2017年中国煤化工行业核心技术分析

　　一、煤制烯烃技术进展

　　煤化工制烯烃工艺立足于甲醇化。煤制烯烃过程主要包括煤气化、净化、甲醇合成及甲醇制烯烃。目前主要的甲醇制烯烃工艺有：中科院大连化物所的甲醇制乙烯/丙烯（DMTO）工艺，Lurgi 公司的固定床甲醇制丙烯（MTP）工艺，中石化的甲醇制乙烯/丙烯（SMTO）工艺等。其中大连化物所的DMTO 工艺专利技术是世界上首套最大的煤制烯烃示范项目，首次用于神华包头煤制烯烃项目，2007 年开始建设，11 年投入商业化运营，运营当年累计生产聚烯烃产品 50 万 t，营收 56.4 亿元，实现利润近 10 亿元。

　　煤制烯烃技术国产化进程。国内煤制烯烃建设大量上马的另一个推动力是国产化配套技术的开发与应用。2010 年，清华大学与中国化学工程集团公司，安徽淮化集团合作建设的万吨级 MTP 工业实验装置头晕；2012 年，中石化上海石化研究院自主研发的固定床甲醇制丙烯技术（MTP）实验装置在扬子石化投产；2014 年，中石化石油化工研究院、浙江大学、洛阳工程公司和湖南建长股份有限公司联合承担的移动床甲醇制丙烯（MMTP）催化剂和工艺研究项目通过技术评议，进入工业应用阶段。

DMTO 甲醇制烯烃工艺流程图

数据来源：公开资料整理

MTP 甲醇制丙烯工艺流程图

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　　2、煤制油技术进展

　　煤制合成油主要是以煤为原料，再合适的温度与压力下，通过一系列的催化加氢反应生成液态油的过程。按照生产工艺划分可以分成直接液化合成油工艺和间接液化合成油工艺，另外还有在逐步推广的煤基甲醇合成油工艺。其中直接液化工艺与间接液化工艺技术均已成熟并且国产化。而煤基甲醇合成油工艺已有装置运行，但是开工率未达标，并不属于主要工艺。

　　直接液化合成油的主要技术有：德国 IGOR 技术，日本 NEDOL 技术，美国HTI技术和中国神华的 DCTO 技术。以神华 DCTO 技术为例，每条生产线包括煤浆液化、加氢反应、分离提纯和产品分发几个步骤。以神华煤化工能源公司为例，其直接液化合成油装置年耗煤 345 万 t，生产各种油品 108 万 t，其中包括柴油 72 万 t，LPG10.2 万 t，石脑油 25 万 t，其他化学品 0.8 万 t。

直接液化制备油品工艺流程示意图

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　　间接法煤制油的核心技术为 F-T 合成，将合成气催化转化为柴油，石脑油和其他烃类化学品。间接液化合成油的主要技术有：中科合成油费托合成工艺和南非 Sasol 费托合成工艺。以中科合成油费托合成工艺为例，每条生产线包括煤气化、FT 合成、催化加氢、分离提纯和产品分发几个步骤。依托于中科费托工艺的陕西榆林间接液化项目设计规模 100 万 t/a，其中柴油 78.98 万t/a，石脑油 25.53 万 t/a，LPG 10.02 万 t/a。

间接液化制备油品工艺流程示意图

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　　煤基甲醇合成油工艺 （MTG ）主要是基于已经技术成熟的煤气化制甲醇技术，结合山西煤化所发明的一部法甲醇制汽油工艺，以甲醇为原料经过合成烃反应，最后在反应产物中分离出汽油，重油，LPG 等产品。

　　固定床 MTG 技术已经成熟，埃克森美孚公司开发的“两步法甲醇制汽油技术”、中科院山西煤化所与赛鼎工程联合开发的“一步法甲醇转化制汽油技术”、中石油昆仑工程和中海油天津院合作开发的“两步法甲醇制稳定轻烃第一代技术”、洛阳科创开发的“一步法甲醇裂解制丙烯和高清洁汽油技术”及麦森河北能源开发的具有自主知识产权的“FCP 甲醇制国 V 标准汽油技术( 两步法) ”于 2009 年后相继实现了工业化应用; 江苏煤化工程研究设计院利用分子设计、混床催化及定向反应理念开发的“千吨级低能耗甲醇烃化混合固定床制备高辛烷值稳定轻烃( CMTG) 工业化试验项目技术”于 2014年 10 月通过了中国石化联合会组织的 72 h 运行考核，15 万 t /a 产业化装置已开始建设; 另外中石化与埃克森美孚正合力开发新型流化床 MTG 技术。

煤基甲醇合成油工艺流程示意图

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　　3、煤制气技术进展

　　煤制气工艺主要流程为：原煤经过处理后进入气化炉气化，氧气作为气化剂从空分装置通入气化装置，煤经过干燥干馏和气化氧化后生成粗合成气体（H2，CO，CO2，CH4，H 2 S，油和高级烃），粗合成气经急冷洗涤后进入变换单元，之后进入酸性气脱除单元，脱除硫化氢和二氧化碳后进入甲烷化单元，甲烷化后的合成气产品经压缩干燥后进入天然气管网。副产物通入分离的副产物生产单元，主要副产物为石脑油，焦油，硫磺，粗酚和液氨。

煤制气工艺流程示意图

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　　焦炉气合成天然气。焦炉气为煤炭利用过程中（焦炭，兰炭，电石及硅碳棒生产）产生的富含一氧化碳、氢气和甲烷等成分的碳氢工业尾气。目前碳氢工业尾气作为化工原料用于合成氨，甲醇等的生产，这些产能已经严重过剩。目前碳氢工业尾气合成天然气还没有大规模工业化应用但是业内人士普遍看好其工业前景。焦炉气通过净化脱除苯、萘、硫化物之后，经压缩、换热，在催化剂作用下进行甲烷化反应。目前国内在焦炉气制天然气工艺方向有技术积累的有：西南化工研究设计院、杭州林达公司与太原理工大学。

焦炉气合成天然气工艺流程示意图

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　　4、煤制乙二醇技术进展

　　国内采用间接法煤制乙二醇。一种是直接合成路线，一种是间接合成路线。直接合成路线通过选用合适的催化剂，在适合的反应条件下直接由煤制合成气制备乙二醇。直接法的合成条件较为苛刻，因此并不适用于工业化推广。间接合成路线通过将合成气转化为其他中间物质，再通过中间物质生产乙二醇。间接合成路线也分为两条技术路线，一是煤气化后转化为乙烯，再通过与石油化工类似的乙烯路线合成乙二醇；而是通过合成气制备草酸二甲酯后加氢制备乙二醇。目前我国使用的煤制乙二醇生产路线以草酸二甲酯路线为主。

煤制乙二醇工艺流程示意图

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　　5、煤制乙醇技术进展

　　煤制乙醇曾被认为是中国煤化工行业的新兴发展方向，有多种路线可以实现从煤到乙醇的转化：合成气微生物发酵、醋酸直接加氢、醋酸酯化加氢、合成气催化合成制乙醇、合成气经甲醇制二甲醚羰化加氢制乙醇。

煤制乙醇工艺流程示意图

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　　合成气制乙醇技术突破 ，未来将扩大规模。合成气经甲醇制二甲醚羰化加氢制乙醇在 2017 年迎来技术突破。2014 年大连化物所与延长石油启动了“10万吨/年合成气制乙醇工业示范”项目，2016 年 10 月装置建成，2016 年 12月开始装置联动试车，2017 年 1 月 11 日产出合格无水乙醇产品。本工艺路线的煤合成气制二甲醚工艺部分以及醋酸酯制乙醇工艺已经有成熟的工业化装置。技术突破重点在二甲醚羰基化反应制醋酸甲酯。延长石油的 10 万吨/年合成气制乙醇工业示范项目技术为完全自主知识产权的世界首创技术。一期项目目前已经投产，未来二期 50 万吨/年煤制乙醇项目将开始建设，未来有可能采用天然气作为合成气原材料。

合成气经甲醇制二甲醚羰化加氢制乙醇工艺路线

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