤化工产业现状 二、煤化工发展环境分析 三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况 四、煤化工工艺技术进展 五、煤化工产业规划及发展预测 六、看法及建议,目录,第38页,埃克森-美孚、Shell及康菲等国际上大型的能源化工公司均已掌握成熟的GTL技术，且各公司的技术都有各自的特点。原来各公司在中东的卡塔尔等国家有庞大的GTL项目建设计划，但此后由于投资上涨及对天然气资源的担心，GTL建设热潮逐渐褪去。目前，在卡塔尔已有两个GTL项目投产：卡塔尔石油公司(QP）和萨索尔合资的Oryx GTL项目：2006年投产，产能为10万桶/天（约折500万吨/年），主要产品为柴油、石脑油和液化气；QP和Shell合资的pearl GTL项目：产能为14万桶/天（约折700万吨/年），2011年11月投产，主要产品为柴油、石脑油及基础油。,1、国际大型能源化工公司注重技术开发，个别公司已把发展煤化工触角伸向中国,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第39页,美国、日本和德国都研发了煤直接液化制油工艺，作为储备技术。Total和中电投合资在内蒙古鄂尔多斯建设年产80万吨烯烃的大型煤制烯烃项目，项目投资约25亿欧元。Dow Chemical 和神华合资投入100亿美元，在陕西榆林建设年产烯烃122万吨的大型煤制烯烃项目。,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第40页,中石化从2006年开始围绕煤化工产业做了大量的专项研究、资源调研及技术研发工作，积极布局发展煤化工。专门调研新疆煤炭资源，和新疆区祝福签订合作框架协议，在准东进行了资源量达数百亿吨的区块探矿权等级，已完成部分勘探工作。另外，也通过和地方煤炭公司合作间接获取资源。,2、中石化从资源、技术到组织机构形成一系列先发优势,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第41页,研发了一系列煤化工技术。中石化组织科研力量，研发了新型煤气化技术、甲醇合成技术、甲醇制烯烃技术、合成油技术、合成气制乙二醇技术、甲烷化技术、甲醇制芳烃技术等，许多技术已完成中试实验，并建成示范装置。在全国多地布局发展煤化工。中石化和多个省份签署合作框架协议，已确定建设内蒙古、河南、安徽、贵州、新疆和宁夏六大煤化工基地：内蒙古：2007年10月中石化与中煤、申能股份公司、内蒙古满世煤炭集团公司等合资成立中天合创能源有限责任公司，推动建设420万吨/年甲醇（中间产品）、300 万吨二甲醚项目，是国家确定的煤制二甲醚示范项目之一。后由于市场原因，拟将产品方案调整为聚烯烃。,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第42页,河南：2010年8月，中石化与河南鹤壁市签订煤化一体化项目合作协议。该项目包括煤炭开采与煤化工两部分，其中煤炭开采由河南煤业化工集团公司负责，中石化承担煤化工部分。中石化将斥资150亿元在当地打造包括年产180万吨甲醇制烯烃项目在内的化工产业链。安徽：2010年12月18日，中石化与皖北煤电集团公司按各50%股权比例出资设立安徽省中安联合煤业化工有限公司，建设现代煤化工产业园和中石化煤化工（淮南）基地，煤化一体化项目首期工程主要包括建设年产400万吨煤矿和170万吨甲醇制烯烃及衍生产品项目。贵州：2010年10月，中石化与贵州省签订战略合作协议，中石化将在贵州省投资815亿元重点发展现代煤化工产业，加快推进毕节织金循环经济新区新型能源化工基地“煤电化一体化”产业项目建设。其中，织金“煤电化一体化”基地计划分三期建设，总投资520亿元。,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第43页,新疆：2010年12月12日，中石化集团与新疆自治区政府在北京签署战略合作框架协议。根据协议，中石化计划建设出疆天然气外输管道；加快在准东、伊犁的煤化工项目建设。2012年中石化和新疆国投合资成立中石化新疆能源化工有限公司成立，推动准东煤制天然气项目，该项目包括两座各年产1500万吨的煤矿和一套年产80亿方煤制天然气化工装置。大力发展煤制氢。基于2006年投产的金陵石化水煤浆制氢供炼厂的成功经验，鉴于煤制氢的低成本因素，中国石化在有条件的炼厂大力推广煤制氢以取代油制氢及天然气制氢。齐鲁、金陵都已投用，南京地区几家工厂已实现煤制氢气的互联互通。在九江、茂名等企业的炼油改扩建中，也都采用了煤制氢工艺。,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第44页,签署战略合作协议。中石化建设出疆天然气管道；加快在准东、伊犁煤化工项目建设。合资成立中石化新疆能源化工有限公司，建设80亿方煤制气项目,新疆,签订战略合作协议，中石化将在贵州省投资815亿元重点发展现代煤化工产业，加快推进毕节织金循环经济新区新型能源化工基地“煤电化一体化”产业项目建设,贵州,与皖北煤电集团合资设立中安联合煤业化工有限公司，建设现代煤化工产业园和煤化工（淮南）基地，首期工程主要包括建设年产400万吨煤矿和170万吨甲醇制烯烃,安徽,与鹤壁市签订合作协议。项目包括煤炭开采与煤化工两部分，煤炭开采由河南煤业化工集团负责，中石化承担煤化工部分。中石化将斥资150亿元在当地打造包括年产180万吨甲醇制烯烃项目在内的化工产业链,河南,与中煤、申能股份、内蒙古满世煤炭集团公司等合资成立中天合创能源有限责任公司，建设百万吨级煤制烯烃项目,内蒙古,中石化六大煤化工基地示意图,与国电合资共同建设宁东煤电化一体化项目，化工品包括醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚四氢呋喃、丁二醇等,宁夏,河南,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第45页,2012年9月底成立长城能源化工公司，专门负责煤炭资源勘探开发、煤炭转化和相关化学品生产等业务的投资管理，组织煤炭资源勘探与开采、煤化工项目的建设与经营等。公司目标是力争用810年时间发展成为我国煤化工领域的行业领先者，在煤炭资源清洁高效利用上走到世界前列。,3、中海油积极拓展可再生能源及清洁能源，煤炭是其重要组成部分,中海油于2007年成立中海油新能源投资有限责任公司，业务范围包括风能、生物质能、煤基清洁能源等可再生能源、清洁能源的开发利用等。,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第46页,中海油以煤头尿素及煤制气为发展重点，所做的工作主要有：2009年7月，中海油收购山西煤矿的股份，成为控股股东。2009年10月，中海化学获得内蒙古58km2的煤炭勘探权 2012年在黑龙江鹤岗开工建设52万吨/年尿素项目，并靠此项目获得鹤岗一个储量过亿吨的煤矿 在大同规划建设百万吨级尿素生产基地 鄂尔多斯80亿方/年的煤制天然气项目 规划在包头60万吨/年煤制烯烃项目 规划在大同40亿方/年煤制天然气项目 中海油也试探海外发展煤化工，2008年就积极介入澳大利亚煤制油项目。,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第47页,延长石油是中国拥有石油和天然气勘探开发资质的四家企业之一，其原油产量在1200万吨左右。近年来，依托陕西丰富的煤炭资源，延长石油大力拓展现代煤化工产业，目前正在积极推进的项目有：靖边化工园区的利用煤年产60万吨烯烃的油气煤盐综合利用项目；陕西富县煤、气、炼厂轻油相结合年产72万吨烯烃项目；与KBR合作开发煤油混炼技术，可大幅降低煤直接液化工艺的苛刻度，提高技术经济指标。目前正在建设45/年煤油混炼示范装置。,4、延长石油依靠区位优势，积极布局煤化工业务,三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况,第48页,一、煤化工产业现状 二、煤化工发展环境分析 三、国内外大型能源化工公司煤化工发展状况 四、煤化工工艺技术进展 五、煤化工产业规划及发展预测 六、看法及建议,目录,第49页,四、煤化工工艺技术进展,一般将煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制合成油品、煤制乙二醇、煤制芳烃及煤制合成天然气统称为现代煤化工工艺。,煤化工是碳一化工的重要分支，随着煤化工技术的不断进步，煤经过化学反应可制取的化工产品越来越多。,第50页,1、水煤浆造气技术,煤气化工艺五花八门，按不同分类方法有不同工艺类型，最典型的是按燃料的运动状态分类。,固定床：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化。老小合成氨厂用的较多。该工艺用原料煤一般为6mm100mm的粒级煤，具体的粒级范围依所用的煤类不同而异。采用该工艺煤在炉内的停留时间在1h10h不等，该工艺的热利用率和气化效率都较高，但单炉产气能力较低。粘结性煤一般不适合此炉型，要用不粘煤或弱粘结煤，灰熔融温度一般要大于1200。,结合委托要求对重点煤化工工艺及相关技术进行分析,四、煤化工工艺技术进展,第51页,流化床：是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应。该工艺能气化的煤种较多，最适合褐煤及低煤阶烟煤，也能气化含灰分高达50%的高灰煤，含水煤无需干燥，但对强粘结煤需要预处理破粘。对于无烟煤及灰熔点高的煤不太适合。气流床气化过程是气体介质夹带煤粉并使其处于悬浮状态的气化过程。因为气化剂的流速远远大于煤粒的速度，以致煤粒与气流分子呈平行运动状态。气流床工艺中煤粒在炉内的停留时间以秒计。该工艺是当前应用最广的一种气化工艺。气流床工艺气化温度高，对原料适应性广，可以使用粘结、易碎及高硫煤，也可用粉煤。气流床气化工艺又分为干法和湿法两种，干法是指利用干煤粉进行气化，如SHELL的粉煤加压气化技术、国内开发的航天炉气化技术、西门子GSP粉煤加压气化技术都属于干法工艺，湿法则是指水煤浆气化工艺。,四、煤化工工艺技术进展,第52页,四、煤化工工艺技术进展,在气流床气化工艺中，水煤浆气化技术历史最久，且应用最为广泛，近年来占据了国内煤气化工艺的大部分市场。当前，水煤浆气化工艺的技术专利商较多，最为经典的是美国GE公司的水煤浆加压气化工艺，国内现在也开发了多种的水煤浆气化工艺，如华东理工大学开发的多喷嘴水平对置式水煤浆加压气化技术、西北院的多元料浆加压气化技术等。GE水煤浆加压气化技术 水煤浆加压气化技术最早于1978 年由Texaco 公司在渣油部分氧化技术基础上开发成功，它是将煤磨成水煤浆，加入添加剂、助熔剂等形成煤浆质量分数为60%左右的浆状物，加压后喷入炉内，与纯氧进行燃烧和部分氧化反应，生成合成气。2004年6月GE公司收购Texaco 公司煤气化技术，Texaco水煤浆气化技术改称GE水煤浆气化技术。,第53页,四、煤化工工艺技术进展,该工艺特点如下:1)原料适应性强。能处理半烟煤、烟煤、无烟煤和黏结性煤等广泛煤种；也可处理石油焦、煤液化残渣，还可掺烧垃圾，如废塑料、废轮胎等。2)进料系统简单。水煤浆以高压泵加料，比干煤粉进料系统安全，易于控制。3)气化炉设计简单，操作性能好，可靠程度高，运行经验丰富。4)负荷变化适应性强，可在设计能力50%100%负荷下操作。5)煤气成分中有效气(CO+H2)含量在80%左右，合成气组成更接近于甲醇合成气的要求。6)耐火砖寿命较短，一般运行一段时间后需要进行更换，最长寿命也只有1 年左右。7)喷嘴寿命较短，需定期更换。,第54页,四、煤化工工艺技术进展,20 世纪80 年代至今，我国分别在山东鲁南化肥厂、上海吴泾化工厂、陕西渭河化肥厂和安徽淮南淮化集团等企业引进了多套Texaco水煤浆气流床气化装置。目前，该气化技术的国内应用包括鲁南化肥厂、上海焦化厂、渭河化肥厂、淮化集团、金陵石化、神华包头煤制烯烃等30多个项目、60余台气化炉。由于该技术引进国内较早，经过多年的消化吸收，国内已能开展设计工作，而且GE气化炉国产化程度较高。华东理工大学多喷嘴对置式水煤浆气化炉“九五”期间，华东理工大学洁净煤技术研究所、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点科技攻关课题，开发了多喷嘴对置式水煤浆气化炉。2005年6月，采用该技术的750吨/天气化炉在山东鲁南化肥厂首次投入运行；同年10月，1100吨/天气化炉在兖矿国泰化工公司投用；2009年6月在江苏灵谷化工公司投用了2000吨/天气化炉。,第55页,四、煤化工工艺技术进展,2008年7月，该技术还实现向海外出口，美国Velaro能源公司签约技术开发单位，将在该公司的一个石油焦制氢项目中采用多喷嘴水煤浆气化技术。截止2012年11月，该技术已成功推广至国内外31家企业，共计88台气化炉，其中已运行气化装置10套，共计25台气化炉已投用，单炉最大投煤量为3000吨/天。,第56页,四、煤化工工艺技术进展,多元料浆气化技术 西北化工研究院在多年煤气化技术研究基础上，成功开发了多元料浆新型气化技术(MCSG)，并实现工业化应用。多元料浆新型气化技术使用工艺氧气，对固态或液态含碳物质所制备的料浆进行部分氧化反应，生产合成气。该技术原料适应性广，包括煤、石油焦、石油沥青、渣油、煤液化残渣、生物质等含碳物质以及纸浆废液、有机废水等。该工艺可针对原料特性采用固态排渣或液态排渣技术，解决了高灰熔点原料的气化难题。该工艺已在下属工业化装置上得到运用：浙江丰登公司3万吨/年合成氨装置；浙江巨化公司6万吨/年甲醇装置；山东华鲁恒升公司30万吨/年合成氨装置；久泰能源内蒙古有限公司60万吨/年甲醇项目；内蒙伊泰煤制油有限公司16万吨/年煤制油项目等。,第57页,四、煤化工工艺技术进展,2、甲醇制烯烃技术,MTO技术,MTO的工业化研究已进行了多年，国际上一些著名的石油和化学公司如环球油品公司(UOP)、埃克森美孚石油公司(Exxon-Mobil)和陶氏化学公司（Dow Chemicals）等都投入了大量的人力和资金研发甲醇制烯烃的技术，我国的中科院大连化物所和中国石化也开发成功具有自主知识产权的甲醇制低碳烯烃技术。目前，世界主流的MTO生产技术主要包括：UOP/HYDRO公司MTO技术、大连化物所DMTO技术、中国石化SMTO技术。,第58页,四、煤化工工艺技术进展,UOP的MTO技术,UOP和挪威Norsk Hydro公司（该公司2008年被英力士公司收购）于1992年开始联合开发MTO工艺，后来利用UCC开发的SOPA-34催化剂实现了MTO工艺的突破。该工艺以SAPO-34作为催化剂，采用类似流化床催化裂化流程的工艺。1995年建成一套甲醇加工能力0.751.0t/d的示范装置，打通了全流程。从小试到工业演示装置，放大倍数1000倍，未出现任何放大效应问题。Total还开发了OCP技术，将甲醇反应产物中C4和C5+组分进行回炼以进一步提高低碳烯烃收率，乙烯和丙烯总收率可达到85%90%（以碳为基）。该技术与MTO工艺相结合，形成MTOOCP一体化技术。为打开技术市场，同时进一步验证催化剂的表现、烯烃产品纯度、聚合反应动力学及聚烯烃的结构形态和密度等指标，Total和UOP投资约4500万欧元在比利时费卢伊建设了MTO和OCP一体化工艺半工业示范装置（日处理甲醇10吨）。2009年二季度该示范装置正式启动，经过一定时期的运行和调试，顺利产出合格产品。Total认为，可完全满足放大到每年百万吨级规模烯烃生产的工业化项目需要。,第59页,四、煤化工工艺技术进展,UOP/HYDRO公司曾向两家公司转让技术。2007年，UOP/HYDRO转让技术在尼日利亚建设一套40万吨/年丙烯和40万吨/年乙烯的MTO装置，但由于融资问题，该项目已经停止。转让另一家公司位于埃及，规模同为80万吨/年烯烃，但目前未见该项目的相关报道。另Total拟与中电投合资采用MTO技术在我国内蒙古鄂尔多斯建设一套80万吨级的煤制烯烃项目，目前正在做前期研究工作。,第60页,四、煤化工工艺技术进展,大连化物所DMTO技术,中科院大连化物所也在上世纪80年代开始以流化床反应器和SAPO-34催化剂为主体的甲醇制烯烃技术开发，1995年完成流化床中试试验。2005年底，由大连化物所、中国石化洛阳工程公司、陕西新兴煤化工科技发展公司合作在陕西华县一个化肥厂建成甲醇处理量为50吨/天的工业化试验装置。该装置72小时考核运行阶段指标为：甲醇转化率99.83%；乙烯选择性40.07%；丙烯选择性39.06%；乙烯丙烯选择性79.13%；乙烯丙烯C4选择性90.21%。2006年8月该技术成果通过了由国家发改委委托、中国石油和化学工业协会组织的专家鉴定。2010年8月，采用DMTO技术的神华包头180万吨/年甲醇制烯烃大型工业化装置一次投料成功，成为世界首套工业化MTO装置，甲醇单程转化率99.8%，乙烯+丙烯选择性约80%。目前，该装置已成功运行2年有余。,第61页,四、煤化工工艺技术进展,2009年8月24日在人民大会堂召开新闻发布会，宣布该技术取得重大突破。,第62页,四、煤化工工艺技术进展,为进一步提高低碳烯烃产率，大连化物所及其合作伙伴又进行了DMTO-技术的开发，主要技术路线是将副产的C4+进一步裂解以多产乙烯和丙烯等低碳烯烃（与OCP技术相似），并在已有示范装置上进行了工业化试验，从2009年7月到2010年5月共进行了800多个小时的运行试验。2010年5月中国石油和化学工业联合会委托有关专家对DMTO-试验装置进行了72h考核标定，显示甲醇转化率99.97%，DMTO-工艺吨（乙烯+丙烯）原料甲醇消耗为2.67吨，甲醇转化单元每吨甲醇消耗催化剂0.25kg，实现了甲醇转化系统和C4+转化系统的耦合，技术指标较一代技术有较大提高，使得工艺的经济性进一步增强。迄今为止，目前大连化物所已向神华集团、延长石油集团、宁波禾元化学有限公司等11家公司转让技术，烯烃总产能达560万吨/年。,第63页,四、煤化工工艺技术进展,DMTO流程示意图,第64页,四、煤化工工艺技术进展,中石化SMTO技术,中国石化集中下属的上海石化研究院、中国石化工程建设公司和北京燕山石化公司联合开发成功SMTO技术。2007年，中石化在北京燕山石化建立100t/d SMTO工业试验装置，产出的乙烯、丙烯直接送燕山石化现有乙烯装置，实现连续运行。试验显示：甲醇转化率大于99.8%，乙烯和丙烯原则性大于80%，乙烯、丙烯和C4选择性超过90%。2008年中石化完成了甲醇进料180万吨/年的MTO工艺包开发，使得该公司具备设计和建设大型MTO工业化装置的条件。2010年，中石化投资15亿元对中原乙烯实施原料路线改造，采用自己开发的SMTO技术改造中原乙烯装置，建设了年处理甲醇60万吨的甲醇制烯烃示范装置，使乙烯原料实现多元化，2011年9月该装置顺利投产。目前，中国石化在全国规划布局至少4个煤制烯烃项目，均将采用自有的SMTO技术，烯烃总产能300万吨/年以上。,第65页,四、煤化工工艺技术进展,MTP技术,德国Lurgi公司在上世纪90年代开发研究MTP技术，并与德国南方化学公司合作开发成功了甲醇制丙烯工艺所需要的催化剂ZSM-5。该工艺的反应器为固定床反应器，采用多反应器并联操作，当反应器催化剂需要烧焦再生时便切换反应器。产品收率为丙烯65%67%，汽油24