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煤制芳烃技术简介 1、煤制芳烃：具有潜力的新兴芳烃生产技术 1.1、甲醇制芳烃是煤制芳烃中相对成熟的技术 煤制芳烃是新兴的芳烃生产技术。煤制芳烃是指以煤为原料，通过煤气化(加入自选股,参加模拟炒股)技术进行芳烃的合成。煤制芳烃作为新兴的芳烃生产技术，近年来才受世人关注。以煤为原料生产芳烃技术可分两大类：合成气直接制芳烃技术；合成气制甲醇后再生产芳烃的合成气间接制芳烃技术。合成气间接制芳烃技术又分为：1）从甲醇起步，以生产芳烃BTX为目的的甲醇芳构化技术；2）以生产对二甲苯为目的的甲苯甲基化技术；3）以生产烯烃联产芳烃的组合技术。 甲醇制芳烃是煤制芳烃中的相对成熟的路线。煤制芳烃由于发展时间较短，目前尚未有完全工业化生产的装置。在一众煤制芳烃的生产技术中，甲醇制芳烃是发展较早、技术相对成熟的生产路线，目前已有成功运行的中试装置。甲醇芳构化技术是在择形分子筛催化剂的催化作用下进行的，其反应机理主要包括3个关键步骤：甲醇脱水生成二甲醚，甲醇或二甲醚脱水生成烯烃，烯烃最终经过聚合、烷基化、裂解、异构化、环化、氢转移等过程转化为芳烃和烷烃。 理论上若甲醇完全转化为芳烃，则每生产1吨苯、甲苯或二甲苯分别需要消耗甲醇2.46吨、2.43吨、2.42吨，同时副产大量的氢气和水。而实际过程中还伴有其他副反应的发生，使得芳烃的总选择性降低，通常需要3吨以上甲醇才能获得1吨BTX. 1.2、甲醇制芳烃技术的前世今生 甲醇制芳烃的起源：Mobil甲醇芳构化技术。甲醇芳构化的研究起源于20世纪70年代美国Mobil石油公司开发的甲醇转化为汽油的MTG路线。采用ZSM-5沸石分子筛择形催化剂，可使甲醇全部转化，生成丰富的烃类，尤其对高辛烷值汽油具有优良的选择性，同时也获得了少量的芳烃产物。MTG是世界上甲醇制烃领域最早实现工业化的路线，以ZSM-5催化剂最为成熟。随后Mobil公司在20世纪80年代的研究发现，经改性的ZSM-5分子筛催化剂具有更高的芳烃选择性，该研究停留在实验阶段，未进行工业化。随着石油能源的日渐紧缺，原作为石油化工产物的芳烃变得紧俏，使甲醇转化为芳烃的产业应运而生，从而形成了甲醇芳构化制芳烃（MTA）这一概念。 甲醇制芳烃在我国的发展：FMTA技术与MTA技术。我国是较早研究甲醇制芳烃的国家之一，相关技术处于世界领先水平。目前国内具有自主知识产权的相关技术主要有：中科院山西煤炭化学研究所与赛鼎工程有限公司（中国化学(加入自选股,参加模拟炒股)化二院，原化工部第二设计院）合作的固定床甲醇制芳烃技术（MTA）和清华大学的循环流化床甲醇制芳烃技术（FMTA），目前该两项技术具有成功试产的装置。此外，河南煤化集团研究院与北京化工大学也在合作开展甲醇制芳烃技术研发。 1.3、甲醇制芳烃工业化进展 山西煤化所的固定床甲醇制芳烃技术（MTA）工业化进展。MTA技术由山西煤化所开发，2006年前后完成实验室催化剂筛选评价和反复再生试验，催化剂单程寿命大于20天，总寿命预计大于8000小时。于2007年前后开始与赛鼎工程有限公司合作开始工业化设计。 根据公开资料显示，2012年2月由赛鼎公司设计的内蒙庆华集团10万吨/年甲醇制芳烃装置一次试产成功，这是赛鼎运用与中科院山西煤化所合作开发的“一种甲醇一步法制取烃类产品的工艺”专利技术设计的我国第一套甲醇制芳烃装置。目前该装置正在进行各配套设施的建设，预计2013年3月20日具备开车条件。 清华大学的循环流化床甲醇制芳烃技术（FMTA）工业化进展。清华大学的FMTA技术已在100吨/年的实验装置上获得连续运行上千小时，甲醇转化率近100%、芳烃总选择性达90%以上的良好成果。目前FMTA技术已有大唐国际、陕西华电两套成功运行的装置。 大唐国际FMTA的1万吨工业试验装置。大唐国际采用清华的FMTA技术于2008年6月开工建设的多伦煤化工二期甲醇制芳烃工程MTA（1万吨/年）的工业试验装置，投资约1亿元。 陕西华电FMTA装置已成功完成中试。2013年1月，东华科技(加入自选股,参加模拟炒股)成功在利用该技术，在华电集团的陕北能源化工基地成功建设的世界首套煤制芳烃中试装置，实现了一次点火成功，一次投料试车成功，打通了全流程。同时陕西华电启动百万吨级煤制芳烃工业示范项目，规模为300万吨煤制甲醇和100万吨芳烃装置，总投资285亿元。 3、煤制芳烃经济性分析：具竞争力的芳烃制备路线 3.1、我国资源禀赋与原料成本为煤制芳烃提供现实基础 资源禀赋与能源价格决定了煤制芳烃具有资源与成本优势。在我国煤矿资源丰富、石脑油供给受到约束的大背景下，煤制芳烃将是我国芳烃实现自给的最佳解决方案。 资源禀赋：我国是一个“富煤、少油、缺气”的国家。在我全国已探明化石能源储量中，石油和天然气占6%,其余94%均为煤炭，煤炭在我国化石能源结构中处于绝对主要位置。据BP统计，2011年我国煤炭储量为1145亿吨，可开采年限约33年。同时根据媒体报道，国土资源部表示2012年上半年全国新增煤炭资源储量超过600亿吨。与石油和天然气相比，我国煤炭储量尚有巨大的想象空间。 煤炭的价格优势使煤制芳烃具备成本竞争力。近年来国际石油价格不断上涨为石油替代产品的发展提供了市场动力。在石油价格长期看涨的大环境下，煤炭的成本优势更为明显，使煤制芳烃相对于传统石油路线更具成本竞争力。 3.3、煤制芳烃领域2015年将具3000亿元的投资空间 煤制芳烃技术二甲苯的含量较高，更能适应市场对PX的需求。根据中石化研究院相关资料表明，甲醇生产芳烃所得的BTX中，苯产量少，二甲苯含量高。市场分析表明，我国PX供给缺口将不断扩大，因此甲醇生产芳烃路线，从产品分布上比石脑油制芳烃更能适应市场需求的变化趋势。 以2015年我国PX行业净进口量1000万吨测算，煤制芳烃投资空间达3000亿元。对于行业投资额的测算，我们基于以下数据或假设： 根据PCIXylenes&Polyesters公司预测，2015年我国PX净进口将达1000万吨，我们假设利用煤制芳烃产能来填补1000万吨的国内供给缺口。 我们根据陕西华电FMTA装置300万吨煤制甲醇和100万吨芳烃装置总投资285亿元估计，煤制芳烃每万产能对应投资强度为2.8~3亿元。 根据PX净进口量与投资强度相结合，我们预计到2015年煤制芳烃行业投资空间可达3000亿元。以新型煤化工投资的领域分配比例估计，对应设计、建造和安装的工程领域投资额有望达600亿元以上。 |
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