煤化工发展现状简介
我国是“富煤、贫油、少气”的国家,这一特点决定了煤炭将在一次性能源生产和消费中占据主导地位且长期不会改变。目前我国煤炭可供利用的储量约占世界煤炭储量的11.67%,位居世界第三。
煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。煤化工行业包括传统煤化工和现代煤化工。焦炭、氮肥、电石等传统煤化工属成熟行业,目前产能、产量及消费量都很大。而现代煤化工如煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制乙二醇和煤制甲烷气等,均为目前国内需求量大、缺口大的产品,具有较大的市场发展空间。
1、煤制燃料
与煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制甲醇及衍生物被归类为煤制化学品所不同,煤制油与煤制气往往被归类为煤制燃料。虽然煤制油正在往高附加值精细化学品方向发展,但不可否认的是,国际油价对煤制油与煤制气的影响比对煤制化学品更加直接。
现阶段中国煤制油与煤制气技术已经发展成熟,除国际油价仍然低迷之外,以下一系列因素都有利于煤制油与煤制气的发展。
1. 煤炭产能过剩,煤制油气享受低廉的原料和能量价格
2. 环保技术进步,煤制油与煤制气项目重启环评审批,而国家发改委也已大大简化项目核准程序
3. 设备国产化以及钢材价格低廉降低了项目投资
4. 煤制油与煤制气示范项目为后续商业化装置提供宝贵经验,通过设计和工程管理的优化,同样可以降低项目投资和运行费用
5. 关键催化剂等耗材的国产化可以降低项目运行费用。
作为煤化工的原料和能量来源,煤炭价格对产品成本影响明显。根据中国神华年报,2015年其对内部煤化工装置的煤炭销售价格为236.1元/吨,相比2014年296.5元/吨的降幅为60.4元/吨。
公开信息显示,截至2015年底,中国煤炭产能过剩10亿吨以上。随着风电、光伏等清洁能源的持续发展,煤炭的消费量将进一步受到挤压,预计中国煤炭产
能过剩将长期存在。大型煤制油气项目在长期享受低廉的煤炭供应的同时,也将为化解煤炭产能过剩做出贡献。
随着环保技术进步,从2016年开始,国家环保部重启了煤制油与煤制气项目的环评审批。2016年1-7月已先后有苏新和丰、中海油大同、北控京泰三大煤制气项目和潞安长治、伊泰鄂尔多斯两大煤制油项目获得环评审批通过。2015年,国家发改委提出减少前置审批事项,除少数重特大项目保留环评作为前置审批外,企业投资项目核准原则上只保留选址意见书、用地(用海)预审意见两项前置。对于能够获得国家发改委核准,手续齐备的项目,融资难度将大大降低。
为了将低价值的煤炭转化为高附加值的产品,煤化工是典型的资金密集型产业,项目投资巨大,财务费用和折旧在产品成本中占据较大比例。设备国产化、现阶段低廉的钢材价格,以及基于示范项目经验而优化的工程设计都将有效降低项目投资。亚化咨询数据模型显示,对于典型间接液化煤制油项目,如果投资降低10%,则财务费用和折旧可以降低139元/吨油品。对于典型煤制气项目,如果投资降低10%,则财务费用和折旧可以降低0.05元/标方,也就意味着每年增加2亿元纯利。
总的来说,除国际油价仍然低迷这一不利因素外,中国煤制油气行业事实上面临一系列利好:低廉的原料和能量价格、项目环评审批重启、核准程序简化、设备国产化以及钢材价格低廉降低了项目投资。现阶段建设的煤制油气项目,将在未来油价回升之时享受优秀的利润水平。(来源:亚化煤化工)
1.1 煤制天然气
由于国内天然气市场增长迅速、天然气价格上涨的预期强烈、天然气长输管线建设已初具规模,还有诸多企业(中海油、神华、华能、中电投、新奥、华银电力、新汶、庆华等)看好并拟进入煤制气行业,煤制气已经成为新型煤化工领域新的投资热点。
全国在建及前期煤制气项目汇总
序号 1 项目 大唐克旗煤制气二期 业主 大唐能源化工有限责任公司 产能(亿立方米/年) 27 地址 内蒙古赤峰 序号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 项目 中海油鄂尔多斯40亿立方煤制气 河北建投鄂尔多斯40亿立方煤制气 华星新能源鄂尔多斯40亿立方煤制气 新蒙能源内蒙古40亿立方煤制气 内蒙古汇能鄂尔多斯16亿立方煤制气 内蒙古矿业兴安能化40亿方煤制气 北控集团鄂尔多斯40亿立方煤制气 新疆庆华伊犁煤制气二期 新疆新天伊犁20亿立方煤制气 中电投新疆60亿立方煤制气 中石化新疆淮东80亿立方煤制气 新疆被控淮东40亿立方煤制气 华能新疆淮东40亿立方煤制气 华能新疆淮东40亿立方煤制气 苏新能源新疆淮东40亿立方煤制气 新疆富蕴广汇淮东40亿立方煤制气 新疆龙宇淮东40亿立方煤制气 大唐阜新40亿立方煤制气 中海油山西大同40亿立方煤制气 业主 中国海洋石油总公司 河北建设投资集团有限责任公司 内蒙古华星新能源有限公司 新蒙能源投资股份有限公司 内蒙古汇能煤化工有限公司 内蒙古矿业集团兴安能源化工有限公司 北京控股集团能源有限公司 新疆庆华能源集团 伊犁新天煤化工有限责任公司 中电投新能源化工集团公司 中国石化 新疆北控新能源发展有限公司 中国华能集团公司 浙江省能源集团有限公司 苏新能源和丰有限公司 新疆富蕴广汇新能源有限公司 新疆龙宇能源淮东煤化工有限责任公司 大唐能源化工有限责任公司 中国海洋石油总公司大同煤矿集团有限责任公司 产能(亿立方米/年) 40 40 40 40 16 40 40 41 20 60 80 40 40 20 40 40 40 40 40 地址 内蒙古鄂尔多斯 内蒙古鄂尔多斯 内蒙古鄂尔多斯 内蒙古鄂尔多斯 内蒙古鄂尔多斯 内蒙古兴安盟 内蒙古鄂尔多斯 新疆伊犁 新疆伊犁 新疆伊犁 新疆昌吉回族自治州 新疆奇台县 新疆奇台县 新疆昌吉回族自治州 新疆昌吉回族自治州 新疆昌吉回族自治州 新疆昌吉回族自治州 辽宁省阜新市 山西省大同左云 序号 21 22 项目 晋能朔州40亿立方煤制气 过头新集安徽40亿立方煤制气 业主 晋能有限责任公司 国投新集能源股份有限公司 产能(亿立方米/年) 40 40 地址 山西省朔州市 安徽省淮南市 (来源:卓创资讯,截止2014年6月) 亚化咨询研究表明,相比2012-2014年,2015年中国煤制天然气项目推进加速。除已获国家发改委核准的四大煤制气示范项目——庆华新疆伊犁、内蒙古汇能、大唐克旗和大唐阜新之外,另有15个煤制气项目也在2015上半年取得了积极进展。
亚化咨询研究表明,这些项目在“十三五”期间陆续开工建设,将为相关技术、设备、工程建设和环保服务行业带来巨大的市场机遇。截至2020年,中国煤制气产能将达777亿方/年,煤制天然气将与页岩气、煤层气一起,成为中国天然气供应的重要组成部分。
煤制气技术
煤制天然气工艺和催化剂的研究始于20世纪70年代,其工艺可分为煤气化转化技术和直接合成天然气技术。
煤气化转化技术是以煤炭为原料,经气化、净化、变换以后,在催化剂的作用下发生甲烷化反应,从技术上划分可分为传统的两步法甲烷化工艺和一步法甲烷化工艺(将气体转换单元和甲烷化单元合并为一个单元)。两步法典型代表主要有鲁齐技术、托普索技术和戴维技术,国内的中科院物化所和新奥集团已进行工业中试。一步法典型代表主要有HICOM工艺,Comflux工艺和液相甲烷化工艺。
直接合成天然气技术是将煤气化和甲烷化合并为一个单元直接由煤生产富甲烷气体,分为加氢气化工艺和催化气化工艺。典型代表为美国巨点能源公司的蓝气技术。
比较而言,直接合成天然气技术不需要空分装置,但催化剂分离困难,且容易失活;煤气化转化技术虽然需要设备较多,但技术非常成熟,甲烷转化率高,技术复杂度略低,因此应用更加广泛,是煤制天然气中的主流工艺,主要采用固定床反应器和镍系催化剂。
美国大平原煤制天然气厂是采用鲁齐技术,以褐煤为原料建成的,拥有16亿Nm3/a的产能,使用庄信万丰公司的CRG催化剂和巴斯夫公司的HI系催化剂。
目前国内在建和拟建的煤制天然气(即煤制甲烷)项目,基本上都是参照美国大平原工厂的工艺。该工艺主要是由“气化+变换+净化+合成+副产物处理”组成的典型煤化工工艺路线,以鲁奇炉气化为先导。原料主要是褐煤,或者是低阶烟煤,煤的活性越高越好。气化温度在900~1100℃,压力2.0~3.0MPa,制得的煤气热值高。气化炉的生产能力高,气化强度在2500Kg/(m2 h)左右,比一般的常压气化高4~6倍。在装置设计方面,大部分是以每系列13.3亿标米为基准,设计值为40亿标米的装置,是3个13.3亿标米系列。
所谓甲烷化就是CO和CO2加氢生成甲烷,它是一个强放热的可逆反应,反应一旦开始即迅速达到平衡。亦即是指合成气中CO、CO2和H2在一定温度、压力及催化剂作用下,进行化学反应生成甲烷的过程。甲烷化催化剂制备技术作为

