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煤制芳烃技术美则美矣应用不易

2021-08-12 来源:晋江市农业机械网

煤制芳烃技术美则美矣 应用不易

芳烃是重要的石化基础产品,中国是世界上大的聚酯生产国,聚酯工业的大发展带动了对原料PTA和乙二醇的巨大需求。目前煤制芳烃尚无一套大型工业化示范装置运行,存在一定的工业化风险。

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煤制芳烃进展

由于民营企业的进入,中国PTA产能大幅扩张,但PTA的原料PX供应严重不足。PX价格长期处于高位,整个聚酯价值链的利润向PX转移。

现阶段PX主要是石化路线生产,有两个制约因素。其一是生产成本受国际原油价格影响较大;其二是公众舆论担心环境影响,新建PX项目难以顺利开工建设和投产。这将使国内PX产品供需缺口进一步加大。2012年中国PX净进口609万吨,2013年PX净进口量887万吨,年增幅高达46%。

在此情况下,煤(甲醇或合成气)制芳烃的技术和经济可行性吸引了广泛关注。2013年,华电和清华大学在陕西榆林联合开发成功流化床甲醇制芳烃(FMTA)万吨级中试装置;2014年,FMTA的60万吨/年示范装置工艺包通过审核。中科院山西煤化所、赛鼎工程公司、北京化工大学等也在积极开发甲醇制芳烃技术。此外,中石化扬子公司已经建成投产20万吨/年的甲苯甲醇烷基化生产PX的装置。

2014年11月,为促进PX行业快速健康发展,降低行政审批对项目建设的制约,国务院发布新版《政府核准的投资项目目录(2014年本)》,下放新建PX和目审批权限。新建对二甲苯(PX)项目无需经过国家发改委核准,改由省级政府按照国务院批准的石化产业规划布局方案核准。

分析认为,发展煤(甲醇或合成气)制芳烃的技术,实现PX原料多元化,可以既可以增加国内PX供应,部分弥补供需缺口,又可以实现煤炭高附加值的清洁利用。

技术看上去都很美

据清华大学教授魏飞介绍,全球95%以上芳烃来自石油炼化装置的催化重整、裂解汽油加氢抽提。即常压石脑油和减压石脑油,分别通过连续重整和加氢裂化,再经芳烃抽提获得苯、甲苯和二甲苯等。甲苯选择性岐化、烷基化转移后生成二甲苯,二甲苯异构化后转化为PX(对二甲苯)。随着石油资源的减少和价格的攀升,以及原油重质化程度的加剧,石油路线获取高纯PX的成本越来越高,加之中国本身富煤贫油少气,获取PX的难度日益增大。

为此,国内科研院所纷纷组织团队,锲而不舍地开发非石油路线PX技术,先后有中科院山西煤化所的固定床一步法甲醇制烃类技术、陕煤化集团与中科院大连化物所联合开发的甲醇甲苯制PX联产低碳烯烃循环流化床技术,以及中石化自主开发的甲苯甲醇甲基化制取PX等技术问世。

2013年1月13日,由中国华电集团与清华大学合作开发的万吨级甲醇制芳烃工业试验装置一次投料成功并生产出合格PX,这也是世界首套原料仅为甲醇的甲醇流化床制PX装置。其芳烃单程收率达55%~65%,烯烃80%转化为芳烃,芳烃总收率达80%,是目前先进的非石油路线芳烃生产工艺。至此,中国分别掌握了固定床、流化床甲苯甲醇制PX和甲醇直接制PX等多项技术,且全部通过了中试或工业化运行验证,煤制芳烃整体技术。

“但仔细梳理上述技术,发现均不同程度地受到限制,投资者很难长期获得良好收益。”陕煤化集团副总工程师何迎庆如是说。

应用不易

蒲城清洁能源化工公司副总经理姚继峰亦不看好煤制芳烃的前景。他说,由于原料全部采用甲醇,清华大学开发的FMTA技术是真正意义的煤制芳烃技术,也具工业化推广应用的条件。但一方面,其所得产品80%为苯 甲苯 二甲苯,属混合芳烃(而非价格高出烯烃20%~30%的纯PX),这种混合芳烃市场价仅7000~8000元/吨。根据工业化中试结果,每生产1吨混合芳烃,需消耗3吨甲醇,而同样3吨甲醇,采用DMTO技术能生产1吨烯烃。目前,烯烃售价10000元/吨以上,煤制芳烃与煤制烯烃的经济性谁优谁劣一目了然。这也正是众多企业宁肯一窝蜂上马煤制烯烃项目,而不愿涉足煤制芳烃的根源。

另一方面,目前煤制芳烃尚无一套大型工业化示范装置运行,存在一定的工业化风险。尤其近几年因PX被妖魔化后,各地民众纷纷拒绝PX项目,更增加了煤制芳烃项目的成本、难度和风险,使这一先进技术难以推广应用。

而据中国科学院院士何鸣元介绍,芳烃的重要来源和用途为:原油炼制—石脑油—MX(混二甲苯)—PX(对二甲苯)—PTA(精对苯二甲酸)/MEG(乙二醇)—PET(聚酯)—涤纶长丝/短纤—纺织面料—服装。因此,无论石油路线PX还是煤基PX,好能与下游PTA、PET建成联合装置,并接近化纤与纺织服装市场。由于我国大多数炼厂分布在东南沿海,这些地区又是化纤与服装业集中的地区,从而很容易形成PX上下游一体化产业集群,彰显良好的经济与社会效益。煤制芳烃主要是要利用西部廉价的煤炭与甲醇资源,显然不具备建设靠近终端消费市场的PX上下游产业链的条件,也即不能实现各环节利益大化,终将削弱项目总体收益。

专家们认为,在石油价格高位运行、煤炭价格持续下跌、国内PX货紧价扬等有利形势下,煤制芳烃尚因种种原因没有获得投资者追捧,那么一旦国际石油价格继续下跌,国际PX价格下挫,则煤制芳烃的成本优势将会减弱,产业发展的道路将曲折而漫长。

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