煤化工的创新发展

2013年11月延长石油集团李大鹏煤化工的创新发展内容一、产业现状二、创新建议三、延长做法一、产业现状（1）“十一五”煤化工示范项目的建设，技术日趋成熟；（2）能源需求旺盛下，石油匮乏和煤炭暴利的驱使；（3）国家经济刺激政策，大批企业疯狂投资煤化工；（4）项目带动区域发展，地方政府支持发展煤化工。仅陕北地区目前就有27个已建及在建大型煤化工项目，预计“十三五”时期，产品规模将达到甲醇4200万吨、煤制烯烃1000万吨、下游化工产品2200万吨、煤制油1500万吨。“十一五”以来，煤化工产业总体上迅猛发展，部分关键技术取得了重大突破，特别是近几年项目建设如火如荼。原因如下：1.煤化工产业快速发展煤炭是中国主要的能源消费品，近些年来的煤化工示范项目取得重大突破，技术日臻成熟。商业化最成功项目投资最热技术最多还需时日均完成示范2.煤化工技术重大突破资源依赖型环境不好型经济回报差煤化工产业煤化工项目不经济、不和谐、不可持续•产品方案趋同•技术路线雷同•各地重复建设•产能过剩加剧•高资源消耗•高三废排放•高资金投入水资源匮乏而与民争水、环境污染导致群体事件频发是制约煤化工产业发展的两大外部因素。开工多、按时投产少检修多、正常运行少亏损多、实际盈利少产业链短、附加值低发展混乱、竞争加剧3.煤化工行业问题严峻1.大力推动煤化工健康发展我国油气资源严重不足，但能源需求旺盛，石油安全问题突出。石油产量约为2亿吨/年，不足需求的一半天然气新增产量仅能满足需求增量的30%人均剩余可采储量仅为世界平均水平的6%二、创新建议中国一次能源消费（亿吨标煤）200520102012201523.632.536.241112015年数字为国家能源总量控制方案确定的数字。22030年数字参考”十一五“数据推算得出2000201120152657613中国石油对外依存度（%）32015年数字为国家能源规划确定的控制上限。203065-752中国一次能源消费（亿吨标煤）200520102012201523.632.536.241112015年数字为国家能源总量控制方案确定的数字。22030年数字参考”十一五“数据推算得出2000201120152657613中国石油对外依存度（%）32015年数字为国家能源规划确定的控制上限。203065-75242.10%92%自给率增8915万kw，总11.45亿kw装机总容量49591亿kwh49774亿kwh发电力3.35亿吨标煤3.35亿吨标煤非化石能源1467亿方1072亿方天然气17002万吨17064万吨柴油8694万吨8976万吨汽油4.92亿吨2.07亿吨石油35.5亿吨36.5亿吨煤炭36.2亿吨标煤33.3亿吨标煤总量消耗量生产量项目42.10%92%自给率增8915万kw，总11.45亿kw装机总容量49591亿kwh49774亿kwh发电力3.35亿吨标煤3.35亿吨标煤非化石能源1467亿方1072亿方天然气17002万吨17064万吨柴油8694万吨8976万吨汽油4.92亿吨2.07亿吨石油35.5亿吨36.5亿吨煤炭36.2亿吨标煤33.3亿吨标煤总量消耗量生产量项目2012年我国能源供应和消费情况注：数据源于《中国能源统计年鉴2012》和《2012年国民经济和社会发展统计公报》日均能源消费日均能源消费人均能源消费人均能源消费综合：989万吨标煤煤炭：970万吨石油：130万吨天然气：4.01亿方一次电力：2.9亿kwh综合：2.68吨标煤煤炭：2.6吨石油：0.36吨天然气：109.6方一次电力：788kwh2012年中国能源消费情况0.25吨标油/千美元2892kwh/人464.7m3/人0.58吨/人1.1吨/人2.5吨标准煤/人世界平均消耗27%13563kwh/人3669kwh/人电3.70倍0.17吨标油/千美元0.63吨标油/千美元单位GDP能耗4.90%2223.8m3/人109.6m3/人天然气13.30%2.7吨/人0.36吨/人石油89.70%2.9吨/人2.6吨/人煤炭26%10.4吨标准煤/人2.68吨标准煤/人总能源中/美美国消耗中国消耗名称0.25吨标油/千美元2892kwh/人464.7m3/人0.58吨/人1.1吨/人2.5吨标准煤/人世界平均消耗27%13563kwh/人3669kwh/人电3.70倍0.17吨标油/千美元0.63吨标油/千美元单位GDP能耗4.90%2223.8m3/人109.6m3/人天然气13.30%2.7吨/人0.36吨/人石油89.70%2.9吨/人2.6吨/人煤炭26%10.4吨标准煤/人2.68吨标准煤/人总能源中/美美国消耗中国消耗名称中美两国人均能源消费情况中国人均能源消费量与美国比低很多，甚至都达不到世界平均水平，说明中国未来的能源消耗还有很大的空间，需要更多的能源供给。主要国家原油探明储量注：数据源于瑞士银行公布世界能源储量根据根据《BP2012世界能源统计2012》和国家能源局统计数据，中国储量为20亿吨、美国为37亿吨。主要国家煤炭探明储量注：数据源于《BP世界能源统计2010》主要国家天然气探明储量储采比为28.9注：数据源于《BP世界能源统计2012》世界与中国能源生产和消费结构煤化工是石油化工的重要补充部分，具有十分重要的现实意义和战略价值。我国的资源禀赋决定以煤炭为主的能源消费结构不会发生明显变化煤炭“黄金十年”结束，煤炭生产企业需向深加工转变低碳经济是世界能源发展趋势，中国减排任务艰巨2011年全球二氧化碳(CO2)排放量达到316亿吨，创历史新高。2006年以来平均每年CO2排放量增加6亿吨以上。美国出台《美国清洁能源与安全法案》，欧盟力推碳关税，中国试点碳排放交易。部分国家人均CO2排放量注：源于国际能源署(IEA)公布的统计数据中国仍需大力发展煤炭深加工产业，引导、支持、规范煤化工健康发展。依靠科技创新实现煤炭高效清洁转化，走绿色、低碳、可持续的发展道路。2.煤化工未来发展方针技术创新发展思路创新实现煤化工产业转型升级，走绿色、低碳、循环经济道路•高效、清洁转化技术•资源综合利用技术•循环利用技术•合理布局项目•科学规划产品路线•规范产业市场健康发展3.技术创新方向煤热解技术（高焦油收率、长周期运行）煤气化技术（单炉处理大型化（≧4000吨煤/天）、半焦高效气化）煤液化技术（高液体收率）煤炭发电技术（半焦燃烧发电、去空分直接用空气）合成气一步法制烯烃、芳烃、乙醇等技术煤、油、气资源综合利用技术节能减排技术（节水与水循环利用技术、CO2减排与利用技术）······4.项目布局原则跨行业：煤炭消费中，纯煤化工占比有限，应与其它耗煤行业结合。跨资源：煤炭氢少碳多，单一煤化工碳利用率低，应与其它化石资源结合。跨区域：生产在西/北、消费在东/南的格局已成,加强西气东输、北电南运，重区域合作。多升级少新建：各地煤化工项目规划和在建、运行的很多，应落到实处，重在效益。特别是加快电石、焦炭等产业的升级。5.煤炭深加工路线煤炭深加工路线重点在分质利用和多联产，以此提高能效和资源利用率，获得高附加值。主要国家单位GDP能耗（2011）注：源于国家能源局统计数据三、延长做法1.油气煤盐资源综合利用新模式一是将煤热解和煤气化结合，即煤提取煤焦油与制合成气一体化（CCSI）。二是将煤、油、气结合，即油煤气资源综合转化，如靖边项目。三是煤+油共炼，即将煤直接液化和渣油轻质化两个技术结合。四是将煤化工与油气田开发结合，即CCUS。五是将煤、油、气大化工与精细化工结合。延长石油审时度势、结合自身在全国开创油气煤盐综合转化新模式，在实施过程中不断总结、创新。重点在五个结合：第一个以煤、重油、天然气为原料建设的大型化工项目。投资270亿元，主要建设有180万吨/年甲醇、150万吨/年DCC、60万吨/年DMTO、60万吨/年PE、60万吨/年PP等装置。目前，已进入建设后期，预计2014年投产。以靖边项目为例靖边油气煤综合利用项目厂区效果图PP/PE装置图DCC装置图甲醇装置图配煤装置图本项目主要有以下特点：一是提高资源利用率。因碳氢互补，碳的综合利用率由传统煤化工的35～38%提高到67%，在不增加原料消耗的情况下，甲醇产量可提高8.3～15%。二是项目能效高、资源利用率高。该项目制甲醇、制烯烃的能效高达56.8%和46.9%，优于国家煤制烯烃40～44%的能效要求，更高于35%的实际能效。碳的综合利用率大幅提高67%35~38%传统煤化工本项目甲醇产量有所提高180万吨165万吨传统煤化工本项目煤化工项目能效表注：前面各数据源于神华报告，综合利用数据依据详设计算序号项目本项目国际先进国内先进与国际先进比较备注1甲醇产量(10kt/a)180165.35153.12+8.86%原料数量一致2相对节约煤炭67.379.6标煤3能耗(GJ/t甲醇)374850-22.92%4甲醇用水(m3/t甲醇)4.11015-59.00%5烯烃用水(m3/t烯烃)19.82727-26.67%6CO2排放(10kt/a)285720720-60.42%7SO2排放(t/a)63413891389-54.36%8废水排放（m3/H）83.4252.9252.9-67.02%年节水1000方可零排放9固废排放(10kt/a)12.8239.8239.82-67.81%渣场填埋靖边项目节能减排表注：国际、国内先进水平均指以煤为原料的甲醇装置。靖边项目的数据为测算值三是装置能耗大幅下降，节能减排效果明显。四是投资强度下降。单一的煤制烯烃项目投资在3～3.8万元/吨烯烃，该项目投资为2.25万元/吨烯烃，投资强度下降25～40%。五是建设循环经济和生态型工业园区。配套设计雨水回收装置和浇灌系统，建设沙生湿地，实现污水“零排放”，开创了陕北生态脆弱地区发展循环经济的新路子。建设沙生湿地投资强度下降1.73万元/吨烯烃2.54万元/吨烯烃传统煤化工本项目（1）集成创新如：靖边、延安等油煤气资源综合利用项目，核心是碳氢互补。（2）引进吸收消化再创新★油煤共炼技术延长石油与BP、KBR公司基于悬浮床加氢裂化（VCC）技术合作开发的（延长石油拥有三分之一的知识产权），利用煤粉与渣油在加氢反应中的协同作用，促进大分子物质裂解成小分子油，获得高收率、高品质汽柴油组分。45万吨/年油煤共炼工业示范装置正在延长石油榆林炼油厂建设，预计今年底基本建成，2014年上半年投料试车。2.技术创新主要技术优点：①思路新颖：摒弃单一的煤直接液化或重油加氢转化的加工模式，充分利用煤炭和渣油在加氢反应中的协同作用，开辟出一条煤炭转化与石油深加工相结合的工业路线。②技术先进：能源转效率高(72.73%)、液体收率高(70%)、产物品质优(超欧Ⅳ标准)、投资费用低(约5000元/吨油品)，节能减排明显(耗水3.36吨/吨油品、CO2排放0.57吨/吨油品)，同时解决了煤炭高效洁净利用和重劣质油轻质化两个领域的难题。国家要求参考神华报告依据详设计算依据国内已建、在建项目投资统计技术应用领域广：适合渣油与煤共炼制清洁油品（轻油收率70%）适合重劣质油轻质化（轻油收率80%）适合煤焦油全馏分加氢（轻油收率80%）市场前景广阔：除同时拥有煤炭、炼油资源的企业外，新疆、内蒙等煤炭资源富集地区可以利用该技术，结合进口燃料油，开展油煤共炼业务。沿海地区企业可以利用该技术，依托进口超重稠油、高硫重油或各种燃料油，开展重劣质油轻质化业务。焦化、炼钢等产煤焦油的企业，可利用该技术开展煤焦油全馏分加氢业务。全厂施工图（7月）全厂装置图（11月）部分装置（11月）★新型输运床气化技术延长石油与KBR公司合作对现有输运床气化（TRIG）技术进行改进和深度开发，把原料范围从褐煤拓展到较高挥发分的中高阶烟煤，焦末以及半焦和烟煤的混合体，形成新型输运床气化技术。输运床气化炉示意图主要技术优点：适应煤种广：可处理高水分、高灰熔点和高灰分的