即使是正在快速發展的現代煤化工也在最近迎來寒冬，步入了經營困境，投資和盈利能力都大幅下降。而破局之道，就是要堅持精細化發展，延長產業鏈，提高產品附加值。這已成為業內共識。但精細化之路到底該怎么走？應該向哪些方向發展？還存在哪些制約因素？中國化工報記者連日來進行了相關采訪。
希望：延伸產業鏈
“煤炭作為中國主要一次能源的地位還將長期保持。雖然當前油價低位運行，但煤價也同樣便宜，煤化工發展仍有較大機遇，關鍵是要選擇好的產品和工藝。”中國工程院院士、清華大學教授金涌表示，煤化工的出路和希望在于發展化工產品，特別是向高端產品延伸，而不是做液體或氣體燃料。即使現代煤化工能生產“三苯三烯”，但也不一定有好的經濟效益，必須向差異化、個性化、高端化發展，通過深度加工提高產品附加值。
金涌表示，煤化工可以考慮開發特種蠟、α-烯烴、潤滑油、精酚，乙烯可延伸生產雙峰聚乙烯、茂金屬催化乙烯、超高分子量聚乙烯、尼龍66、溴化丁基橡膠等；苯可延伸制造尼龍6；二甲苯可加工為PTA、PET等聚酯產品；甲醇可深加工制DMM3-5（聚甲氧基二甲醚），來作為汽柴油添加組分等。
中國石油和化學工業聯合會副秘書長胡遷林認為，目前已建成和在建的現代煤化工項目大多停留在煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇等產品上。以煤制烯烴為例，乙烯、丙烯后加工項目同質化現象十分嚴重，大多數聚乙烯、聚丙烯都集中在少數通用料品牌上，高端品牌、專用料品牌項目很少。如果不從高端化、差異化上解決產品同質化問題，行業很快就會出現產能過剩、過分競爭的混亂狀態。
中國化工學會副理事長兼秘書長楊元一告訴中國化工報記者，精細化既能解決傳統煤化工產品雷同、競爭力差、產能過剩的問題，又能提高能源轉換效率和資源綜合利用水平。“十三五”期間，中國煤化工將重點實現從傳統煤化工向現代煤化工、精細煤化工的升級。
中國神華能源股份有限公司副總裁張繼明，陜西延長石油集團董事長賀久長，中科院大連化學物理研究所所長助理、科技處處長蔡睿等也都認為，要想保證煤化工在石油價格市場變化的競爭中保持優勢，精細化、高端化、差異化是大勢所趨。在整個煤化工產業鏈中，越往后端的精細化產品所受到的市場沖擊會越小。
張繼明說：“現代煤化工的很多產品特性是優于石油化工生產路線的。以煤制烯烴為例，煤化工生產的乙烯、丙烯單體的雜質含量優于石油裂解產品。而煤直接液化則更適合生產高級樹脂、特種油品、高檔潤滑油、高端石蠟、高級碳素材料等精細化工產品。”
在延伸產業鏈方面，胡遷林建議，煤經甲醇制烯烴要多開發新牌號聚烯烴樹脂，如與α-烯烴共聚的聚乙烯、ULDPE、丙丁共聚PP、融熔PP、高結晶度PP等；在高溫費托合成生產柴油的同時，開發高碳α-烯烴、超硬蠟、高碳醇、橡膠填充料、PAO、潤滑油基礎油等石化行業難以獲得的高附加值精細化工產品和專用化學品；煤制乙二醇在合成聚酯的同時，開發煤經草酸二甲酯、碳酸二甲酯制聚乙醇酸、聚碳等技術路線；煤焦油深加工開發甲基酚及下游精細化產品、鄰苯酚、間甲基苯酚、對甲基苯酚、2，6-二甲基苯酚、2，3，5-三甲基苯酚、2，4，6-三甲基苯酚、2，3，6-三甲基苯酚等精細化中間體。
據了解，神華集團就正在開展精細化產品開發應用，調整煤直接液化產品結構，開發特種油品、中高檔潤滑油、高級碳素材料、高等級蠟產品等，規劃建設高端煤制聚烯烴精細化產品基地，從而提升產品的經濟價值。
對策：全周期統籌
所謂煤化工精細化就僅僅是延長產業鏈、發展下游產品嗎？專家表示其實不然。“精細化發展是廣義概念，指的不僅是產品的精細化，還有開發精細化工產品、高端化學品、化工新材料等的下游深加工，而且要從煤化工產業全生命周期統籌考慮，在產業布局、工藝優化、技術創新、過程控制等方面也要實現精細化、高端化。”楊元一這樣告訴中國化工報記者。
中國工程院院士謝克昌說，精細化發展包括煤繼續轉化成能源和高質的化學品兩個方面。中國能源結構應該是清潔、低碳、安全、高效，要想減少能源總量消耗，必須逐步提高能源利用效率。煤化工多聯產就是很好的途徑，在將煤轉化成燃料的同時，還能有化學品產出。
中國神華煤制油化工有限公司董事長張傳江認為，煤化工精細化發展與發展精細化工產品不同，精細化還要體現在區域規劃布局、技術路線設計、產品開發銷售、安全環保等多個方面，是發展方式轉變和管理理念及水平的提高。
張傳江表示，以神華自身為例，在圍繞煤制油、煤制烯烴等開發高附加值下游產品的同時，神華還堅持區域布局精細化、技術路線設計精細化、產品銷售精細化。
其中，區域布局精細化可使各業務板塊、煤化工各個項目之間相互協同，形成產業集群，實現原料互動、產品互補；技術路線設計精細化則注重各項技術、產業間的相互融合互補，實現差異化、高端化、清潔化、智能化發展，構建效益顯著、技術領先、管理先進、本質安全、環保過關的現代煤制油化工產業體系。
張傳江進一步說，要實現煤化工精細化，就要進行差異化布局,重點開發特種煤基油品、高附加值烯烴衍生物、聚烯烴下游產品。同時還要通過示范技術完善、先進技術試點、基礎技術研發，真正將煤制油化工產業打造成低碳高效、環保安全的新型產業。
延長石油集團則結合自身擁有煤油氣多種資源的獨特優勢和多產業耦合發展的基礎條件，將多種資源和裝置優化配置，打造原料多元化、技術集成化、產品高端化的化工產業鏈。陜西延長中煤榆林能源化工有限公司總經理李偉介紹，該公司煤制烯烴項目以煤油氣為原料資源綜合利用，確定了最優的原料配比方案，創新地實現碳氫互補，通過煤化工、石油化工、天然氣化工相結合，達到1+1+1>3的效果。項目每年增產甲醇30萬噸，甲醇完全成本不到1300元，且能源轉化效率提高16.88%，碳資源利用率提高17.71%，單位產品綜合能耗下降15.5%，年至少節水1080萬噸、減排二氧化碳282萬噸。
我們正向精細煤化工產業轉型升級，目前的抓手是實現MTO副產碳四綜合高效利用最大化。”中煤陜西榆林能源化工有限公司總經理助理周永濤介紹說，公司根據自身情況，確定了MTBE（甲基叔丁基醚）/1-丁烯+烯烴轉換（OCU）組合工藝技術方案，將利用混合碳四生產MTBE、丁烯-1和聚合級丙烯，年增產丙烯7萬噸，使烯烴單耗有所降低，還有效解決了共聚單體丁烯-1的來源問題，創效1.5億元。
被稱為榆能化“姊妹篇”的延長石油延安能源化工有限公司煤油氣資源綜合利用項目正在緊鑼密鼓建設中。該項目除聚烯烴產品外，還增加了乙丙橡膠、丁醇、2-PH（2-丙基庚醇）等。此外，延長石油10萬噸/年煤經甲醇制乙醇示范項目即將建成試車；同時還謀劃煤制乙二醇、PX、聚酯以及開發焦油深加工高端化學品等項目。
胡遷林認為，煤化工精細化發展，意味著煤化工企業要更加深入化工行業。煤化工企業應在下游產品設計和應用上積極嘗試走高端化、差異化和特色化道路，避免同質化競爭，同時高度重視資源、安全、環保等新政對產業的影響，系統性推行環保新技術，解決煤化工發展水資源和廢水排放技術瓶頸，加快煤化工產業的示范和升級，促進產業健康發展。
瓶頸：技術待突破
目前煤化工產品開發仍偏重于一次能源轉化，下游產品開發還遠未達到石油化工行業的水平，大量精細化工產品和化工新材料仍然依賴進口，成為煤化工經濟效益不強、遇到油價波動就“感冒”的主要原因。比如從2015年我國主要短缺產品自給率來看，PX自給率52%、聚酰胺工程塑料41%、高端聚烯烴38%、乙二醇33.1%，而聚碳酸酯和碳纖維自給率分別僅27%、29%，一些高端聚合物（包括聚合單體）、高端聚酯、高性能纖維、專用化學品等煤基化學品缺乏核心生產技術。
“煤化工精細化是發展勢趨，但企業真正要參與其中也還面臨一些實際困難。煤化工產業受限于水資源制約，環保排放壓力大；技術裝備也是制約瓶頸，行業標準體系尚未健全，這些都是發展煤化工精細化的難題。”胡遷林坦言，國內煤化工企業大多缺乏化工領域的技術積累，迫切需要相關生產技術的支持。同時，企業對煤化工精細化發展催生的一批煤基化學品也是一個相對陌生的市場。此外，煤基化學品大多沒有相應的產品標準，這些都是煤化工精細化發展需關注的問題。
“煤化工精細化發展對煤氣化技術帶來了挑戰。”華東理工大學教授陳雪莉說，煤氣化大型化是趨勢和方向，拓展原料適應性是內在要求和保障，實現近零排放是不斷追求的目標和必然要求。大型化可以大幅降低投資，通過高效率節能降耗，但也存在極端條件下怎么實現過程強化、復雜反應物分離等技術難題，需要不斷攻關完善。
在這方面也有企業在進行突破攻關。“我們自主研發的煤提取煤焦油與制合成氣一體化（CCSI）技術獲重大突破，萬噸級工業試驗裝置剛剛實現144小時連續平穩運行，煤焦油產率達16.23%。”陜西延長石油集團公司煤化工首席專家、碳氫中心主任李大鵬告訴中國化工報記者，在提取焦油的同時，產生的粗合成氣還可用來發電，與綠色發電技術集成耦合，形成煤炭清潔高效轉化—煤焦油深加工—綠色發電一體化的新型煤電油化多聯產模式。
“煤炭可以看作具有3D空間的天然高分子材料。煤化工除氣化深加工外，以煤焦油、煤瀝青為主開發高附加值的功能碳材料也是很好的出路，通過‘分子剪裁’技術，利用碳原子沉淀狀態多樣化合成不同的材料。但煤的組成非常復雜，要把組成和結構復雜的做成碳材料并不是容易的事。”大連理工大學能源研究院副院長邱介山告訴記者，該院依托自主開發的煤瀝青基碳纖維技術，正與香港某企業合作在張家港開展300噸/年煤焦油處理量工業試驗裝置，生產30噸瀝青基碳纖維，預計年底建成運行。
隨著碳稅和碳排放交易時代的到來，碳減排迫在眉睫。“世界上還沒有一條比較理想的二氧化碳化學封存利用技術路線，二氧化碳轉化成甲醇的路線也是不合理的。”山東大學教授朱維群說，煤化工生產過程排放大量的CO2，再去捕集、封存、利用往往得不償失。因此在生產中盡可能地將CO2封存在產品中，在生產過程中不排放CO2，實際上這也是最好的CO2封存利用。
朱維群建議將一部分氫氣與伴生的氮氣反應成氨，氨與二氧化碳在一定工藝過程條件下得到二氧化碳含量最高的穩定固體產品三嗪醇，剩余的氫氣再去發電。生產一噸三嗪醇產品需要消耗1噸二氧化碳。三嗪醇可以進一步合成三嗪胺、三嗪醇樹脂、三嗪醇交聯劑、三嗪醇氯化產品等。比如年產30萬噸合成氨、52萬噸尿素裝置，就可以建立年產66萬噸的三嗪醇裝置，每年減少排放CO216萬噸。
“我國在煤化工相關領域已取得了令人矚目的成績，一些技術走在世界前列，但仍有較大發展空間。煤化工比以往任何時候更需要科技創新。”蔡睿說，大連化物所正在圍繞新一代煤制化學品開展技術攻關，開發煤制化學品高效催化劑研發、放大與工業制備，突破甲醇制烯烴第三代技術（DMTO-III）、甲醇制丙烯（DMTP）、甲醇經二甲醚羰基化制乙醇、甲醇（甲苯）制PX聯產烯烴、甲醇與石腦油耦合制烯烴、合成氣制高碳伯醇、煤制聚甲氧基二甲醚等技術，探索合成氣一步法制烯烴、乙醇等技術。
9月中旬，陜西煤業化工集團開發的低階粉煤氣固熱載體雙循環快速熱解技術（SM-SP）工業試驗項目通過科技成果鑒定，這套2萬噸/年低階粉煤氣固熱載體雙循環快速熱解技術工業試驗裝置可使能源轉換效率達到80.97%，焦油產率17.11%。
8月初，西北化工研究院研發的煤油共氣化四通道噴嘴制合成氣工藝技術，在延長中煤榆林能源化工有限公司一次投料試車成功，合成氣有效成分提高5個百分點，氧耗下降7%，能效利用率提高6%以上。
雖然我國煤化工技術不斷獲得重大突破，在煤氣化、煤液化、甲醇制烯烴、甲醇制芳烴、合成氣制乙二醇、合成氣制乙醇等技術都有很大發展，但當前現代煤化工技術大部分還處于示范和升級階段，主要工藝還有提升和優化的空間。
觀點：沒有精細化就沒有高端化
陜西省決策咨詢委員會委員胡海峰：“十二五”期間，陜西現代煤化工獲得了長足發展，特別是甲醇、乙烯、丙烯等基礎化工原料從無到有并大幅增長，填補了多年來基礎化工薄弱的空白。但陜西化學工業在全國占比偏小，尤其是精細化工和化工新材料非常薄弱。煤制烯烴產能雖為全國第一，但產品均為普通的聚乙烯、聚丙烯，而高分子量、高強度、高韌性以及特殊用途的專用聚烯烴嚴重缺乏，主要依賴進口，產品結構不盡合理。今后應加快補齊這個短板，向高端化工拓展，向下游精細化工延伸。圍繞市場緊缺的新產品，以及汽車、紡織、裝備制造、電子信息、航空航天等優勢產業，進一步延伸產業鏈，大力發展附加值高的精細化工和化工新材料，實現差異化發展，避免同質化競爭，快步邁向中高端，增強抗風險能力。
陜西省化工學會常務副理事長兼秘書長殷曰勤：陜西擁有煤炭、石油、天然氣、鹽巖多種資源的獨特優勢，經過多年快速發展，基本形成了完整的煤化工產業鏈，產品豐富，技術全面，具備了向精細化發展的條件。但煤化工產業布局同質化嚴重，產品品種單一，大多集中在上游。“十三五”陜西煤化工產業應與石油化工等深度融合，實現優勢互補，產業耦合集成，邁向中高端化。在完善產業鏈配套的基礎上，可進一步延伸產業鏈，突破技術瓶頸，開發市場需要的精細化工產品和化工新材料等高端化工產品。
延長石油集團公司總工程師扈廣法：煤化工之所以遭到質疑，主要因素是碳排放量大和污水處理難，低油價時代經濟性不強，投資強度較大等。但中國能源結構決定煤化工有前景，怎么發展是關鍵。沒有精細化就沒有高端化，只有加強技術創新，才能實現高端化、差異化。誰突破快，誰就能盡快扭轉困境。氣化大型化更需要精細化，擴大原料適應性，進一步延伸后續產業鏈后，終端產品附加值可提高1000倍以上。 |
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