芳烴正成為沸騰的煤化工產(chǎn)業(yè)中又一個龐大的資金池。中國的煤制芳烴大化工距離成型還有多遠?
今年初,世界首套萬噸級甲醇制芳烴工業(yè)試驗裝置在華電煤業(yè)陜西榆林煤化工基地試車成功后,拜訪清華大學(xué)化學(xué)工程系教授魏飛的企業(yè)絡(luò)繹不絕。作為項目的參與者,魏飛感受到了業(yè)界對于煤化工的熱情。
“這幾年煤化工火熱,大家都在尋找項目,煤制芳烴是新生事物,雖然剛剛完成中試,離大型工業(yè)化還有一段距離,但前來問詢、感興趣的企業(yè)非常多!蔽猴w興奮地說。
在過去幾年間,中國掀起了新型煤化工項目的建設(shè)熱潮,一批企業(yè)從中斬獲路條,既包括傳統(tǒng)的石油化工企業(yè)、也有新的進入者,其中以煤制烯烴和煤制氣最為主流。
以煤制烯烴為例,神華包頭煤制烯烴項目已投產(chǎn)兩年多的時間,為后來者積累一定經(jīng)驗,并催生了煤制烯烴的升級示范項目。正是看中了神華取得的成功和可觀的利潤,煤制烯烴項目吸引了很多企業(yè)的投資興趣。伴隨著一個個巨型項目的落定,這些在世界范圍內(nèi)尚屬空白的大型裝置也帶來新的問題。
德勤去年發(fā)布報告稱,預(yù)計到“十二五”末,中國烯烴年產(chǎn)能至少可達5600萬噸。一些新建MTO(甲醇制烯烴)項目存在不確定性,有可能進一步推高烯烴產(chǎn)能規(guī)模?紤]到新建產(chǎn)能的規(guī)模和需求增長放緩的壓力,未來幾年烯烴行業(yè)可能出現(xiàn)產(chǎn)能過剩。
這樣的預(yù)言在業(yè)界也得到了證實,一位不愿具名的業(yè)內(nèi)專家對《能源》雜志記者稱,從目前在建的烯烴項目看,總產(chǎn)能超過我國烯烴的消費量,烯烴過剩已成必然。
如果烯烴產(chǎn)品的供需關(guān)系出現(xiàn)變化,動輒上百億投資的煤制烯烴項目魅力就大打折扣。意識到此種情況的投資者們,開始尋找新的機會。那么,煤化工發(fā)展進程中還有哪些機會等待被開啟?
后起之秀
煤制芳烴,不失為一條新的嘗試路徑。
據(jù)介紹,我國高質(zhì)量芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)主要來自石油技術(shù)路線,由乙烯裂解生產(chǎn)芳烴產(chǎn)品。隨著對芳烴需求的日益增長,作為芳烴生產(chǎn)原料的石油資源,面臨著越來越嚴重的短缺局面,已成為制約我國芳烴發(fā)展的主要瓶頸之一。
芳烴為大宗基礎(chǔ)有機化工原料,目前我國年消費量超過2000萬噸。是化纖、工程塑料及高性能塑料等的關(guān)鍵原料,廣泛用于服裝面料、航空航天、交通運輸、裝飾裝修,電器產(chǎn)品、移動通訊等。
目前芳烴97%以上來源依賴于石油原料,由于受到產(chǎn)能影響,多年來對外依存都接近總需求量的50%。芳烴產(chǎn)品中產(chǎn)能最大、與國民經(jīng)濟密切相關(guān)的對二甲苯,2012年的產(chǎn)量是773萬噸,表觀消費量1382萬噸,自給率55.9%。
在上述業(yè)內(nèi)人士看來,煤制芳烴技術(shù)將是繼煤制烯烴、煤制天然氣、煤制油等新型煤化工項目之后的第四大新型化工技術(shù),在未來幾年成為新型煤化工行業(yè)的后起之秀。
“頁巖氣大規(guī)模開發(fā),已經(jīng)將石油化工領(lǐng)域‘三烯三苯’格局打破,將頁巖氣作為原料生產(chǎn)烯烴,產(chǎn)品大部分是乙烯,丙烯很少,幾乎沒有芳烴。造成了國際上芳烴價格的上漲。未來十年內(nèi)芳烴還會處于緊缺狀態(tài),5-6年內(nèi)價格還會上漲。”魏飛介紹說。
而企業(yè)對于煤制芳烴的興趣主要來自于未來可期的利潤。
據(jù)悉,華電陜西榆林煤化工基地年內(nèi)全面啟動,建設(shè)百萬噸煤制芳烴示范裝置;中科院山西煤化所與賽鼎工程有限公司(中國化學(xué)化二院)正在合作研究固定床甲醇制芳烴技術(shù); 河南煤化集團與北京化工大學(xué)也在合作開展甲醇制芳烴技術(shù)研發(fā)。
巨大的經(jīng)濟效益面前,芳烴的誘惑力高于烯烴,然而,實現(xiàn)工業(yè)化并非易事。
高門檻
煤制芳烴的技術(shù)路徑是,煤炭經(jīng)潔凈煤氣化后生成合成氣,合成氣轉(zhuǎn)化為甲醇,甲醇進一步轉(zhuǎn)變成為烯烴、芳烴等基礎(chǔ)有機化工原料。和烯烴一樣,芳烴的生產(chǎn)也是依托甲醇為中間平臺。因而,目前在國內(nèi)對于煤制芳烴的探索關(guān)鍵還是對甲醇制芳烴技術(shù)路線研發(fā)。
在魏飛看來,這是一個深度轉(zhuǎn)化的過程,對芳烴裝置要求高;同時技術(shù)上催化劑失活度難以掌握。
事實上,清華大學(xué)對于煤制芳烴技術(shù)的研究已經(jīng)有十幾年的歷史。在清華大學(xué)化學(xué)工程系教授、中國工程院院士金涌看來,當(dāng)時也沒想到芳烴市場情況如何,只是從未來中國發(fā)展戰(zhàn)略安全的角度考量的。
據(jù)金涌回憶,幾年前,芳烴和烯烴價格接近。由于烯烴主要存在形式是氣體或液化氣,運輸不便,需要做成成品才能進口,而芳烴本身是液體比較容易運輸,因而很多人把目光投向了烯烴。
兩年前,中國石油和化學(xué)工程規(guī)劃院對煤制芳烴和煤制烯烴做了一系列的經(jīng)濟技術(shù)評價,在原料使用上,都是3噸甲醇生產(chǎn)1噸產(chǎn)品,由于芳烴不需要生冷分離,相較于烯烴投資略低,經(jīng)濟效益稍微好一些。
時至今日,市場已經(jīng)發(fā)生了變化。彼時比較基礎(chǔ)是烯烴價格和芳烴價格接近,而現(xiàn)在芳烴價格已經(jīng)遠遠高于烯烴。
2013年1月13日,萬噸級甲醇制芳烴工業(yè)試驗裝置實現(xiàn)一次投料試車成功。第一次投料原料甲醇轉(zhuǎn)化率高于99.99%,油相產(chǎn)物中甲基苯(主要指甲苯、二甲苯和三甲苯)的含量達到90%以上。
令金涌頗為自豪的是,這項技術(shù)的先進性主要體現(xiàn)在核心流化床裝置