煤制烯烴作為現(xiàn)代煤化工領(lǐng)域重要組成部分之一，近年來(lái)技術(shù)推廣及產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大。

煤制烯烴技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

甲醇制烯烴是核心技術(shù)環(huán)節(jié)

以煤為原料通過(guò)氣化、變換、凈化、合成等過(guò)程首先生產(chǎn)甲醇，再用甲醇生產(chǎn)烯烴（乙烯+丙烯），進(jìn)而生產(chǎn)聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯）等下游產(chǎn)品，其中煤制甲醇、烯烴聚合制聚烯烴均為傳統(tǒng)的成熟技術(shù)，而甲醇制烯烴是煤制烯烴的核心技術(shù)環(huán)節(jié)。

甲醇制烯烴的基本反應(yīng)過(guò)程是甲醇首先脫水為二甲醚（DME），二甲醚再脫水生成低碳烯烴（乙烯、丙烯、丁烯），少量低碳烯烴以縮聚、環(huán)化、烷基化、氫轉(zhuǎn)移等反應(yīng)生成飽和烴、芳烴及高級(jí)烯烴等。

目前甲醇制烯烴主要有MTO 技術(shù)和MTP 技術(shù)兩種。MTO 技術(shù)是將甲醇轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯混合物的工藝，除了生成乙烯、丙烯外，還有丁烯等副產(chǎn)物；MTP 技術(shù)是將甲醇主要轉(zhuǎn)化成丙烯的工藝，除了生成丙烯外，還有乙烯、液化石油氣（LPG）、石腦油等產(chǎn)物。在這兩種技術(shù)中，具備煤炭資源的企業(yè)可采用煤為原料經(jīng)過(guò)合成氣生產(chǎn)甲醇，然后再用甲醇生產(chǎn)烯烴；不具備煤炭資源的企業(yè)（如沿海地區(qū)企業(yè)），可采用外購(gòu)甲醇（如進(jìn)口甲醇）直接生產(chǎn)烯烴。

幾種典型甲醇制烯烴技術(shù)

目前代表性的甲醇制烯烴技術(shù)主要包括：由UOP（美國(guó)公司）和Hydro（挪威公司）共同開(kāi)發(fā)的UOP/Hydro MTO工藝，德國(guó)Lurgi 公司的MTP 工藝，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的DMTO工藝，中國(guó)石化上海石油化工研究院的SMTO工藝，神華集團(tuán)SHMTO工藝，清華大學(xué)的循環(huán)流化床甲醇制丙烯（FMTP）工藝等。

（1）UOP/Hydro MTO工藝

該工藝以粗甲醇或產(chǎn)品級(jí)甲醇為原料生產(chǎn)聚合級(jí)乙烯/丙烯，反應(yīng)采用流化床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度為400～500℃，壓力為0.1～0.3MPa，乙烯+丙烯選擇性可達(dá)80%，乙烯和丙烯的摩爾比可為0.75～1.50；其催化劑型號(hào)為MTO-100，主要成分是SAPO-34（硅、鋁、磷）。為提高產(chǎn)品氣中乙烯和丙烯的收率，UOP 公司開(kāi)發(fā)了將甲醇制烯烴工藝與C₄、C₅ 烯烴催化裂解工藝（olefins cracking process，OCP）進(jìn)行耦合的技術(shù)，其雙烯（乙烯+丙烯）選擇性可高達(dá)85%～90%，并可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)乙烯/丙烯比。

2011年，惠生（南京）清潔能源股份有限公司取得UOP 公司授權(quán)，建設(shè)產(chǎn)能29.5 萬(wàn)噸/年烯烴的甲醇制烯烴工業(yè)化裝置，于2013年9月首次成功開(kāi)車，并產(chǎn)出合格產(chǎn)品。繼之，UOP公司相繼授權(quán)建設(shè)山東陽(yáng)煤恒通化工股份有限公司（30 萬(wàn)噸/年）、久泰能源公司（60萬(wàn)噸/年）和江蘇斯?fàn)柊钍邢薰荆?2萬(wàn)噸/年）、吉林康乃爾公司（60萬(wàn)噸/年）4 個(gè)甲醇制烯烴項(xiàng)目，前兩個(gè)項(xiàng)目分別于2015 年6月和2019年1月建成投產(chǎn)，后兩個(gè)項(xiàng)目正在建設(shè)之中。2018 年1 月，UOP 公司在江蘇省張家港市的MTO催化劑生產(chǎn)廠建成投產(chǎn)，將進(jìn)一步滿足中國(guó)市場(chǎng)煤制烯烴裝置對(duì)MTO催化劑的需求。

（2）Lurgi MTP工藝

德國(guó)魯奇（Lurgi）公司從1996 年開(kāi)始研發(fā)MTP 工藝，使用德國(guó)南方化學(xué)公司（Sudchemie）的沸石基改性ZSM-5 催化劑，該催化劑具有較高的低碳烯烴選擇性；2004年5月，其甲醇處理能力360kg/d 的工業(yè)示范試驗(yàn)取得成功。

該工藝由3 臺(tái)固定床反應(yīng)器組成（2臺(tái)運(yùn)行、1臺(tái)備用），每臺(tái)反應(yīng)器有6個(gè)催化劑床層，但實(shí)質(zhì)上其反應(yīng)器有兩種形式可供選擇，即固定床反應(yīng)器（只生產(chǎn)丙烯）和流化床反應(yīng)器（可聯(lián)產(chǎn)乙烯/丙烯）。

通常生產(chǎn)過(guò)程中，Lurgi MTP 工藝的目的產(chǎn)品是丙烯，首先甲醇脫水轉(zhuǎn)化為二甲醚，然后二甲醚、甲醇和水進(jìn)入第一臺(tái)MTP 反應(yīng)器，反應(yīng)在400～450℃、0.13～0.16MPa下進(jìn)行，甲醇和二甲醚的轉(zhuǎn)化率為98.99%以上，丙烯為主要產(chǎn)品，也副產(chǎn)部分乙烯、LPG和汽油產(chǎn)品；同時(shí)，設(shè)置第2 臺(tái)和第3 臺(tái)MTP 反應(yīng)器，以獲得更高的丙烯收率（達(dá)到71%）。

2010 年12 月，采用魯奇MTP技術(shù)的神華寧煤50萬(wàn)噸/年煤基聚丙烯項(xiàng)目打通全流程，并于2011年4月產(chǎn)出合格聚丙烯產(chǎn)品，首次實(shí)現(xiàn)MTP技術(shù)在我國(guó)推廣應(yīng)用。2011 年9 月，采用魯奇MTP 技術(shù)的我國(guó)大唐多倫46萬(wàn)噸/年煤基甲醇制丙烯項(xiàng)目建成投產(chǎn)，2012 年3 月首批優(yōu)級(jí)聚丙烯產(chǎn)品成功下線。2014 年8 月，采用魯奇MTP 技術(shù)的神華寧煤50萬(wàn)噸/年MTP 二期項(xiàng)目打通全流程。神華寧煤在全球享有魯奇MTP 技術(shù)15%的zhuanli許可權(quán)益，通過(guò)技術(shù)自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了MTP 催化劑的國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)與工業(yè)應(yīng)用，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出MTP 工藝第二代低成本高性能多級(jí)孔道ZSM-5分子篩催化劑。

（3）中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所DMTO工藝

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（簡(jiǎn)稱大連化物所）在20 世紀(jì)80 年代開(kāi)始進(jìn)行MTO 研究工作，90 年代初在國(guó)際上首創(chuàng)“合成氣經(jīng)二甲醚制取低碳烯烴新工藝方法（簡(jiǎn)稱SDTO 法）”。

該工藝由兩段反應(yīng)構(gòu)成，第一段反應(yīng)是合成氣在以金屬-沸石雙功能催化劑上高選擇性地轉(zhuǎn)化為二甲醚，第二段反應(yīng)是二甲醚在SAPO-34 分子篩催化劑上高選擇性地轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯等低碳烯烴，之后通過(guò)技術(shù)攻關(guān)簡(jiǎn)化為合成氣經(jīng)甲醇直接制取烯烴，采用SAPO-34 分子篩催化劑，在密相床循環(huán)流化床反應(yīng)器上實(shí)現(xiàn)甲醇到烯烴的催化轉(zhuǎn)化，其催化劑牌號(hào)包括DO123 系列（主產(chǎn)乙烯）和DO300 系列（主產(chǎn)丙烯）。

2004年，大連化物所、陜西新興煤化工科技發(fā)展有限公司和中國(guó)石化洛陽(yáng)石化工程公司合作，進(jìn)行了DMTO成套工業(yè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，建成萬(wàn)噸級(jí)甲醇制烯烴工業(yè)試驗(yàn)裝置，于2006 年完成工業(yè)試驗(yàn)，甲醇轉(zhuǎn)化率近100%， 選擇性達(dá)90%以上。

2010 年8 月，采用DMTO 工藝的全球首套百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化裝置——神華集團(tuán)內(nèi)蒙古包頭煤制烯烴項(xiàng)目建成投運(yùn)。該項(xiàng)目包括180 萬(wàn)噸/年煤基甲醇裝置、60 萬(wàn)噸/年聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯）聯(lián)合石化裝置，甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.9%以上，乙烯+丙烯選擇性達(dá)到80%以上，產(chǎn)品符合聚合級(jí)烯烴產(chǎn)品規(guī)格要求。

在DMTO工藝基礎(chǔ)上，大連化物所進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了DMTO-Ⅱ工藝。該工藝增加了C₄以上重組分裂解單元，即將烯烴分離單元產(chǎn)出的C₄及C₄以上組分進(jìn)入裂解反應(yīng)器，裂解反應(yīng)器采用流化床反應(yīng)器，催化裂解單元使用催化劑與甲醇轉(zhuǎn)化所用催化劑相同，在流化床反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)C₄+組分的催化裂解，生成以乙烯、丙烯為主的混合烴產(chǎn)品。所得混合烴與甲醇轉(zhuǎn)化產(chǎn)品氣混合，進(jìn)入分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。通過(guò)增加裂解單元，可將乙烯、丙烯收率由80%提高到85%左右，使1t 輕質(zhì)烯烴的甲醇單耗由3t降低到2.6～2.7t，雙烯收率較DMTO工藝提高10%。該工藝C₄+轉(zhuǎn)化反應(yīng)和甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)使用同一催化劑，甲醇轉(zhuǎn)化和C₄+轉(zhuǎn)化系統(tǒng)均采用流化床工藝，實(shí)現(xiàn)了甲醇轉(zhuǎn)化和C₄+轉(zhuǎn)化系統(tǒng)相互耦合。

2014年12月，DMTO-Ⅱ工業(yè)示范裝置在陜西蒲城清潔能源化工有限公司開(kāi)車成功，生產(chǎn)出聚合級(jí)丙烯和乙烯。近年來(lái)，DMTO技術(shù)已在國(guó)內(nèi)二十多套裝置得到工業(yè)應(yīng)用和技術(shù)許可，合計(jì)烯烴產(chǎn)能超過(guò)1000萬(wàn)噸/年。

在DMTO-Ⅱ技術(shù)基礎(chǔ)上，大連化物所正積極研究DMTO-Ⅲ技術(shù)，以便將DMTO 單套裝置處理能力從現(xiàn)有的180 萬(wàn)噸/年的水平提高到300萬(wàn)噸/年以上，并且單程甲醇轉(zhuǎn)化率和烯烴選擇性不低于DMTO-Ⅱ技術(shù)。該所已于2019 年完成DMTO-Ⅲ技術(shù)催化劑研制工作、反應(yīng)工藝的實(shí)驗(yàn)室中試放大工作，目前正在編制百萬(wàn)噸級(jí)工藝包。

（4）中國(guó)石化SMTO工藝

中國(guó)石化上海石油化工研究院于2000 年開(kāi)始MTO 技術(shù)研發(fā)。2007 年，該院與中國(guó)石化工程建設(shè)公司合作開(kāi)發(fā)出SMTO成套技術(shù)，并在北京燕山石化建成100t/d 的SMTO 工業(yè)試驗(yàn)裝置。該技術(shù)采用自主研發(fā)的SMTO-1 催化劑，甲醇轉(zhuǎn)化率大于99.5%，乙烯+丙烯的選擇性大于81%，乙烯+丙烯+丁烯的選擇性大于91%。2008 年該院完成了甲醇年進(jìn)料180萬(wàn)噸SMTO工藝包開(kāi)發(fā)。

2011 年10 月，采用SMTO 工藝的中原石化甲醇制烯烴示范項(xiàng)目一次開(kāi)車成功，裝置規(guī)模為年加工甲醇60萬(wàn)噸，生產(chǎn)10萬(wàn)噸聚乙烯、10萬(wàn)噸聚丙烯。

2011 年10 月，中天合創(chuàng)煤制烯烴煤炭深加工示范項(xiàng)目打通全流程，產(chǎn)出合格聚乙烯、聚丙烯，該項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯，采用GE 水煤漿氣化技術(shù)及SMTO 技術(shù)，主要包括360 萬(wàn)噸/年甲醇、2×180 萬(wàn)噸/年甲醇制烯烴、67 萬(wàn)噸/年聚乙烯、70 萬(wàn)噸/年聚丙烯，是目前世界最大的煤制烯烴項(xiàng)目。

2017 年1 月，位于安徽淮南的中安聯(lián)合煤化一體化項(xiàng)目復(fù)工，該項(xiàng)目采用中國(guó)石化單噴嘴干粉煤氣化爐（SE 爐）及SMTO 技術(shù)，分兩期進(jìn)行，一期工程建設(shè)170 萬(wàn)噸/年煤制甲醇及轉(zhuǎn)化烯烴和衍生產(chǎn)品。SMTO技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用結(jié)果表明，其乙烯選擇性為42.10%，丙烯選擇性為37.93%，C2～C4選擇性89.87%，甲醇轉(zhuǎn)化率99.91%，甲醇單耗2.92t/t，生焦率1.74%。

（5）神華集團(tuán)SHMTO工藝

2010 年，世界首套大型工業(yè)化甲醇制烯烴裝置（采用DMTO技術(shù)）在神華包頭一次投料試車成功后，神華集團(tuán)通過(guò)該示范裝置的工業(yè)化運(yùn)營(yíng)過(guò)程中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了大量新工藝與技術(shù)的開(kāi)發(fā)，包括MTO 新型催化劑（SMC-1） 的開(kāi)發(fā)、MTO 新工藝的開(kāi)發(fā)，于2012 年成功研發(fā)了新型甲醇制烯烴催化劑SMC-1，并將其用于包頭MTO 裝置。

同年，神華集團(tuán)申請(qǐng)了甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的裝置及方法的zhuanli，并完成了180 萬(wàn)噸/年新型甲醇制烯烴（SHMTO）工藝包的開(kāi)發(fā)。2012年9月，采用SHMTO 工藝的神華新疆甘泉堡180 萬(wàn)噸/年甲醇制68 萬(wàn)噸/年烯烴項(xiàng)目投料試車成功，該裝置工業(yè)化運(yùn)行效果表明，其乙烯選擇性為40.98%，丙烯選擇性為39.38%，C₂～C₄選擇性90.58%，甲醇轉(zhuǎn)化率99.70%，生焦率2.15%。

（6）清華大學(xué)FMTP工藝

由清華大學(xué)、中國(guó)化學(xué)工程集團(tuán)公司、淮化集團(tuán)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的流化床甲醇制丙烯工藝（簡(jiǎn)稱FMTP工藝），2009 年10 月在安徽淮化集團(tuán)完成工業(yè)試驗(yàn)，采用SAPO-18/34 分子篩催化劑和流化床反應(yīng)器，其甲醇進(jìn)料量4250kg/h,甲醇轉(zhuǎn)化率99.9%，產(chǎn)物中丙烯/乙烯比例1.18∶1，乙烯+丙烯選擇性達(dá)到70.6%。

FMTP 工藝總體而言是對(duì)MTP 工藝的改進(jìn)，可將丙烯/乙烯比例從1.2∶1 調(diào)節(jié)到1∶0（全丙烯產(chǎn)出）。利用該技術(shù)生產(chǎn)以丙烯為主的烯烴產(chǎn)品，雙烯（乙烯+丙烯）總收率可達(dá)88%，原料甲醇消耗為2.62t/t 雙烯。采用FMTP 技術(shù)，甘肅平?jīng)鋈A亭煤業(yè)集團(tuán)正在建設(shè)我國(guó)第一套流化床甲醇制丙烯裝置，該項(xiàng)目年消耗甲醇60 萬(wàn)噸，年產(chǎn)聚丙烯16萬(wàn)噸,液化氣1.9萬(wàn)噸,丙烷2.1萬(wàn)噸,汽油1.4萬(wàn)噸,燃料氣0.8 萬(wàn)噸,甲基叔丁基醚（MTBE）2.8 萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)2021年建成投產(chǎn)。

02

幾種典型工藝主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析

總體歸納分析，幾種典型甲醇制烯烴工藝主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 幾種典型技術(shù)主要指標(biāo)對(duì)比

從表1 可以看出，除了Lurgi 公司MTP 工藝采用固定床反應(yīng)器、ZSM-5 分子篩催化劑外，其他幾種技術(shù)均采用流化床反應(yīng)器、SAPO-34催化劑。從技術(shù)指標(biāo)看，大連化物所DMTO-II 技術(shù)雙烯收率最高（95%），DMTO 技術(shù)次之（86%）；甲醇消耗DMTO-II技術(shù)最低（2.67t/t），中國(guó)石化SMTO技術(shù)次之（2.82t/t）；幾種技術(shù)的甲醇轉(zhuǎn)化率均超過(guò)99%。

綜合比較工藝特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo)，目前國(guó)內(nèi)對(duì)甲醇制烯烴技術(shù)認(rèn)可度最高的是DMTO技術(shù)，UOP技術(shù)在附加OCP裝置才有一定優(yōu)勢(shì)，SMTO技術(shù)目前只針對(duì)中國(guó)石化集團(tuán)下屬公司，暫未對(duì)外技術(shù)轉(zhuǎn)讓，SHMTO 技術(shù)公開(kāi)數(shù)據(jù)較少，因此未來(lái)具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的MTO技術(shù)應(yīng)屬國(guó)內(nèi)工藝。

從上述幾種典型工藝的實(shí)際應(yīng)用情況看，目前我國(guó)煤制烯烴項(xiàng)目中所采用的工藝技術(shù)較為多樣化，國(guó)內(nèi)外技術(shù)均有涉及，但整體上以大連化物所DMTO技術(shù)應(yīng)用推廣最為廣泛。

煤/甲醇制烯烴技術(shù)生產(chǎn)成本與經(jīng)濟(jì)性分析

01

裝置規(guī)模、投資及生產(chǎn)成本分析

典型甲醇制烯烴裝置規(guī)模為甲醇進(jìn)料360 萬(wàn)噸/年，聚烯烴（聚乙烯+聚丙烯）120萬(wàn)噸/年。

例如中天合創(chuàng)360 萬(wàn)噸/年煤制甲醇（包括2 套180 萬(wàn)噸/年）、137萬(wàn)噸/年甲醇制烯烴裝置，其聚烯烴裝置包括2 套35 萬(wàn)噸/年聚丙烯、1 套30 萬(wàn)噸/年全密度聚乙烯、25萬(wàn)噸/年管式法高壓LDPE和12萬(wàn)噸/年釜式高壓LDPE 裝置。單條生產(chǎn)線規(guī)模為甲醇180萬(wàn)噸/年、聚烯烴（聚乙烯+聚丙烯）60 萬(wàn)噸/年。

例如神華包頭煤制甲醇（180萬(wàn)噸/年）、60萬(wàn)噸/年甲醇制烯烴裝置（包括1套30萬(wàn)噸/年聚乙烯、1套30萬(wàn)噸/年聚丙烯裝置）。

一般而言，煤制烯烴裝置單條生產(chǎn)線投資約150億元，如果加上乙烯、丙烯聚合單元，全部投資約210億元。

煤制烯烴、外購(gòu)甲醇制烯烴的產(chǎn)品成本構(gòu)成分別如圖1、圖2 所示。

圖1 典型煤制烯烴項(xiàng)目產(chǎn)品成本構(gòu)成

從圖1 看出，在煤制烯烴成本構(gòu)成中，原料煤費(fèi)用僅占總成本的22%，但設(shè)備折舊與財(cái)務(wù)費(fèi)用占比達(dá)到49%。

圖2 典型外購(gòu)甲醇制烯烴項(xiàng)目產(chǎn)品成本構(gòu)成

從圖2看出，在外購(gòu)甲醇直接制烯烴成本構(gòu)成中，設(shè)備折舊與財(cái)務(wù)費(fèi)用僅占9%，但原料甲醇費(fèi)用占比高達(dá)74%。

由此可見(jiàn)，影響煤制烯烴生產(chǎn)成本的主要因素是設(shè)備折舊與財(cái)務(wù)費(fèi)用，煤價(jià)變化僅是影響生產(chǎn)成本的次要因素，這是由于煤制烯烴生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)、一次性投資高，因此其設(shè)備折舊費(fèi)高；而甲醇直接制烯烴由于工藝流程短，一次性投資少，因此生產(chǎn)成本主要取決于原料甲醇價(jià)格變化，其設(shè)備折舊費(fèi)在總成本中占比較小。

02

煤/甲醇制烯烴技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

（1）煤制烯烴經(jīng)濟(jì)性

煤制烯烴工藝生產(chǎn)1t烯烴耗煤量約7t、新鮮水耗約22t。以鄂爾多斯原料煤（5500cal坑口煤，單價(jià)300 元/噸）測(cè)算，典型煤制烯烴裝置烯烴生產(chǎn)成本6300～6800 元/噸（含稅），其中原料煤、燃料煤、水耗、催化劑消耗等可變成本占總成本的40%左右，財(cái)務(wù)費(fèi)用及設(shè)備折舊等占45%～50%，人工費(fèi)、管理費(fèi)及運(yùn)費(fèi)等占10%～15%。當(dāng)企業(yè)擁有優(yōu)質(zhì)坑口煤的情況下，煤制烯烴生產(chǎn)成本可以降至4000-5000元/噸，甚至低于4000元/噸。

（2）甲醇制烯烴經(jīng)濟(jì)性

外購(gòu)甲醇制烯烴工藝烯烴消耗甲醇約2.7t/t，水耗約3t/t。在外購(gòu)甲醇制烯烴成本構(gòu)成中，甲醇原料成本占比在70%以上，其成本變化與原油價(jià)格變化有較大關(guān)聯(lián)。

油價(jià)上升，外購(gòu)甲醇制烯烴成本增加、利潤(rùn)縮減。經(jīng)本文作者測(cè)算，在低原油價(jià)格（30 美元/桶）條件下，典型外購(gòu)甲醇制烯烴裝置烯烴生產(chǎn)成本與煤制烯烴成本（約6000 元/噸）相當(dāng)，但高于石腦油制烯烴成本（約4500元/噸）；在50 美元/桶油價(jià)下，外購(gòu)甲醇制烯烴成本約7500元/噸，高于煤制烯烴成本（約7000元/噸）及石腦油制烯烴成本（約6000 元/噸）；油價(jià)上漲到70 美元/桶時(shí)，外購(gòu)甲醇制烯烴成本上升到8500 元/噸，而此油價(jià)下煤制烯烴與石腦油制烯烴成本相當(dāng)（約7000 元/噸）；油價(jià)上漲到100 美元/桶時(shí)，外購(gòu)甲醇制烯烴成本上升到約9500 元/噸，與石腦油制烯烴成本相當(dāng)，已經(jīng)高于煤制烯烴成本（7500 元/噸）約26%?？梢?jiàn)外購(gòu)甲醇制烯烴能否盈利，其關(guān)鍵取決于穩(wěn)定、低價(jià)的甲醇來(lái)源。

煤制烯烴技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

未來(lái)煤制烯烴技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）提升全流程技術(shù)自主化水平，盡快擺脫國(guó)外技術(shù)制約

從目前煤制烯烴全生產(chǎn)流程所采用的技術(shù)來(lái)看，甲醇制烯烴環(huán)節(jié)都是采用國(guó)產(chǎn)化DMTO 技術(shù)，而煤氣化技術(shù)部分采用國(guó)內(nèi)多噴嘴水煤漿氣化技術(shù)、加壓粉煤氣化技術(shù)等，部分采用美國(guó)GE 公司水煤漿氣化技術(shù)，粗煤氣凈化技術(shù)采用德國(guó)林德公司低溫甲醇洗，甲醇合成工段采用英國(guó)戴維公司技術(shù)，烯烴分離采用美國(guó)ABB 魯姆斯和Univation 公司技術(shù)，HDPE采用利安德巴賽爾技術(shù)，LLDPE 采用美國(guó)Univation 氣相流化床聚合工藝，聚丙烯采用利安德巴賽爾技術(shù)。由此可見(jiàn)，我國(guó)煤制烯烴全流程技術(shù)自主化程度并不高，技術(shù)成套性及其關(guān)鍵設(shè)備仍然是制約瓶頸，需要加大成套技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用步伐。

（2）開(kāi)發(fā)新型催化劑，進(jìn)一步提升甲醇制烯烴技術(shù)水平

在國(guó)內(nèi)烯烴總產(chǎn)能快速增長(zhǎng)的背景下，煤制烯烴企業(yè)的產(chǎn)品營(yíng)銷和經(jīng)濟(jì)效益無(wú)疑面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

甲醇制烯烴作為煤制烯烴核心技術(shù)，仍有進(jìn)一步改進(jìn)提高的空間，未來(lái)主要是研發(fā)新一代MTO催化劑，降低催化劑生焦速率，提高丙烯、乙烯收率，并且可靈活調(diào)整丙烯和乙烯比例，增強(qiáng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力。針對(duì)MTP 技術(shù)能耗高、丙烯收率低等突出問(wèn)題，研發(fā)新型MTP 催化劑，降低噸烯烴甲醇單耗，同時(shí)優(yōu)化技術(shù)工藝路線降低能耗，對(duì)C₄、C₅等副產(chǎn)物進(jìn)行深加工利用，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（3）科學(xué)布局項(xiàng)目產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)品差異化、高端化水平

未來(lái)煤制烯烴項(xiàng)目需要更多理性分析、完善規(guī)劃以及差異化產(chǎn)品。當(dāng)前重點(diǎn)仍然是加大科技研發(fā)投入，在完善相關(guān)工藝技術(shù)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化、高端化水平。

努力開(kāi)發(fā)高端化、差異化、功能化產(chǎn)品，提高產(chǎn)品附加值，例如開(kāi)發(fā)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(chǎn)品，提高管材、醫(yī)用料、車用料、電子電力用薄膜、燃?xì)夤艿赖雀叨藢Ｓ昧系纳a(chǎn)比例，提升產(chǎn)品的附加值；除生產(chǎn)聚烯烴外，還應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷、丁辛醇、丙烯酸及酯、丙烯腈，同時(shí)利用好副產(chǎn)物C₄、C₅、LPG等；除此之外，運(yùn)用智能化、信息化手段提升經(jīng)營(yíng)管理水平，減少運(yùn)維環(huán)節(jié)中的資源浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。

（4）生產(chǎn)技術(shù)向環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)污染物零排放

從煤化工面臨的煤/水資源供給及清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀分析，煤制烯烴面臨水資源供給、清潔生產(chǎn)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(qū)（生產(chǎn)1t烯烴需要約8t煤），以降低煤的運(yùn)輸成本；同時(shí)裝置所在地必須具備豐富的水資源（煤制烯烴技術(shù)1t烯烴耗水量約20t），這與我國(guó)煤、水資源“逆向分布”狀況相矛盾。

其次，煤制烯烴的CO₂排放數(shù)量大，煤中75%的碳要轉(zhuǎn)化為CO₂排放掉，一套60萬(wàn)噸/年煤制烯烴裝置年排放CO₂約600萬(wàn)噸。目前我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)碳交易，將逐步對(duì)高碳排放企業(yè)征收碳稅，煤化工作為碳稅征收主要對(duì)象之一，無(wú)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(jī)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(zhì)是SO₂、H₂S、NOx、煙塵、烴類及其他有機(jī)物等。煤制烯烴清潔生產(chǎn)面臨巨大壓力。

從目前發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)看，煤制烯烴將更加重視采用先進(jìn)節(jié)水技術(shù)和廢水、廢氣及廢渣處理回用技術(shù)，進(jìn)一步減少水耗，實(shí)現(xiàn)污染物“零排放”，同時(shí)積極開(kāi)發(fā)利用碳捕獲、儲(chǔ)存及利用（CCUS）技術(shù)，減少碳排放，在實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的同時(shí)，降低烯烴生產(chǎn)成本。目前我國(guó)在建或已建的CCUS項(xiàng)目有12 個(gè)，包括一些大型煤炭和電力企業(yè)開(kāi)始嘗試CCUS 技術(shù)研發(fā)和示范工程，如中國(guó)石化勝利油田燃煤電廠100萬(wàn)噸/年的CCUS項(xiàng)目、神華集團(tuán)鄂爾多斯10 萬(wàn)噸/年CCS 等示范項(xiàng)目等。

值得一提的是，目前我國(guó)建成運(yùn)行的絕大多數(shù)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目，其廢水、廢渣處理與回用技術(shù)水平已經(jīng)取得顯著進(jìn)步，能夠?qū)崿F(xiàn)近“零排放”，今后需要持續(xù)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)CO₂利用技術(shù)開(kāi)發(fā)，降低裝置運(yùn)行成本，提高煤制烯烴項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。

（5）煤經(jīng)合成氣直接制烯烴技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，需要持續(xù)加大研發(fā)力度

我國(guó)現(xiàn)已投產(chǎn)的煤制烯烴項(xiàng)目，均是先將合成氣轉(zhuǎn)化為甲醇，再通過(guò)MTO 或MTP 技術(shù)采用甲醇制烯烴，該技術(shù)路線成熟并得到大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，但與煤基合成氣直接制烯烴技術(shù)相比，也存在技術(shù)復(fù)雜、工藝流程長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化效率較低的不足。

2019 年9 月，大連化物所與陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）合作完成煤經(jīng)合成氣直接制低碳烯烴技術(shù)的工業(yè)中試試驗(yàn)，該技術(shù)路線摒棄了傳統(tǒng)的高水耗和高能耗的水煤氣變換制氫過(guò)程以及中間產(chǎn)物（如甲醇和二甲醚等）轉(zhuǎn)化工藝，從原理上開(kāi)創(chuàng)了一條低耗水（反應(yīng)中沒(méi)有水循環(huán)，不排放廢水）進(jìn)行煤經(jīng)合成氣一步轉(zhuǎn)化的新途徑。該新工藝流程短，水耗和能耗低，技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，如果下一步工業(yè)試驗(yàn)取得成功，可望成為現(xiàn)有煤制烯烴技術(shù)的新一代替代工藝，有必要持續(xù)加大研發(fā)力度，以期早日實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

面對(duì)我國(guó)油氣對(duì)外依存度逐年上升的能源安全問(wèn)題以及不斷增長(zhǎng)的國(guó)內(nèi)石化產(chǎn)品消費(fèi)需求，發(fā)展煤制烯烴是對(duì)石油烯烴的重要補(bǔ)充。

經(jīng)過(guò)我國(guó)煤化工科研工作者與煤化工行業(yè)的共同努力，煤制烯烴技術(shù)總體上已經(jīng)成熟，我國(guó)已經(jīng)成為全球煤制烯烴、甲醇制烯烴技術(shù)的引領(lǐng)者。

煤制烯烴技術(shù)在我國(guó)得到大規(guī)模工業(yè)推廣已是不爭(zhēng)的事實(shí)，也是目前盈利能力最好、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮默F(xiàn)代煤化工領(lǐng)域，但煤制烯烴技術(shù)仍有進(jìn)一步提升改進(jìn)的空間，尤其是需要加快技術(shù)創(chuàng)新，早日擁有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤制烯烴全流程一體化成套技術(shù)，同時(shí)做好下游產(chǎn)品布局與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，持續(xù)降低裝置能耗、水耗、煤耗及CO₂排放量，做好“三廢”處理與回收利用，加快CO₂儲(chǔ)存及利用技術(shù)研發(fā)，持續(xù)推動(dòng)煤制烯烴清潔化、高質(zhì)量發(fā)展。

值得石化行業(yè)關(guān)注的是，近年來(lái)我國(guó)煤制烯烴產(chǎn)能快速增長(zhǎng)，對(duì)石油烯烴市場(chǎng)的沖擊正在不斷加大，未來(lái)石油烯烴與煤制烯烴的競(jìng)爭(zhēng)將不斷加劇，為此，需要立足行業(yè)特點(diǎn)，發(fā)揮石油化工與煤化工行業(yè)自身優(yōu)勢(shì)，加快技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)差異化、高端化，促進(jìn)石油化工與煤化工優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，推動(dòng)我國(guó)化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

來(lái)源：油化材訊