化工
煤制烯烴技術來臨
12月3日，中國工程院院士、清華大學教授金涌在人民大會堂舉行的新聞發布會上表示,流化床甲醇制丙烯（FMTP）工業技術的開發成功,開拓了不以石油為原料的石油化工技術路徑,實現了丙烯轉化原料多樣化和“對石油的部分替代”。可見，煤化工技術獲得重大突破。
石油和化學工業規劃院院長顧宗勤指出，煤制烯烴現在呈現很熱的狀態，國家對煤化工項目總的來說是降溫的態度，這么多項目申請審批也很困難。國家的主導思想是，先選擇有實力的企業進行試點，在試點成功的基礎上再進行擴大推廣。 如：2009年11月5日神華集團攜手陶氏化學為全球最大煤化工項目奠基，由于油價高位運行時，煤制烯烴成本上有一定的成本優勢，該項目前景可期。
一、全球甲醇市場發展分析
1、預測未來甲醇市場
根據美國休斯敦石化咨詢公司發布的2006年全球甲醇分析報告預測，2006年全球甲醇需求量為3800萬t左右，2006～2010年世界甲醇需求年均增長率為3％～4.5％，北美和西歐甲醇需求量將減少360萬t，中東和亞洲需求增長較快，2006～2010年全球甲醇需求預測增加870～900萬t。
由于受未來甲醇制烯烴(MTO、MTP)的驅動，2010～2015世界甲醇需求年均增長率為4.6％～5.0％，預計2010年世界甲醇產能將達到6400萬t，2015年將達到7200萬t，生產能力大于市場需求，將加劇市場競爭。我國將是甲醇需求增長最快的重點地區。
2、甲醇市場價格
甲醇市場價格也隨著石油和天然氣價格上漲而走高，2005年華東地區甲醇價格在2400～2520元／t之間波動；2006年2700～2950元／t，2007年12月3600～3900元／t。國際市場(東南亞地區)甲醇價格從2005年250美元／t上漲到2007年的570～590美元／t，上漲一倍多，2008年2月份下降到450～480美元／t。
2000～2006年甲醇7年年平均價為全國2308元／t，西北地區為2058元／t。2010年以前預測甲醇國內市場平均價格將保持2500元／t以上，國際市場將保持400美元／t以上價位。
3、甲醇生產技術及規模
（1）甲醇生產技術
國外擁有工業化甲醇生產技術的公司主要有Lurgi、Topsoe、Davy(1.C.I)、Casale等，國內有西南化工研究院、上海理工大學、杭州林達公司、南京國昌等技術。合成壓力為5.0～9.0MPa，合成溫度為225℃～250℃，甲醇綜合能耗以天然氣為原料的為32～36GJ，以煤為原料的為43～46GJ。為了降低甲醇生產成本增強競爭能力，節能降耗及裝置超大型化是今后甲醇發展方向。Lurgi公司開發的水冷一氣冷甲醇合成技術，并提出的Megamethanol超大型甲醇裝置設計理念，在國外Lurgi和Davy已有3套日產5000t甲醇裝置分別在特里尼達和伊朗投產，在國內有3套分別在內蒙和寧夏正在建設，另外國外Davy6500t／d、Topsoe7500t／d也在建設之中。近年來世界甲醇技術進步很快，總體上看我國甲醇技術比較落后，規模小，能耗高，競爭能力差，60萬t以上甲醇裝置的技術和關鍵設備主要靠進口，國內應加強大型甲醇技術開發力度，逐步縮小與國外的差距。
(2)甲醇裝置規模效應
國內甲醇裝置單系列能力多數為10～20萬t／a，去年以來開始建設30～60萬t／a的甲醇裝置，引進Lurgi技術的兩套日產5000t超大型甲醇裝置正在建設之中，其中一套將于2009年初投產。
國外甲醇裝置單系列能力大多在60～90萬t／a，本世紀初開始建設了一批100萬t／a以上的超大型甲醇廠。隨著甲醇裝置能力的不斷擴大，甲醇單位產品的投資、能耗和成本不斷降低。魯奇公司(Lurgi)曾對以天然氣為原料不同規模的甲醇裝置的投資、成本進行過測算。
實際上受技術水平、裝置制造水平和地區環境的影響，規模效應不一定完全遵循上表中的規律，對建設項目應根據建設條件作具體分析，在同等條件下裝置能力大其規模效應是明顯的。以煤為原料生產甲醇基本符合上述規模效應的趨勢，但其投資和成本隨規模擴大而降低的比例沒有天然氣大。
二、細數甲醇生產工藝技術
1、傳統的甲醇工藝
傳統的甲醇工藝是CO和H2在250-350℃和5-15MPa下，借助Cu-Zn-Al催化劑氣相反應制取，單程轉化率僅15%~20%，需采用產品氣體循環，或采用串聯反應器以提高產率，并需要采用大的壓縮機。近年來，人們一直在著手研究替代均相催化劑用于液相合成甲酶的路線，但在工業上一直沒有成功。不久前日本東京科技研究所開發了固相新催化劑，可在液相反應中一次性高轉化率生產甲醇。專用催化劑由熱穩定的陰離子交換樹脂(具有甲氧基功能基團)與銅催化劑組合，反應時，H2和CO在約100-150℃和5Ma下通過多相催化劑的甲醇淤漿，CO與甲醇反應生成中間產物甲酸甲酯，它再與H2催化轉化成2個甲醇分子，單程轉化率可達70%。據稱，增加催化劑的Cu成分在100~150℃’和5MPa下，一次性轉化率可達98%。不過該成果仍處于基礎研究階段，但新催化劑是減少甲醇合成費用和復雜性的有發展前途的方法。這種催化劑優于一些均相催化劑，因為它容易從液體產品中分離出來，在低壓下的液相操作也使換熱器和壓縮機減少。
2、雙甲工藝
山西豐喜肥業公司臨綺分公司的雙甲工藝值得借鑒，他們采用原料氣中CO、CO2和H2在催化劑和一定溫度條件下生成粗甲醇。此工藝類似于合成氨工藝中的聯醇生產，但對醇后氣指標要求高，不像聯醇生產中醇后氣的高低，可靠增減銅液循環量來控制。因此要求醇塔的設計要有更高的轉化效率和更好的熱利用率，設計的醇塔比較大，生產負荷不強，能做到一次開車4~5年不用檢修。
3、多段內冷式徑向流動甲醇合成塔
為了克服傳統甲醇合成工藝單程轉化率低、循環比大、能耗高等缺點，日本東洋工程公司和三井東亞化學公司共同研發出一種新型節能降耗的多段內冷式徑向流動甲醇合成塔，生產能力為2500t/d，直徑4700mm，高度為14100mm，重量為420t，壓力降0.05Ma，生產每t甲醇可回收熱量2.5GJ。示范裝置建成后，隨后在特立尼達和多巴哥的1200t/d甲醇裝置改造中，與原有的ICI冷塔平行安裝了1臺合成塔，完全達到了預期效果。我國海南省海洋石油富島化工公司60萬噸/年甲醇裝置中引進了該合成塔。這種新型甲醇合成塔的優點是：(a)氣體壓力降小，壓力降僅為普通軸向塔的1/10;(b)回收熱量多;(c)溫度控制合理，甲醇生產效率高，合成塔出口甲醇濃度高于8.5%;(d)催化劑壽命長;(e)生產能力大。(e)節能效果顯著，由于降低了塔內壓力降和氣體循環速度，功率減少50%，從而節省了大量能量，合成循環系統的t甲醇熱能耗從激塔的111.6MJ降低到57.0MJ。
4、粉煤氣化制甲醇工藝
粉煤氣化制甲醇聯產合成氨尿素的創新技術已經問世。用純氧加壓氣化生產甲醇，甲醇弛放氣聯產合成氨、尿素，是煤炭綜合利用，轉化為潔凈能源和化肥產品的最有效途徑之一，是一條節能、降耗、循環和環保的新型的氨醇生產工藝路線。該工藝中，合成氨和甲醇生產用的CO+H2合成氣由煤炭或烴類轉化。由于氣化溫度高達1400-1700℃，煤炭利用率可達99%，氣體中僅含0.3%的CH4，而CO+H的產率達90%以上。每t甲蹲在合成過程中產生弛放氣282m3，經變換后合成氨和尿素。目前四川、山西、內蒙古、黑龍江、寧夏許多地方都在興建這種裝置，此技術已呈現良好的發展勢頭。
5、高效液相合成甲醇新工藝
高效液相合成甲醇新工藝，已由空氣產品和化學公司與伊斯曼化學公司合作成立的空氣產品液相轉換公司在最近獲得成功。該工藝實現了廢物零排放，并可生產出高純度的甲醇產品。這種LPMEOH工藝與傳統工藝不同，使用的是由空氣產品設計的淤漿泡罩塔反應器(SBCR)，當合成氣進入SBCR，粉末催化劑分散到惰性的礦物油中，在此環境中合成氣在催化劑作用下生成甲醇。LPMOH工藝可以處理來自煤氣化的不同濃度的原料氣體，可以吸收合成氣中25%-50%的熱值，并且不需要傳統技術除去原料氣中CO2的工藝步驟，可以生產出純度99%的甲醇產品。
6、甲烷液相制甲醇工藝
美國商務部先進技術處(ATP)資助UOP公司開發甲烷液相制甲醇技術，在2005~2007年內該項目將耗資500萬美元，其中ATP資助200萬美元。該項目將集中于甲烷低溫工藝的開發。UOP稱，如果該項目成功，將立即轉入工業化生產。預計該技術可將甲醇的生產成本從80美元/t下降至58美元/t，此外，投資費用、能耗和CO2副產也會分別下降50%、60%和33%。據說該技術可以利用偏遠地區的天然氣建廠。
12月3日，中國工程院院士、清華大學教授金涌在人民大會堂舉行的新聞發布會上表示,流化床甲醇制丙烯（FMTP）工業技術的開發成功,開拓了不以石油為原料的石油化工技術路徑,實現了丙烯轉化原料多樣化和“對石油的部分替代”。可見，煤化工技術獲得重大突破。
石油和化學工業規劃院院長顧宗勤指出，煤制烯烴現在呈現很熱的狀態，國家對煤化工項目總的來說是降溫的態度，這么多項目申請審批也很困難。國家的主導思想是，先選擇有實力的企業進行試點，在試點成功的基礎上再進行擴大推廣。 如：2009年11月5日神華集團攜手陶氏化學為全球最大煤化工項目奠基，由于油價高位運行時，煤制烯烴成本上有一定的成本優勢，該項目前景可期。
一、全球甲醇市場發展分析
1、預測未來甲醇市場
根據美國休斯敦石化咨詢公司發布的2006年全球甲醇分析報告預測，2006年全球甲醇需求量為3800萬t左右，2006～2010年世界甲醇需求年均增長率為3％～4.5％，北美和西歐甲醇需求量將減少360萬t，中東和亞洲需求增長較快，2006～2010年全球甲醇需求預測增加870～900萬t。
由于受未來甲醇制烯烴(MTO、MTP)的驅動，2010～2015世界甲醇需求年均增長率為4.6％～5.0％，預計2010年世界甲醇產能將達到6400萬t，2015年將達到7200萬t，生產能力大于市場需求，將加劇市場競爭。我國將是甲醇需求增長最快的重點地區。
2、甲醇市場價格
甲醇市場價格也隨著石油和天然氣價格上漲而走高，2005年華東地區甲醇價格在2400～2520元／t之間波動；2006年2700～2950元／t，2007年12月3600～3900元／t。國際市場(東南亞地區)甲醇價格從2005年250美元／t上漲到2007年的570～590美元／t，上漲一倍多，2008年2月份下降到450～480美元／t。
2000～2006年甲醇7年年平均價為全國2308元／t，西北地區為2058元／t。2010年以前預測甲醇國內市場平均價格將保持2500元／t以上，國際市場將保持400美元／t以上價位。
3、甲醇生產技術及規模
（1）甲醇生產技術
國外擁有工業化甲醇生產技術的公司主要有Lurgi、Topsoe、Davy(1.C.I)、Casale等，國內有西南化工研究院、上海理工大學、杭州林達公司、南京國昌等技術。合成壓力為5.0～9.0MPa，合成溫度為225℃～250℃，甲醇綜合能耗以天然氣為原料的為32～36GJ，以煤為原料的為43～46GJ。為了降低甲醇生產成本增強競爭能力，節能降耗及裝置超大型化是今后甲醇發展方向。Lurgi公司開發的水冷一氣冷甲醇合成技術，并提出的Megamethanol超大型甲醇裝置設計理念，在國外Lurgi和Davy已有3套日產5000t甲醇裝置分別在特里尼達和伊朗投產，在國內有3套分別在內蒙和寧夏正在建設，另外國外Davy6500t／d、Topsoe7500t／d也在建設之中。近年來世界甲醇技術進步很快，總體上看我國甲醇技術比較落后，規模小，能耗高，競爭能力差，60萬t以上甲醇裝置的技術和關鍵設備主要靠進口，國內應加強大型甲醇技術開發力度，逐步縮小與國外的差距。
(2)甲醇裝置規模效應
國內甲醇裝置單系列能力多數為10～20萬t／a，去年以來開始建設30～60萬t／a的甲醇裝置，引進Lurgi技術的兩套日產5000t超大型甲醇裝置正在建設之中，其中一套將于2009年初投產。
國外甲醇裝置單系列能力大多在60～90萬t／a，本世紀初開始建設了一批100萬t／a以上的超大型甲醇廠。隨著甲醇裝置能力的不斷擴大，甲醇單位產品的投資、能耗和成本不斷降低。魯奇公司(Lurgi)曾對以天然氣為原料不同規模的甲醇裝置的投資、成本進行過測算。
實際上受技術水平、裝置制造水平和地區環境的影響，規模效應不一定完全遵循上表中的規律，對建設項目應根據建設條件作具體分析，在同等條件下裝置能力大其規模效應是明顯的。以煤為原料生產甲醇基本符合上述規模效應的趨勢，但其投資和成本隨規模擴大而降低的比例沒有天然氣大。
二、細數甲醇生產工藝技術
1、傳統的甲醇工藝
傳統的甲醇工藝是CO和H2在250-350℃和5-15MPa下，借助Cu-Zn-Al催化劑氣相反應制取，單程轉化率僅15%~20%，需采用產品氣體循環，或采用串聯反應器以提高產率，并需要采用大的壓縮機。近年來，人們一直在著手研究替代均相催化劑用于液相合成甲酶的路線，但在工業上一直沒有成功。不久前日本東京科技研究所開發了固相新催化劑，可在液相反應中一次性高轉化率生產甲醇。專用催化劑由熱穩定的陰離子交換樹脂(具有甲氧基功能基團)與銅催化劑組合，反應時，H2和CO在約100-150℃和5Ma下通過多相催化劑的甲醇淤漿，CO與甲醇反應生成中間產物甲酸甲酯，它再與H2催化轉化成2個甲醇分子，單程轉化率可達70%。據稱，增加催化劑的Cu成分在100~150℃’和5MPa下，一次性轉化率可達98%。不過該成果仍處于基礎研究階段，但新催化劑是減少甲醇合成費用和復雜性的有發展前途的方法。這種催化劑優于一些均相催化劑，因為它容易從液體產品中分離出來，在低壓下的液相操作也使換熱器和壓縮機減少。
2、雙甲工藝
山西豐喜肥業公司臨綺分公司的雙甲工藝值得借鑒，他們采用原料氣中CO、CO2和H2在催化劑和一定溫度條件下生成粗甲醇。此工藝類似于合成氨工藝中的聯醇生產，但對醇后氣指標要求高，不像聯醇生產中醇后氣的高低，可靠增減銅液循環量來控制。因此要求醇塔的設計要有更高的轉化效率和更好的熱利用率，設計的醇塔比較大，生產負荷不強，能做到一次開車4~5年不用檢修。
3、多段內冷式徑向流動甲醇合成塔
為了克服傳統甲醇合成工藝單程轉化率低、循環比大、能耗高等缺點，日本東洋工程公司和三井東亞化學公司共同研發出一種新型節能降耗的多段內冷式徑向流動甲醇合成塔，生產能力為2500t/d，直徑4700mm，高度為14100mm，重量為420t，壓力降0.05Ma，生產每t甲醇可回收熱量2.5GJ。示范裝置建成后，隨后在特立尼達和多巴哥的1200t/d甲醇裝置改造中，與原有的ICI冷塔平行安裝了1臺合成塔，完全達到了預期效果。我國海南省海洋石油富島化工公司60萬噸/年甲醇裝置中引進了該合成塔。這種新型甲醇合成塔的優點是：(a)氣體壓力降小，壓力降僅為普通軸向塔的1/10;(b)回收熱量多;(c)溫度控制合理，甲醇生產效率高，合成塔出口甲醇濃度高于8.5%;(d)催化劑壽命長;(e)生產能力大。(e)節能效果顯著，由于降低了塔內壓力降和氣體循環速度，功率減少50%，從而節省了大量能量，合成循環系統的t甲醇熱能耗從激塔的111.6MJ降低到57.0MJ。
4、粉煤氣化制甲醇工藝
粉煤氣化制甲醇聯產合成氨尿素的創新技術已經問世。用純氧加壓氣化生產甲醇，甲醇弛放氣聯產合成氨、尿素，是煤炭綜合利用，轉化為潔凈能源和化肥產品的最有效途徑之一，是一條節能、降耗、循環和環保的新型的氨醇生產工藝路線。該工藝中，合成氨和甲醇生產用的CO+H2合成氣由煤炭或烴類轉化。由于氣化溫度高達1400-1700℃，煤炭利用率可達99%，氣體中僅含0.3%的CH4，而CO+H的產率達90%以上。每t甲蹲在合成過程中產生弛放氣282m3，經變換后合成氨和尿素。目前四川、山西、內蒙古、黑龍江、寧夏許多地方都在興建這種裝置，此技術已呈現良好的發展勢頭。
5、高效液相合成甲醇新工藝
高效液相合成甲醇新工藝，已由空氣產品和化學公司與伊斯曼化學公司合作成立的空氣產品液相轉換公司在最近獲得成功。該工藝實現了廢物零排放，并可生產出高純度的甲醇產品。這種LPMEOH工藝與傳統工藝不同，使用的是由空氣產品設計的淤漿泡罩塔反應器(SBCR)，當合成氣進入SBCR，粉末催化劑分散到惰性的礦物油中，在此環境中合成氣在催化劑作用下生成甲醇。LPMOH工藝可以處理來自煤氣化的不同濃度的原料氣體，可以吸收合成氣中25%-50%的熱值，并且不需要傳統技術除去原料氣中CO2的工藝步驟，可以生產出純度99%的甲醇產品。
6、甲烷液相制甲醇工藝
美國商務部先進技術處(ATP)資助UOP公司開發甲烷液相制甲醇技術，在2005~2007年內該項目將耗資500萬美元，其中ATP資助200萬美元。該項目將集中于甲烷低溫工藝的開發。UOP稱，如果該項目成功，將立即轉入工業化生產。預計該技術可將甲醇的生產成本從80美元/t下降至58美元/t，此外，投資費用、能耗和CO2副產也會分別下降50%、60%和33%。據說該技術可以利用偏遠地區的天然氣建廠。
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（苒兒）