甲醇行业情况报告.docx
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甲醇行业情况报告.docx
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甲醇行业情况报告
2010年甲醇及其深加工行业情况汇报
甲醇是一种用途十分广泛的基本有机化工原料,在化学工业中占有十分重要的地位,在各种有机原料中仅次于乙烯、丙烯、苯列第四位,也是一种新型的清洁能源。
甲醇是目前可以用煤大规模生产的化工产品之一,甲醇是碳一化学的母体,是煤化工发展的龙头产品和重要基础,发展煤化工产业可首先从甲醇起步向下延伸。
按照我国能源资源赋存特点,调整能源工业结构,发展以甲醇为基础的煤化工产业,开发替代石油产品,是促进煤炭资源清洁利用,延长产业链,提高产品附加值,保证我国能源安全的重大战略措施。
一、甲醇行业基本情况
近年来,随着醇醚燃料行业、化学工业、家具业、建筑业、木材加工业、汽车工业和电子电器工业的发展,对甲醇及其下游产品甲醛、二甲醚的需求急剧膨胀。
山西、河南、陕西、宁夏、甘肃、内蒙古、安徽、黑龙江、云南和新疆等省区采用国内外先进的煤气化技术和工艺,积极发展甲醇化工。
我国甲醇行业的发展速度远远高于世界平均水平。
2000年至2006年间,全球甲醇产能平均增长率为5.64%,若不考虑中国因素,2000年至2006年间,全球甲醇产能平均增长率仅为2.68%。
由此可见,由于中国甲醇价格高位运行,利润凸现,而且甲醇技术成熟,工艺简单,投资门槛较低,而且现在甲醇下游行业处在高增长期,目前中国甲醇的增长率是惊人的。
据统计,我国2000~2006年间甲醇产能平均增长率为20.6%。
近年来,由于中东天然气价格低廉,以天然气为原料生产的甲醇严重冲击我国市场。
2009年,全国甲醇产量1133万吨,同比上升1.6%。
进口529万吨,同比增加268.8%。
出口1.38万吨,同比下降96.6%。
山西甲醇行业发展迅速。
凭借丰富的煤炭资源和焦炉煤气资源,我省甲醇工业得到了迅猛发展。
全省甲醇产量由2000年的5.8万吨到2005年的18万吨,2008年的70万吨,产能则达到了100万吨(以煤制甲醇和合成氨联醇为主)。
2009年,我省煤制甲醇生产企业2户,焦炉煤气制甲醇企业6户,合成氨联醇企业16户,甲醇产能达到130万吨,位于全国第4位;在建甲醇项目22项,规模近500万吨(以焦炉煤气制甲醇为主),其中:
焦炉煤气制甲醇项目16项,煤制甲醇项目3项,合成氨联醇项目3项,项目建成投用后实现年销售收入115亿元。
甲醇已成为山西煤化工产业最具潜力的品种之一。
山西甲醇行业仍处于粗放式发展阶段。
已投产的煤制甲醇装置仍采用固定床造气技术,装置生产规模小,集中度较低,能耗高,竞争力差;以焦炉煤气为原料制甲醇刚刚开始发展,已建成的项目受焦炭市场疲软,焦炉煤气供应不足,产能不能正常发挥。
2009年,我省甲醇实际产量52万吨,产能130万吨,产量比上年下降26.8%,开工率仅为40%。
甲醇深加工产品较少,产品链较短。
甲醇行业发展方式仍未粗放型。
二、甲醇生产工艺及甲醇产业链
(一)、甲醇的生产方法
按照使用的不同原料,甲醇的生产基本方法为:
煤制甲醇(分为合成氨甲醇联产和单产甲醇两种)、焦炉气制甲醇、天然气制甲醇。
欧美国家主要采用天然气为原料生产甲醇,该工艺具备投资低、无污染的优点,且无需过多考虑副产物销路。
但我国缺少廉价的天然气资源,而煤储量相对丰富,所以大部分甲醇产能来自煤气化工艺。
同时,国家产业政策禁止在产煤大省使用天然气制甲醇。
所以,我省已投产和在建的甲醇项目均采用煤制甲醇和焦炉气制甲醇工艺。
(二)、甲醇产业链
1、清洁能源产业链
目前,以甲醇为源头的醇醚清洁燃料分为三种:
甲醇汽油、甲醇制汽油和甲醇制二甲醚。
甲醇汽油
甲醇汽油就是在汽油里掺入一定比例的甲醇,还要加入一定量的添加剂以解决甲醇的遇水分层、金属腐蚀性、橡胶溶胀性等问题。
甲醇汽油以掺入的比例来表示,如掺入15%的甲醇则简称为M15,掺入85%的甲醇则简称为M85,如果是纯甲醇燃料则用M100来表示。
我省甲醇汽车示范运行成果显著。
1996年以来,山西省通过引进美国福特FFV(灵活燃料)甲醇发动机(L3.0升)、自主研发甲醇燃料发动机等推进甲醇汽车示范运行,已先后在晋中、太原、长治等地的公交车、出租车中进行了多年的示范推广。
全省已改造出租乘用车近7000辆,先后近8000辆不同技术的甲醇燃料乘用车或商用车进行了示范运营和商业运营,积累了大量的原始数据和工程实践运营经验。
甲醇汽油在学术界还存在正反两种意见。
从理论上说,替代能源有利于缓解中国经济对石油的高度依赖,但替代能源的技术、性能、安全、环保、成本等指标也是无法回避的现实难题。
对于甲醇作为车用燃料是否合适,国内学术界有不同意见,争论双方的理由都有一定根据。
支持用甲醇作为车用燃料的理由主要有三点:
辛烷值高甲醇燃料是理化性能接近汽柴油的液体燃料;清洁环保甲醇燃料环保效益明显,甲醇燃料燃烧后排放的一氧化碳、氮氧化物、碳氢等均比汽油低;成本低廉。
反对用甲醇作为车用燃料的理由则是多方面的:
最担心毒性大等安全问题;甲醇自身存在腐蚀性,对汽车橡胶部件有溶胀作用;甲醇不完全燃烧时产生甲醛等新的污染物;甲醇燃料热值低、低温蒸发性差。
甲醇制汽油(MTG)
甲醇制汽油(MTG)工艺是甲醇制烃类工艺中的一种,是未来甲醇化工的主线之一,也是合成油的三条路线之一(另两条是费托合成柴油、煤液化合成柴油)。
固定床甲醇制汽油(MTG)技术是美国莫比尔(Mobil)公司上世纪80年代发明的,该技术80年代末至90年代初在新西兰一工厂运行近10年,当时的生产规模是57万吨汽油/年。
MTG法消耗低、投资省、成本低,中间产品甲醇也可以当产品销售。
当市场油价变化导致汽油价格降至工厂难以生存时,还可以改产甲醇为产品。
MTG法还可为生产乙烯(MTO)和丙烯(MTP)提供示范条件。
晋煤集团高硫无烟煤洁净化利用10万吨/年合成油示范工程取得成功。
该项目2009年底建成,每年可利用“三高”煤50万吨,可实现年产欧Ⅲ标准汽油10万吨、硫磺16160吨、甲醇3.5万吨、LPG1.32万吨、杂醇油280吨。
随着MTG工艺的改进,特别是MTG第二代催化剂的运用,MTG的能耗会明显下降,能量利用率会有一个显著提高。
而煤制甲醇的工艺已经成熟,能耗下降的幅度不会明显。
因此,用MTG取代甲醇汽油是很好的办法。
二甲醚
二甲醚是一种重要的绿色工业产品,它以前的主要用途为:
气雾剂、致冷剂、发泡剂、有机合成原料等。
近年来,由于二甲醚燃烧特性与LPG相似,曾经被看好替代LPG(液化石油气)作为民用燃料,也可作为柴油添加剂。
因此,二甲醚成为醇醚燃料的主要品种之一。
二甲醚作为燃料替代品,有如下特点:
可燃性好、易压缩、更安全,可掺入到城市煤气或天然气中作为调峰之用,并可改善煤气质量,提高热值,大规模生产的成本低于柴油、丙烷和压缩天然气等。
二甲醚燃料也有不少缺点,主要表现在以下几点:
对发动机的设计有较高要求,使用二甲醚的车辆必须进行发动机的改造;用于装液化气的钢瓶瓶阀橡胶密封圈易被二甲醚腐蚀,从而导致泄漏;二甲醚的气化潜热比较高,如使用纯的二甲醚作为家庭瓶装燃料,燃烧不稳定,而且会缩短使用时间。
2、甲醇—碳一化工产业链
充分利用已形成的甲醇产能,鼓励甲醇企业重点发展醋酸、甲醛、甲胺、甲烷氯化物、甲酸、甲酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、二甲醚、二甲基甲酰胺、二甲基亚枫、碳酸二甲酯、聚乙烯醇等。
醋酸、醋酐、醋酸乙烯、甲醛、聚甲醛、脲醛树脂、EVA树脂单细胞蛋白(甲醇蛋白)和甲醇生长促进剂等下游精细化工与高分子化工精深加工产品,建设与甲醇生产装置规模相配套的下游装置,形成具有一定规模的甲醇—碳一化工产业链。
3、甲醇—烯烃产业链
甲醇可以转化为基本石油化工原料乙烯、丙烯,并延伸加工成一系列衍生物。
我国DMTO技术的开发成功,开辟了传统石油化工之外的烯烃生产新途径,拓展了甲醇在化工领域中的新用途。
以煤制甲醇为原料,引进利用国内外甲醇制烯烃的关键技术,重点发展乙烯、丙烯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸及酯、丁辛醇等下游加工产品,形成具有示范意义的甲醇—烯烃煤化工产业链。
甲醇制烯烃技术主要分两步。
首先由合成气转化生成粗甲醇,该过程已实现工业化;然后甲醇转化生成烯烃,主要是乙烯和丙烯。
不同的工艺生成的乙烯与丙烯的比例也不同。
UOP/Hydro公司的甲醇制烯烃工艺(MTO)是在Mobil公司的甲醇制汽油技术(MTG)上发展起来的。
该MTO工艺具有很大的灵活性,可根据市场的需求变化,通过改变反应器的操作条件,来调整乙烯与丙烯的产量。
产品中乙烯与丙烯之产量比可在0.77—1.33的范围内进行调节。
(三)煤制甲醇、焦炉煤气制甲醇和天然气制甲醇的对比
下面,将煤制甲醇、合成氨联醇、焦炉煤气制甲醇以及中东地区的天然气制甲醇的成本进行比较。
项目
煤制甲醇
合成氨联醇
焦炉煤气制甲醇
天然气制甲醇(中东)
原料
烟煤
无烟煤
焦炉煤气
天然气
原料价格
550元/吨
950元/吨
0.5元/m3
0.57元/m3
气化或合成气工艺
SHELL粉煤气化
常压固定床气化
天一科技催化氧化
天然气蒸汽二段转化
合成工艺
低温甲醇洗,三塔精馏
低温甲醇洗,三塔精馏
低温甲醇洗,三塔精馏
低温甲醇洗,三塔精馏
装置规模
60万吨/年
6万吨/年
20万吨/年
60万吨/年
甲醇成本
2100元/吨
2200元/吨
1800元/吨
1900元/吨(到岸价)
三、发展目标
以醇醚清洁燃料、甲醇碳一化工和甲醇制烯烃三条产业链为发展主线,全省甲醇(含焦炉煤气制甲醇和煤制甲醇)总产能2011年和2015年分别达到600万吨、1000万吨。
二甲醚总规模2011年和2015年分别达到120,200万吨,甲醇制烯烃在2011完成前期工作,2015年达到60万吨。
甲醇制汽油(MTG)总规模2011年和2015年分别达到300,600万吨。
甲醇制聚甲醛2011年产能达到10万吨,2015年达到20万吨。
甲醇下游产品总规模2011年和2015年分别达到200、500万吨。
四、发展布局
优化甲醇行业结构及布局,重点在资源地建设大型甲醇生产及甲醇转化基地及其输配体系,逐步淘汰落后装置,基本形成资源优化配置、规模优势明显、产业布局合理、链条有效衔接的甲醇化工产业格局,推动甲醇企业向深加工方向发展,提高产品附加值,实现产业结构从传统向现代的转变,增长方式由粗放到集约转变,产业布局由小规模、分散式向大型化、园区化和基地化转变;以现有煤化工产业为基础,综合考虑煤炭资源、水资源、环境容量、交通运输等支撑条件,依托晋东、晋中、晋北三大特色煤化工基地,建设具有明显循环经济特色的甲醇煤化工精品园区,大力延伸甲醇下游产品链,实现集约发展。
(一)巩固提升晋东清洁能源特色甲醇化工基地
(1)立足现有基础,以天脊、兰花、潞宝等企业为依托,重点建设潞城店上、晋城巴公等甲醇精品工业园,重点发展山西天脊潞安化工有限公司、兰花集团清洁能源公司、山西晋丰煤化工有限责任公司、山西丹峰化工股份有限公司煤制、焦炉气制甲醇和二甲醚项目及下游产品。
(2)以潞安集团、晋煤集团示范装置为基础,建设百万吨级煤制合成油、甲醇制汽油装置,打造合成油工业园。
(二)培育壮大晋中焦化特色煤化工基地
(1)立足该区域焦化企业布局,以焦炉气为基础,建设介休义安、汾阳三泉、孝义梧桐等焦炉气制甲醇系列产品精品园区。
鼓励介休路鑫公司建设年产10万吨聚甲醛项目。
支持山西大土河焦化有限公司、吕梁东辉焦化煤气有限公司、山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司、山西天浩化工股份有限公司、临汾同世达实业有限公司、建滔万鑫达化工有限责任公司、中阳建滔腾阳煤化有限公司、山西灵石中煤北方化工有限责任公司、山西省焦炭集团益达化工股份有限公司等一批焦炉气制甲醇及二甲醚项目及下游产品,
(2)以山西焦化、山西三维等重点企业为依托,优势互补,建设焦炉气制甲醇及醋酸、1,4-丁二醇等深加工项目,打造洪洞赵城综合性甲醇化工精品园区。
(三)全面启动晋北甲醇及甲醇深加工特色煤化工基地
以同煤集团为依托,以晋北土地广阔,地势平坦,资源富集区且集中连片,项目建设基本不占或很少占用耕地,搬迁量小,发展煤和甲醇及相关产业的空间条件优越,适宜建设大型煤化工基地。
以适合当地煤种的气化技术为支撑,重点建设百万吨级煤制甲醇及其甲醇制烯烃等大宗下游产品项目,打造全省最大的甲醇特色煤化工精品园区。
以太化搬迁为契机,按照煤、电、化多联产模式,打造国际一流的具有鲜明循环经济和多联产技术特色的甲醇碳一化工精品园区。
五、产业政策和技术路线
煤制甲醇生产技术的发展方向主要是大型化和节能降耗。
要求新建煤制甲醇装置规模不低于煤制甲醇单系列产能不低于60万吨/年,焦炉气制甲醇装置产能不低于10万吨/年;二甲醚单系列产能不低于10万吨/年,醋酸产能不低于20万吨/年;甲醇制烯烃产能不低于60万吨/年;煤制合成油、甲醇制汽油装置产能不低于100万吨/年。
煤制甲醇包括煤气化、净化、合成等工艺过程,其核心是煤气化。
新建煤制甲醇装置必须采用大型连续加压气化技术,鼓励利用我省的高硫、高灰、高灰熔点等劣质煤制甲醇,目前可选择的煤气化技术有水煤浆气化技术、鲁奇碎煤加压气化技术、壳牌干粉煤加压气化技术、西门子GSP干粉煤气化技术、中科院煤化所灰熔聚流化床粉煤气化技术等,这些技术各有所长,需要根据煤种、规模、建设条件等方面的因素选择。
焦炉煤气制甲醇。
通常,焦炉煤气中CH4的体积分数约23%~27%,CmHn的体积分数约2%~3%,在甲醇合成中,CH4和CmHn都不参与甲醇的合成反应,其作为惰性气体存在于合成气中并往复循环。
如何将占焦炉煤气体积分数约30%的烷烃(CH4和CmHn)全部转化为合成气的有效组分(H2+CO),提高合成效率,最大限度地降低了不参加甲醇合成反应的气体组分(CH4、CmHn、N2、Ar),减少甲醇合成回路的循环气量,降低单位甲醇产量的功耗,是焦炉煤气制甲醇的关键技术和难点之一。
焦炉煤气烷烃转化重整工艺目前主要有蒸汽转化工艺、纯氧非催化部分氧化转化工艺、纯氧催化部分氧化转化工艺。
相对于非催化部分氧化法,纯氧催化部分氧化法的燃料气和氧气消耗低,转化炉结构较简单,造价相对较低,有良好的规模化商业应用业绩,是目前广泛采用的焦炉煤气烷烃转化方案。
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