煤制烯烃产业链

第15例　煤制烯烃产业链

一、煤制烯烃产业发展现状

煤制烯烃是我国煤基能源化工产业的重要组成部分，属于煤基甲醇衍生物的范畴。与石脑油裂解制烯烃的联合装置一样，煤制烯烃的产品可以是聚烯烃（聚乙烯或聚丙烯），也可以是烯烃衍生物如乙二醇、环氧丙烷等。

由于煤为源头经过煤气化、合成气净化、甲醇合成、甲醇制烯烃以及最终生产聚烯烃或烯烃衍生物经历的工艺环节较多，煤制烯烃项目表现出高奖金投入、高产品附加值和高回报的特点。

我国乙烯和丙烯产量缺口一直较大，每年要进口大量的聚乙烯和聚丙烯。由于乙烯和丙烯单体需要低温和高压储存，运输不便，我国还以烯烃衍生物产品的形式进口大量的低碳烯烃。

烯烃作为国民经济重要的基础原料，中国石油和化学工业协会预计，“十二五”和“十三五”期间国内乙烯产能的增速将分别达到4.9%和5.6%；国内乙烯无法满足下游市场的需求，2015年和2020年的自给率分别为56.4%和62.1%。现阶段，国内煤制烯烃产业发展面临的主要问题为：①煤制烯烃投资大，融资难度大，导致烯烃项目投资规模低于市场预测需求规模。②原材料及能耗大、水耗高、污染重，三废综合利用和环境治理要求严，存在新兴行业的扶持与政府的环境保护制约的双重矛盾。③我国土地资源紧张，煤制烯烃项目要求依矿而建，远离市场，交通运输成本较高。④煤制烯烃属新型产业，几乎无现成经验可借鉴，稳定运转需经较高的技术检验，目前国际国内缺乏成熟稳定的生产工艺，引入工艺投资成本较大，严重制约行业发展。

二、煤制烯烃产业发展趋势

煤制烯烃项目存在投资强度和资源需求较大、能耗和水耗较高、二氧化碳和“三废”排放集中等特点。未来煤制烯烃产业发展应侧重于加强煤炭清洁高效转化、三废处理、节能节水等单元技术和集成技术优化，重点解决装置大型化、工艺技术和能源系统的优化组合与配置、提高能源效率、促进节能减排、降低对环境影响等关键问题，走高效率、低排放、清洁加工转化利用之路。我国煤制烯烃产业发展的主要趋势为：①发展具备区域特色的烯烃下游产品煤制烯烃下游加工产品方案应体现区域市场特色，应以满足区域市场为主要目标，鼓励地区结合资源优势，发展有资源、有市场、有经济效益和环境效益的特色产业。②采用高新技术，从源头实现节能、减排应加强煤气化、净化、合成、三废处理、节能节水等单元技术及集成技术系统优化，提升系列规模、优化系列配置，真正形成与石油化工具有可比性的大型成套工程技术，从源头降低能源消耗和污染物的产生。③探索煤电化热一体化模式，贯彻、落实《关于规范煤化工产业有序发展的通知》提出的“合理开发和利用煤炭资源，走高效率、低排放、清洁加工转化利用的现代煤化工发展道路”的战略目标。探索将先进煤制烯烃工艺系统和先进动力系统超临界、超超临界、IGCC等的优化集成，提高全厂能源转化效率和资源利用水平。④落实环保措施，节约利用水资源，探索CO₂减排潜力，废渣、废水、有毒废气要实现资源化利用或无害化处理，COD、NH₃-N、NOx、SO₂等主要污染物实现近零排放。鼓励开展碳减排与石油开采、煤层气开采、固碳化学品、农业、食品、绿藻吸收、生物质材料等产业相结合的项目建设。

三、煤制烯烃产业链构建

甲醇是煤制烯烃工艺的中间产品，如果甲醇成本过高，将导致煤制烯烃路线在经济上与石脑油路线和天然气路线缺乏竞争力，此外，MTO需要有数量巨大且供应稳定的甲醇原料，只有煤制甲醇装置与甲醇制烯烃装置一体化建设才能规避原料风险。因此，在煤炭产地附近建设工厂，以廉价的煤炭为原料，通过大规模装置生产低成本的甲醇，使煤制烯烃工艺路线具有了经济上的可行性。

目前中国煤气化技术和合成气制甲醇技术的应用都已经比较成熟，而甲醇制烯烃技术经过多年的发展在理论上和实验装置上也已经比较完善。最早提出MTO工艺的是美孚石油公司（Mobil），随后巴斯夫（BASF）、埃克森石油公司（Exxon）、环球石油公司（UOP）及海德鲁公司（Hydro）等相继投入开发，在很大程度上推进了MTO的工业化。1998年建成投产采用UOP/Hydro工艺的20万吨/年乙烯工业装置，截止2006年已实现50万吨/年乙烯装置的工业设计，并表示可对设计的50万吨/年大型乙烯装置做出承诺和保证。

截止2012年已经获得批准，在建和将要建设的甲醇能力超过1000万吨/年，处于规划中的项目能力接近3000万吨/年。发展甲醇制烯烃，可以延伸甲醇下游深加工，提高产品竞争力和持续发展能力，为甲醇产业的健康发展作出贡献。

煤制烯烃主要通过两种基础工艺途径实现，即MTP工艺途径和MTO工艺途径。煤制烯烃的主要产物为乙烯和丙烯，乙烯和丙烯均为国民经济中重要的化工原料，是制取PVC及下游产品、橡胶及下游产品、树脂及下游产品的主要化工原料。

根据目前烯烃及深加工产品市场，产业链发展现状、趋势，一般而言，煤制烯烃生产加工项目主要以制取EVA、乙丙橡胶、双酚A、丙烯酸树脂等产品为主。

（一）EVA

EVA是乙烯—醋酸乙烯共聚物的简称。我国化学工业中将根据醋酸乙烯含量的不同，将乙烯与醋酸乙烯共聚物分为EVA树脂、EVA橡胶和VAE乳液。醋酸乙烯含量小于40%的产品为EVA树脂，醋酸乙烯含量在40%～70%之间的成为EVA树脂或EVA橡胶，醋酸乙烯含量在70%～95%范围内通常呈乳液状态，称为VAE乳液。VAE具有较好的柔软性、耐酸碱性和抗紫外线老化，应用范围较广，主要用于胶粘剂、涂料、水泥改性剂、纸加工、增塑剂。

（二）乙丙橡胶

乙丙橡胶分子主链呈饱和结构，因此具有耐磨性、耐水性、耐热性、耐寒性、耐火性、耐臭氧、电绝缘性、低压缩永久变形、高强度和高伸长率等性能，应用范围极为广泛，主要应用于汽车工业中的汽车轮胎、密封条、散热器软管、火花塞护套、空调软管、胶垫、胶管等制造材料；建筑行业中的塑胶运动场、防水卷材、房屋门窗密封条、玻璃幕墙密封、卫生设备和管道密封件等制造材料；电气和电子行业中的电缆（尤其是海底电缆用EPDM或EPDM/PP代替了PVC/NBR制作电缆的绝缘层）、变压器绝缘垫、电子绝缘护套等制造材料；并在日常生活用品、体育器材、机械化工设备、润滑油改性和各种橡胶制品生产领域中均有广泛应用。

（三）双酚A

双酚A是2，2-双（4-羟基苯基）丙烷或4，4-异亚丙基联苯酚的俗称，属于苯酚衍生物。主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料，也可用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶防老剂、农药、涂料等精细化工产品。

（四）丙烯酸树酸

丙烯酸树脂与不同的混合剂混合后具有不同的特征和用途，主要可组成5大类不同特征的丙烯酸树脂，见表2-1。