行业要闻
煤化工
煤化工的寒冬已经到来，投资和盈利能力大幅下降。将坚持精细化发展，延长产业链，提高产品附加值作为破局之道，已成为业内的共识。那么，精细化的路径有哪些？它们能成为煤化工走出困境的救命稻草吗？还存在哪些制约瓶颈？近日召开的2016中国煤化工精细化发展论坛上，业内专家、学者对此把脉问诊。《中国煤化工》杂志记者也进行了调查采访。
选项一：延伸产业链
“煤炭作为中国主要一次能源还将长期保持。当前油价低煤价也便宜，煤化工发展仍有较大机遇，关键是选择好产品和工艺。”中国工程院院士、清华大学教授金涌说，现代煤化工仍处于升级示范并非产业化阶段。比如煤制油存在一定风险，能源利用率低（直接法50%、间接法40%），投资大、水耗大，二氧化碳排放强度大，碳税压力凸显。
金涌认为，煤化工的出路和希望在于发展化工产品，特别是向高端产品延伸，而不是做液体或气体燃料。即使现代煤化工能生产“三苯三烯”，但也不一定有好的经济效益，必须向差异化、个性化、高端化发展，通过深度加工提高产品附加值。比如开发特种蜡、α-烯烃、润滑油、精酚等；乙烯延伸双峰聚乙烯、茂金属催化乙烯、超高分子量聚乙烯、尼龙66、溴化丁基橡胶等；芳烃95%产自炼油，PX国内市场缺口预计到2020年达1200万吨，苯延伸尼龙6，二甲苯加工PTA（对苯二甲酸）、PET（聚对苯二甲酸乙二酯）等聚酯产品；甲醇深加工制DMM3-5（聚甲氧基二甲醚），作为汽柴油添加组分。
中国化工学会副理事长兼秘书长杨元一，中国神华能源股份有限公司副总裁张继明，陕西延长石油集团董事长贺久长，中科院大连化学物理研究所所长助理、科技处处长蔡睿等专家也认为，要保证煤化工在石油价格市场变化的竞争中保持优势，精细化、高端化、差异化是煤化工发展的大势所趋。在整个煤化工产业链中，越往后端的精细化产品受到的市场冲击会越小。
张继明说：“现代煤化工产品特性优于石油化工路线，比如煤制烯烃中乙烯、丙烯单体的杂质含量优于石油裂解产品，煤直接液化更适合生产高级树脂、特种油品、高档润滑油、高端石蜡、高级碳素材料等精细化工产品。”
据介绍，神华集团正在开展精细化产品开发应用，调整煤直接液化产品结构，开发特种油品、中高档润滑油、高级碳素材料、高等级蜡产品等，规划建设高端煤制聚烯烃精细化产品基地，提升产品经济价值。
中国石化联合会副秘书长胡迁林认为，目前已建成和在建的现代煤化工项目大多停留在煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇等产品上。以煤制烯烃为例，乙烯、丙烯后加工项目同质化现象十分严重，大多数聚乙烯、聚丙烯都集中在少数通用料品牌上，高端品牌、专用料品牌项目很少。如果不从高端化、差异化上解决产品同质化问题，很快就会出现产能过剩、过分竞争的混乱状态。
在延伸产业链方面，胡迁林建议煤经甲醇制烯烃多开发新牌号聚烯烃树脂，如与a-烯烃共聚的聚乙烯、ULDPE（超低密度聚乙烯）、丙丁共聚聚丙烯、融熔聚丙烯、高结晶度聚丙烯等；在高温费托合成生产柴油的同时，开发高碳a-烯烃、超硬蜡、高碳醇、橡胶填充料、PAO（聚a烯烃）、润滑油基础油等石化行业难以获得的高附加值精细化工产品和专用化学品；煤制乙二醇在合成聚酯的同时，开发煤经草酸二甲酯、碳酸二甲酯制聚乙醇酸、聚碳等技术路线；煤焦油深加工开发甲基酚及下游精细化产品、邻苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、2，6-二甲基苯酚、2，3，5-三甲基苯酚、2，4，6-三甲基苯酚、2，3，6-三甲基苯酚等精细化中间体。
选项二：协同多元化
煤化工精细化仅仅是延长产业链、发展下游产品吗？专家给出的答案是否定的。
“精细化发展是广义概念，不仅是产品的精细化，开发精细化工产品、高端化学品、化工新材料等下游深加工，而且要从煤化工产业的全生命周期统筹考虑，在产业布局、工艺优化、技术创新、过程控制等方面也要实现精细化、高端化。”杨元一告诉记者，精细煤化工既能解决传统煤化工产品雷同、竞争力差、产能过剩的问题，又能提高能源转换效率和资源综合利用水平。“十三五”期间，中国煤化工将重点实现从传统煤化工向现代煤化工、精细煤化工的升级。
“我国煤炭资源相对丰富，煤制油是战略性的，但现在煤制油才有多少？”中国工程院院士谢克昌说，精细化发展包括煤继续转化成能源和高质的化学品两个方面。中国能源结构应该是清洁、低碳、安全、高效，要想减少能源总量消耗，必须逐步提高能源利用效率。在发展新能源、可再生能源的同时，做好煤化工发展大文章，适度发展现代煤化工。煤化工多联产是很好的途径，除了转化成燃料外，还有化学品。要坚持提高能效，资源互补；源头减排，末端封存；过程节能，工艺创新；科学识煤，综合利用。
中国神华煤制油化工有限公司董事长张传江认为，煤化工精细化发展与发展精细化工产品不同，还要体现在区域规划布局、技术路线设计、产品开发销售、安全环保等多个方面，是发展方式转变和管理理念及水平的提高。
张传江表示，神华集团突出“煤基特色”，在围绕煤制油、煤制烯烃等开发高附加值下游产品的同时，还坚持区域布局精细化、技术路线设计精细化、产品销售精细化。区域布局精细化使各业务板块、煤化工各个项目之间相互协同，形成产业集群，实现原料互动、产品互补；技术路线设计精细化注重各项技术、产业间的相互融合互补，实现差异化、高端化、清洁化、智能化发展，构建效益显著、技术领先、管理先进、本质安全、环保过关的现代煤制油化工产业体系。
张传江进一步介绍，神华集团项目规划坚持一体化设计、差异化布局、基地化建设、清洁化发展，依托金三角地区核心发展区域，统筹各项目、各基地间的工艺方案；产品开发把握“结构决定性质、特色创造价值”的主线，逐步形成神华煤基油化产品体系，重点开发特种煤基油品、高附加值烯烃衍生物、聚烯烃下游产品；技术研发立足当前、谋划长远，通过示范技术完善、先进技术试点、基础技术研发，真正将煤制油化工产业打造成低碳高效、环保安全的新型产业。
延长石油集团则结合自身拥有煤油气多种资源的独特优势和多产业耦合发展的基础条件，坚持煤油气资源综合利用，将多种资源的化学元素优化配置，工业装置相互配套，工艺技术集成创新，大幅降低投资，减少污染物排放，降低生产成本，提高经济效益，努力打造原料多元化、技术集成化、产品高端化的化工产业链。
“我们的煤制烯烃装置检修刚结束，进一步消除了生产瓶颈。检修前装置连续运行600多天。”陕西延长中煤榆林能源化工有限公司总经理李伟说。该公司煤制烯烃项目以煤油气为原料资源综合利用，确定了最优的原料配比方案，创新地实现碳氢互补，通过煤化工、石油化工、天然气化工相结合，达到了“1+1+1>3”的效果。直接贡献是每年增产甲醇30万吨，甲醇完全成本不到1300元。而且能源转化效率提高16.88个百分点，碳资源利用率提高17.71个百分点，单位产品综合能耗下降15.5%，年至少节水1080万吨、二氧化碳减排282万吨。
同样，延长石油延安能源化工有限公司煤油气资源综合利用项目，也正在紧锣密鼓建设中。该项目除聚烯烃产品外，还增加了乙丙橡胶、丁醇、2-PH（2-丙基庚醇）等。此外，延长石油10万吨/年煤经甲醇制乙醇示范项目即将建成试车；同时还谋划煤制乙二醇、PX、聚酯以及开发焦油深加工高端化学品等项目。
中煤陕西榆林能源化工有限公司180万吨/年甲醇、60万吨/年聚烯烃装置自2014
年7月投产以来，目前已连续稳定运行26个月，累计实现利润12.44亿元，创国内类似煤化工项目运行最好记录。
“我们正向精细煤化工产业转型升级，目前的抓手是实现甲醇制烯烃副产碳四综合高效利用最大化。”中煤陕西榆林能源化工有限公司总经理助理周永涛介绍说，考虑到最终产品是聚烯烃，该公司生产所需的单体丁烯-1在榆林周边地区采购难度较大、价格较高，因此确定了MTBE（甲基叔丁基醚）/丁烯-1+烯烃转换（OCU）组合工艺技术方案，将利用混合碳四生产MTBE、丁烯-1和聚合级丙烯，年增产丙烯7万吨，使烯烃单耗有所降低，还有效解决了共聚单体丁烯-1的来源问题，创效1.5亿元。
胡迁林认为，煤化工精细化发展，意味着煤化工企业要更深介入化工行业。建议煤化工企业应在下游产品设计和应用方面，积极尝试走高端化、差异化和特色化道路、避免同质化竞争，同时高度重视资源、安全、环保等新政对产业的影响，系统性推行环保新技术，解决煤化工发展水资源和废水排放技术瓶颈，加快煤化工产业的示范和升级，促进产业健康发展。
选项三：技术再突破
“我们自主研发的煤提取煤焦油与制合成气一体化（CCSI）技术获重大突破，万吨级工业试验装置刚刚实现144小时连续平稳运行，煤焦油产率达16.23%。”陕西延长石油集团公司煤化工首席专家、碳氢中心主任李大鹏告诉记者，CCSI技术在提取焦油的同时，产生的粗合成气还可用来发电，与绿色发电技术集成耦合，形成煤炭清洁高效转化—煤焦油深加工—绿色发电一体化的新型煤电油化多联产模式。
9月中旬，陕煤化集团上海胜邦化工技术有限公司与陕北乾元能源化工有限公司合作开发的低阶粉煤气固热载体双循环快速热解技术（SM-SP）工业试验项目通过科技成果鉴定，2万吨/年低阶粉煤气固热载体双循环快速热解技术工业试验装置经过1年多试验，并经中国石化联合会现场标定，结果表明能源转换效率80.97%，焦油产率17.11%。
8月初，西北化工研究院研发的煤油共气化四通道喷嘴制合成气工艺技术，在延长中煤榆林能源化工有限公司一次投料试车成功，合成气有效成分提高5个百分点，氧耗下降7%，能效利用率提高6%以上。
虽然我国煤化工技术不断获得重大突破，在煤气化、煤液化、甲醇制烯烃、甲醇制芳烃、合成气制乙二醇、合成气制乙醇等技术都有很大发展，但当前现代煤化工技术大部分还处于示范和升级阶段，主要工艺还有提升和优化的空间，一些技术研究与产业化脱节。
煤化工产品开发偏重于一次能源转化，下游产品开发还远未达到石油化工行业的水平，大量精细化工产品和化工新材料仍然依赖进口，成为煤化工经济效益不强、遇到油价波动就“感冒”的主要原因。比如从2015年我国主要短缺产品自给率来看，PX自给率52%、聚酰胺工程塑料41%、高端聚烯烃38%、乙二醇33.1%，而聚碳酸酯和碳纤维自给率分别仅27%、29%，一些高端聚合物（包括聚合单体）、高端聚酯、高性能纤维、专用化学品等煤基化学品缺乏核心生产技术。
“煤化工精细化是发展势趋，但企业真正要参与其中也还面临一些实际困难。煤化工产业受限于水资源制约，环保排放压力大；技术装备也是制约瓶颈，行业标准体系尚未健全，这些都是发展煤化工精细化的难题。”胡迁林坦言，国内煤化工企业大多缺乏化工领域的技术积累，迫切需要相关生产技术的支持。同时，企业对煤化工精细化发展催生的一批煤基化学品也是一个相对陌生的市场。此外，煤基化学品大多没有相应的产品标准，这些都是煤化工精细化发展需关注的问题。
随着碳税和碳排放交易时代的到来，碳减排迫在眉睫。“世界上还没有一条比较理想的二氧化碳化学封存利用技术路线，二氧化碳转化成甲醇的路线也是不合理的。”山东大学教授朱维群对记者说。低碳技术可以分为3类：源头控制的“无碳技术”、过程控制的“减碳技术”以及末端控制的“去碳技术”。煤化工生产过程排放大量的二氧化碳，再去捕集、封存、利用往往得不偿失。因此在生产中尽可能地将二氧化碳封存在产品中，在生产过程中不排放二氧化碳，实际上这也是最好的二氧化碳封存利用。
朱维群建议将一部分氢气与伴生的氮气反应成氨，氨与二氧化碳在一定工艺过程条件下得到二氧化碳含量最高的稳定固体产品三嗪醇，剩余的氢气再去发电。生产1吨三嗪醇产品需要消耗1吨二氧化碳。三嗪醇可以进一步合成三嗪胺、三嗪醇树脂、三嗪醇交联剂、三嗪醇氯化产品等。比如年产30万吨合成氨、52万吨尿素装置，就可以建立年产66万吨的三嗪醇装置，每年还能消耗16万吨的二氧化碳。
“煤化工精细化发展对煤气化技术带来了挑战。”华东理工大学教授陈雪莉说，煤气化大型化是趋势和方向，拓展原料适应性是内在要求和保障，实现近零排放是不断追求的目标和必然要求。大型化可以大幅降低投资，通过高效率节能降耗。但也存在极端条件下怎么实现过程强化、复杂反应物分离等技术难题，都需要不断攻关完善。
“煤炭可以看作具有3D空间的天然高分子材料。煤化工除气化深加工外，以煤焦油、煤沥青为主开发高附加值的功能碳材料也是很好的出路，通过‘分子剪裁’技术，利用碳原子沉淀状态多样化合成不同的材料。但煤的组成非常复杂，要把它做成碳材料并不是容易的事。”大连理工大学能源研究院副院长邱介山告诉记者，该院依托自主开发的煤沥青基碳纤维技术，正与香港某企业合作在张家港开展300吨/年煤焦油处理量工业试验装置，生产30吨沥青基碳纤维，预计年底建成运行。
“我国在煤化工相关领域已取得了令人瞩目的成绩，一些技术走在世界前列，但仍有较大发展空间。煤化工比以往任何时候更需要科技创新，驱动绿色的可持续发展。”蔡睿说，大连化物所正在围绕新一代煤制化学品开展技术攻关，开发煤制化学品高效催化剂研发、放大与工业制备，突破甲醇制烯烃第三代技术（DMTO-III）、甲醇制丙烯（DMTP）、甲醇经二甲醚羰基化制乙醇、甲醇（甲苯）制PX联产烯烃、甲醇与石脑油耦合制烯烃、合成气制高碳伯醇、煤制聚甲氧基二甲醚等技术，探索合成气一步法制烯烃、乙醇等技术。
