发展煤化工应注意的几个问题

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1、发展煤化工应注意的几个问题 近年来，由于国际石油价格不断攀升，以煤为原料的化学工业逐步显示出竞争优势，各地新上煤化工项目的热情越来越高。但是否有煤 的地方就能上煤化工项目？是否上了煤化工项目就一定效益好？煤化工项目究竟如何上？这些都是当前业内人士发展煤化工所关注的问 题，笔者想就此谈一些个人看法，供大家参考。煤化工是必然选择煤炭是世界上储量最大的矿物能源，全世界煤炭探明的可采储量 10633 亿吨，其中美国占 24 ，前苏联占 22，中国占 11 。全世界 煤炭产量约50亿吨，中国 2004产煤19.56 亿吨，居世界第一。按目前的开采速度计算，现有的煤炭储量可供人类开采 400 多年。而根据

2、埃克森美孚、 BP 和壳牌三大石油公司预测，按目前已探明的石 油储量和开采速度，全球石油的平稳供应只能维持 40 多年、天然气 60 多年。世界能源安全体系脆弱。煤炭是我国主要能源，国内含煤面积占 5 5万平方公里，资源总量为 55965.63 亿吨，资源保有量 10077 亿吨，资源探明率 18，经济可 开发剩余可采储量 1145 亿吨。在探明的化石能源储量中煤炭占 94.3，石油天然气仅占 5.7。“缺油、少气、富煤 ”是我国的基本国情。 2004 年发布的国家节能中长期专项规划指出，我国能源消费居世界第 2位。自199 0年以来，工业煤炭消费一直保持在全国的 70。 我国生产和消费的一次

3、商品能源中，煤炭占 75、石油占 17 、水电占 5、天然气和核能等占 0.4。能源问题是困扰我国经济发展的瓶颈， 2004 年我国石油产量为 1.75亿吨，石油消费突破 3亿吨，进口石油年年大幅度增长， 2004 年石 油净进口已达 1.4 亿吨，对外依存度超过 40。基于以上我国能源情况，发展煤化工是我们的必然选择。发展煤化工的基本条件 我国煤资源比较丰富，但有煤的地方不一定就可以搞煤化工，搞煤化工要具备以下几个基本条件： 一要有丰富、廉价的煤炭资源有很多地方，煤炭资源丰而不富，小矿多，大矿少，这既会造成煤炭供应量的不稳定，又使煤炭成分不稳定。化工生产是长周期稳定运 行的生产，煤炭数量和质

4、量的不稳定使化工生产无法正常。一个像样的煤化工项目，一年要消耗几百万吨煤炭，而要保持煤化工企业运 行几十年，考虑到开采率等问题，没有几十亿吨的储量是难以满足要求的。如果当地煤炭资源储量不大、成分不稳定或者灰分太高、热 值不高，就不要硬去搞煤化工。煤炭价格是发展煤化工的另一个重要因素，煤价过高使得煤化工企业没有竞争力。煤化工单位产品投资相对石油化工和天然气化工投资 大，财务费用高，如果煤价过高，必然造成单位产品成本高，体现不出煤化工的优势。 2002 年有个搞煤化工大公司的外商曾经说过，搞 煤化工的煤价要求在 10 美元吨以下。这个数据是在当时油价 25 美元桶的情况下透露的。现在国际石油价格上

5、涨，相应的价格要作 调整。200 4 年我们到美国一家煤化工公司考察，他们介绍到厂煤价为 20 美元吨。我们在工作中遇到很多煤化工项目，有的原料煤价 格在100 元吨以下（如陕北、内蒙古等地），项目效益很好；而有的煤价却很高，烟煤价格甚至在 400元吨以上，而山西无烟块煤到 厂价则高达 700 多元吨。这样的项目竞争力很弱。二要有充足的水源 耗水量大是煤化工的一大特点，很多地方煤资源丰富，水资源短缺，我国北方和沿海大部分地区都属于这种情况。现实和历史都告诉我 们，有许多煤化工企业常常由于水的问题困扰发展，企业常常出现与农业或其他工业争水的现象。要保持煤化工企业正常运行，我们认 为，起码要保证每

6、小时上千吨新鲜水的供应。真正上规模的煤化工企业，20003000吨/时的用水量是必要的。同时，全国各地水价相差很大，南方靠近江河的地方新鲜水价格0. 20.3元/吨左右，水资源费约0.020.03元/吨，大部分地区价 格在0.40.5元/吨。而需要从很远地方调水的工业园区，水价可能达到 1.5元/吨。个别沿海非常缺水的地区采用海水淡化作为水源， 价格则会达到 5 元/吨左右。煤化工企业对水价比较敏感，企业难以承受高水价。三要交通便利 由于产品和原料都是大宗运输品，煤化工企业最好建在靠近铁路或水运方便的地方。铁路、水运比汽运有较明显的优势：在运量上可以 很方便地满足需求，价格大大低于汽车运输价格

7、，运输损耗小。目前铁路运价一般为 0.15元/吨公里（指国铁），水运价格为 0.10元/ 吨公里，而汽运价格为 0.32元/吨公里，相差甚大。尽管一些煤化工企业建在煤田上，减少了原料煤的运输量，但产品外运仍依靠铁路。 国内外的经验都证明，远离铁路确实会限制企业的发展。四要有一定的环境容量我国煤炭资源丰富，但总体含硫高，据有关部门报道，2003年我国SO2排放和CO2排放分别占世界第一和第二，其中90%的SO 2 的排放来自煤的使用。煤化工企业排污不可避免，不管企业如何处理达到排放标准，但总还是要有 “三废”排放，这是不可回避的问题。我 国南方煤质含硫量高，很多地方环境容量已经饱和或超标，尤其是

8、在山区，废气扩散困难，很多地方酸雨严重，再发展煤化工已没有环 境容量，项目很难通过环保部门的审批。应注意的几个问题一要保护好煤炭资源 现在很多地方资源很多，但乱采滥挖现象严重，一些小企业为了眼前的利益，采富弃贫，资源破坏严重，煤矿开采率很低。尤其近几年， 这方面的问题更加严重。要解决这个问题，需要政府有关部门下大力气，整顿开采秩序，清理和取缔无证开采。另外，同一个地方，因 煤层不同，煤质成分很不相同，开采的时候需要统一规划，分层开采，保持在一个时期内成分相对稳定，以使煤化工企业的生产长期稳 定操作。二要保护和用好水资源 对于煤化工企业来说，水资源与煤炭资源一样重要。我们在实际工作中常常遇到这样

9、的情况，当地政府部门说有水，而水资源部门又拿 不出水文地质资料，缺乏有说服力的搞煤化工企业水资源数据。我们分析，政府说有水是指在夏天雨季时的情况，有时甚至还会发洪水； 水资源部门拿不出地质资料，主要是没有做水资源的普查和详细的水资源勘探工作。由于缺乏水资源基础设施（如水库等） ，很多水资源 白白地浪费掉了。 同时煤化工企业要提倡节水，对现有的水资源应该做好合理有序的开发和利用。现有的企业要有节水措施：一是提高水的循环利用率， 减少水的消耗率，大企业水的循环利用率要达到 90，新鲜水的消耗率低于 3；二是提高水的重复使用率，将冷却水的排放水用于冲 洗炉渣，污水深度处理后用于冲洗车间地面或草坪绿化

10、用；三是加大冷凝水的回收率。总之，要把已有水资源充分地用好。 另外，政府对现有企业的排水要进行监控，避免现有企业的排水污染水源。我们有时也发现，有些地方水资源确实可以保证企业建设， 但水质很差，水质达到 3 类或 4 类水的标准，使用前要做多级水质处理，成本比较高。三要选好煤气化技术 我国各地煤炭资源千差万别，煤种上有烟煤、无烟煤和褐煤之分，形状上有块煤和粉煤之分。有的煤固定炭含量高，有的灰分高，有的 灰熔点高，还有的水分高。 煤气化是煤化工的核心，搞好煤化工，选好煤气化技术至关重要。目前世界上煤气化方式多种多样，每种煤气化方法适用的煤种各不一 样，如德士古适合于灰熔点较低的煤，恩德炉适合于较

11、年轻的褐煤， UGI 固定床只能适合于机械强度高的无烟块煤或焦炭。当地有什么 煤种，适合于选取什么炉型，要因地制宜、因煤制宜，要做深入的工作。煤气化的技术一旦选定，工厂运行几十年很难改变。在实际中 常常遇到这样的情况，为了采用先进的气化技术，不用当地煤，而选用外地煤，千里迢迢，到厂煤价很高，得不偿失。发展煤化工，我 们非常提倡原料煤本地化，不赞成采用选用远距离的煤种。几种先进煤气化工艺介绍：1GSP 气化炉1976年，前东德政府开始着手开发的高效的以煤制取合成气的气化工艺。1979年建成第一个3MW的示范气化装置，在此基础上于1984 年建成第一个总容量为 200MW 的气化装置，每天产合成气

12、约 1MMNm3。技术特点是采用干煤粉（水分含量2% ）作气化原料。对煤种的适应性广泛，对煤的灰熔点的适用范围非常宽。气化温度高（1450 1600r）碳转化率高达99%，冷煤气效率达80%以上。氧耗低，与水煤浆加压气化工艺相比，低约1520%。气化炉采用水冷壁结构， 运行周期超过 10 年。对环境影响小。2 . 德士古水煤浆气化炉德士古水煤浆气化炉是 1978 年推出的。其技术特点是对煤种的适应较宽， 对煤的活性没有严格的限制， 但对煤的灰熔点有一定的要求 （一 般低于1400C）。单炉生产能力大，碳转化率高达96%98%，排水中不含焦油、酚等污染物，煤气质量好，有效气成分（CO +H2）

13、高达80左右，甲烷含量低，适宜制合成气。3壳牌粉煤气化工艺（ SCGP）该工艺于 1972 年开始研究， 1978 年在德国汉堡建成中试装置， 1987 年在美国建成投煤量 250400 吨天的示范装置， 1993 年使用 SCGP 工艺的大型煤气化联合循环发电装置在荷兰 Buggenum 投产。气化炉为单系统操作，单台炉的投煤量 2000 吨天，该装置开工率 在 90%左右。壳牌粉煤气化炉的主要特点一是干粉煤进料，煤种适应性广；二是气化温度高（14001500C）,碳转化可达98%左右，产品气中甲烷 含量低，有效气含量高达 90%；三是与德士古水煤浆气化炉相比氧耗可降低 15%25%；四是单

14、炉生产能力大，达 2000吨煤天；五 是采用水冷壁，无耐火衬里，维护工作量小；六是气化热效率高，冷煤气效率可达 80 ；七是气化废水处理较简单，可以做到零排放。 它的有效气中 C O 含量高（60以上），如果能改氮气输送为二氧化碳气输送，适合用于做甲醇的原料。但其关键问题是国产化率低，装 置投资高。4鲁奇炉鲁奇炉是目前世界上建厂数量最多的煤气化技术，运行中的气化炉达数百台。上世纪 70 年代单台炉产气量 650 00Nm3 h，80 年代单台 炉产气量 90000Nm3 h 。鲁奇炉生产能力大，以块煤为原料尤其适应褐煤，主要适合用于城市煤气的生产，我国用其生产合成气的企业 有云南解放军化肥厂和

15、山西天脊集团。鲁奇炉生产的合成气中甲烷含量高（8%一10%）,且含焦油、酚等物质，气化炉需设置废水处理 及回收装置和甲烷分离装置，生产流程长、投资大。5恩德炉恩德粉煤气化炉是由Winkle r炉改型而来，喷嘴切线方向往炉内送风，采取热回流方式降低带出物，并将废热锅炉设在旋风分离器之后。 般在近常压（1. 4kPa ）、950 C下用富氧空气（或氧）与蒸汽气化褐煤、弱粘结性煤及长焰煤。国内景德镇焦化煤气总厂用此法生产燃 料气，黑化集团、长山化肥厂、淮南化肥厂用于制氨。 该炉的主要特点是投资省、煤种适应宽。 长山化肥厂 2台恩德炉（不包括洗涤 2000 万元）投资 6000 万元，不包括原有空分装

16、置，仅为引进气化炉的半左右。该炉对煤质要求低，适于褐煤、长焰煤不粘或弱黏结煤。对煤的粒径要求为，大于10mm粒径，小于3 %; 4_7mm ，50%;小于4mm ， 低于32%。设计对煤的水分要求为 8%，最高12%。但该炉对煤的活性要求高，炉子的带出物多，粉尘分离量大，煤耗高，长山化肥厂 煤耗 2 吨多吨氨（劣质煤）。6.灰融聚流化床灰融聚流化床是我国自行开发的粉煤气化炉，陕西城固化肥厂已成功使用。该厂现有 2台炉，直径下 2.4米、上 3.6米，高3.6米，日处 理煤量100吨，生产能力相当于氨2万吨/台，操作温度1000 1150 C，气化压力0.03MPa，空分92%，0.13MPa。

17、煤气中不含煤焦 油、酚、苯等。适应煤种宽，已进行 6 种煤的试烧，焦炭粉、烟煤粉煤、无烟煤粉煤等，高硫煤也可以使用，粉煤要求小于 6mm ，CO + H268 %-69%，若CO 2作气化剂可达70 %以上。碳转化率大于90 %，热效率82%，渣含碳5%,尘含碳65.02%。吨氨煤消耗1.5 吨、O 2消耗614Nm3、汽1.25吨、新鲜水12吨。该炉适用于现有小合成氨厂的改造，使得原料煤本地化。四要选好产业链按国际上般的分类，煤炭的利用主要为四个部分，是作燃料;二是煤的焦化，可得到焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气;三是煤的气化， 煤气化可以得到CO和H2的合成气，再由合成气生产合成氨、甲醇、合成油

18、、含氧化合物等多种煤化工产品；四是煤的液化。在这四种 用途中，煤燃料（主要用于发电）占煤总消费量的 82%84%，焦化占 8%，其他占 8%10%。煤化工的主要产品有：合成氨和甲醇，其他还有醋酸、甲醛、聚甲醛等碳化学品。碳化学品的衍生产品有几百上千种，是化学工业 非常重要的分支，在化学工业中占有很重要的位置。甲醇是煤化工的基础有机化工产品，后续加工产品多，甲醇制烯烃目前比较看好。主要有两种工艺，种是 UO P 的技术，以甲醇制乙烯 和丙烯，即 MTO 技术；另种以鲁奇公司的甲醇制丙烯，即 MTP 技术。这两种技术都在挪威的不同地方建有示范装置，预计几年内， 就能实现工业化。煤液化在我国也有比较

19、广阔的前景，目前有许多地方在积极筹建煤炭液化项目。主要有：神华集团采用国内的技术建设 100 万吨/年煤 制油；云南先锋煤矿拟与国外公司合作建设年处理 500 万吨煤的液化装置；河南平顶山、内蒙太西集团等拟采用壳牌粉煤气化技术及南 非 Sasol 的合成油技术建设合成油装置。煤化工的产品很多，究竟选取那条产业链，选择哪种产品，需要做深入细致的工作，要做好相关产品的市场调查，要从国内外市场角度 详细分析产品的竞争力。搞好产品的深加工，提高附加值。值得说明的是，很多煤化工后续产品在国内外还处于技术开发阶段，些国外公司从事这方面的研究已有很多年，国内也有些单位进 行研究，并取得了定的成果 。我们还应

20、加强煤化工产品后加工的研究，以增强煤化工发展的后劲。五要规模大型化 煤化工属基本原材料工业，规模效应明显，有条件的要尽量上大型煤化工装置。而且还可以考虑与其他资源结合起来，建设大型化工综 合性联合企业。如通常有煤的地方电力基础设施较好，能源价格便宜，可以搞耗电化工产品，这些产品再与煤化工产品相结合，后续产 品就更多了。再如当地有岩盐资源，可以盐和电生产烧碱，联产的氯气与耗电化工产品的相结合生产 PVC 等产品，煤化工装置再生产甲 醇等后加工产品。煤电化多联产体化，优势明显。这些项目投资很大，通常百亿或几百亿元，可以次规划，分期实施，投资可以 采取招商引资、出资人入股的办法联合共建。国外的煤化工

21、企业投资规模基本都在几十亿到几百亿美元，如南非的萨索尔公司，仅鲁奇 煤气化炉子就达 97 台，年耗煤 4000 多万吨，年销售收入达 7 0 多亿美元。他们的后加工产品主要是煤制油，另外除了化肥之外，还有 甲醇及下游有机化工产品，产品达到几百种之多。国外的甲醇装置大部分以天然气为原料，建设规模至少在 60 万吨年以上，最大的在 特立尼达和多巴哥达 165 万吨年（ 5000 吨日），而我国甲醇基本都是以煤为原料，目前最大的装置规模才 20万吨年。 辨证地讲，不是规模越大越好，不同原料煤有不同的经济规模，新上的煤化工项目，要采用经济规模。如以无烟块煤为原料的煤气化装 置，一般要达到8万18万吨/

22、年合成氨的规模；采用壳牌煤气化，在20万45万吨/年合成氨规模；德士古工艺技术，在20万 30 万吨年合成氨规模。不管如何，决不要再上小装置。小装置一是能耗高，消耗高，技术水平低，效益不好；二是焦油和焦炉气数量 少，不好回收利用。现在很多小煤化工企业白白地放掉，污染环境。据初步统计， 2004年我国焦炭产量达到 1.4亿吨，居世界第一，副 产约42 0亿立方米的焦炉气，大约有 1/ 3的量没有被利用。国外的煤化工公司从来不上小型的工业化煤化工气化装置，只有中国在计划 经济的特殊历史时期下，才会造成现在这样多小装置。六要进行全面的竞争力分析 煤化工项目竞争能力强不强，要综合全面评价。首先是与石油

23、化工路线竞争的分析。煤化工企业生产的产品，都能以石油或天然气为原 料生产，因此，在石油价格低迷时，煤化工体现不出优越性来。我们清楚地记得， 1997年前后世界石油价格在 910美元/桶，世界上 的煤化工企业大部分举步维艰。2003年10月份以后世界石油市场变暖，油价一升再升，最高达 6 0美元/桶，煤化工企业效益较好。现 在价格通常在 4555 美元/桶之间，今后石油价格走势如何尚难预测，但不是不存在石油价格下降的可能。所以在新上或扩建煤化工装 置时，要做好这方面的思想准备，要充分比较，要计算石油价格达到多少时煤化工还可以维持。 其次是与同类项目竞争力的分析。国内外煤化工项目很多，每个项目的情

24、况各不相同，通过对比分析，明确自己所处的位置，找出自己 项目的优劣势，采取措施，强化优势，弱化劣势，提高项目的经济效益。产品成本是效益的集中反映，如有的国外专家认为，要想甲醇 在国际市场上有竞争力，其生产成本要控制在 80美元/吨以下。当然，评价效益时也要考虑产品离市场远近的因素。目前我国甲醇每年 都要进口 100 万200 万吨，但国内生产能力仅发挥 70左右，很多装置闲置，其根本原因在于缺乏竞争能力。 最后是对社会效益的分析。社会效益主要是强调项目的环境保护、生态影响、对社会的贡献（如就业、税收、带动地方经济） 、国民经济 评价等。项目社会效益好，能够得到政府的支持，这一点也很重要。局部最

25、优不是最优，整体最优才是最优。项目竞争力要综合评价，不能只强调某一个方面，更不能在某一个方面特别弱。 七要做好煤化工项目的风险分析煤化工项目的风险来自很多方面，如原料供应、产品市场、原料价格、产品价格、公用工程价格、生产技术工程化程度、国家税收政策、 物价上涨幅度、项目建设期长短、总投资的控制、环境保护、生产安全等。任何一个项目都有风险，但有大有小，时间有长有短。项目 财务评价要留有余地，要善于听取反面意见，采取措施，规避风险。八要做好项目的综合利用 煤化工综合利用一定要搞好，否则浪费资源和能源，污染环境，违背科学发展规律。要从循环经济的高度来认识综合利用的意义，综合 利用的项目主要有：利用焦

26、炉气生产甲醇或合成氨等产品；焦油收集回收加工成精细化工产品；含炭高的煤渣作为循环流化床锅炉的原 料；煤渣可以做渣砖等，变废为宝。 有些地方高含硫煤很多，或者长期开采，固定炭高、灰分少、含硫低的煤已为数不多，煤化工吃高含硫煤技术成熟，高含硫煤通常价格 较低，对搞煤化工来说是件好事。另外，如果当地有CO 2资源，可以利用CO 2和焦炭气化生产合成气，国内已有生产装置运行多年，效果较好。其装置主要特点为： 装置投资低， CO 含量高，气化炉出口 CO 可达 6575，通过净化可达 97.5；生产成本较低，可以和以煤为原料的装置相竞争； 装置大量地减排CO 2,实现循环经济。九要注意煤化工项目的形象建

27、设 实事求是地说，现有的部分煤化工企业自身形象不是太好，通常给人一种废水多、废气量大、灰尘重、噪音大的印象。煤化工项目一定 要搞好“三废”治理，达标排放，要舍得在 “三废”治理上的投入，不要建成一个厂，污染一片环境。我们参观过国外的煤化工公司，有些经 验值得我们学习。他们除了非常重视 “三废”治理外，在其它方面也采取措施，改善劳动条件。如采用立体煤仓储存原、燃料煤，皮带运输 机上面加罩，避免煤灰飞扬；压缩机等动设备外加消音设备；工艺过程全部自动化，微机操作等。国内有些大企业已经开始这样做了， 新建的煤化工项目应该注意这方面的问题。现在强调以人为本，一是要加强改善劳动条件的投入；二是要加强工厂管理，给人一种良好 的印象。