近幾年來盈利狀況最好的現代煤化工產品,煤制烯烴在哪些技術上還有...

經過多年快速發展，目前煤制烯烴技術已全面實現工業化應用，但技術水平仍有進一步提升的空間，未來煤制烯烴技術發展趨勢主要包括以下幾個方面。

(1)提升全流程技術自主化水平，儘快擺脫國外技術制約

根據工業與信息化部2015年8月公布的《煤制烯烴行業規範條件》，新建和改擴建的煤制烯烴項目鼓勵採用具有我國自有智慧財產權、先進可靠的潔淨煤氣化、空分、淨化、硫回收、甲醇合成、甲醇制烯烴、烯烴分離等系列工藝技術。其關鍵技術指標應符合下列要求：氣化工藝應採用加壓氣流床氣化技術，碳轉化率不小於98%，冷煤氣效率不小於70%;空分單套裝置制氧能力不小於6×104m3/h;淨化工藝中「CO+H2」損失率不大於0.5%;硫回收工藝中硫回收率不小於99.5%;甲醇合成工藝中1t甲醇消耗新鮮氣量不大於2250m3;甲醇制烯烴(MTO)工藝1t烯烴消耗甲醇不大於3.06t，甲醇制丙烯(MTP)工藝1t丙烯消耗甲醇不大於3.5t;烯烴分離工藝烯烴回收率不小於99.5%。

從目前煤制烯烴全生產流程所採用的技術來看，甲醇制烯烴環節都是採用國產化DMTO技術，而煤氣化技術部分採用國內多噴嘴水煤漿氣化技術、加壓粉煤氣化技術等，部分採用美國GE公司水煤漿氣化技術，粗煤氣淨化技術採用德國林德公司低溫甲醇洗，甲醇合成工段採用英國戴維公司技術，烯烴分離採用美國ABB魯姆斯和Univation公司技術，HDPE採用英力士淤漿環管技術，LLDPE採用美國Univation氣相流化床聚合工藝，聚丙烯採用美國陶氏公司技術或英力士氣相法聚合工藝。由此可見，我國煤制烯烴全流程技術自主化程度並不高，技術成套性及其關鍵設備仍然是制約瓶頸，需要加大成套技術研發與應用步伐。

(2)開發新型催化劑，進一步提升甲醇制烯烴技術水平

近幾年國內浙江石化、恆力石化、盛虹石化以及中國石油、中國石化的多個大型煉化一體化項目陸續投產，未來3～5年新的大型煉化一體化項目產能也將陸續釋放。根據中國石油化學與工業聯合會發布的《2020重點化工產品產能預警報告》統計，2019年乙烯將新增產能352萬噸/年，總產能將達到2902萬噸/年，預計2025年我國乙烯總產能將超過5000萬噸/年;2019年丙烯新增產能約 441萬噸/年，合計產能將突破4061萬噸/年，預計2025年丙烯總產能將達到5600萬噸/年;如果已公布的在建和擬建丙烷脫氫45個項目如期建成，丙烯總產能將超過6200萬噸/年。在國內烯烴總產能快速增長的背景下，煤制烯烴企業的產品營銷和經濟效益無疑面臨嚴峻挑戰。

甲醇制烯烴作為煤制烯烴核心技術，仍有進一步改進提高的空間，未來主要是研發新一代MTO催化劑，降低催化劑生焦速率，提高丙烯、乙烯收率，並且可靈活調整丙烯和乙烯比例，增強抗風險能力。針對MTP技術能耗高、丙烯收率低等突出問題，研發新型MTP催化劑，降低噸烯烴甲醇單耗，同時優化技術工藝路線降低能耗，對C4、C5等副產物進行深加工利用，提高經濟效益。

(3)科學布局項目產品結構，提升產品差異化、高端化水平

我國煤制烯烴產業發展雖然很快，但產品結構單一、同質化現象嚴重，市場競爭激烈;同時隨著我國2015年嚴苛的環保法規出臺，多處規劃的煤制烯烴項目面臨環評被拒的局面。未來煤制烯烴項目需要更多理性分析、完善規劃以及差異化產品。目前我國的乙烯、丙烯產能依然有較大缺口，當前重點仍然是加大科技研發投入，在完善相關工藝技術的同時，實現產品的差異化、高端化水平。

在國際原油價格中位運行(50美元/桶左右)前提下，煤制烯烴具有經濟性，加之聚烯烴消費市場需求強勁，煤制烯烴的發展潛力不可低估，今後的發展方向主要是加強新產品技術研發，努力開發高端化、差異化、功能化產品，提高產品附加值，例如開發茂金屬聚烯烴彈性體、超高分子量聚乙烯、雙峰聚烯烴等高端聚烯烴產品，提高管材、醫用料、車用料、電子電力用薄膜、燃氣管道等高端專用料的生產比例，提升產品的附加值;除生產聚烯烴外，還應生產環氧乙烷/環氧丙烷、丁辛醇、丙烯酸及酯、丙烯腈，同時利用好副產物C4、C5、LPG等;除此之外，運用智能化、信息化手段提升經營管理水平，減少運維環節中的資源浪費，降低生產成本。

(4)生產技術向環境友好型轉變，實現汙染物零排放

從煤化工面臨的煤/水資源供給及清潔生產現狀分析，煤制烯烴面臨水資源供給、清潔生產及碳排放等多方面的壓力。首先，煤制烯烴裝置必須建在煤炭資源富集區(生產1t烯烴需要約8t煤)，以降低煤的運輸成本;同時裝置所在地必須具備豐富的水資源(煤制烯烴技術1t烯烴耗水量約20t)，這與我國煤、水資源「逆向分布」狀況相矛盾。其次，煤制烯烴的CO2排放數量大，煤中75%的碳要轉化為CO2排放掉，一套60萬噸/年煤制烯烴裝置年排放CO2約600萬噸。目前我國已經開始啟動碳交易，將逐步對高碳排放企業徵收碳稅，煤化工作為碳稅徵收主要對象之一，無疑將面臨碳排放壓力。第三，煤制烯烴「三廢」排放量大，廢水主要是有機廢水和含鹽廢水，廢渣主要是粉煤灰、煤矸石、鍋爐灰渣、汽化爐渣、脫硫石膏等，廢氣中主要有害物質是SO2、H2S、NOx、煙塵、烴類及其他有機物等。隨著我國對環境保護的高度重視和日趨嚴格的環保政策，煤制烯烴清潔生產也面臨巨大壓力。

從目前發展現狀和趨勢看，煤制烯烴將更加重視採用先進節水技術和廢水、廢氣及廢渣處理回用技術，進一步減少水耗，實現汙染物「零排放」，同時積極開發利用碳捕獲、儲存及利用(CCUS)技術，減少碳排放，在實現清潔生產的同時，降低烯烴生產成本。目前我國在建或已建的CCUS項目有12個，包括一些大型煤炭和電力企業開始嘗試CCUS技術研發和示範工程，如中國石化勝利油田燃煤電廠100萬噸/年的CCUS項目、神華集團鄂爾多斯10萬噸/年 CCS等示範項目等。值得一提的是，目前我國建成運行的絕大多數現代煤化工項目，其廢水、廢渣處理與回用技術水平已經取得顯著進步，能夠實現近「零排放」，今後需要持續加強技術創新，加強CO2利用技術開發，降低裝置運行成本，提高煤制烯烴項目的經濟性。

(5)煤經合成氣直接制烯烴技術優勢明顯，需要持續加大研發力度

我國現已投產的煤制烯烴項目，均是先將合成氣轉化為甲醇，再通過MTO或MTP技術採用甲醇制烯烴，該技術路線成熟並得到大規模工業化應用，但與煤基合成氣直接制烯烴技術相比，也存在技術複雜、工藝流程長、轉化效率較低的不足。2019年9月，大連化物所與陝西延長石油(集團)合作完成煤經合成氣直接制低碳烯烴技術的工業中試試驗，該技術路線摒棄了傳統的高水耗和高能耗的水煤氣變換制氫過程以及中間產物(如甲醇和二甲醚等)轉化工藝，從原理上開創了一條低耗水(反應中沒有水循環，不排放廢水)進行煤經合成氣一步轉化的新途徑。該新工藝流程短，水耗和能耗低，技術優勢明顯，如果下一步工業試驗取得成功，可望成為現有煤制烯烴技術的新一代替代工藝，有必要持續加大研發力度，以期早日實現工業化應用。