从小众到主流!论煤制烯烃技术前景

2020-02-09 00:29栏目:化工塑胶
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上周包头神华煤制烯烃项目打通工艺全流程并且投料试车一次成功的消息迅速在国内聚烯烃市场蔓延开来,煤制烯烃这一沉寂已久的话题再度成为市场的亮点及大家关注的焦点。不可否认,该项目的成功启动及投产标志着我国率先掌握了煤制烯烃工业化关键技术,对于我国石油化工原料替代、保障国家能源战略安全具有重要意义!

自“十一五”以来,中国煤制烯烃工业就被确立为优先发展的先进煤化工方向之一。近年来,我国乙烯工业发展迅猛,以乙烯和丙烯为代表的烯烃产品是重要的基础化合物,也是衡量一个国家石油化工产业发展水平的重要产品,烯烃工业的发展带动着其他有机化工产品的发展。

但与此同时,一丝担忧不由得涌上心头,小编不禁想到了早在09年便要计划投产的大唐国际项目。作为我国第一个煤制烯烃项目,大唐国际早于2009年8月便对其年产46万吨的PP装置进行试车,并且取得了成功,但其煤制烯烃部分却搁置至今,导致整体项目未能如期投产。

主要形式 当前我国乙烯和丙烯主要是通过石脑油、轻柴油裂解生产,其特点是过分依赖石油。近年来国际油价持续高位,使得我国聚烯烃产品面临较高的成本压力。煤制烯烃即煤基甲醇制烯烃,是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术,主要包含煤制甲醇和甲醇制烯烃两个过程。在整个煤制烯烃的生产中,消耗原料所占的成本比例相对比较低,而更多的成本代价集中在投资和财务费用方面。 甲醇制烯烃 随着乙烯和炼油工业快速发展,丙烯产能与产量也不断增长。2013年丙烯产能达2082万吨/年,产量1903万吨,进口量264万吨,表观消费量2167万吨,国内消费自给率87.8%。目前从当量消费量来看,我国乙烯、丙烯当量消费仍有很大缺口,乙烯丙烯工业发展仍有很大潜力。 中国能源消费结构中石油占17.7%,煤炭占68.5%,天然气占4.7%,而我国石油资源短缺,原油进口依存度逐年增加,2013年原油对外依存度为57.4%,近几年原油对外依存度一直保持持续上升的态势,预计到2015年原油对外依存度将接近60%。 目前,国内乙烯、丙烯主要以石化路线生产,严重依赖石油。我国原油对外依存度的增加在一定程度上对以石化路线生产乙烯、丙烯产品的发展产生了限制,我国“富煤、贫油、少气”的能源特点决定了国民经济的可持续发展需要依靠调整和优化能源结构,降低对石油进口的依存度,充分发挥煤炭资源优势,大力发展煤化工高新技术产业,以煤化工产品替代石油化工产品。适度合理的发展甲醇制烯烃,实现乙烯和丙烯生产原料多元化,对减轻原油供应压力,发展乙烯、丙烯工业有重大意义。 总体来看,甲醇制烯烃项目的经济效益主要取决于成本,即取决于煤炭价格和甲醇成本。另外,煤化工项目需要的电量和蒸汽量较大,如投资者可实现“煤-电-化”一体化生产,则可*大限度地降低甲醇和烯烃的生产成本。 因此,以煤为源头的烯烃路线多建设在水资源和煤炭资源丰富的地区;而以外购甲醇为源头的烯烃路线则建设在港口地区,便于原料进口和产品出口。据不完全统计,目前国内有近40个在建或在开展前期工作的煤制烯烃项目,若能如期建成投产,到2017年国内煤制烯烃产能将超过2000万吨。 煤制烯烃 煤制烯烃投资是非常昂贵的,带来的财务和折旧费用占到成本的40%,其次为气化原料煤和提供能量的燃料煤,总计占成本的43%。因此控制投资额和煤炭价格是降低煤制烯烃一体化项目成本的关键。据相关人士测算,当前煤制烯烃成本在8000-9000元/吨之间。然而国内PVC产品,即便是乙烯法PVC目前的售价也仅仅是在6600-6800元/吨,如此之高的乙烯成本,用来做PVC产品,仍是明显的“亏本生意”。 生产成本上煤制烯烃则更具有优势。在石油价格为每桶110美元和煤炭价格每吨500元的情况下,石油路线和煤路线制烯烃的生产成本分别为10500~11200元/吨和5100~5200元/吨。 不过,值得注意的一点是煤制烯烃路线比石脑油裂解路线水耗高、CO2排放多。煤制烯烃路线吨烯烃产品耗水量30吨,是石油基路线的30倍。煤制烯烃路线生产吨烯烃CO2排放量约10.36吨,是石油基路线的3.5倍。 总体来看,在目前价格下煤制烯烃路线聚烯烃产品成本约为石脑油路线的80%左右,成本构成与石脑油制烯烃不同,原料成本显著低于石脑油路线,而固定资产折旧费明显高于石脑油路线,且比石脑油路线水耗高、二氧化碳排放多。 目前,随着甲醇制烯烃工业化装置的陆续投产,甲醇制烯烃产业已出现产能大幅度增长的发展势头,届时对甲醇的需求量将会猛增,原料甲醇的供应问题将直接影响甲醇制烯烃产业的发展趋势。

应当说,这一先进技术在其发展过程中始终存在较大的技术瓶颈,且不论此次神化集团项目投产是否能最终成功,就煤制烯烃技术而言,小编认为离开其处于成熟发展阶段亦或是在中国聚烯烃市场大行其道似乎还有一段距离。但长远来看,这一技术的发展潜力究竟为何,小编不妨在此浅析一番,仅供参考。

成本分析:

以规模100万吨/年乙烯工厂为例,如果用石脑油作为裂解原料,每年需要石脑油至少300万吨,而年产300万吨石脑油就需要有1000万吨/年的原油加工能力。如果以煤炭为原料,一个100万吨/年规模的乙烯工厂,每年所需的煤炭量为1000万吨。就我国煤炭和石油的储量对比关系来看,用煤炭为原料替代石油发展化工,能够满足未来相当长时间内的原料需求,在资源的有效利用方面具有明显的优势。

据UOP公司公开发表的文献介绍,当原料甲醇价格控制在180-200美元/吨时,采用MTO工艺制取的乙烯和丙烯成本与40-44美元/桶原油价格条件下石脑油裂解制烯烃的成本相当。以神华煤制烯烃项目为例:5.5吨煤可以生产1吨聚烯烃产品,在煤矿坑口附近建设煤制烯烃工厂,1吨煤的价格可以控制在500元以内,而目前国内聚烯烃产品的市场价格在1万元/吨上下,按保守价格7000元/吨计算,发展煤制烯烃项目可以实现较大增值。

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