【文章內容簡介】 創(chuàng)新、擴大生產規(guī)模以及延伸產業(yè)鏈等方式，大幅度調整產品方案。第二節(jié) 國外煤化工發(fā)展概況一、南非煤化工發(fā)展情況南非是世界上煤化工發(fā)展最具代表性的國家，掌握著成熟的煤化工技術并進行工業(yè)化生產。南非開發(fā)煤炭間接液化歷史悠久，早在1927年當局注意到依賴進口液體燃料的嚴重性，基于本國有豐富的煤炭資源，開始尋找煤基合成液體燃料的途徑，1939年首先購買了德國F2T合成技術在南非的使用權，在20世紀50年代初，成立了薩索爾公司，（音譯，South African Coal Oil and Gas Corp，簡稱SASOL），開始采用煤間接液化技術建設了大型化的工業(yè)生產裝置。表6 南非薩索爾公司間接液化廠建廠情況廠名建廠時間生產概況薩索爾I廠1955年采用FT合成技術，三個廠年處理煤炭總計達4590多萬t，有113多種產品，總產量達760萬t，其中油品占60%左右。薩索爾II廠1980年薩索爾III廠1982年資料來源：世經未來整理經過70多年的發(fā)展，南非煤炭液化技術已日臻成熟，并擁有兩種“煤制油”技術，由煤炭液化技術而引申出來的產品已遍布整個化學工業(yè)領域。目前，南非不僅可以從煤炭中提煉汽油、柴油、煤油等普通石油制品，而且還可以提煉出航空燃油和潤滑油等高品質石油制品。所有這些制品全部都能大規(guī)模生產。薩索爾公司是目前世界上唯一擁有煤炭液化工廠的公司，擁有目前國外商業(yè)化的煤間接液化典型技術——FT合成技術。目前，該公司的3個液化廠，年耗煤4590萬t，主要產品為汽油、柴油、蠟、燃氣、氨、乙烯、丙烯、聚合物、醇、醛、酮等113種，總產量達760萬t，其中油品占60%左右，保證了南非28%的汽油、柴油供給量。公司擁有的SAS固定流化床反應器是迄今為止最大的FT合成反應器，高28m，單臺生產能力達到2500t／天。南非在煤炭間接液化產業(yè)化發(fā)展的同時，不斷進行技術改進和技術進步，形成目前世界最大的煤轉化工廠。這對于發(fā)展煤化工的國家無論從技術路線還是產業(yè)運營方面都是有益的借鑒和參考。目前，著力發(fā)展煤化工行業(yè)的中國正在逐漸加強與南非在此領域的合作。國內神華寧煤集團與南非SASOL公司已正式簽署了《合作諒解備忘錄》，內容包括合作方式、間接液化項目的產品結構、工藝技術路線選擇、風險評估、產品的市場分析及營銷以及三方合作的組織機構等。這標志著利用SASOL公司專有技術在中國建設煤炭間接液化項目的中南合作進入實質性階段。國內神華集團和寧夏煤業(yè)集團兩家企業(yè)和薩索爾公司進行了技術和商務談判，計劃引進其成熟的煤間接液化合成技術，雙方合作正處于實質性談判階段。最近，神華與南非SASOL公司已就榆林、銀川兩個煤制油項目進行可行性研究。二、美國煤化工發(fā)展情況美國在煤化工方面的成就主要體現在潔凈煤技術方面。早在1986年美國科學家就提出了一個完整的潔凈煤技術框架。在這個框架范圍內擬定了一系列潔凈煤技術的研究課題。美國把這個潔凈煤技術框架取名為“潔凈煤技術示范計劃”（簡稱CCTP），主要包含以下幾方面：①潔凈的煤氣化燃煤發(fā)電技術；②煤氣化、煤液化轉變?yōu)闈崈舻臍怏w、液體能源；③開發(fā)燃煤利用過程中排放的有害氣體的環(huán)保設備；④控制工業(yè)企業(yè)在煤炭利用過程中排放的有害氣體、粉塵、煙氣回收技術等。經過十幾年的開發(fā)研究，美國在潔凈煤技術示范計劃（CCTP）諸多領域都有重大突破。清潔煤制備技術是CCTP的一個重要組成領域。其包括選煤、煤質專家系統(tǒng)、煤溫和氣化技術、煤液化技術等項目。為了減少燃煤對環(huán)境造成的污染，CCTP包括4個生產潔凈燃料的煤炭加工項目，2個項目涉及工業(yè)鍋爐用高能量密度低硫燃料的加工，其中一個項目還同時生產化工用或運輸用液體燃料；第3個項目是甲醇生產示范廠；第4個項目是專用的計算機軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對高能量密度固體燃料、水煤漿與油煤漿等煤的混合燃料進行環(huán)境、運行與成本等方面的評估。煤化工技術研發(fā)方面，美國SGI公司于上世紀80年代末開發(fā)出了一種新的煤炭液化技術，即LFC（煤提油）技術。該技術是利用低溫干餾技術，從次煙煤或褐煤等非煉焦煤中提取固態(tài)的高品質潔凈煤和液態(tài)可燃油。SGI公司于1992年建成了一座日處理能力為1000t的次煙煤商業(yè)示范廠。此外，美國公司研發(fā)的HTI技術和STG技術都是世界上有代表性的煤液化工藝技術。其共有特點是，煤炭液化的反應條件與老液化工藝相比，大大緩和，降低了生產成本，但目前均尚未實現工業(yè)應用。三、日本煤化工發(fā)展情況日本是一個能源資源貧乏的國家，能源需求的80%以上依賴進口。為了擺脫對進口能源的依賴，日本的能源政策強調新能源和可再生能源的開發(fā)。近年來開始較大幅度的增加煤炭的消費量，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g成為熱點。正在開發(fā)的項目包括（1）提高煤炭利用效率的技術，如IGCC、CFBC和PFBC；（2）脫硫、脫氮技術，如先進的煤炭洗選技術，氧燃燒技術，先進的廢煙處理技術，先進的焦炭生產技術等；（3）煤炭轉化技術，如煤炭直接液化，加氫氣化，煤氣化聯合燃料電池和煤的熱解等；（4）粉煤灰的有效利用技術。日本于1993年提出了“新陽光計劃”，該計劃是將過去的“陽光計劃”、“月光計劃”和“地球環(huán)境技術研究開發(fā)制度”合并后形成的，主要涉及能源與環(huán)境的研究項目，在2020年前將投資15500億日元。日本的潔凈煤技術也包括在新陽光計劃中，2000財政年度“新陽光計劃”，研究的重點是煤炭液化和煤炭氣化等。近些年，由于國際石油價格波動較大，而國際煤炭價格卻相對穩(wěn)定，因此日本又將燃煤火力發(fā)電作為發(fā)展重點。日本通產省于2000年公布了“21世紀煤炭計劃”，該計劃提出在2030年前分3個階段研究開發(fā)潔凈煤技術，其主要項目有：先進發(fā)電、高效燃燒、脫硫脫氮和降低煙塵、利用煤氣的燃料電池、煤炭制造二甲醚和甲醇、水煤漿、煤炭液化和煤炭氣化等。受一系列能源政策推動，日本國內研究煤化工的科研機構眾多。表7 日本主要煤化工科研機構機構主要研究領域新能源工業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）褐煤液化工藝、HYCOL煤氣化、氣化爐、熱煤氣凈化系統(tǒng)、IGCC系統(tǒng)電力中央研究所、三菱重工業(yè)公司煤氣化和熱煤氣凈化開發(fā)裝置筑波科學城有關單位煤業(yè)化催化劑、液化產物改質、高效煤氣化、液化新方法、液化反應機理東京大學、東京農工大學、北海道大學等高校發(fā)揮煤化學化工跨學科的特點加深該領域的基礎理論資料來源：世經未來整理四、歐盟煤化工發(fā)展情況歐盟在煤化工方面研究富有建樹的國家主要有德國、荷蘭、丹麥等。德國是世界上最早從事煤化工科學研究的國家。上世紀20年代德國就開始了煤的間接液化技術研究，并于1936年在世界上首先建成工業(yè)規(guī)模的合成油廠。目前，德國的新液化（IGOR）工藝是世界上具有代表性的煤直接液化工藝技術。其特點是，煤炭液化的反應條件與老液化工藝相比，大大緩和，降低了生產成本，但現今還沒有實現工業(yè)應用。荷蘭Shell公司的SMDS技術（在馬來西亞建廠）、Mobil公司的MTG合成技術（在新西蘭建廠）等都是已商業(yè)化的間接液化技術，但均以天然氣為原料。此外，丹麥Topsoe公司研發(fā)的Tigas技術也是一種先進的但未商業(yè)化的煤液化合成技術。荷蘭殼牌公司的煤氣化研究技術目前是世界上比較知名的技術。殼牌煤氣化技術采用干燥方式，用氮氣將煤粉送到氣化爐，最后生成合成氣，即一氧化碳和氫的混合物。合成氣可以用來制造純氫，生產合成氨、甲醇、含氧化合物，以及尿素及合成氫燃料等衍生物。該合成氣還可用于電廠供熱、蒸汽和發(fā)電的燃料，并可作為城市用氣。殼牌煤氣化技術使煤炭得以充分利用。其中，硫化物被還原成純硫磺，可以作為原料出售給化工行業(yè)；灰份則被回收為清潔爐渣，用來制造建筑材料。整個工藝的用水量極低，廢水也很容易凈化。殼牌煤氣化技術的另一個優(yōu)勢在于它適用于不同種類的煤，包括劣質的次煙煤和褐煤。為了減少溫室氣體的排放，歐盟各國非常重視燃燒技術的研究。制定的“兆卡計劃”，旨在促進歐洲能源利用新技術的開發(fā)，減少對石油的依賴和煤炭利用造成的環(huán)境污染，確保經濟持續(xù)發(fā)展。其主要目標是減少CO2和其他溫室氣體排放，使燃煤發(fā)電更加潔凈；通過提高效率減少煤炭消費。歐洲特別是德國在選煤、型煤加工、煤炭氣化和液循環(huán)流化床燃燒技術、煤氣化聯合循環(huán)發(fā)電、煙氣脫硫技術等方面取得了很大進步。此外，英國的“能源白皮書”也明確提出要把電廠的潔凈煤技術作為研究開發(fā)的重點。第三節(jié) 我國煤化工行業(yè)發(fā)展概況一、我國煤化工行業(yè)發(fā)展現狀我國煤化工主要集中在煤焦油、合成氨和甲醇上，2007年我國合成氨產量5159萬t，甲醇產量1041萬t。我國每年化工原料用煤約9250萬t，其中甲醇生產用450萬t，煉油場制氫用800萬t，合成氨和合成液體燃料各4000萬t。我國是世界上煤氣化技術應用最多的國家，煤氣化在我國的應用已有一百多年的歷史。目前全國有近萬臺氣化爐在運行，其中90%中小企業(yè)采用的氣化技術是常壓水煤氣發(fā)生爐，其它其化技術還有固定床Lurgi爐、濕法進料氣流床Texaco爐和干法進料氣流床Shell爐。通過引進國外技術和設備，固定床、流化床和氣流床煤炭氣化技術均已得到應用，相繼引進和簽約了20余套大型Lurgi、Texaco和 Shell氣化裝置，煤炭地下氣化也得到了一定程度的推廣和利用，大型工業(yè)化試驗正在進行。目前新建項目已很少采用固定床氣化裝置。我國目前采用煤氣化技術大都用來生產化工合成氣和城市煤氣、近年來有用于多聯產的規(guī)劃。煤氣化技術研究方面，中國科學院山西煤化所和華東理工大學等單位分別在流化床和氣流床煤氣化技術開發(fā)方面都取得重大成果，擁有了自主知識產權的煤氣化核心技術。煤液化研究方面，從上個世紀70年代末我國就開始煤液化技術研究，建成具有國際先進水平的實驗室，培養(yǎng)出一支科研隊伍。已對我國上百個煤種進行了液化性能評價，從中選出15種適合于液化的中國煤，液化油收率達50%以上（無水無灰基煤）。對上百個煤種進行了煤直接液化研究，開發(fā)出了863納米級高分散煤直接液化專用催化劑，并在實驗室成功地利用國產催化劑，成功地將煤液化粗油加工成合格的汽油、柴油和航空煤油。近年來，中科院山西煤化所針對新型漿態(tài)床合成反應器、共沉淀鐵系催化劑制備等進行了放大開發(fā)試驗，于2002年建成1000t/a中試裝置，并進行了多次運行實驗，取得初步研究成果。目前，具有自主知識產權的中國煤直接液化技術已完成基礎研究，正在工程化開發(fā)之中。隨著國際原油價格的持續(xù)走高，石油供應日趨緊張，利用我國豐富的煤炭資源，實施煤炭優(yōu)勢資源轉化，采用先進、適用的技術，發(fā)展大型化、規(guī)?；夯ぎa業(yè)時機已經來臨，實施煤炭優(yōu)勢資源轉化是大有可為的。各煤炭主產省區(qū)紛紛對本省煤化工產業(yè)的發(fā)展做出了規(guī)劃。表8 我國部分省區(qū)發(fā)展煤化工產業(yè)規(guī)劃及目標省區(qū) 發(fā)展規(guī)劃 目標 山西 制定《加快發(fā)展具有山西優(yōu)勢的煤化工產業(yè)三年推進計劃》，啟動5565工程 到2007年，全省煤化工產業(yè)實現銷售收入500億元，新增銷售收入350億元，新增稅收35億元 內蒙古 全力推進煤化工、煤液化、煤轉油項目建設，建成我國重要的化工生產基地 到2010年，化工產業(yè)預計實現銷售收入1300億元，其中煤化工750億元 河南 建設5大煤化工產業(yè)基地，“十一五”煤化工規(guī)劃項目72個，重點發(fā)展甲醇、烯烴、醋酸、甲醛、二甲醚、尿素、三聚氰胺、二甲基甲酰胺、芳烴等九大主導產品 到2010年，煤化工產業(yè)煤炭轉化能力將由2004年的800萬噸提高到1900萬噸，銷售收入由2004年的110億元增加到600億元 寧夏 推出《寧東能源重化工基地整體規(guī)劃與建設綱要》，確定重點發(fā)展電力、煤化工、煤炭開采三大產業(yè) 建設寧東能源重化工基地，總投資2000億元 貴州 未來5年內規(guī)劃和建設5個“循環(huán)經濟”型的煤化工生態(tài)工業(yè)基地 ，年產值可達403萬元 陜西 陜北能源重化工基地打造３大產業(yè)鏈，規(guī)劃建設7個產業(yè)區(qū)，形成煤電油化產業(yè)鏈 安徽 到2010年，形成3000萬噸原煤加工能力，其中焦炭1000萬噸、合成油品100萬噸、合成氨300萬噸、甲醇200萬噸、烯烴等煤化工衍生產品200萬噸，建成國家級煤化工基地 資料來源：世經未來整理二、我國煤化工產業(yè)存在的問題但總體而言目前我國煤化工水平較低，主要存在如下不足：（一）高能耗、高污染、低效率、低效益煤化工由于煤的特性造成加工過程長、投資大、污染重等問題，這樣的過程更適宜采用新技術，實施大型化。某些資源豐富的地區(qū)，企業(yè)技術改造及規(guī)模優(yōu)化進展緩慢。基本上襲用以優(yōu)質低煤價、以污染嚴重和資源利用效率低的技術、以低價的勞動力、各種優(yōu)惠政策等諸生產要素融合在一起形成以量取勝的生產能力。傳統(tǒng)的煤化工是高消耗、高能耗、高排放、高污染的行業(yè)。發(fā)展現代煤化工必須堅持降污優(yōu)先，節(jié)能優(yōu)先的方針，力求把污染、物耗降到最低限度。（二）煤化工氣化技術進步緩慢煤氣化是煤化工的龍頭和基礎，在相當程度上影響煤化工的效率、成本和發(fā)展。煤氣化工藝至今已有100多年，煤氣化技術演進的歷程：以氧氣（或富氧）氣化代替空氣氣化，以粉煤代替塊煤、碎煤，以氣流床和流化床代替固定床，由常壓氣化進展到高壓氣化，這些都是煤氣化工藝技術演進升級的重要趨勢。我國煤氣化工藝的更新進展緩慢。我國亦做過一些煤氣化技術的開發(fā)改進，但真正工業(yè)化的不多。近年來我國恩德爐的改進，灰熔聚爐的開發(fā)均有進展，有的已工業(yè)化，并在繼續(xù)提高。為積極提高我國煤化工氣化技術，曾引進LURGI爐及TEXICEO爐（三種壓力等級）。但引進后都經過更換適應煤種及多項技術改造，經歷幾年才正常生產。大型煤氣化技術的穩(wěn)定運行有一定難度。因國產化進展緩慢及其他原因，所引進的技術對煤化工全局氣化技術的改進的帶動作用有限。（三）低水平重復建設嚴重目前，我國煤化工行業(yè)出現嚴重的重復建設，“一窩蜂扎堆”現象比較突出。以在全國范圍內形成的甲醇熱為例，在建和擬建的甲醇裝置能力已超過一千萬t。眾所共知，世界甲醇市場供過于求。近年內世界上幾套以廉價天然氣為原料的超大型甲醇裝置投產后，價格將進一步下降。他們的目標市場是向我國出口，屆時國內有些甲醇企業(yè)將受到嚴重沖擊。值得關注的是，大量正在建設或擬建的甲醇裝置其規(guī)模均偏小，新建多數為10萬～20萬t/a，個別最大的亦只有60萬t/a。甲醇是規(guī)模