中國煤化工開始于18世紀(jì)后半葉,19世紀(jì)形成了完整的煤化工體系。進(jìn)入20世紀(jì),許多以農(nóng)林產(chǎn)品為原料的有機(jī)化學(xué)品多改為以煤為原料生產(chǎn),煤化工成為化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。第二次世界大戰(zhàn)以后,石油化工發(fā)展迅速,很多化學(xué)品的生產(chǎn)又從以煤為原料轉(zhuǎn)移到以石油、天然氣為原料,從而削弱了煤化工在化學(xué)工業(yè)中的地位。進(jìn)入二十一世紀(jì)后,隨著全球石油市場的動蕩和石油價格的攀升,煤炭作為儲量巨大并且可能替代石油的資源重新受到越來越多的重視。煤中有機(jī)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu),是以芳香族為主的稠環(huán)為單元核心,由橋鍵互相連接,并帶有各種官能團(tuán)的大分子結(jié)構(gòu),通過熱加工和催化加工,可以使煤轉(zhuǎn)化為各種燃料和化工產(chǎn)品。
世界上生產(chǎn)的煤,主要用作電站和工業(yè)鍋爐燃料;用于煤化工的占一定比例,其中主要是煤的焦化和氣化。80年代世界焦炭年產(chǎn)量約340Mt,煤焦油年產(chǎn)量約 16Mt(從中提煉的萘約1Mt)。煤焦油加工的產(chǎn)品廣泛用于制取塑料、染料、香料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、溶劑、防腐劑、膠粘劑、橡膠、碳素制品等。1981年,世界合成氨總產(chǎn)量95.3Mt,主要來源于石油和天然氣。以煤為原料生產(chǎn)的氨只約占10%;自煤制合成甲醇的比例也很小,僅占甲醇總產(chǎn)量約1%。
美國煤化工 1984年美國用煤717.7Mt,其中用于煉焦的占5.5%,達(dá)39.5Mt。煉焦副產(chǎn)的苯占苯總產(chǎn)量的9%,以電石乙炔為原料生產(chǎn)的醋酸乙烯在其總產(chǎn)量中占 8%。1984年美國建成由褐煤氣化再甲烷化生產(chǎn)高熱值城市煤氣的工廠,日加工褐煤22kt,產(chǎn)氣3.89Mm。同時,又在煤氣化和液化方面,進(jìn)行了不少新工藝試驗。
聯(lián)邦德國煤化工 1984年聯(lián)邦德國用煤84.8Mt(不包括褐煤),煉焦用煤占32.6%,為27.6Mt,煤焦油年產(chǎn)量約 1.4Mt。全國鋼鐵等企業(yè)的焦?fàn)t生產(chǎn)的煤焦油集中到五個焦油加工廠進(jìn)行加工,生產(chǎn)的化學(xué)品達(dá)500多種。電石乙炔化工方面曾有很大發(fā)展,當(dāng)前在技術(shù)上仍有改進(jìn)。在煤的加壓氣化和直接液化研究方面也有一些新的進(jìn)展。
日本煤化工 1984年日本共用煤106.9Mt,由于其鋼鐵工業(yè)很發(fā)達(dá),煉鐵等冶金用焦炭需要量很大,因此煉焦用煤占66%,為 70.5Mt。每年的煤焦油產(chǎn)量達(dá)2.4Mt,提供了全部萘的工業(yè)來源。以電石乙炔為原料生產(chǎn)的醋酸乙烯在其總產(chǎn)量中占23%。
南非煤化工 南非是當(dāng)前世界上仍擁有煤間接液化工廠的地區(qū),有SASOL-Ⅰ、SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ三座合成液體燃料工廠,年加工煤共約33Mt,生產(chǎn)汽油、柴油、噴氣燃料等油品數(shù)百萬噸,副產(chǎn)氣態(tài)烴、乙醇、氨、硫等化學(xué)品數(shù)十萬噸。
集約化發(fā)展
煤炭能源作為我國能源結(jié)構(gòu)的重要組成,對于確保我國能源供應(yīng)安全具有至關(guān)重要的作用。而煤化工產(chǎn)業(yè)作為實現(xiàn)煤炭資源高效利用的有力手段,直接關(guān)系到國家的能源戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。因此,觀研天下煤化工產(chǎn)業(yè)分析師分析:必須充分認(rèn)識我國煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,明確煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢,即在確保煤炭資源高效、清潔利用的基礎(chǔ)上椎動煤化工產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;约凹s化發(fā)展。
“十二五”期間,國內(nèi)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)將繼續(xù)延續(xù)重化工業(yè)發(fā)展的態(tài)勢,國民經(jīng)濟(jì)對能源消費的需求仍將保持平穩(wěn)增長。預(yù)計國內(nèi)以煤炭為主的能源消費格局短期難以改變,煤炭消費將基本與國民經(jīng)濟(jì)增長保持同步增長。
發(fā)展新型煤化工可以部分代替石化產(chǎn)品,對于保障國家能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。我國石油、天然氣對外依存度日益提高,石油進(jìn)口比例已經(jīng)超過50%,國家能源安全問題日益突出。
據(jù)《中國煤化工裝備行業(yè)深度調(diào)研與投資預(yù)測分析報告》顯示,隨著國內(nèi)石油、天然氣供應(yīng)的日益緊張,國內(nèi)化工行業(yè)出現(xiàn)了向煤化工傾斜的趨勢。國家在內(nèi)蒙、山西、寧夏、河南等地開展了一系列示范工程項目,支持新型煤化工的發(fā)展。其中,內(nèi)蒙古是中國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)之一,部分煤化工技術(shù)走在全國前列。
前瞻網(wǎng)煤化工裝備行業(yè)研究小組分析認(rèn)為,伴隨著西北地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)投資熱情的高漲,煤化工裝備需求即將爆發(fā),這為行業(yè)相關(guān)企業(yè)創(chuàng)造了巨大的發(fā)展機(jī)遇,新型煤化工將在“十二五”期間獲得新一輪大發(fā)展。
從總量上來看,2006年在建煤化工項目有30項,總投資達(dá)800多億元,新增產(chǎn)能為甲醇850萬噸,二甲醚90萬噸,烯烴100萬噸,煤制油124萬噸。而已備案的甲醇項目產(chǎn)能3400萬噸,烯烴300萬噸,煤制油300萬噸。2006年,國家發(fā)改委出臺了政策并利用各種渠道廣泛征求意見,以期規(guī)范和扶持煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2006年中國自主知識產(chǎn)權(quán)的煤化工技術(shù)也取得了很大的進(jìn)展,開始從實驗室走向生產(chǎn)。
2007年是中國煤化工產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步推進(jìn)的一年,在國際油價一度沖擊百元大關(guān)、全球?qū)μ娲ぴ虾吞娲茉吹男枨笤桨l(fā)迫切的背景下,中國的煤化工行業(yè)以其領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度成為中國能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。煤化工行業(yè)的投資機(jī)遇仍然受到國際國內(nèi)投資者的高度關(guān)注,煤化工技術(shù)的工業(yè)放大不斷取得突破、大型煤制油和煤制烯烴裝置的建設(shè)進(jìn)展順利、二甲醚等相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺。
新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)等,它與能源、化工技術(shù)結(jié)合,可形成煤炭——能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。煤炭能源化工產(chǎn)業(yè)將在中國能源的可持續(xù)利用中扮演重要的角色,是今后20年的重要發(fā)展方向,這對于中國減輕燃煤造成的環(huán)境污染、降低中國對進(jìn)口石油的依賴均有著重大意義??梢哉f,煤化工行業(yè)在中國面臨著新的市場需求和發(fā)展機(jī)遇。
我國煤炭資源豐富,煤種齊全,發(fā)展煤炭液化、氣化等現(xiàn)代煤轉(zhuǎn)化技術(shù),對發(fā)揮資源優(yōu)勢、優(yōu)化終端能源結(jié)構(gòu)、大規(guī)模補充國內(nèi)石油供需缺口有現(xiàn)實和長遠(yuǎn)的意義,國家“十五”能源 科技和能源建設(shè)計劃對發(fā)展煤化工給予充分的重視,煤化工在我國面臨新的市場需求和發(fā)展機(jī)遇。本文根據(jù)國內(nèi)外煤化工發(fā)展的特點,提出“新型煤化工”的概念。與傳統(tǒng)煤化工不同,新型煤化工將形成具有中國特色的煤炭—能源化工新產(chǎn)業(yè),是我國煤炭工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向,對未來能源建設(shè)和能源技術(shù)的發(fā)展將有重要影響。
縱觀近百年化學(xué)工業(yè)的發(fā)展歷史,其間每次原料結(jié)構(gòu)的變化總伴隨著化學(xué)工業(yè)的巨大變革。1984年世界化石燃料探明的可采儲量,煤約占74%,而石油約12%、天然氣約10%,從資源角度看,煤將是潛在的化工主要原料。未來煤化工將在哪些領(lǐng)域,以什么速度發(fā)展,將取決于煤化工本身技術(shù)的進(jìn)展以及石油供求狀況和價格的變化。而鋼鐵等冶金工業(yè)所用的焦炭仍將依賴于煤的焦化,而煉焦化學(xué)品如萘、蒽等多環(huán)化合物仍是石油化工所較難替代的有機(jī)化工原料;煤的氣化隨著氣化新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,仍將是煤化工的一個主要方面;將煤氣化制成合成氣,然后通過碳一化學(xué)合成一系列有機(jī)化工產(chǎn)品的開發(fā)研究,是進(jìn)展較快,且引起關(guān)注的領(lǐng)域;從煤制取液體燃料,無論是采用低溫干餾、直接液化或間接液化,都不得不取決于技術(shù)經(jīng)濟(jì)的評價。進(jìn)入21世紀(jì)以來,國際能源價格出現(xiàn)了快速上漲。其中原油、天然氣價格大幅上漲,而煤炭價格漲幅相對較小,與石油、天然氣的價差不斷擴(kuò)大。根據(jù)2011年的價格,統(tǒng)一熱值后的煤炭價格(日本動力煤到岸價)僅相當(dāng)于原油價格的24%,天然氣價格的26%。2012年下半年以來,隨著煤炭價格的快速下跌,原油與煤炭的價格比進(jìn)一步擴(kuò)大。煤炭和原油價格表現(xiàn)的差異,使得煤炭作為原材料的成本優(yōu)勢得到提升,煤化工的經(jīng)濟(jì)性逐步顯現(xiàn)。我國獨特的能源結(jié)構(gòu)也進(jìn)一步提升了發(fā)展煤化工的必然性,未來我國煤化工產(chǎn)業(yè),特別是新型煤化工有望迎來快速發(fā)展。石油、天然氣的進(jìn)口常常受到戰(zhàn)爭、地緣政治等因素的影響而波動較大,因此石油和天然氣的過度對外依賴,對我國的能源安全保障帶來很大的隱患。由于石油是生產(chǎn)大部分化工產(chǎn)品的原料,石油資源的匱乏使得我國很多化學(xué)原料依賴進(jìn)口,成本居高不下,因此尋找替代能源很有必要。煤化工與石油化工具有相互替代性,比如煤化工生產(chǎn)的烯烴、成品油等均是石油化工的主要產(chǎn)品。發(fā)展新型煤化工可以作為石油化工很好的補充,具有很強的戰(zhàn)略意義。
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