油價(jià)波動(dòng)下煤制芳烴項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性分析
導(dǎo)讀:介紹了我國(guó)芳烴市場(chǎng)的供需現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),綜述了煤制芳烴生產(chǎn)技術(shù)的研究進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。重點(diǎn)分析了煤、甲醇制芳烴與石油基芳烴的成本競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前景,并分析了油價(jià)變化對(duì)煤制芳烴競(jìng)爭(zhēng)力的影響。
一、我國(guó)芳烴供需現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
芳烴(BTX)是石油化工重要的基礎(chǔ)有機(jī)原料,其中對(duì)二甲苯(PX)需求量最大。2014年我國(guó)PX生產(chǎn)能力達(dá)到1203萬(wàn)t/a,新增產(chǎn)能主要來(lái)自中國(guó)石油四川石化分公司及青島麗東石化的擴(kuò)建。2014年國(guó)內(nèi)PX產(chǎn)量達(dá)910萬(wàn)t左右,凈進(jìn)口量987萬(wàn)t,表觀消費(fèi)量1897萬(wàn)t,自給率48.0%。隨著下游對(duì)苯二甲酸(TPA)和聚酯(PET)行業(yè)的快速增長(zhǎng),2010-2014年間我國(guó)PX產(chǎn)能、產(chǎn)量、表觀消費(fèi)量年均增長(zhǎng)分別達(dá)到10.3%、10.1%和18.8%,遠(yuǎn)超世界同期增速。
隨著2014年國(guó)家發(fā)改委行政批復(fù)權(quán)下放和周邊國(guó)家新建PX步伐加快,國(guó)內(nèi)PX項(xiàng)目的建設(shè)及審批速度有可能加快。預(yù)計(jì)2015年,國(guó)內(nèi)將有兩套PX裝置建成,分別為浙江榮盛中金及中國(guó)石化九江分公司,新增能力為220萬(wàn)t/a。預(yù)計(jì)2015年后,受國(guó)內(nèi)供應(yīng)缺口大、煉油產(chǎn)能持續(xù)增加及避免與中東北美低成本乙烯競(jìng)爭(zhēng)的影響,芳烴裝置將是未來(lái)中國(guó)石化工業(yè)主要投資方向之一,其中包括齊魯石化、天津石化、中化泉州、遼寧華錦、上海石化、海南煉化等企業(yè)均有PX新建、擴(kuò)建計(jì)劃或規(guī)劃,如果項(xiàng)目順利實(shí)施,以上項(xiàng)目將主要在2015-2020年間投產(chǎn)。預(yù)計(jì)2015年,國(guó)內(nèi)PX能力將達(dá)到1423萬(wàn)t/a,2020年能力將達(dá)到2300萬(wàn)t/a左右。
2014年國(guó)內(nèi)TPA產(chǎn)能達(dá)到4370萬(wàn)t/a,但受行業(yè)效益惡化的影響,TPA裝置實(shí)際開工率繼續(xù)走低,全年產(chǎn)量約為2870萬(wàn)t,對(duì)PX的需求增速放緩,全年P(guān)X需求量1897萬(wàn)t。預(yù)計(jì)2015年,國(guó)內(nèi)TPA產(chǎn)能將達(dá)到5300萬(wàn)t/a左右,按照TPA裝置開工率65%計(jì),對(duì)PX的需求量將達(dá)到2275萬(wàn)t左右。預(yù)計(jì)到2020年,國(guó)內(nèi)TPA裝置能力將達(dá)到5600萬(wàn)t/a左右,按照TPA裝置開工率70%計(jì),對(duì)PX的需求量將達(dá)到2600萬(wàn)t左右。
我國(guó)PX供需現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)
單位:萬(wàn)t/a,萬(wàn)t
項(xiàng)目 | 2010年 | 2013年 | 2014年 | 2015年 (預(yù)測(cè)) | 2020年 (預(yù)測(cè)) |
產(chǎn)能 | 812.3 | 1108 | 1203 | 1423 | 2300 |
產(chǎn)量 | 619.9 | 786 | 910 | 1044 | 1955 |
表觀消費(fèi)量 | 951.6 | 1673.2 | 1896.9 | 2275 | 2600 |
自給率 | 65.1% | 47.0% | 48.0% | 45.9% | 75.2% |
平衡 | -331.7 | -887 | -987 | -1231 | -645 |
備注:供需平衡=產(chǎn)量-表觀消費(fèi)量
我國(guó)PX供需平衡情況
根據(jù)上表分析,2015年國(guó)內(nèi)PX市場(chǎng)缺口將達(dá)到1231萬(wàn)t左右。隨著國(guó)內(nèi)新建PX項(xiàng)目的陸續(xù)投產(chǎn),預(yù)計(jì)2015~2020年期間我國(guó)PX市場(chǎng)供需矛盾將有所緩和,預(yù)計(jì)2020年國(guó)內(nèi)PX市場(chǎng)缺口將縮小至645萬(wàn)t左右。
二、煤制芳烴技術(shù)發(fā)展情況
1、 技術(shù)研究及應(yīng)用進(jìn)展
煤制芳烴主要分為煤基合成氣直接制芳烴和合成氣經(jīng)甲醇間接制芳烴兩條路線。其中,合成氣直接制芳烴技術(shù)目前均處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)主要是催化劑。甲醇制芳烴技術(shù)進(jìn)展相對(duì)較快,研究單位較多。中國(guó)石化甲醇甲苯烷基化技術(shù)已經(jīng)建成20萬(wàn)t/a工業(yè)化示范裝置,清華大學(xué)的FMTA技術(shù)已完成工業(yè)試驗(yàn),并正在開展100萬(wàn)t/a工業(yè)裝置項(xiàng)目的前期工作,通過(guò)持續(xù)研發(fā)和實(shí)踐,有望在“十三五”期間取得重大突破,減輕對(duì)石油路線的依賴。
甲醇制芳烴技術(shù)主要分為甲醇芳構(gòu)化技術(shù)和甲苯甲基化技術(shù)。
(1)甲醇芳構(gòu)化技術(shù)
目前國(guó)內(nèi)主要有清華大學(xué),大連化物所與山西煤化所從事甲醇芳構(gòu)化的研究,并持續(xù)發(fā)布相關(guān)專利技術(shù)。此外,北京化工大學(xué)、上海石油化工研究院等也在開展甲醇制芳烴技術(shù)研究。
與國(guó)內(nèi)已經(jīng)有的大量汽油/石油液化氣的芳構(gòu)化技術(shù)相比,各家甲醇芳構(gòu)化的共同特點(diǎn)在甲烷的生成量比較低。但由于催化劑、反應(yīng)器技術(shù),及流程技術(shù)各有側(cè)重,還是在原料轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)品選擇性方面具有很大不同,從而導(dǎo)致配套的分離技術(shù)有所差異。
國(guó)外針對(duì)甲醇芳構(gòu)化技術(shù)進(jìn)行研究的有沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司,所用催化劑為添加稀土元素鑭、鈰的ZSM-5復(fù)合分子篩催化劑。
(2)甲苯甲基化技術(shù)
20世紀(jì)70年代以來(lái),國(guó)內(nèi)外相繼開展以Y分子篩和ZSM-5分子篩催化劑為基礎(chǔ)的甲苯選擇性烷基化合成研究,特別是對(duì)ZSM-5分子篩硅鋁比、晶粒大小、Pt,Mg,Sb/堿(土)金屬改性及P,Si,B等元素改性和水蒸氣處理等對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)、酸性與催化性能之間的關(guān)聯(lián),做了大量研究。ExxonMobil、GTC、沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司和國(guó)內(nèi)中石化上海石化研究院、大連化學(xué)物理研究所、大連理工大學(xué)等相繼開展了有關(guān)該技術(shù)的催化劑和相關(guān)工藝的研究,其中一些技術(shù)已可供商業(yè)化。
截至2014年底,國(guó)內(nèi)已有兩套甲醇制芳烴中試或工業(yè)裝置試車成功。國(guó)內(nèi)煤/甲醇制芳烴技術(shù)應(yīng)用情況如下所示:
煤/甲醇制芳烴技術(shù)應(yīng)用情況
單位:萬(wàn)t/a
序號(hào) | 項(xiàng)目名稱 | 規(guī)模 | 技術(shù) | 時(shí)間 | 備注 |
1 | 中國(guó)石化甲苯甲醇制芳烴 | 20 | 甲苯甲醇甲基化技術(shù) | 2012.12 | 該裝置依托揚(yáng)子石化原有20萬(wàn)噸/年甲苯擇形歧化裝置改造而成 |
2 | 中國(guó)華電集團(tuán)與清華大學(xué) | 3 | 甲醇制芳烴流化床技術(shù) | 2013.1 | 世界首套原料僅為甲醇的甲醇流化床制PX裝置。 |
3 | 中海油/開氏集團(tuán) | 20 | 甲醇甲苯制PX聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴循環(huán)流化床技術(shù) | 預(yù)計(jì)2016年 | 已完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 甲苯轉(zhuǎn)化率達(dá)18%-35%,PX在二甲苯異構(gòu)體中的選擇性≥98%,乙烯和丙烯在C1~C5中的選擇性達(dá)81% |
4 | 河南盛潤(rùn)控股集團(tuán) | 60 | 甲醇制芳烴流化床技術(shù) | 預(yù)計(jì)2016年 | 前期工作 180萬(wàn)噸甲醇進(jìn)料,產(chǎn)品為60萬(wàn)噸混合芳烴 |
5 | 中國(guó)華電集團(tuán) | 100 | 甲醇制芳烴流化床技術(shù) | —— | 擬建 |
6 | 內(nèi)蒙慶華集團(tuán) | 20 | 固定床甲醇制芳烴技術(shù) | 2012.2 2014 | 10萬(wàn)噸/年甲醇制芳烴產(chǎn)品方案: 輕芳烴8.5萬(wàn)噸/年,石油液化氣1.5萬(wàn)噸/年,重芳烴0.25萬(wàn)噸/年。 |
7 | 新疆新業(yè)能源化工有限責(zé)任公司 | 10 | 中科院山西煤化所固定床一步法甲醇制烴類技術(shù) | 2015 | 賽鼎公司總承包 年產(chǎn)10萬(wàn)噸混合芳烴、1.439萬(wàn)噸液化石油氣、1.127萬(wàn)噸重芳烴。 |
備注:6.7項(xiàng)目產(chǎn)品主要用作油品調(diào)和組分,實(shí)際上為甲醇制汽油項(xiàng)目。
2 煤制芳烴技術(shù)工業(yè)化放大可能存在的問題
由清華大學(xué)與華電集團(tuán)合作開發(fā)的FMTA技術(shù)是目前最具備工業(yè)化示范條件的甲醇制芳烴技術(shù),在工業(yè)化放大方面基本沒有顛覆性風(fēng)險(xiǎn)。但仍存在以下問題需要解決:
(1)、催化劑的穩(wěn)定性和選擇性
FMTA技術(shù)所使用的ZSM-5催化劑已在萬(wàn)噸級(jí)裝置上完成了443小時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),華電集團(tuán)正在準(zhǔn)備進(jìn)行2000小時(shí)的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),以進(jìn)一步驗(yàn)證催化劑的穩(wěn)定性。根據(jù)工業(yè)化放大經(jīng)驗(yàn),催化劑在項(xiàng)目工程放大過(guò)程中一般可能會(huì)出現(xiàn)活性周期偏短以及催化劑破碎等現(xiàn)象。工業(yè)化放大后,催化劑的結(jié)焦、水熱穩(wěn)定性及整體強(qiáng)度等有待進(jìn)一步觀察。
甲醇在ZSM-5的催化作用下芳構(gòu)化過(guò)程中還伴有裂解、氫解、氫轉(zhuǎn)移等副反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生大量的低碳烴,制約芳烴選擇性的提高,工業(yè)化放大后,催化劑是否還能保持較高的芳烴選擇性也有待驗(yàn)證。
(2)、反應(yīng)熱平衡及工程優(yōu)化
煤/甲醇制芳烴的整個(gè)工藝流程較長(zhǎng),包括煤制甲醇、甲醇制芳烴、芳烴聯(lián)合等多套工藝裝置,需要在工藝技術(shù)、流程設(shè)計(jì)、系列配置和系統(tǒng)集成方案等方面進(jìn)一步優(yōu)化。如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)反應(yīng)熱平衡并有效利用低品位熱能,提升項(xiàng)目的資源和能源利用水平,也是大規(guī)模工業(yè)化過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。
此外,隨著裝置的放大,物料的流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)等物理過(guò)程的因素和條件也都將會(huì)發(fā)生變化,在大裝置上所能達(dá)到的某些指標(biāo)通常低于小型試驗(yàn)結(jié)果,“放大效應(yīng)”對(duì)FMTA技術(shù)的工業(yè)化影響仍是業(yè)內(nèi)關(guān)注的主要問題之一。
3、副產(chǎn)品的綜合利用
FMTA技術(shù)的產(chǎn)品組成中除大量二甲苯外,還副產(chǎn)苯、甲苯、氫氣及低碳烴類產(chǎn)品。在目前的萬(wàn)噸級(jí)裝置中苯、甲苯及低碳烴類組分全部回?zé)捯詫?shí)現(xiàn)二甲苯的最大產(chǎn)率。大型工業(yè)化裝置中是否要將苯、甲苯、低碳烴類分離,氫氣如何實(shí)現(xiàn)綜合利用等有待進(jìn)一步論證。
除上述問題外,煤/甲醇制芳烴與石油路線制芳烴相比是否具有成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),原油價(jià)格波動(dòng)對(duì)煤/甲醇制芳烴路線的影響趨勢(shì)更為業(yè)界關(guān)注。
三、煤制芳烴競(jìng)爭(zhēng)力分析
1、 不同原料路線成本競(jìng)爭(zhēng)力分析
(1)分析基準(zhǔn)及比較方法
分析基準(zhǔn)
石油路線芳烴聯(lián)合裝置一般以石腦油為原料,以催化重整裝置為龍頭,通過(guò)煉化一體化模式生產(chǎn)PX產(chǎn)品。目前我國(guó)新建、擬建的石油路線PX裝置多在100萬(wàn)t/a及以上規(guī)模。因此,本文以100萬(wàn)t/a芳烴聯(lián)合裝置規(guī)模為分析基準(zhǔn)。
煤/甲醇制芳烴路線以清華大學(xué)FMTA技術(shù)為例,以最大化產(chǎn)出對(duì)二甲苯(PX)為產(chǎn)品方案選擇方向,確定裝置生產(chǎn)規(guī)模為煤制甲醇320萬(wàn)t/a、甲醇制芳烴120萬(wàn)t/a、芳烴聯(lián)合100萬(wàn)t/a,以上述規(guī)模為分析基準(zhǔn)。
兩種不同原料路線生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖如下所示:
石油基路線芳烴生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖
煤基路線芳烴生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖
比較方法
本文在滿足IRR(稅前)為11%的條件下,對(duì)不同原料路線的PX生產(chǎn)成本進(jìn)行測(cè)算,并進(jìn)行比較,具體如下圖所示:
不同原料路線PX成本比較圖
根據(jù)上圖分析,當(dāng)國(guó)際油價(jià)80美元/桶時(shí),石腦油制芳烴路線的PX工廠成本約為7448元/t,基本與煤價(jià)728元/t和甲醇價(jià)格2162元/t時(shí)的煤制芳烴及甲醇制芳烴成本相當(dāng)。而當(dāng)國(guó)際油價(jià)下降至60美元/桶時(shí),石腦油制芳烴路線的PX工廠成本約為5359元/t,基本與煤價(jià)224元/t和甲醇價(jià)格1523元/t時(shí)的煤制芳烴及甲醇制芳烴成本相當(dāng)。我國(guó)內(nèi)蒙古、山西、陜西、寧夏等中西部地區(qū)的國(guó)內(nèi)煤炭生產(chǎn)成本多在100—400元/t,因此,當(dāng)國(guó)際油價(jià)在60美元/桶及以上水平時(shí),煤制芳烴路線在成本上具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),且隨著油價(jià)走高優(yōu)勢(shì)更為明顯。
值得注意的是,相對(duì)于甲醇和石腦油兩種原料路線而言,以煤為原料的煤制芳烴路線工藝流程長(zhǎng)、投資大,折舊及固定成本遠(yuǎn)高于甲醇制芳烴和石腦油制芳烴。在考慮資金時(shí)間價(jià)值和和合理投資回收期的情況下,單純考慮PX成本的競(jìng)爭(zhēng)力比較并不能真實(shí)反映不同原料路線生產(chǎn)PX的競(jìng)爭(zhēng)力和盈利能力水平。
2、 油價(jià)變化對(duì)煤制芳烴競(jìng)爭(zhēng)力的影響
在滿足IRR(稅前)為11%的條件下,本文將分析不同油價(jià)下PX出廠價(jià)格相對(duì)應(yīng)的可承受煤炭或甲醇價(jià)格。當(dāng)煤炭或甲醇實(shí)際市場(chǎng)采購(gòu)價(jià)格低于該可承受價(jià)格時(shí),煤/甲醇制芳烴路線更具有盈利能力。
PX價(jià)格與布倫特原油之間具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度,根據(jù)對(duì)PX進(jìn)口完稅價(jià)格和布倫特原油歷史價(jià)格數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,確定出PX進(jìn)口完稅價(jià)和國(guó)際油價(jià)之間的關(guān)系。在擬合出的PX進(jìn)口完稅價(jià)基礎(chǔ)上,再扣減國(guó)內(nèi)運(yùn)費(fèi)及中間商利潤(rùn),即得到西部地區(qū)PX出廠價(jià)格。隨著國(guó)際原油價(jià)格的變動(dòng),PX出廠價(jià)格隨之變化,煤/甲醇制芳烴的競(jìng)爭(zhēng)力分析情況如下表所示。
煤制芳烴競(jìng)爭(zhēng)力分析表
單位:美元/桶、元/噸
油價(jià) | PX出廠價(jià)格 | 甲醇制芳烴 | 煤制芳烴 | ||
PX成本 | 可承受甲醇價(jià)格 | PX成本 | 可承受煤價(jià) | ||
40 | 4575 | 4028 | 1116 | —— | —— |
50 | 5405 | 4668 | 1312 | —— | —— |
60 | 6235 | 5491 | 1564 | —— | —— |
70 | 7065 | 6311 | 1815 | —— | —— |
80 | 7895 | 7135 | 2067 | 4906 | 115 |
85 | 8311 | 7549 | 2194 | 5313 | 213 |
90 | 8726 | 7958 | 2319 | 5728 | 313 |
100 | 9556 | 8781 | 2571 | 6545 | 510 |
110 | 10386 | 9604 | 2823 | 7375 | 710 |
120 | 11216 | 10424 | 3074 | 8188 | 906 |
根據(jù)上表分析,當(dāng)國(guó)際原油價(jià)格80美元/桶時(shí),西部地區(qū)PX出廠價(jià)7895元/t,能夠保證項(xiàng)目盈利的甲醇和煤炭最高可承受價(jià)格分別為2067元/t和115元/t。國(guó)內(nèi)主要產(chǎn)煤區(qū)的原料煤價(jià)格大多低于此價(jià)格水平,煤制芳烴項(xiàng)目較難獲得理想盈利。只有當(dāng)國(guó)際原油價(jià)格達(dá)到85美元/桶、對(duì)應(yīng)可承受煤炭?jī)r(jià)格213元/t時(shí),中西部的部分地區(qū)建設(shè)煤制芳烴項(xiàng)目才能滿足IRR(稅前)11%要求,相對(duì)于石腦油制芳烴具有明顯的盈利能力優(yōu)勢(shì)。
四 、總結(jié)
1 、煤制芳烴核心技術(shù)基本成熟,應(yīng)落實(shí)大型工業(yè)化技術(shù)條件
截止目前,我國(guó)已分別掌握了固定床、流化床、甲苯甲醇制PX和甲醇直接制PX等技術(shù),煤制芳烴的技術(shù)水平世界領(lǐng)先。煤/甲醇制芳烴工藝流程中除甲醇制芳烴(MTA)單元外,其它單元都具有成熟技術(shù)及多年工業(yè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。華電集團(tuán)與清華大學(xué)合作開發(fā)的FMTA技術(shù)是目前最具備工業(yè)化示范條件的甲醇制芳烴技術(shù),在工業(yè)化放大方面基本沒有顛覆性風(fēng)險(xiǎn)。
煤制芳烴技術(shù)從中試規(guī)模向大型工業(yè)裝置邁進(jìn)的過(guò)程中,還需要解決諸如反應(yīng)器放大、過(guò)程連續(xù)化、催化劑穩(wěn)定性和選擇性、反應(yīng)熱平衡及系統(tǒng)工程優(yōu)化等一系列問題,使其有與傳統(tǒng)石油路線可比的芳烴大產(chǎn)能與高效率,真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
2、 在國(guó)際油價(jià)低位震蕩形勢(shì)下,重點(diǎn)關(guān)注煤制芳烴的經(jīng)濟(jì)性
煤制芳烴技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性受煤炭?jī)r(jià)格和石油價(jià)格影響很大。根據(jù)成本競(jìng)爭(zhēng)力分析,當(dāng)國(guó)際油價(jià)在60美元/桶及以上水平時(shí),煤制芳烴路線具有成本優(yōu)勢(shì),且隨著油價(jià)走高成本優(yōu)勢(shì)更加突出。但煤制芳烴項(xiàng)目投資強(qiáng)度大、固定成本在總成本構(gòu)成中比重大,單純考慮生產(chǎn)成本并不能真實(shí)反映煤制芳烴項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性和盈利能力。
根據(jù)油價(jià)變化對(duì)煤制芳烴競(jìng)爭(zhēng)力影響分析,當(dāng)國(guó)際原油價(jià)格85美元/桶時(shí),PX出廠價(jià)格8311元/t,能夠保證項(xiàng)目盈利的甲醇和煤炭最高承受價(jià)格分別為2194元/t和213元/t,我國(guó)中西部產(chǎn)煤地區(qū)的部分原料煤低于該價(jià)格水平,煤制芳烴項(xiàng)目具有較好的盈利能力。在85美元/桶以下時(shí),煤制芳烴項(xiàng)目雖仍具有成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),但盈利水平不能滿足IRR(稅前)達(dá)到11%的要求,投資回收期較長(zhǎng)。
3、 煤制芳烴技術(shù)與石腦油路線結(jié)合,有效提高產(chǎn)品綜合利用
根據(jù)相關(guān)資料,煤/甲醇制芳烴技術(shù)所得芳烴產(chǎn)品構(gòu)成相對(duì)于石腦油路線具有組分少、苯產(chǎn)量少、二甲苯含量高的特點(diǎn),從而減少了芳烴抽提、歧化、異構(gòu)化等單元的規(guī)模。同時(shí),甲醇芳構(gòu)化過(guò)程中還將副產(chǎn)大量氫氣及部分低碳烷烴,與石腦油路線結(jié)合將有效提高產(chǎn)品綜合利用效率。煤/甲醇制芳烴與石腦油路線示意圖如下所示:
煤/甲醇制芳烴與石腦油芳烴聯(lián)合裝置示意圖
煤/甲醇制芳烴與石腦油芳烴聯(lián)合裝置結(jié)合的主要優(yōu)勢(shì)如下:1.有利于優(yōu)化對(duì)二甲苯原料,根據(jù)FMTA技術(shù)萬(wàn)噸級(jí)中試裝置運(yùn)行數(shù)據(jù),液相產(chǎn)品中芳烴(BTX與三甲苯)達(dá)95%以上,且芳烴組成中混二甲苯達(dá)到87.7%,是優(yōu)質(zhì)的對(duì)二甲苯原料。FMTA既可以作為現(xiàn)有芳烴聯(lián)合裝置技改技術(shù),增產(chǎn)芳烴;也可應(yīng)用于新建芳烴聯(lián)合裝置,用簡(jiǎn)單的結(jié)晶分離單元代替吸附分離單元,降低芳烴生產(chǎn)裝置的投資。2.有效利用副產(chǎn)氫氣及低碳烴類產(chǎn)品,F(xiàn)MTA副產(chǎn)大量氫氣和部分低碳烴,氫氣可供芳烴聯(lián)合裝置中甲苯歧化、二甲苯異構(gòu)化單元消耗。通過(guò)增設(shè)芳構(gòu)化反應(yīng)器低碳烴轉(zhuǎn)化為芳烴,或?qū)⒌吞紵N就近供應(yīng)乙烯聯(lián)合裝置,以提高烯烴收率。通過(guò)與石腦油路線相結(jié)合,使FMTA副產(chǎn)的氫氣和低碳烴得到了更為有效的利用途徑。3.有利于促進(jìn)FMTA技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化轉(zhuǎn)化步伐,大型煤制芳烴項(xiàng)目投資巨大,且受煤炭資源、水資源等多種制約因素影響,目前國(guó)內(nèi)煤制芳烴工業(yè)化項(xiàng)目進(jìn)展緩慢。與石腦油芳烴聯(lián)合裝置相結(jié)合、建設(shè)適當(dāng)規(guī)模的MTA裝置相對(duì)易于實(shí)施,可積累的大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并為FMTA技術(shù)工業(yè)化放大提供更有針對(duì)性的工程經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)煤/甲醇制芳烴路線實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。
4、 煤制芳烴與煤制乙二醇結(jié)合,增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力
煤/甲醇制芳烴項(xiàng)目的主要目標(biāo)產(chǎn)品對(duì)二甲苯為液體產(chǎn)品,冬季應(yīng)有防凍措施(PX凝點(diǎn)為13.2℃),按易燃有毒物品規(guī)定貯運(yùn),儲(chǔ)運(yùn)相對(duì)有難度。TPA是PX最主要的下游衍生物,也是生產(chǎn)PET的主要原料之一。隨著我國(guó)煤制乙二醇技術(shù)的成熟及商業(yè)化運(yùn)行,在我國(guó)中西部地區(qū)建設(shè)以煤為原料的乙二醇(MEG)和PX—PTA,進(jìn)而以這兩大原料生產(chǎn)PET,不僅解決了PX、MEG液體產(chǎn)品難儲(chǔ)運(yùn)的問題,還有利于促進(jìn)中西部地區(qū)聚酯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,有利于承接?xùn)|部紡織產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。煤制芳烴與煤制乙二醇聯(lián)合裝置示意圖如下所示:
煤制芳烴與煤制乙二醇聯(lián)合裝置示意圖
煤制芳烴與煤制乙二醇一體化聯(lián)合裝置的主要技術(shù)制約因素包括以下4方面:大型煤化工技術(shù)、符合聚酯要求的煤制乙二醇技術(shù)、規(guī)模化的甲醇制芳烴技術(shù)和規(guī)?;南到y(tǒng)集成技術(shù)。其中,大型空分、氣化、變換、甲醇合成等大型煤化工技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用;從通遼第一套煤制乙二醇的開車成功,到新疆天業(yè)電石爐氣制乙二醇裝置的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和產(chǎn)品品質(zhì)完全達(dá)到聚酯級(jí)優(yōu)等品乙二醇要求,我國(guó)煤制乙二醇技術(shù)逐步完善,品質(zhì)穩(wěn)步提升,合成氣制乙二醇完全能成功應(yīng)用于聚酯行業(yè);規(guī)?;南到y(tǒng)集成技術(shù)在煤制天然氣、煤制烯烴和煤制油過(guò)程中已逐步完善。
隨著煤/甲醇制芳烴技術(shù)的不斷發(fā)展,核心技術(shù)已基本成熟,具備大型工業(yè)化的技術(shù)可行性。煤制芳烴與煤制乙二醇的一體化聯(lián)合裝置技術(shù)上有望實(shí)現(xiàn)可能。
綜上所述,煤制芳烴將是我國(guó)“十三五”階段新型煤化工行業(yè)重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的核心技術(shù)之一,是一條有效地利用煤炭資源制備傳統(tǒng)石油類化學(xué)品的技術(shù)路線。煤制芳烴路線受國(guó)際原油價(jià)格影響較大,若未來(lái)國(guó)際油價(jià)再度達(dá)到85美元/桶及以上水平時(shí),煤/甲醇制芳烴將相對(duì)于傳統(tǒng)石油路線具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)。在目前低油價(jià)情況下,煤制芳烴技術(shù)應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)工業(yè)化放大方面的前期工作研究,或以適當(dāng)規(guī)模做起,與石腦油芳烴聯(lián)合裝置相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)效益最大化,并為大型煤制芳烴工業(yè)化裝置積累經(jīng)驗(yàn)。
(來(lái)源:《化學(xué)工業(yè)》作者:石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院 屠慶華)
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