1、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
2、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
3、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
4、、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
5、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
6、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 项目 业主 产能（亿立方米/ 年） 地址1 大唐克旗煤制气二期 大唐能源化工有 限责任公司 27 内蒙古赤峰序号 项目 业主 产能（亿立方米/ 年） 地址2 中海油鄂尔多斯 40 亿立方煤制气 中国海洋石油总 公司 40 内蒙古鄂尔多 斯3 河北建投鄂尔多斯 40 亿立方煤制气 河北建设投资集团有限责任公司 40 内蒙古鄂尔多 斯4 华星新能源鄂尔多斯 40 亿立方煤制气 内蒙古华星新能 源有限公司 40 内蒙古鄂尔多 斯5 新蒙能源内蒙古 40 亿立方煤制气 新蒙能源投资股 份有限公司 40 内
7、蒙古鄂尔多 斯6 内蒙古汇能鄂尔多斯 16 亿立方煤制气 内蒙古汇能煤化 工有限公司 16 内蒙古鄂尔多 斯7 内蒙古矿业兴安能化 40 亿方煤制气 内蒙古矿业集团兴安能源化工有限公司40 内蒙古兴安盟8 北控集团鄂尔多斯 40 亿立方煤制气 北京控股集团能 源有限公司 40 内蒙古鄂尔多 斯9 新疆庆华伊犁煤制气二期 新疆庆华能源集 团 41 新疆伊犁10 新疆新天伊犁 20 亿立方煤制气 伊犁新天煤化工 有限责任公司 20 新疆伊犁11 中电投新疆 60 亿立方煤制气 中电投新能源化 工集团公司 60 新疆伊犁12 中石化新疆淮东 80 亿立方煤制气 中国石化 80 新疆昌吉回族 自治州1
8、3 新疆被控淮东 40 亿立方煤制气 新疆北控新能源 发展有限公司 40 新疆奇台县14 华能新疆淮东 40 亿立方煤制气 中国华能集团公 司 40 新疆奇台县15 华能新疆淮东 40 亿立方煤制气 浙江省能源集团 有限公司 20 新疆昌吉回族 自治州16 苏新能源新疆淮东 40 亿立方煤制气 苏新能源和丰有 限公司 40 新疆昌吉回族 自治州17 新疆富蕴广汇淮东 40 亿立方煤制气 新疆富蕴广汇新 能源有限公司 40 新疆昌吉回族 自治州18 新疆龙宇淮东 40 亿立方煤制气 新疆龙宇能源淮东煤化工有限责任公司40 新疆昌吉回族 自治州19 大唐阜新 40 亿立方煤制气 大唐能源化工有 限
9、责任公司 40 辽宁省阜新市20 中海油山西大同 40 亿立方煤制气 中国海洋石油总公司大同煤矿集团有限责任公司40 山西省大同左 云序号 项目 业主 产能（亿立方米/ 年） 地址21 晋能朔州 40 亿立方煤制气 晋能有限责任公 司 40 山西省朔州市22 过头新集安徽 40 亿立方煤制气 国投新集能源股 份有限公司 40 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 201
10、5 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
11、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
12、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 9001100，压力 2.03.0MPa，制得的煤气热值高。气化炉的生产能力高，气化强度在 2500Kg/（m 2 h）左右，比一般的常压气化高 46 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
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、CO 2 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煤制天然气最核心的关键技术，掌握在巴斯夫、戴维、托普索、鲁奇等国外几家大公司手中。 我国一些科研机构上世纪 80 年代至 90 年代展开了多项煤气甲烷化增加热值的研究开发工作。2012 年 4 月 24 日，大唐能源化工公司内蒙古克什克腾旗煤制合成天然气（SNG）项目中，由大唐能源化工研究院自主研发的 SNG 催化剂 1000 小时寿命评价实验取得成
14、功，该公司实验室规模催化剂研制技术顺利过关，研发工作进入中试放大生产阶段。河北新奥集团联手美国巨点能源公司开发的煤高效催化加氢甲烷化技术，利用催化剂在加压流化气化炉中一步合成煤基天然气，其粗煤气中甲烷含量高达 50%，每消耗 1 立方米氢气就可多产 1 立方米天然气。且气化炉的原料适应范围广，整个装置工艺流程简单、投资省、单位产品煤炭和氧气消耗均较两步法工艺大幅降低，生产成本也较低，经济效益与节能减排效果十分显著。主要技术介绍气化炉气化炉 原料煤要求 优点 缺点 专利技术商 运行案例鲁奇气化炉550mm 块煤，灰变形温度大于1200，破碎指数低于 55%，干基灰含量 640%，收到基水含量不超
15、过50%，干燥基挥发分低于 55%合成气中甲烷含量较高，运行案例较多渣中含碳较多，污水量大且难处理，单台气化炉处理能力低，连续运行性差鲁奇公司、赛鼎工程公司大唐克旗，大唐阜新，新疆庆华，新疆广汇BGL气化炉650mm 之间块煤，含水量低于 20%，残焦比例应超过85%，灰熔点在14001600熔融排渣，气化用水蒸汽量、污水量较鲁奇少粉煤率高，存在偏烧，污水中酚含量较鲁奇高上海泽马克 云南解化，金新化工，中煤图克GE气化炉发热量大于25MJ/Kg，灰分含量低于 15%最好低于 12%，挥发分大于 25%（wt），内水8%，灰熔点低于 1300，可磨性好气化压力最高可达8.5MPa，气化温度高因而
16、粗煤气中不含酚和焦油类物质对煤炭成浆性有要求，耐火砖、喷嘴寿命低，渣阀磨损严重，黑水含固量高易发生堵塞，冷煤气效率低美国通用公司中石化齐鲁分公司；等対置多喷嘴气化炉同 GE，喷嘴対置，避免喷嘴更换或损坏带来的停车，操作连续性高 同 GE 同 GE 华东理工大学兖矿鲁南化肥厂多元料浆气化炉同 GE，煤浆有单一的煤水混合物扩大为含碳的固液混合物同 GE 同 GE 西北化工研究院山东华鲁恒升化工股份有限公司；浙江丰登 E-Gas气化炉原料煤含水小于30%，灰分低于20%，煤浆浓度50%70%，钾钠总含量不超过 3.8%氧耗较 GE少15%20%，粗合成气中含有甲烷，采用干法脱灰，废水量少，连续排渣，
17、灰锁系统磨损小耐火砖、喷嘴寿命低，需要庞大的分离器分离气渣 美国 CBI 公司美国肯塔基康菲石油与博地能源联合开展 SNG项目；韩国浦项 SNG 项目；中海油惠州炼化二期（国内首例）Shell气化炉含水量低于 8%，固定碳大于 50%，灰分 15%左右，不超过 25%水冷壁无需更换耐火砖，烧嘴寿命长，运行周期长废锅流程投资和占地较大，国内运行稳定性差壳牌公司 湖北双环公司GSP气化炉粒度不能超过0.5mm，灰熔点不大于 1500，含水分小于 2%（褐煤为 810%）反应温度高，碳转化率高，无重烃等长碳链物质，冷煤气效率较高，氧耗和煤耗低，无需更换耐火砖粉煤进料的安全性和连续性较差，气化压力较水
18、煤浆类型低，一般只能达到34MPa德国西门子负责专利技术，杰斯菲克负责商务谈判神华宁煤项目主要技术介绍甲烷化甲烷化技术 特点 专利技术商 业绩戴维甲烷化 催化剂在开车前无需还原，开车时间短，设备少因而占地少，反应中不需要补充蒸汽庄信万丰 美国大平原，大唐克旗，大唐阜新托普索甲烷化 热回收率高，能耗低，投资少，并可提供详细设计丹麦托普索公司 新疆庆华，内蒙汇能瑞克甲烷化 取消循环机，可以节约投资，缩短订货周期，对碳氢比要求比其他工艺相对宽泛大连瑞克1.2 煤制油煤基油品即通常所说的煤制油，是对以煤为原料生产液体燃料的统称，包括煤间接液化、煤直接液化、中低温煤焦油加氢、煤油混炼、焦炉煤气合成油，以
19、及煤（焦炉煤气）经甲醇制汽油（MTG）等诸多技术路径。 据统计，目前我国已投入运行的煤直接液化项目 1 个，产能 108 万吨/年；煤间接液化项目 6 个，合计产能 170 万吨/年；中低温煤焦油加氢项目 10 个，合计产能 283 万吨/年；煤油混炼项目 1 个，产能 45 万吨/ 年；焦炉煤气制合成油项目 1 个，产能 6 万吨/年；煤（焦炉煤气）经甲醇制汽油（ MTG）项目 14个，合计产能 140 万吨/年。 神华集团、伊泰集团、潞安集团、晋煤集团、云南先峰、兖矿集团、延长石油等企业是国内煤制油项目的主要投资和参与者，目前建成的工业化示范项目也以这些企业的项目为代表。 此外，正在建设或
20、开展前期工作的项目主要如下： 神华鄂尔多斯 从 2013 年开始，已获核准的鄂尔多斯神华煤直接液化项目一期工程第二、三条生产线（油品总产能约 200 万吨/ 年）开始了各项前期工作的招标，目前净水场等配套工程已开工。 神华宁煤 神华宁煤 400 万吨/年煤炭间接液化项目号称世界单套装置规模最大煤制油项目，2013 年 9 月奠基开工。项目位于宁夏宁东能源化工基地，总投资约 550 亿元，计划 2017 年投入商业化运营。 伊泰集团 伊泰集团共有三个煤制油项目处于建设或前期工作阶段，分别位于新疆伊犁、新疆乌鲁木齐、鄂尔多斯准格尔旗和鄂尔多斯杭锦旗。 伊泰伊犁煤制油项目首期 100 万吨/年煤制油
21、项目投资 190 亿元，后续产能将逐步扩展至 540 万吨/年。2014 年 7 月，首期工程气化装置开工，计划于2016 年竣工。 2014 年 7 月，伊泰新疆能源有限公司伊泰华电甘泉堡 200 万吨/年煤制油项目气化装置开工。该项目总投资约 326 亿元，规模为 200 万吨/年，产品主要为柴油、石脑油及 LPG。 2013 年 12 月，内蒙古伊泰煤制油有限公司 200 万吨/年煤炭间接液化项目获路条。该项目位于鄂尔多斯准格尔旗大路工业园区，总投资约 300 亿元，项目建设周期为 34 年。 晋煤集团 晋煤集团华昱公司 100 万吨/年甲醇制清洁燃料技术改造项目2012 年 7 月份开
22、工建设。目前，综合仓库、综合楼、中控楼、综合罐区等已完工，主装置合成油界区钢结构基本完工，设备陆续开始安装，预计一期 50 万吨/年 MTG 装置于 2016 年 12 月安装完成。 山西潞安 山西潞安高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目位于山西长治市襄垣县，建设规模为 180 万吨/年煤制油，总投资 200 多亿元。项目于 2012年 7 月获发改委路条，计划 2015 年建成投产，却在 2015 年 7 月环评被拒。 渝富能源 2014 年 4 月，贵州毕节 200 万吨/年煤制清洁燃料项目获国家发改委路条。项目主要工程内容为年产 200 万吨油品和化学品装置以及相关的公用工程和辅助工程，
23、由贵州渝富能源开发股份有限公司牵头开展前期工作。 延长石油 延长石油榆林煤化 15 万吨/年合成气制油示范项目 2014 年底收尾，2015 年转入试车试产阶段。（来源：中国化工报 截止到 2015 年 10 月）煤制油技术煤制油也被称为煤炭液化，是一种以煤为原料生产液体燃料和化工原料的煤化工技术。目前全球只有直接液化和间接液化两种煤制油技术。直接液化就是以煤炭为基础原料，加氢直接液化，典型代表是美国碳氢化合物研究(HTI)公司两段催化液化工艺。间接液化则是通过气化煤炭生成合成气，再用催化剂把合成气合成液态烃类产品，这种技术的典型代表有 Sasol 工艺、SMDS 合成工艺、中科院山西煤化所浆
24、态床合成技术和兖矿煤制油技术开发等。间接液化法煤间接液化是将煤首先经过气化制得合成气（COH2），合成气再经催化合成（F-T 合成等）转化成有机烃类。（煤间接液化中的合成技术是由德国科学家 Frans Fischer 和 Hans Tropsch 于 1923 年首先发现并以他们名字的第一个字母即 F-T 命名的，简称 F-T 合成或费托合成。）煤间接液化的煤种适应性广，并且间接液化过程的操作条件温和，典型的煤间接液化的合成过程在 250、1540 个大气压下操作。此外，有关合成技术还可以用于天然气以及其他含碳有机物的转化，合成产品的质量高，污染小。（1）Sasol 工艺 间接液化已有 70
25、多年历史，1943 年 F-T 合成技术实现工业化，1956 年在南非形成了规模化工业生产，是成熟可靠的煤液化技术。 至今，在南非已建成了 3 个大厂，年耗原煤 4600 万吨，生产液体烃类产品 760 多万吨，其中油品近500 万吨。Sasol 已成为世界煤化工装置的典范。神华集团、宁夏煤业集团与南非 Sasol 公司合作，计划投资 300 亿元在宁夏建设煤间接液化项目。建成投产后，每年将生产 320 万吨 油品。（2）荷兰 Shell 公司的 SMDS 工艺 SMDS 工艺包括造气、 合成、 F-T 中间产品转化和产品分离 4 部分， 主要产品是柴油、 航空煤油、 石脑油和蜡。 1993
26、年在马来西亚 Bintulu 建成 50 万吨/年的工厂。 （3）Exxon-Mobil 的 MTG 工艺 Mobil 甲醇-汽油（MTG）间接液化工艺利用两个截然不同的阶段从煤或天然气中生产汽油。1984 年 Mobil 公司在德国波恩附近的 Wesseling 建成了一套 100 桶/d 汽油的 MTG 工艺固定床示范装置，之后又建成一套同样规模的 流化床示范装置。 （4）德国伍德公司的 MTG 生产工艺 晋煤集团与中科院山西煤化所共同组建山西省粉煤气化工程研究中心，联合攻关，在粉煤、特别是劣质粉煤气化的关键技术方面寻求突破。项目建设过程中，他们与拥有国际先进技术的美国美孚公司 和德国伍德公司紧密合作，交流学习，掌握了相关先进技术。项目的流程工艺是，采用拥有我国自主知识产
