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文/ 唐宏青 乙烯作為重要的有機化工原料，是世界上龐大的有機化學工業的基礎。國外90%以上的乙烯來自石腦油和乙烷的裂解，國內則主要來自于石腦油和甲醇的裂解。隨著石油資源的日漸缺乏，急需尋找替代的資源。就尋找新的原料來源而言，國內外有兩條路線，即天然氣中的甲烷和煤。 我國煤資源十分豐富，價格也便宜，以煤制取甲醇，再經過甲醇裂解得到烯烴，也是一條很好的途徑，這是國內研究并且取得工業化成功的一項重大成果，已經對中國的乙烯工業產生重大的影響。 不過，世界上天然氣的蘊藏量也十分豐富，是僅次于石油和煤炭的世界第三大能源，開采容易、價格便宜，其主要成分為甲烷。如果能夠從甲烷中制取乙烯，產品成本將會發生重大的變化，乙烯的成本至少降低700～2200元/噸。若真如此，大量甲烷制烯烴的新裝置將在世界各地建立，許多石腦油裂解裝置將會關閉，世界的化學工業將發生劃時代的變化。 甲烷偶聯制乙烯有通過氧化偶聯和非氧化偶聯兩種途徑。它們的相同點是兩者都需要催化劑。甲烷偶聯反應將甲烷制成乙烯，使天然氣尤其是偏遠地區的天然氣得以被更方便、更廣泛地利用，因而具有十分重要的意義。 研究表明，氧化偶聯反應工藝的經濟性除與原料氣、乙烯價格有關外，主要取決于甲烷轉化率、碳二烴收率及碳二烴選擇性。要真正實現甲烷氧化偶聯工藝的工業化，要求甲烷的單程轉化率應該在35%以上，碳二烴收率必須在30%以上，碳二烴的選擇性在85%以上。 氧化偶聯制乙烯的技術關鍵在于催化劑。經過多年來的研究，人們已經篩選出了2000多種催化劑，申請了百篇專利。其中，堿金屬—堿土金屬、稀土金屬、過渡金屬氧化物和具有特定結構的復合金屬氧化物等幾大體系的催化劑最被看好。 氧化偶聯技術起步于20世紀80年代。1982年，美國uinon caribde化學公司首次公開發表了甲烷氧化偶聯制乙烯的研究成果。這個工藝非常簡捷，反應一步就可以完成。 之后，氧化偶聯制乙烯引起了世界各國、各大石油化學公司及研究機構廣泛關注，競相加入其開發行列。多年來，多國對該工藝的核心技術——催化劑的開發投入了大量的人力和物力，通過對偶聯的反應機理、催化劑、反應工藝以及工程開發等方面的不斷探索，已獲得了較深入的認識，促使該工藝取得顯著進展。但是由于轉化率和收率達不到預期效果，最終沒有走向大規模工業化。 直到2010年，美國錫盧里亞公司（Siluria）取得了重大進展，并公布了將天然氣直接氧化偶聯一步轉化為乙烯工藝。這個報道震動全世界。該公司在納米微粒催化劑研究方面已取得積極成果，展現了納米粒子催化劑的優越性。 當時，美國麻省理工學院開發的生物模板制出新型的納米線狀催化劑，使催化劑的活性提高了100多倍。該公司認為這種納米級的催化劑材料對天然氣制取乙烯將會是一個巨大的創新。在反應中甲烷在催化劑表面活化，形成甲基自由基，然后再氣相偶合生成乙烷，脫氫和氧化后形成乙烯和水。這個反應的條件比較溫和，反應溫度為500～700攝氏度，較裂解反應溫度低200～300攝氏度，反應壓力0.5～1.0兆帕。工藝流程中采用兩個反應器，第一個反應器將甲烷氧化偶聯為乙烯和乙烷，第二個反應器將乙烷轉化為乙烯。整個過程中，甲烷轉化率15%，乙烯選擇性60%～70%(乙烯+乙烷，乙烷占60%～70%)，副產物為二氧化碳等。 不久前，錫盧里亞公司宣布，位于德克薩斯州拉波特市（LaPorte）產能1噸/天的甲烷制乙烯示范裝置成功運轉，其投資1500萬美元。該示范工廠在2015年間至少通過了15次測試活動，迄今已持續運轉并得到了中試工廠數據。目前這個示范裝置的成功運轉證明了該技術的可行性。該公司的下一階段將建立一個商業化規模的甲烷制乙烯裝置，其規模約為7.5萬噸/年至100萬噸/年。 甲烷制取烯烴的另一條路線是非氧化偶聯催化制取烯烴和芳烴。天然氣的主要成分為甲烷，活化甲烷的首個C-H鍵并避免其過度氧化是這條工藝路線的關鍵。這條路線的實質是將鐵活性中心單分散地摻雜在二氧化硅無定形網格中，并在無氧條件下催化甲烷直接轉化成乙烯、芳烴和氫氣。原理是在無氧條件下甲烷經催化劑的活性中心誘導產生自由基，進而自由基在氣相過程中實現鏈增長形成目標產物。由于沒有鄰近的鐵活性位能夠有效地抑制C-C鍵偶聯，壓制了進一步的低聚過程，從而避免積碳的產生。活性實驗表明，在溫度為1090攝氏度時，甲烷的轉化率為48.1%，乙烯的選擇性為48.4%，碳氫化合物（乙烯、苯、萘）的選擇性總和達到99%以上。穩定性實驗表明，經過60小時的壽命測試，催化劑仍維持著較高的活性，沒有出現失活現象。 國內在這個課題上已經取得一定的進展。由中國科學院大連化學物理研究所（簡稱大連化物所）包信和院士團隊首創的非氧制烯烴和芳烴催化過程，可實現在無氧條件下將甲烷選擇活化，一步高效轉化生成烯烴、芳烴和氫氣等高值化學品。反應過程本身不排放二氧化碳，碳原子利用效率達到100%。該技術自2014年5月在美國《科學》雜志首次報道以來，研究人員瞄準該過程的基礎科學問題和工業技術開發等進行了深入系統的研究，在催化劑穩定性提高、催化劑制備方法優化和新型反應器設計等方面取得了一系列突破性進展。該項目得到了中科院納米先導專項和自然科學基金重點項目的資助。 2015年底，大連化物所與中國石油天然氣集團公司、沙特基礎工業公司在大連化物所舉行非氧制烯烴和芳烴項目合作研發協議簽約儀式。2016年3月，3公司就該項目的應用開發研究簽署合作備忘錄。通過國際的精誠合作，加速推進該技術從實驗室走向產業化，為中國乃至世界石化工業作出貢獻。 甲烷氧化偶聯和非氧化偶聯技術是化學工業的一項顛覆性技術。其后果是在不遠的將來，大批舊的乙烯裝置將關閉，以石腦油為原料的乙烯裝置將難逃厄運。大批以天然氣為原料的乙烯裝置將建立，產品的成本將大幅度下降。這對于我國利用石腦油裂解技術進行乙烯生產的絕大多數企業來說，是一個嚴重的挑戰。 毫無疑問，這兩個技術的成功，也優于我們剛開發的甲醇裂解制乙烯技術。同樣，甲醇制低碳烯烴的生產成本也比拼不過。這對于我國的煤化工來說，是一個嚴重的挑戰。 我們的企業準備好應對這兩個新技術到來的挑戰了嗎？現在來看，顯然沒有。國外即將進行甲烷制乙烯的規模化生產，而由于我國缺少國家級的統籌規劃，各地正在大量建設以煤為原料、以甲醇為原料和以石腦油為原料的裂解乙烯裝置，規模越來越大，數量越來越多，總量至少在2000萬噸/年以上。 我國的天然氣資源雖然還不足以支持建設大規模的甲烷氧化偶聯和非氧化偶聯裝置。但是如果用石腦油裂解、甲醇制低碳烯烴技術與這兩個技術競爭，能在競爭中取勝嗎？ 目前，煤制乙烯的裝置大多建在內陸經濟不發達地區。考慮到運輸不便和地區經濟發展的需要，在內陸用煤生產乙烯，還有市場和較長的生存時間。但是，沿海的甲醇制乙烯路線裝置將受到新技術的沖擊。甲醇制乙烯路線裝置的成本回收期大致在10-12年之間，它們能堅持到這個時候嗎？ 煤化工行業如何對付這個挑戰？除了降低煤經甲醇制取乙烯路線的投資和成本以外，中國科學院上海高等研究院還有一個研究課題是在溫和的反應條件下合成氣高選擇性直接制取烯烴，目前還沒有工業化試驗，未來發展如何，還不好下結論。但是，由于我國煤價比較便宜，資源豐富，煤氣化技術的成熟，這條路線還是有希望的。 總之，化學工業正在醞釀劃時代的變化。新技術沖擊著我們的煤化工行業，是敲響警鐘的時候了！ 《煤制烯烴市場研究報告》2017版 “2017年煤制烯烴市場研究報告”將重點圍繞如下幾個方面進行闡述： 第一、國家政策是否支持？ 第二、技術成熟度如何？ 第三、經濟性分析，也即不同油價下收益如何？ 第四、不同油價下，油制和煤制烯烴兩種路線的競爭力如何？ 第五、已建在建和擬建裝置情況以及市場需求發展空間如何？ 第六、煤制烯烴未來將面臨的風險和困難？ 訂購請直達最底部，點擊“閱讀原文” 目錄 第一章 發展背景篇 1.1 1990-2030年中國一次能源消費結構趨勢 1.2 2007-2030年中國原油進口依存度趨勢 1.3 2014年之前原油價格高位運行以及對未來原油價格的看好 1.4 涉足中國新型煤化工的企業背景 1.5 中國煤炭資源分布決定了現代煤化工的項目分布 第二章 政策篇 2.1 現代煤化工政策發展歷程 2.2《石化產業規劃布局方案》解讀 2.3《現代煤化工“十三五”發展指南》解讀 2.3.1 重點發展的煤化工產業布局 2.3.2 深入開展升級示范
2.4《政府核準的投資項目目錄（2016年本）》解讀 2.4.1 新建煤制烯烴、甲醇及PX項目 2.4.2 新建煤制燃料
2.5《現代煤化工產業創新發展布局方案》解讀 2.5.1現代煤化工發展定位 2.5.2產業技術升級示范重點 2.5.3煤制烯烴與原油產業鏈的融合 2.5.4煤制烯烴優勢企業的挖潛改造 2.5.5規劃布局現代煤化工產業示范區 2.5.6資源城市轉型工程重點推進的煤制烯烴示范項目 2.5.7嚴格項目建設要求 2.5.8重申審批管理程序
2.6《煤炭深加工產業示范“十三五”規劃》解讀 2.6.1 規劃重點在于煤制燃料 2.6.2 煤炭與石油綜合利用，發展煤制烯烴
2.7未來現代煤化工政策發展定位及趨勢 2.7.1定位 2.7.2發展趨勢
2.8未來環保問題將日益嚴格 2.8.1污染排放問題急需解決 2.8.2實施碳交易或開征環保稅已是大勢所趨 2.8.3關于碳稅征收 2.8.4碳稅一旦征收，將大幅增加煤制烯烴的成本 第三章 技術篇 3.1 煤制烯烴技術路線和產品組成
3.2 煤制烯烴技術分類和進展 3.2.1 UOP公司的 MTO工藝 3.2.2 大連化物所的DMTO技術 3.2.2.1 技術介紹及業績 3.2.2.2 DMTO裝置投資 3.2.2.3 DMTO技術競爭優勢 3.2.3 中石化的SMTO技術 3.2.4 德國Lurgi 公司MTP 技術 3.2.5 清華大學的FMTP技術 3.2.6 其它制烯烴技術 第四章 裝置篇
4.1 中國甲醇制烯烴生產模式 4.2 截止2017年3月，在產煤制烯烴項目裝置統計 4.3 截止2017年3月，在建煤制烯烴項目裝置統計 4.4 截止2017年3月，擬建煤制烯烴企業裝置統計 4.5 2016-2020年煤制聚烯烴規模趨勢情況 4.6 2016-2020年煤制聚烯烴地區分布情況
第五章 運行篇 5.1 代表性企業選定
5.2 神華包頭 5.2.1 2012-2016年神華包頭聚烯烴產能、產量、開工率走勢 5.2.2 2012-2016年神華包頭煤制烯烴運營數據 5.2.3 2012-2016年神華包頭聚烯烴生產成本、銷售價格及毛利潤走勢 5.2.4 2016年神華包頭煤制烯烴真實盈虧分析
5.3 中煤榆林 5.3.1 2015-2016年中煤榆林煤制烯烴產能、產量、開工率走勢 5.3.2 2015-2016年中煤榆林煤制烯烴運營數據 5.3.3 2015-2016年中煤榆林聚烯烴銷售成本、銷售價格及毛利潤走勢
5.4 神華和中煤集團聚烯烴銷售價格對比 第六章 市場篇
6.1 聚乙烯（PE） 6.1.1 2013-2020年PE原料路線多元化發展趨勢 6.1.2 2003-2020年中國PE供需分析預測
6.2 聚丙烯（PP） 6.2.1 2013-2020年中國PP原料路線多元化發展趨勢 6.2.2 2003-2020年中國PP供需分析預測 6.3 2014-2016-2020年聚烯烴競爭格局 6.3.1 “三桶油”壟斷局面被分割 6.3.2 將形成油制/煤制/丙烷制烯烴三種路線共存局面
第七章 利潤篇 7.1 油制和煤制聚烯烴價格走勢對比圖 7.1.1 聚乙烯（PE） 7.1.2聚丙烯（PP）
7.2 油制、煤制、丙烷、丙烯制聚烯烴毛利潤對比走勢圖 7.2.1 2012-2016年油制和煤制聚烯烴利潤走勢圖 7.2.2 2012-2016年甲醇、丙烷、丙烯制聚烯烴利潤走勢圖
第八章 競爭力篇
8.1 未來原油價格走勢分析及預測
8.2 煤制和油制烯烴的競爭力對比 8.2.1油制聚烯烴成本分析 8.2.2 煤制聚烯烴成本分析
第九章 結論和建議 9.1煤制烯烴國家政策定位和導向 9.2煤制烯烴技術、經濟性可行性 9.2.1技術成熟性 9.2.2經濟性
9.3 市場供需定位及發展趨勢
9.4煤制烯烴未來面臨的風險和挑戰 9.4.1未來原油依然低位運行 9.4.2同質化競爭日趨嚴重 9.4.3環境排放污染問題 9.4.4水資源利用瓶頸 9.4.5國外低成本聚烯烴產品的沖擊 十家業主現在和將來如何 布局煤制烯烴？ 1 神華集團 1.1神華包頭煤化工有限公司 1.1.1 神華包頭（一期） 1.1.1.1 項目概況 1.1.1.2 裝置規模及技術 1.1.1.3產品方案 1.1.1.4 聚乙烯和聚丙烯產品牌號 1.1.2神華包頭（二期） 1.1.2.1 項目概況 1.1.2.2 裝置規模 1.1.2.3 聚乙烯和聚丙烯產品規格
1.2 神華寧煤 1.2.1神華寧煤（MTP一期） 1.2.1.1 裝置規模及技術 1.2.1.2 產品牌號 1.2.2神華寧煤（MTP二期） 1.3神華寧煤煤制油副產品深加工綜合利用項目 1.3.1 項目概況 1.3.2 裝置規模及技術 1.4神華寧煤-沙特70萬噸/年煤基烯烴及新材料示范項目 1.4.1 項目概況 1.4.2 產品方案 1.4.3 主體配套裝置及規模 1.5神華陜西甲醇下游加工項目(SSMTO) 1.5.1 項目概況 1.5.2 裝置規模和技術 1.6 神華新疆68萬噸煤基新材料項目 1.6.1 項目概況 1.6.2 裝置規模及技術 1.6.3 產品牌號 1.7 神華呼倫貝爾褐煤綜合利用多聯產升級示范項目 1.8 神華榆林循環經濟煤炭綜合利用項目（簡稱CTC項目） 1.8.1 項目概況 1.8.2項目裝置組成 1.8.3 產品方案 1.8.4 產品規模及技術 1.8.5 設計工程公司 1.9 神華集團主要項目主產牌號
2 中國中煤能源集團公司
2.1 中煤陜西榆林能源化工有限公司（一期） 2.1.1 項目概況 2.1.2 產品規模及技術 2.1.3 項目設計工程公司 2.2 中煤陜西榆林能源化工有限公司（二期） 2.2.1 項目概況 2.2.2 產品方案 2.3 內蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司 2.3.1 項目概況 2.3.2 產品規模及技術 2.4陜西延長中煤榆林能源化工有限公司（一期） 2.4.1 項目概況 2.4.2 裝置規模和技術 2.4.3 產品牌號 2.5陜西延長中煤榆林能源化工有限公司（二期） 2.5.1 項目概況 2.5.2 裝置規模及技術 2.5.3 設計工程公司 2.6中天合創能源有限責任公司 2.6.1 裝置規模和技術 2.6.2產品牌號 2.6.3 工程公司設計
3 陜西延長石油（集團）有限責任公司 3.1 公司概況 3.2 項目概況 3.3 裝置規模和技術 3.4 煤油氣綜合利用項目的成本優勢 4 中國石化 4.1 公司概況 4.2中國石化長城能源化工(貴州)有限公司 4.2.1 項目概況 4.2.2 裝置規模及技術 4.3 中安聯合煤化有限責任公司 4.3.1 項目概況 4.3.2 項目總體規劃 4.3.3 一期產品方案 4.3.4 設計工程公司 4.4 中國石化和河南煤業化工集團合資煤制烯烴項目 4.4.1 項目概況 4.4.2 裝置規模
5 中電投與道達爾合資項目 5.1 項目概況 5.2 產品方案 5.3 裝置規模及技術 5.4 聚烯烴產品規格 5.4.1聚丙烯 5.4.2 聚乙烯
6 寧夏寶豐能源集團有限公司 6.1 項目概況 6.2 裝置規模及技術
7 山東神達化工有限公司 7.1 項目概況 7.2 裝置規模及技術
8 陜西蒲城清潔能源化工有限公司 8.1 項目概況 8.2 裝置規模及技術 9 神霧集團（乙炔法制聚乙烯） 9.1 乙炔法煤化工工藝介紹 9.2 神霧集團介紹 9.3 神霧集團乙炔法制聚乙烯項目介紹 9.3.1烏海洪遠新能源科技有限公司 9.3.2包頭神霧煤化科技有限公司 9.3.3 新疆勝沃能源開發有限公司 9.3.4山西京宏博能源科技有限公司 9.3.5甘肅金河新能源化工技術有限公司 9.3.6 神霧集團（甘肅省武威市） 9.6.7 神霧集團（湖北荊門）
10 富德控股（集團）有限公司 10.1 寧波富德能源有限公司 10.1.1 項目概況 10.1.2 裝置規模及技術 10.2富德（常州）能源化工發展有限公司 10.2.1 項目概況 10.2.2 裝置規模 10.3 吉林康乃爾化學工業股份有限公司 10.3.1 項目概況 10.3.2 裝置規模及技術
11 陜西4家已投產煤制烯烴存在的問題 煤制烯烴企業銷售模式分析 1神華包頭煤化工有限公司 1.1神華包頭銷售模式簡介 1.2神華包頭銷售模式流程分析 1.3神華包頭銷售結算方式分析 1.4神華包頭銷售物流、客戶管理分析 1.5神華包頭銷售模式優劣勢分析 2大唐能源化工有限公司 2.1大唐銷售模式簡介 2.2大唐聚丙烯銷售模式流程分析 2.3大唐銷售結算方式分析 2.4大唐銷售物流、客戶管理分析 2.5大唐銷售模式優劣勢分析 |
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