煤化工的发展运用

专家解说：全球煤化工开始于18世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪，许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产，煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后，石油化工发展迅速，很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料，从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。进入二十一世纪后，随着全球石油市场的动荡和石油价格的攀升，煤炭作为储量巨大并且可能替代石油的资源重新受到越来越多的重视。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。世界上生产的煤，主要用作电站和工业锅炉燃料；用于煤化工的占一定比例，其中主要是煤的焦化和气化。80年代世界焦炭年产量约340Mt,煤焦油年产量约 16Mt（从中提炼的萘约1Mt）。煤焦油加工的产品广泛用于制取塑料、染料、香料、农药、医药、溶剂、防腐剂、胶粘剂、橡胶、碳素制品等。1981年，世界合成氨总产量95.3Mt，主要来源于石油和天然气。以煤为原料生产的氨只约占10%；自煤制合成甲醇的比例也很小，仅占甲醇总产量约1%。美国煤化工　1984年美国用煤717.7Mt,其中用于炼焦的占5.5%,达39.5Mt。炼焦副产的苯占苯总产量的9%，以电石乙炔为原料生产的醋酸乙烯在其总产量中占 8%。1984年美国建成由褐煤气化再甲烷化生产高热值城市煤气的工厂，日加工褐煤22kt，产气3.89Mm。同时，又在煤气化和液化方面，进行了不少新工艺试验。联邦德国煤化工　1984年联邦德国用煤84.8Mt（不包括褐煤），炼焦用煤占32.6%，为27.6Mt，煤焦油年产量约 1.4Mt。全国钢铁等企业的焦炉生产的煤焦油集中到五个焦油加工厂进行加工,生产的化学品达500多种。电石乙炔化工方面曾有很大发展，当前在技术上仍有改进。在煤的加压气化和直接液化研究方面也有一些新的进展。日本煤化工　1984年日本共用煤106.9Mt,由于其钢铁工业很发达，炼铁等冶金用焦炭需要量很大，因此炼焦用煤占66%，为 70.5Mt。每年的煤焦油产量达2.4Mt，提供了全部萘的工业来源。以电石乙炔为原料生产的醋酸乙烯在其总产量中占23%。南非煤化工　南非是当前世界上仍拥有煤间接液化工厂的地区，有SASOL-Ⅰ、SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ三座合成液体燃料工厂，年加工煤共约33Mt，生产汽油、柴油、喷气燃料等油品数百万吨，副产气态烃、乙醇、氨、硫等化学品数十万吨。集约化发展煤炭能源作为我国能源结构的重要组成，对于确保我国能源供应安全具有至关重要的作用。而煤化工产业作为实现煤炭资源高效利用的有力手段，直接关系到国家的能源战略发展规划。因此，观研天下煤化工产业分析师分析：必须充分认识我国煤化工产业的发展现状，明确煤化工产业的发展趋势，即在确保煤炭资源高效、清洁利用的基础上椎动煤化工产业的规模化以及集约化发展。“十二五”期间，国内经济结构将继续延续重化工业发展的态势，国民经济对能源消费的需求仍将保持平稳增长。预计国内以煤炭为主的能源消费格局短期难以改变，煤炭消费将基本与国民经济增长保持同步增长。发展新型煤化工可以部分代替石化产品，对于保障国家能源安全具有重要的战略意义。我国石油、天然气对外依存度日益提高，石油进口比例已经超过50%，国家能源安全问题日益突出。据报告显示，随着国内石油、天然气供应的日益紧张，国内化工行业出现了向煤化工倾斜的趋势。国家在内蒙、山西、宁夏、河南等地开展了一系列示范工程项目，支持新型煤化工的发展。其中，内蒙古是中国煤化工产业发展最快的地区之一，部分煤化工技术走在全国前列。煤化工装备行业研究小组分析认为，伴随着西北地区煤化工产业投资热情的高涨，煤化工装备需求即将爆发，这为行业相关企业创造了巨大的发展机遇，新型煤化工将在“十二五”期间获得新一轮大发展。从总量上来看，2006年在建煤化工项目有30项，总投资达800多亿元，新增产能为甲醇850万吨，二甲醚90万吨，烯烃100万吨，煤制油124万吨。而已备案的甲醇项目产能3400万吨，烯烃300万吨，煤制油300万吨。2006年，国家发改委出台了政策并利用各种渠道广泛征求意见，以期规范和扶持煤化工产业的发展。2006年中国自主知识产权的煤化工技术也取得了很大的进展，开始从实验室走向生产。2007年是中国煤化工产业稳步推进的一年，在国际油价一度冲击百元大关、全球对替代化工原料和替代能源的需求越发迫切的背景下，中国的煤化工行业以其领先的产业化进度成为中国能源结构的重要组成部分。煤化工行业的投资机遇仍然受到国际国内投资者的高度关注，煤化工技术的工业放大不断取得突破、大型煤制油和煤制烯烃装置的建设进展顺利、二甲醚等相关的产品标准相继出台。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭——能源化工一体化的新兴产业。煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要发展方向，这对于中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。可以说，煤化工行业在中国面临着新的市场需求和发展机遇。我国煤炭资源丰富，煤种齐全，发展煤炭液化、气化等现代煤转化技术，对发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口有现实和长远的意义，国家“十五”能源 科技和能源建设计划对发展煤化工给予充分的重视，煤化工在我国面临新的市场需求和发展机遇。本文根据国内外煤化工发展的特点，提出“新型煤化工”的概念。与传统煤化工不同，新型煤化工将形成具有中国特色的煤炭—能源化工新产业，是我国煤炭工业结构调整、实现可持续发展的战略方向，对未来能源建设和能源技术的发展将有重要影响。纵观近百年化学工业的发展历史，其间每次原料结构的变化总伴随着化学工业的巨大变革。1984年世界化石燃料探明的可采储量，煤约占74%，而石油约12%、天然气约10%，从资源角度看，煤将是潜在的化工主要原料。未来煤化工将在哪些领域，以什么速度发展，将取决于煤化工本身技术的进展以及石油供求状况和价格的变化。而钢铁等冶金工业所用的焦炭仍将依赖于煤的焦化，而炼焦化学品如萘、蒽等多环化合物仍是石油化工所较难替代的有机化工原料；煤的气化随着气化新技术的开发应用，仍将是煤化工的一个主要方面；将煤气化制成合成气，然后通过碳一化学合成一系列有机化工产品的开发研究，是进展较快，且引起关注的领域；从煤制取液体燃料，无论是采用低温干馏、直接液化或间接液化，都不得不取决于技术经济的评价。进入21世纪以来，国际能源价格出现了快速上涨。其中原油、天然气价格大幅上涨，而煤炭价格涨幅相对较小，与石油、天然气的价差不断扩大。根据2011年的价格，统一热值后的煤炭价格（日本动力煤到岸价）仅相当于原油价格的24%，天然气价格的26%。2012年下半年以来，随着煤炭价格的快速下跌，原油与煤炭的价格比进一步扩大。煤炭和原油价格表现的差异，使得煤炭作为原材料的成本优势得到提升，煤化工的经济性逐步显现。我国独特的能源结构也进一步提升了发展煤化工的必然性，未来我国煤化工产业，特别是新型煤化工有望迎来快速发展。石油、天然气的进口常常受到战争、地缘政治等因素的影响而波动较大，因此石油和天然气的过度对外依赖，对我国的能源安全保障带来很大的隐患。由于石油是生产大部分化工产品的原料，石油资源的匮乏使得我国很多化学原料依赖进口，成本居高不下，因此寻找替代能源很有必要。煤化工与石油化工具有相互替代性，比如煤化工生产的烯烃、成品油等均是石油化工的主要产品。发展新型煤化工可以作为石油化工很好的补充，具有很强的战略意义。