綜逃乙烯工業(yè)2006,18(2) 1~4ETHYLENE INDUSTRY煤制烯烴項(xiàng)目發(fā)展探討田云生(中國神華煤制油有限公司,北京，0011)摘要: 現(xiàn)代煤化工技術(shù)的快速發(fā)展和國際原油價(jià)格居高不下,使發(fā)展煤制烯烴產(chǎn)業(yè)的條件逐漸成熟。文中通過對不同原料路線乙烯生產(chǎn)工藝的分析,對原料需求、公用工程及配套條件、投資、技術(shù)、成本、環(huán)境保護(hù)、現(xiàn)狀和前景等的分析,對煤制烯烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行論述探討。關(guān)鍵詞:煤;烯烴;乙烯工業(yè);煤化工乙烯工業(yè)代表著- -個(gè)國家或地區(qū)石油化工的雖暫無工業(yè)化裝置運(yùn)行,但經(jīng)多年開發(fā),已具備工發(fā)展水平。1962 年我國首套5 kt/a乙烯生產(chǎn)裝置業(yè)化條件[1]。在蘭州化學(xué)工業(yè)公司誕生,經(jīng)過近40年的發(fā)展，1995年, MTO工藝完成中試，驗(yàn)證了其工藝、我國目前已建成乙烯生產(chǎn)裝置20套。雖然近期催化劑的可 靠性。該工藝類似煉油催化裂化工國內(nèi)正在規(guī)劃和建設(shè)多套大型乙烯裝置,但隨著藝 ,苛刻度更低，反應(yīng)產(chǎn)物組成更簡單,可采用常我國CDP的快速增長，未來一段時(shí) 期國內(nèi)烯烴產(chǎn)規(guī)的石 腦油裂解烯烴分離技術(shù),分離回收更容易。品仍將供不應(yīng)求。目前, U0P公司已向尼日利亞、埃及各轉(zhuǎn)讓了2003年以來,國際原油價(jià)格一路攀升 ,2005年2400kva甲醇進(jìn)料的工業(yè)裝置,尼日利亞MTO項(xiàng)創(chuàng)下了72美元/桶的高價(jià)位,隨著國際油價(jià)升高，己完成基 礎(chǔ)設(shè)計(jì)。為通過集成技術(shù)的整合,進(jìn)乙烯生產(chǎn)成本大幅度提高。以儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低-步 提高整體效益, TOTAL公司也在開展千噸級(jí)廉的煤炭為原料生產(chǎn)乙烯及其術(shù)生化工產(chǎn)品前景烯烴產(chǎn)品/年的MTO、0CP(烯烴轉(zhuǎn)化)和聚烯烴集看好。同時(shí)煤化工路線可對CO2和SO2等氣體集成技術(shù)的演示試驗(yàn),預(yù)計(jì)2007年完成試驗(yàn)工作。中回收,總脫硫率可達(dá)到99 .5%以上,比直接燃燒目前中科院大連化學(xué)物理研究所的年處理甲醇方式減排so2 15 kt/a以上。近兩年來，國內(nèi)大型16 kt的工業(yè)示范裝置已經(jīng)完成10 天的首次投料煤炭企業(yè)、富產(chǎn)煤炭的地區(qū)都在規(guī)劃建設(shè)大型煤試運(yùn),達(dá)到了國外同類技術(shù)的水平?；ろ?xiàng)目。尤其是煤經(jīng)甲醇制烯烴項(xiàng)目,以其原德國Lungi公司的MTP工藝在20世紀(jì)90年料易得、成本低廉,環(huán)境友好、競爭力強(qiáng)等優(yōu)勢,正代開發(fā)成功。2001年該公司在挪威建設(shè)了MITP工藝的演示裝置,為大型工業(yè)化設(shè)計(jì)取得了大量引起相關(guān)行業(yè)的廣泛關(guān)注。數(shù)據(jù)。MTP工藝的反應(yīng)器為固定床,工藝流程與20個(gè)世紀(jì)80年代在新西蘭建成的甲醇制汽油裝1技術(shù)來源煤經(jīng)甲醇制烯烴工藝是近年開發(fā)成功的新技置基本相同,反應(yīng)器的工業(yè)放大有成熟經(jīng)驗(yàn)可以術(shù),主要由煤氣化制合成氣、合成氣制甲醇、甲醇借鑒[51。目前可以實(shí)現(xiàn)10 m直徑反應(yīng)器的設(shè)計(jì),制烯烴三項(xiàng)技術(shù)集成。大型煤氣化技術(shù)、百萬噸技術(shù)基本成熟,工業(yè)化的風(fēng)險(xiǎn)很小。2004年該公級(jí)甲醇生產(chǎn)技術(shù)均已成熟,關(guān)鍵是甲醇制烯烴技收稿日期:2006-03- 13。術(shù),具備工業(yè)化條件的有:美國UOP公司和挪威作儲(chǔ)簡介:田云生(1968- ),男,河北玉田人，高級(jí)工程師，Hydro公司共同開發(fā)的甲醇制乙烯加丙烯(MTO)1991 年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油化工系,一直從事大型石油工藝德國_Lungi公司的甲醇制丙烯(MTP)工藝。化工廠生產(chǎn)技術(shù)管理.項(xiàng)目前期規(guī)劃和建設(shè)管理工作。方方數(shù)據(jù)乙烯工業(yè)第18卷司與伊朗國家石化公司簽訂100 kt/a規(guī)模MTP裝國發(fā)展煤制烯烴產(chǎn)業(yè)的原料有 充分保障。置的專利合同,2005年與寧夏煤業(yè)集團(tuán)和大唐電事實(shí)上,上海焦化股份有限公司、渭河化肥廠力集團(tuán)簽署^了技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。等均以煤炭為原料生產(chǎn)合成氨、甲醇等產(chǎn)品,經(jīng)營狀態(tài)- -直很好。隨著石腦油資源緊張、價(jià)格升高，2原料的可獲得性與保障程度20世紀(jì)90年代后期中國石化巴陵、金陵、安慶、湖2.1石油腦路線北化肥等多家企業(yè)均對其合成氨裝置進(jìn)行原料我國裂解原料問題- -直是困擾著乙烯工業(yè)健“油改煤”改造,2005年底陸續(xù)開車,將扭轉(zhuǎn)石腦油康發(fā)展的重要問題。2005 年我國生產(chǎn)乙烯7.54為原料的嚴(yán)重虧損狀態(tài)。Mt。據(jù)中國石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院預(yù)測,2010年和2020年我國乙烯裝置生產(chǎn)能力將分別達(dá)到14 Mt/a3公用工程及配套條件和20Mt/a,分別需要裂解原料43.4Mt和62Mt左3.1石腦油路線.右,幾乎全部來自煉油行業(yè),然而煉油行業(yè)的主要乙烯工廠對周邊產(chǎn)生輻射效應(yīng),促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)目的是生產(chǎn)燃料[3]。目前我國每年進(jìn)口的100 Mt業(yè)發(fā)展,但也需龐大公用工程和社會(huì)為依托。原油中,有半數(shù)以上通過馬六甲海峽從中東地區(qū)1 MU/a規(guī)模的乙烯工廠,需廠外提供3 Mt/a的石進(jìn)口,2006年開始從哈薩克斯坦進(jìn)口10~ 20 Mt/a腦油 原料(10 Mt/a煉油廠提供或從市場購買),的原油,同時(shí)從俄羅斯進(jìn)口50 Mt/a以上的原油貿(mào)30~ 40 MUa的新鮮水,(10~ 12) x 10* kW的供電易合同也在落實(shí)之中,然而國際政治和經(jīng)濟(jì)形勢能力 ,3~ 6 Mu/a的鐵路運(yùn)輸能力,20~40 kt/a廢的變化勢必影響乙烯裝置的原料保障。物環(huán)境接受容量,1 000~2000人的人力。工廠內(nèi)由于我國缺乏輕烴資源,裂解原料一直以石循環(huán)水量在(10~ 12) x 10* m?/h,高壓蒸汽量800~腦油等輕質(zhì)油品為主,個(gè)別地區(qū)甚至輕柴油占相1200Vh。廠建設(shè)期間要解決20~50臺(tái)套的超當(dāng)大的比重,而輕烴等優(yōu)質(zhì)裂解原料不超過5%。大設(shè)備的制造、運(yùn)輸、安裝問題。目前我國西南地區(qū)一家正在規(guī)劃建設(shè)的乙烯廠,從我國經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)、石油資源相對一半原料是柴油,成本之高不言而喻。為獲得裂豐富的地區(qū),乃至全球范圍,因乙烯工廠對原料、市解原料,部分乙烯廠只能以額外支付200元/t以場和社會(huì) 資源的巨大需求,一般在200~ 300 km范上的運(yùn)輸成本從外地組織裂解原料，加之原料品圍內(nèi)不具備建設(shè)兩套百萬噸規(guī)模乙烯工廠的條件。質(zhì)變化,乙烯廠生產(chǎn)難度大,成本高。3.2煤炭經(jīng)甲醇路線2.2 煤炭經(jīng)甲醇路線目前上海焦化股份有限公司、渭河化肥廠等年產(chǎn)百萬噸的煤制烯烴(1 Mt乙烯+1 Mt丙受規(guī)模限制,其公用工程規(guī)模有限。神華集團(tuán)在烯)工廠,年需煤炭12 Mt。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì),包頭建設(shè)的年產(chǎn)600 kt/a的煤制烯烴項(xiàng)目,超常規(guī)石油天然氣和煤炭三種主要一次能源,其全球剩尺寸的設(shè)備120余臺(tái)套,制造、運(yùn)輸和安裝工作均具余儲(chǔ)量可供世界利用的時(shí)間分別為40年、50年和挑戰(zhàn)性。該項(xiàng)目工藝原料煤3.50 Mt/a、燃料煤1.30240年。煤炭、石油、天然氣探明儲(chǔ)量分別占中國化Mu/a,運(yùn)人煤炭4.80 Mt/a、運(yùn)出產(chǎn)品730 kV/a、灰渣石能源探明儲(chǔ)量的94%、5.4% .0.6% ,比較而言，600 kt/a,補(bǔ)充新鮮水4 000x 10* m/a,電網(wǎng)向工廠我國煤炭資源更為豐富。按1999 年我國煤炭資源供電能力2.5x 10* kW,工廠循環(huán)水13.9x 10* m?/h,預(yù)測.與評價(jià)結(jié)果,煤炭地質(zhì)總資源量為5萬多億噸，自產(chǎn)高壓蒸汽 1200 Vh,全廠用電12.5x 10* kW,定探明煤炭資源量為1萬多億噸,均居世界前列。陜員1500人?？梢?年產(chǎn)600 kt的煤制烯烴工廠的配西、山西、內(nèi)蒙古等地區(qū)煤礦的產(chǎn)品單位成本不過套設(shè)施相當(dāng)于百萬噸規(guī)模的傳統(tǒng)乙烯工廠,主要原50元人民幣,且水含量低、灰分低、低硫低磷、化學(xué)因是煤炭氣化過程需要 巨大的公用工程。反應(yīng)活性高，適于作為化工原料。在資源方面,我按傳統(tǒng)乙烯工廠乙烯和丙烯產(chǎn)量比為2:1萬萬數(shù)據(jù)第18卷田云生.煤制烯烴項(xiàng)目發(fā)展探討計(jì),該工廠乙烯當(dāng)量可折算為400 kt/a規(guī)模。也就的投資要高得多。神華包頭擬采用MTO工藝技是說煤制烯烴工廠需要更大的公用工程和配套能術(shù)的600kt/a煤制烯烴項(xiàng)目及寧夏煤業(yè)集團(tuán)應(yīng)用力,為傳統(tǒng)乙烯工廠配套能力的2~2.5倍。德國魯奇公司MTP工藝技術(shù)的520kt/a烯烴工廠總投資均超過百億元。結(jié)合目前云南、內(nèi)蒙古等4投資及成本地規(guī)劃的大型煤制烯烴項(xiàng)目,折合噸乙烯產(chǎn)品投4.1 投資資為3~3.5萬元。煤制烯烴工廠投資強(qiáng)度更高,4.1.1傳統(tǒng)乙烯工廠 投資集中總投資約為石油路線的1.5~2倍。近些年,乙烯裝置規(guī)模不斷增加,單位乙烯產(chǎn)煤制烯烴項(xiàng)目投資高的原因主要有:一是煤品建設(shè)投資不斷降低,但投資還是比較集中。我制烯烴工廠 的原料煤炭為固體,煤氣化前要經(jīng)磨國乙烯裝置建設(shè)分三類[4:- .是老裝置擴(kuò)建。20粉制漿等復(fù)雜工序,設(shè)備龐大造價(jià)高;二是煤氣世紀(jì)90年代后期,吉化、蘭化、齊魯?shù)纫蚁┭b置陸化單元投資高,約占工廠投資的50%。從煤氣化續(xù)開始第二輪改造,從200~ 300 kU/a擴(kuò)大到400~到終端產(chǎn)品裝置的專利費(fèi)較高,平均噸乙烯產(chǎn)品600 kt/a,單位乙烯產(chǎn)品總投資-般在 1.2~1.6萬為180~250美元,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)路線的噸乙烯元。因充分利用和依托已有設(shè)施,比新建裝置節(jié)10~ 30美元;三是煤制烯烴工廠的公用工程巨大，省20%以上的投資;二是中外合資建設(shè)新裝置。需要投人更多的資金建設(shè)鍋爐、電站、供配電、循在老乙烯裝置擴(kuò)能的同時(shí),中石化、中海油也在與環(huán)水、污水處理等系統(tǒng)。國外投資者合資建設(shè)乙烯項(xiàng)目。南京揚(yáng)巴6004.2 成本kt/a乙烯項(xiàng)目總投資26.5億美元,上海賽科9004.2.1烯烴成本構(gòu)成kta乙烯項(xiàng)目總投資29億美元,惠州800 kt/a乙石化項(xiàng)目中,一般可變成本構(gòu)成總成本的主.烯項(xiàng)目總投資43.5億美元。由于其建設(shè)條件、下要部分,固定成本占次要部分。石腦油原料的乙游配套裝置等不同,單位乙烯產(chǎn)品投資在2.4~烯成本中,原料占總成本的65% ~ 80%。而煤化4.5萬元;三是國內(nèi)獨(dú)資建設(shè)新裝置。近期中石油工項(xiàng)目中,固定成本占總成本的重要部分。神華在規(guī)劃建設(shè)獨(dú)山子、四川撫順等大型乙烯項(xiàng)目。包頭煤化工項(xiàng)目的固定成本高達(dá)56.66%,而可變獨(dú)山子1 000 kt/a乙烯項(xiàng)目總投資約在200億元，成本僅占43.34%。其中原材料占31.53%。表1四川800 kt/a乙烯項(xiàng)目總投資205億元,撫順800為我國西部兩個(gè)煤制烯烴項(xiàng)目、兩個(gè)大型石腦油kt/a乙烯項(xiàng)目總投資126億元,平均單位乙烯產(chǎn)品制乙烯項(xiàng)目的成本構(gòu)成。由表1可見,煤化工項(xiàng)投資在1.6~2.0萬元。目抵抗原料價(jià)格波動(dòng)的能力更強(qiáng)，可以規(guī)避原油4.1.2煤制烯烴工廠投資更高凈進(jìn)口國因國際油價(jià)上漲帶來的重負(fù)。比較石油原料乙烯工廠而言,煤制烯烴工廠表1成本構(gòu)成及變化表%原料價(jià)格變化對成本的影響項(xiàng)目原材料動(dòng)力可變成本固定成本103050._ 70100煤制烯烴A31.5311.8143.3456.663.20 9.50 15.70 22.10 31.50煤制烯烴B10. 16.36.92 .63.082.70.0013.4018.70 .26.80石腦油乙烯A68.900.5769.4930.516.89 20.70 34.50 48.20 68.90石腦油乙烯B76.801.9278.5821.4123.01 38.30 53.69 76. 70注:表中數(shù)據(jù)僅供參考。4.2.2兩種路線烯烴成本比較成本的烯烴。煤制烯烴項(xiàng)目大都靠近煤礦產(chǎn)地,通過大規(guī)在我國東北地區(qū)或西部地區(qū),建設(shè)600 kVa煤模煤制甲醇裝置,能夠獲得低成本的粗甲醇(不高制烯烴工廠和1 200 kt/a石腦油制烯烴的工廠,煤于100.美元(t),然后采用甲醇制烯烴技術(shù)制得低制烯烴的成本要低于石腦油制烯烴的成本。萬萬數(shù)乙烯工業(yè)第18卷.煤炭坑口價(jià)格分別為100元/t和185元/t時(shí),表2不同原料生產(chǎn) 乙烯的成本比較美元/t煤制烯烴項(xiàng)目與石腦油制烯烴項(xiàng)目的競爭力對比項(xiàng)乙烷丙烷正丁烷 石腦油ACO VCO見圖1。原料價(jià)格20122114126 99原料費(fèi)用422629186 48煤價(jià)100元/ PP成本差1500+煤價(jià)100元/ PE成本差,操作費(fèi)用281333155 185 201000乙烯成本2703924588 671 690二50(家能源戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)安全,而且可以改善環(huán)境質(zhì)量,霸(促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。2004年6月,國務(wù)院- -500-煤價(jià)185元1 PP成本差→煤價(jià)185元/t PE成本差出臺(tái)的《能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要》《關(guān)于促進(jìn)煤-1 00012. 1416182022426炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見》均將煤制油/煤化工原油價(jià)格(美元/桶)列為重要發(fā)展方向。在當(dāng)前油價(jià)不斷攀升的形勢圖1煤制烯烴和石 腦油裂解制烯烴成本比較下,國內(nèi)部分大型企業(yè)集團(tuán)規(guī)劃煤化工項(xiàng)目,幾個(gè)由于中東地區(qū)天然氣價(jià)格僅為0.15元(人民大型煤化工項(xiàng)目已經(jīng)開始建設(shè)。可以預(yù)見,未來幣)/m3 ,乙烯完全成本不超過120美元/t。2008 年幾年中,將有多套大型煤化工項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn),將成該地區(qū)規(guī)劃建設(shè)的總量為10 M/a的乙烯生產(chǎn)能為我國石腦油制乙烯工業(yè)的有效補(bǔ)充。但煤經(jīng)甲力陸續(xù)投產(chǎn)后,將嚴(yán)重沖擊我國乙烯市場。醇制烯烴尚處于起步階段,“人門”條件較高,高投2005年華東地區(qū)煤炭價(jià)格高達(dá)400~ 500資高科技含量、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)大、運(yùn)營條件苛刻等特元/,扣除運(yùn)費(fèi)后,煤炭坑口價(jià)格為150~ 200元/點(diǎn)也不容忽視。t,此價(jià)格下的煤制烯烴成本相當(dāng)于原油25 ~ 30美參考文獻(xiàn)元/桶時(shí)的石腦油制烯烴的成本?？梢姡词乖? 胡徐騰,李振宇.我國能源化工面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展方2005年的石油和煤炭價(jià)格下,煤制烯烴比石油制向.國際石油經(jīng)濟(jì),2005,13(9):41 ~44烯烴的成本相比,具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。2胡玉梅. 甲醇制丙烯技術(shù)應(yīng)用前景及裝置建設(shè)相關(guān)問乙烯成本受原料的價(jià)格影響很大,表2是不題探討.國際石油經(jīng)濟(jì),2005,13(9):45~ 47同原料生產(chǎn)乙烯成本。3袁晴棠.解決裂解原料制約,加快乙烯工業(yè)發(fā)展. 當(dāng)代石油石化,2004,12(9):1~5.5前景預(yù)測及建議4房廣信,李立新.中國乙烯工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展展望與對煤化工產(chǎn)業(yè)不僅可以緩解石油緊張,保證國策.當(dāng)代石油石化,2004,12(9):14~ 18●固外瞪望.PTT年底擴(kuò)大1號(hào)裂解裝置生產(chǎn)能力PTT公司是泰國的石油、天然氣和石化大公司,這家公司的人士5月10 日說,公司打算在12月份計(jì)劃檢修期間,擴(kuò)大馬塔堡1號(hào)裂解裝置的乙烯和丙烯生產(chǎn)能力。到年底完成定期檢修后,這套385 kt/a裂解裝置的乙烯生產(chǎn)能力將增加130 kV/a, 增加約30%。增加的乙烯大多供泰國乙二醇公司(Thai Glycols)新建的300 kt/a乙二醇(MEG)裝置使用。MEG裝置將于2006年6月開車,但由于乙烯不足,裝置無法滿負(fù)荷運(yùn)行。PTT 1號(hào)裂解裝置的擴(kuò)能可使丙烯生產(chǎn)能力增加60 kt/a, 估計(jì)產(chǎn)量將提高到260 kt/a左右。摘自《中國化工在線》2006-05- 12