-煤化工产业发展形式分析报告-PPT课件.ppt

1、+O+O2 2 SOxSOxNOxNOxS S（硫）（硫）N N（氮）（氮）现代煤化工：现代煤化工：u以煤气化为龙头，以一碳化工技术为基础，合成、制取各种化工产品和燃料油的煤炭洁净利用技以煤气化为龙头，以一碳化工技术为基础，合成、制取各种化工产品和燃料油的煤炭洁净利用技 术（环保、煤种适应性和煤利用效率等方面更具优势）；术（环保、煤种适应性和煤利用效率等方面更具优势）；u缓解石油供求矛盾，实施石油替代战略的必然选择缓解石油供求矛盾，实施石油替代战略的必然选择u产品附加值高，市场缺口大，高油价下具有强的成本优势产品附加值高，市场缺口大，高油价下具有强的成本优势传统煤化工传统煤化工：u 煤焦化、煤

2、电石、合成氨、煤制甲醇等领域煤焦化、煤电石、合成氨、煤制甲醇等领域u高能耗、高排放、高污染，资源利用效率低，产品技术含量低高能耗、高排放、高污染，资源利用效率低，产品技术含量低u在环保日益成为行业壁垒、发展循环经济变为共识的大环境下，面临技术升级、产业结构调整在环保日益成为行业壁垒、发展循环经济变为共识的大环境下，面临技术升级、产业结构调整u产品附加值较低，产品产能过剩产品附加值较低，产品产能过剩煤气化技术是煤化工的公共技术、龙头技术、关键技煤气化技术是煤化工的公共技术、龙头技术、关键技术术l煤化工相关技术发展的需要大型煤气化技术煤化工相关技术发展的需要大型煤气化技术；气流床技术是大型煤气化技

3、术发展的；气流床技术是大型煤气化技术发展的主要方向主要方向 l经过几十年的开发和应用，形成了以经过几十年的开发和应用，形成了以Lurgi(鲁奇鲁奇)、Texaco(德士古德士古)、Shell(壳牌壳牌)、HTW等为代表的工业化煤气化技术等为代表的工业化煤气化技术；l为适应更宽范围的煤种，各国（包括美国、英国、德国、澳大利亚、印度）均在开为适应更宽范围的煤种，各国（包括美国、英国、德国、澳大利亚、印度）均在开发新型的煤气化技术，如美国的发新型的煤气化技术，如美国的Transport(输送床输送床)气化技术。气化技术。l大多数国内企业仍然使用落后的固定床炉型；大多数国内企业仍然使用落后的固定床炉型

4、；Lurgi(鲁奇鲁奇)、Texaco(德士古德士古)气化气化技术经过二十余年的引进和吸收再创新，装备生产和应用均已达到商业化水平，技术经过二十余年的引进和吸收再创新，装备生产和应用均已达到商业化水平，Shell技术正在调试期；技术正在调试期；l产学研结合推动了国内气化技术的发展，如：水煤浆四喷嘴对置气流床气化技术，产学研结合推动了国内气化技术的发展，如：水煤浆四喷嘴对置气流床气化技术，干煤粉气流床气化技术，灰熔聚流化床气化技术等。干煤粉气流床气化技术，灰熔聚流化床气化技术等。煤气化技术的煤气化技术的国内、外技术现状及趋势国内、外技术现状及趋势Million Barrels/Day 经济发展促

5、进了石油石化产品需求的快速增长，石化原料缺口不断增大，经济发展促进了石油石化产品需求的快速增长，石化原料缺口不断增大，资源制约矛盾趋于严重。资源制约矛盾趋于严重。目前国内石化产品供不应求，市场满足率仅目前国内石化产品供不应求，市场满足率仅50%50%左右，一半左右依赖进口，左右，一半左右依赖进口，未来几年期间状况仍然不会根本改变。未来几年期间状况仍然不会根本改变。DICPDICP国家统计局公布数据国家统计局公布数据20192019中国天然气资源缺口预测（中国天然气资源缺口预测（BP2019世界能源统计）世界能源统计）石油价格的不断攀升石油价格的不断攀升石油石化产品的日益紧缺石油石化产品的日益紧

6、缺煤炭资源的丰富、低廉煤炭资源的丰富、低廉现代煤化工现代煤化工u 产业现状：产业现状：煤化工产业由传统产业向现代煤化工产业转型。煤化工产业由传统产业向现代煤化工产业转型。(单位单位:万吨万吨)20192019年年20192019年年20202020年年产量产量市场份额市场份额产量产量市场份额市场份额产量产量市场份额市场份额焦炭焦炭3000030000100%100%3300033000100%100%3300033000100%100%电石电石14001400100%100%17001700100%100%10001000100%100%化肥化肥(氮肥氮肥)42004200100%100%44

7、004400100%100%46004600100%100%煤制化肥煤制化肥3200320076%76%3400340077%77%3600360078%78%甲醇甲醇*1900190095%95%4100410098%98%6900690099%99%煤制甲醇煤制甲醇1600160080%80%3800380090%90%6600660094%94%二甲醚二甲醚*50050011%11%1200120026%26%2000200037%37%烯烃烯烃2925292568%68%4500450078%78%6000600086%86%煤制烯烃煤制烯烃1401403%3%5005009%9%80

8、080011%11%成品油成品油2200022000100%100%2600026000100%100%3000030000100%100%煤制油煤制油1501500.70%0.70%100010004%4%3000300010%10%注：注：*含下游产品用甲醇；含下游产品用甲醇；*按液化石油气市场份额计算，替代比以按液化石油气市场份额计算，替代比以1.21.2计。计。原煤：23MJ/Kg,水煤浆气化51C:12O:16H:1l 传统煤化工行业介绍传统煤化工行业介绍:煤焦化、煤电石、煤合成氨（化肥）、煤制甲醇，我国这些化工产品煤焦化、煤电石、煤合成氨（化肥）、煤制甲醇，我国这些化工产品 生产规

9、模均居世界第一，焦碳，电石，合成氨和甲醇产量分别占世界生产规模均居世界第一，焦碳，电石，合成氨和甲醇产量分别占世界 产量的产量的58%58%、93%93%、32%32%和和28%28%，但产业结构较落后，竞争力差。，但产业结构较落后，竞争力差。目前，我国传统煤化工产品均处于阶段性供大于求状态，产能过剩目前，我国传统煤化工产品均处于阶段性供大于求状态，产能过剩l 现代煤化工行业分析现代煤化工行业分析:煤制烯烃，煤制油，煤制天然气、煤制乙二醇，都处于示范发展阶段，煤制烯烃，煤制油，煤制天然气、煤制乙二醇，都处于示范发展阶段，一批示范项目将于今年或今后两、三年建成投产。一批示范项目将于今年或今后两、

10、三年建成投产。序号序号产品名称产品名称单位单位年产量年产量1 1轻油轻油吨吨/年年300030002 2脱酚酚油脱酚酚油吨吨/年年772077203 3苯酚苯酚吨吨/年年184018404 4邻甲酚邻甲酚吨吨/年年4804805 5间、对甲酚间、对甲酚吨吨/年年154815486 6混合甲酚混合甲酚吨吨/年年3323327 7工业二甲酚工业二甲酚吨吨/年年6406408 8甲基萘油甲基萘油吨吨/年年17000170009 9洗油洗油吨吨/年年29040290401010蒽油蒽油吨吨/年年1020001020001111蒽油蒽油吨吨/年年42000420001212工业萘工业萘吨吨/年年5940

11、0594001313闪蒸油闪蒸油吨吨/年年23400234001414改质沥青改质沥青吨吨/年年309600309600表：60万吨/年粗焦油深加工工程的产品品种及数量加工率低、加工深度不够、产品品种少；加工率低、加工深度不够、产品品种少；加工装置规模小，产业集中度低加工装置规模小，产业集中度低热能回收利用不合理热能回收利用不合理装备水平和自动化水平低装备水平和自动化水平低煤制电石煤制电石-PVCl 电石可以用来生产大量的化工产品，包括聚氯乙稀（PVC）、醋酸乙烯、聚乙烯醇、1,4 丁二醇 （BDO）和氯丁橡胶等。l 2009年，产能达到2050万吨/年，在建570万吨/年；产量1503万吨，

12、产能严重过剩l 根据国家颁布的电石行业准入条件（2019年修订），电石产能不能低于200万吨/年。因此生产 规模小、环境污染重、生产成本高的企业将被淘汰；而具备资源和技术优势、特别是向下延伸到 PVC、乙炔等产品链企业更具有竞争优势l 典型的40万吨/年的电石装置建设投资约为7.5亿元l 新建大型电石装置建议附近应有石灰石资源以及配套电厂，并配套建设乙炔深加工装置替代范围 备注 二甲醚 替代液化石油气、柴油 替代液化石油气需要改装灶具，替代柴油需要专用发动机。甲醇 替代汽油 使用M15不需要改装发动机，M85、M100需要专用发动机。项目项目煤路线煤路线煤价格煤价格(元元/吨吨甲醇成本甲醇成本

13、(元元/吨吨)二甲醚成本二甲醚成本(元元/吨吨)对应汽油价格对应汽油价格(美元美元/桶桶)对应原油价格对应原油价格(美元美元/桶桶)u 二甲醚主要用于民用燃气（其他领域不足二甲醚主要用于民用燃气（其他领域不足 10%）。尽管二甲醚的产品标准已实施，但是掺混于）。尽管二甲醚的产品标准已实施，但是掺混于 LPG 的标准仍然没有出台；的标准仍然没有出台；u 二甲醚用于民用燃气需要专用设备，直接掺混受到质监部门的查处。二甲醚用于民用燃气需要专用设备，直接掺混受到质监部门的查处。u替代替代 LPG 作为民用燃料的安全性问题（国作为民用燃料的安全性问题（国家质检局不批准）家质检局不批准）p实际上二甲醚加入

14、到液化气后，燃烧火焰都是绿色，可能会对人有危害。实际上二甲醚加入到液化气后，燃烧火焰都是绿色，可能会对人有危害。p大量应用大量应用DME 是否会产生与甲基叔丁基醚是否会产生与甲基叔丁基醚(MTBE)类似的环境问题，以及二甲醚对中枢神经系类似的环境问题，以及二甲醚对中枢神经系 统有抑制作用统有抑制作用,吸入后可引起麻醉、窒息感吸入后可引起麻醉、窒息感,对皮肤有刺激性等问题对皮肤有刺激性等问题,均有待实践证明均有待实践证明u 目前，目前，LPG 价格较低，二甲醚生产缺乏利润空间。价格较低，二甲醚生产缺乏利润空间。u 天然气及电力在中国民用燃料广泛应用，将对天然气及电力在中国民用燃料广泛应用，将对D

15、ME民用燃料发展构成风险民用燃料发展构成风险u 二甲醚产品尚不能通过铁路运输，目前绝大多数企业只能通过公路运输，其运输费用更高二甲醚产品尚不能通过铁路运输，目前绝大多数企业只能通过公路运输，其运输费用更高u 二甲醚作为车用燃料还处于起步阶段。由于二甲醚带压运输体系、二甲醚加注站、二甲醚汽车改造、二甲醚作为车用燃料还处于起步阶段。由于二甲醚带压运输体系、二甲醚加注站、二甲醚汽车改造、二甲醚车用燃料的规范和标准缺失等问题，实现二甲醚汽车的产业化尚需时日（在目前的成品油价格二甲醚车用燃料的规范和标准缺失等问题，实现二甲醚汽车的产业化尚需时日（在目前的成品油价格 体系下，二甲醚替代柴油是不经济的）。体

16、系下，二甲醚替代柴油是不经济的）。MTGMTPMTO空分空分煤煤/天然气天然气水水造气造气费托合成费托合成加氢裂解加氢裂解/异异构构液化气液化气石脑油石脑油汽柴油汽柴油特种油品特种油品O2CO+2H2(CH2)n：C2H4+1/2O2+H2O (CH2OH)2：2CO+1/2O2+4H2 (CH2OH)2 +H2O聚酯聚酯 占占90增塑剂增塑剂防冻剂防冻剂世界年需求量世界年需求量2000万吨万吨我国年产我国年产200万吨万吨进口进口500万吨万吨 COCO纯纯H2草酸酯草酸酯煤煤乙二醇乙二醇乙二醇乙二醇（聚酯级）（聚酯级）造造 气气变变 压压 吸吸 附附 分分 离离精精 馏馏脱氢脱氢催化剂催化

17、剂羰基合成羰基合成催化剂催化剂加加 氢氢催化剂催化剂草酸：草酸：2CO+1/2O2+3H2O(COOH)22H2O乙二醇：乙二醇：2CO+1/2O2+4H2(CH2OH)2+H2O煤炭煤炭+空气空气+水水 乙二醇乙二醇 绿色，原子经济型反应绿色，原子经济型反应 原料原料:石油石油/煤煤 每吨成本：每吨成本：70007000元元/5900/5900元元 技术：技术：进口进口/自主创新自主创新 设备：设备：进口依赖进口依赖/国产化国产化 能耗：能耗：高高/低低国外技术国外技术许多国家都开展了许多国家都开展了CO气相催化合成草酸酯的研发，有大量的专利和研究报道，但目前还没有建成一套万吨气相催化合成草

18、酸酯的研发，有大量的专利和研究报道，但目前还没有建成一套万吨级的工业装置。级的工业装置。日本日本ube 1978年建成年建成6000吨吨/年高压液相催化法合成草酸二丁酯。年高压液相催化法合成草酸二丁酯。ube 和和u.c.c等开发成功常压气相催化合成草酸二酯新工艺，已完成模试和中试，但未建厂。等开发成功常压气相催化合成草酸二酯新工艺，已完成模试和中试，但未建厂。国内技术国内技术 西南化工研究院：曾于西南化工研究院：曾于19811982年采用年采用PdCl2/CuCl2催化剂，液相法合成草酸二乙酯，草酸二乙酯和催化剂，液相法合成草酸二乙酯，草酸二乙酯和 碳酸二乙酯的总收率达碳酸二乙酯的总收率达7

19、9.63%；中国科学院成都有机所：于中国科学院成都有机所：于19851989年开展过纯年开展过纯CO气相催化合成草酸二乙酯的研究，对五种羰基合气相催化合成草酸二乙酯的研究，对五种羰基合成成 催化剂进行了试验；催化剂进行了试验；浙大化工系：于浙大化工系：于1989年开展过纯年开展过纯CO气相催化合成草酸二乙酯的研究。并到江山化工厂进行气相催化合成草酸二乙酯的研究。并到江山化工厂进行200吨吨/年合年合成成 草酸二乙酯的中试，但未见成功生产的报道；草酸二乙酯的中试，但未见成功生产的报道；天津大学：于天津大学：于1992年开始开展纯年开始开展纯CO气相催化合成草酸二乙酯的研究，并取得较好的结果。但也

20、未见成气相催化合成草酸二乙酯的研究，并取得较好的结果。但也未见成 功中试报道；功中试报道；华东理工学院和上海焦化也正在开展中试工作；华东理工学院和上海焦化也正在开展中试工作；中科院福建物构所：是国内开展中科院福建物构所：是国内开展CO气相催化合成草酸二酯研究的最早单位之一。解决了气相催化合成草酸二酯研究的最早单位之一。解决了 工业化应用问题；工业化应用问题；成功完成世界首创万吨级煤制乙二醇工业化示范成功完成世界首创万吨级煤制乙二醇工业化示范单位：万吨单位：万吨n 乙、丙烯等低碳烯烃是现代化学工业的基础，传统的生产方法是轻烃和石脑油热裂解法乙、丙烯等低碳烯烃是现代化学工业的基础，传统的生产方法是

21、轻烃和石脑油热裂解法n 目前，我国石油及石化产品的需求矛盾日益突出。目前，我国石油及石化产品的需求矛盾日益突出。2019年乙烯当量进口量近年乙烯当量进口量近1000万吨，对外万吨，对外 依存度接近依存度接近50%。无法满足下游市场的需求，。无法满足下游市场的需求，2019年和年和2020 年的自给率只有年的自给率只有56.4%和和62.1%）项目DMTO（1）石脑油烯烃（2）规模60万吨/年烯烃80万吨/年乙烯原料价格100/t200/t300/t30$/桶35$/桶40$/桶50$/桶60$/桶原材料805.001345188550115819660983759771动力939.20939.

22、20939.294.6894.6894.6894.6894.68副产-600-600-600-2214-2474-2817-3422-4121工资27.00272722222折旧957.04957.04957.04326.91326.91326.91326.91326.91维修325.39325.39325.39111.15111.15111.15111.15111.15财务费用130.71148.35170.6837.1941.2346.0575.14137.48管理费用123.96123.96123.9652.7852.7852.7852.7852.78其他费用7.657.657.650.

23、570.570.570,570.57合计27163274383634223975442656376376DMTO工艺制乙烯成本与石脑油乙烯成本比较（元工艺制乙烯成本与石脑油乙烯成本比较（元/吨烯烃）吨烯烃）（1）、测算基准为）、测算基准为180万吨万吨/年甲醇、年甲醇、60万吨万吨/年年DMTO装置；装置；（2）、测算基准为）、测算基准为80万吨万吨/年乙烯装置。年乙烯装置。DICPDICP工艺技术技术特点工业应用德国Lurgi甲烷化工艺中压、完全甲烷化，合成气转化率高、产品热值高，但回收循环过程能耗高美国大平原389万Nm3/d英国Davy甲烷化工艺HICOM中压、完全甲烷化，合成气无需调整

24、H2/CO比（催化剂具有变换功能），合成气转化率高，但尚无工业化应用经验正在进行工业化推广丹麦Topsoe甲烷化工艺TREMP高压、完全甲烷化，合成气转化率高、产品热值高、回收循环过程能耗低，但尚无工业化应用经验正在进行工业化推广大连化物所的部分甲烷化工艺常压、部分甲烷化产品气热值低、仅适用于城市煤气生产上海青浦化肥厂、北京防化兵总院等10多个工程项目l甲烷化工艺技术甲烷化工艺技术l甲烷化催化剂技术甲烷化催化剂技术公司名称操作温度操作压力转化率寿命应用情况用途DavyCRG系列230-700约1-6Mpa98%2-3年美国大平原完全甲烷化制天然气BasfH1系列TopsoeMCR-2X250-

25、7002.5-7.5Mpa98%2-3年正在工业化推广大化所M-348290-400常压85%-99.5%1年国内十余个工厂部分甲烷化城市煤气l发展趋势发展趋势高温、高压的甲烷化反应有利于促进合成气甲烷化以及减少气体循环比，降低能耗，并能提高高温、高压的甲烷化反应有利于促进合成气甲烷化以及减少气体循环比，降低能耗，并能提高甲烷化反应副产热量品位，提高回收利用率。因此高温、高压的完全甲烷化技术已成为发展的趋势甲烷化反应副产热量品位，提高回收利用率。因此高温、高压的完全甲烷化技术已成为发展的趋势 DICPDICP西煤东运北煤南运路途远、成本高损耗严重运输水/灰分耗资大运力紧张煤炭运输超过煤炭运输超

26、过2000公里，不具有成本公里，不具有成本优势优势，煤的运输矛盾非常突出煤的运输矛盾非常突出n新疆煤炭预测储量2.19万亿吨，占全国预测储量的四成以上。而且品质好，适宜发展煤化工。由于受运力限制，新疆煤开采运输成本高，只能就地转化。因此，新疆发展煤化工产业潜力巨大。44合成气合成气C2含氧化合物含氧化合物乙醇乙醇乙酸乙酯乙酸乙酯 醋酸醋酸加氢加氢氧化氧化CO Conv.56.4%Selec.73.5 wt%萃取萃取-精馏精馏费托费托合成合成合成气合成气高品质高品质洁净柴油洁净柴油煤煤高碳伯醇高碳伯醇常规常规CTLCTL必须大规模转化才能具有经济性必须大规模转化才能具有经济性煤炭资源经合成气制取

27、液态烃和混合醇催化工艺煤炭资源经合成气制取液态烃和混合醇催化工艺l 工艺流程短工艺流程短l 产品附加值高产品附加值高l 经济规模适应性强经济规模适应性强当规模较小或原油价格较低时，混合醇分离后作为高附加值销售；当当规模较小或原油价格较低时，混合醇分离后作为高附加值销售；当CTL规模较大时或原油价格高企规模较大时或原油价格高企时，高碳混合伯醇作为添加组分有利于烃类燃料性能的提高，可直接作为马达燃料调和成份使用。时，高碳混合伯醇作为添加组分有利于烃类燃料性能的提高，可直接作为马达燃料调和成份使用。46汽油柴油石脑油乙烯高碳烯烃高碳醇以石油为来源，可以较易生产汽油和柴油等燃料，但是合成高碳以石油为来

28、源，可以较易生产汽油和柴油等燃料，但是合成高碳醇仍需要多个生产单元，工艺复杂，能耗高，生产效率低下。醇仍需要多个生产单元，工艺复杂，能耗高，生产效率低下。现状与基础分析现状与基础分析多步链增长氢甲酰化、加氢 液体产品中高碳醇比例高，达到液体产品中高碳醇比例高，达到50%50%以上，相对于常规煤制油以上，相对于常规煤制油CoCo基催化剂路线，经济性大大增强。基催化剂路线，经济性大大增强。同时，该工艺其同时，该工艺其COCO转化率高，转化率高，C5C5+选择性高，选择性高，CHCH4 4选择性低。选择性低。催化剂的稳定性好催化剂的稳定性好一步合成，工艺简单。一步合成，工艺简单。开发了一条煤经合成气

29、一步法生产合成高碳醇的新工艺开发了一条煤经合成气一步法生产合成高碳醇的新工艺偶数碳高碳伯醇偶数碳高碳伯醇:15000 20000元元/吨吨 奇数碳高碳伯醇奇数碳高碳伯醇:40000 50000元元/吨吨需求量需求量:不断增长，不断增长，210万吨万吨/年年(2019年）年）高碳醇技术特点高碳醇技术特点石油芳烃对二甲苯PTA石油烃乙烯环氧乙烷乙二醇聚酯PET酯化、缩聚52DICPDICP二甲醚羰基化制醋酸甲酯二甲醚羰基化制醋酸甲酯 实验室达到了实验室达到了30305050的二甲醚转化率，醋酸甲的二甲醚转化率，醋酸甲酯的选择性接近酯的选择性接近100100。较甲醇羰基化工艺在催化剂。较甲醇羰基化工艺在催化剂的成本上大幅度下降，过程简单，使用条件温和，产的成本上大幅度下降，过程简单，使用条件温和，产物易于分离，过程效率将有大幅度提高，设备投资成物易于分离，过程效率将有大幅度提高，设备投资成本大幅度降低，属于全新的化学反应过程。本大幅度降低，属于全新的化学反应过程。5354无烟煤单元结构无烟煤单元结构55DICPDICP+O+O2 2 SOxSOxNOxNOxS S（硫）（硫）N N（氮）（氮）二氧化碳和它的减排二氧化碳和它的减排二氧化碳捕获和掩埋二氧化碳捕获和掩埋H2COCO2 2分离膜分离膜