MTG工艺煤制油分析

摘 要：进入21世纪以来，新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭-能源化工一体化的新兴产业。文章阐明中国煤化工发展现状，分析煤气化和煤液化工艺的难易，作者最后以晋煤MTG工艺为例，对MTG工艺煤制油进行了分析。

关键词：煤气化；煤液化；MTG工艺；甲醇

MTG煤制油工艺利用“三高劣质煤”作为主要原料，制取甲醇，再由甲醇合成油，所得合成油品，经山西省产品质量监督检验所检测各项指标合格，品质优良，具有低烯烃、无铅、无硫、无残留物、诱导期长，并且动力性好、节油性好的特点，达到国Ⅲ标准，既可以作为优质汽油调和剂，也可以作为一种高清洁的车用燃料。晋煤集团是世界第一套煤基甲醇合成油装置，文章研究操作条件的改变对汽油产量的影响及粗汽油分离系统经过改造后对轻汽油产量及质量的影响。计算结果表明，粗汽油分离系统经过由板式塔改造为填料塔以后，生产规模可以扩大30%，轻汽油品质提升，能耗降低，产量增加。

1 国内煤化工现状

煤化工分传统和新型两种，传统的涉及煤焦化，煤电石，煤合成氨等领域，新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭-能源化工一体化的新兴产业。目前，国内传统煤化工已有很长的历史，新型煤化工才刚刚起步。

1.1 煤化工行业现状

化学工业是国家基础行业，而石油、煤（天然气的比例较小）对化学工业具有两大功能：燃料、化工原料。化学工业是能源大户，所以国家战略调整、能源结构调整等宏观环境的变化都会不同程度地影响煤化工的发展进程。

1.2 以煤为主化工产业的地位

在“十一五”规划已经明确我国能源发展的总体战略：“坚持节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展，优化生产和消费结构，构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系”。国家经济战略的可持续发展，使得煤化工必然是在今后的长期发展中占据越来越重要的地位。

2 生产技术

有机化工行业发展大致经过农业化工、煤化工，石油化工三个阶段。随着技术进步和原料成本的比较优势，三个阶段依次推进。如果仅从产品替代关系，不从经济性、技术角度考虑，则煤化工能够完全取代石化产品。煤化工主要包括传统的焦化和电石乙炔化工、煤气化和煤液化。三条产业链中煤化油技术壁垒最高，而煤气化应用最广泛，几乎是所有煤化工产业的基础。

2.1 煤气化

煤气化是煤化工产业的核心所在，应用广泛、发展成熟。即在缺氧条件下使煤炭不完全燃烧成为气体，该气体中主要含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等，可以用为化工原料。而真正降低煤化工产品成本的重中之重是获得便宜的甲醇，而具有煤炭优势和先进煤气化技术是降低甲醇成本的主要手段。

国内甲醇装置多以煤炭为原料，与国际上以天然气为主的格局不同，但目前计划开工的项目在1500万吨以上，预计2011年的消费量为760万吨，正常需求增长在15%左右，从2012年开始甲醇产能面临严重过剩的压力。

2.2 煤液化

煤间接液化，先将煤炭气化成合成气，然后再通过费-托反应以及蒸馏分离得到石脑油、柴油和汽油等终端产品。另外一条煤利用途径是煤炭的直接液化工艺，目前国际上已经开发出多种直接液化工艺，原理上都比较类似：即在高温高压条件下，在溶剂中将较高比例的煤溶解，然后加入氢气和催化剂进行加氢裂化反应，在通过蒸馏分离出油品。直接液化和间接液化技术互补极强，直接和间接一体化装置是煤制油产业化的最佳选择。在这项技术上，并无成型经验可以借鉴。

由于煤制油技术具有很高的壁垒，预计国家政策将适当推广煤制油技术，先行企业能够在未来可预期的30余年高油价下受益。中短期内，煤制油装置可能的煤炭需求占煤炭总需求的比例较小，不会导致煤价的大幅度上扬。长期看在生物能源及天然气的竞争下煤化工也不会被石油化工替代。

3 晋煤MTG工艺的开发

目前煤炭在我国能源结构中占高达70%的比例，这是由我国的现状决定的，但并不说明我国能源结构是优化的，以石油中心转向以煤中心是适宜的。山西省煤炭保有储量为2600多亿吨，其中三高煤占20%～40%。在“三高煤”储量中，晋煤集团具有采矿权登记的及经过资源整合的总量为35亿吨，如果能实现“三高煤”洁净化综合利用，增加了宝贵的能源资源，变废为宝，符合节约型社会的基本原则。企业要合理开发利用“三高煤”资源，延长衰老矿井服务年限，盘活固定资产，促进矿区的安定，于2006年建设了世界第一座10万吨/年煤基甲醇合成油（MTG）的示范工厂××煤制油公司，MTG工艺，是鉴于甲醇产量大量过剩大力发展起来的甲醇制汽油工艺。MTG工艺对原料的纯度要求不高，无需将粗甲醇中其它含氧化合物除去就可以用作MTG工艺的原料；副产物液化石油气和高热值燃料气的价值高；产品作为汽油使用时，性能优良，其中，一部分为芳香族烃，大部分被甲基化，另一部分是支链烃类占多数的脂肪族烃类。在无四乙基铅的情况下，产物汽油的辛烷值达90～95。探索煤化工发展的新途径，促进我国煤制油的技术路线向多元化发展，缓解国家石油资源紧张的局面。晋煤集团在巩固煤炭主业的同时，不断延伸产业链，“基础化工、精细化工、煤制油品”三箭齐发，打造全国最大的煤化工企业集团发展战略中的关键一环。

4 可持续发展

发展煤化工产业拥有几项优势：首先政府从战略上考虑，会提高准入门槛，以避免盲目投资，但为鼓励在能源替代技术和装备等方面有所创新，会对行业内企业有所优惠，先行企业有望受益并长期保持。其次煤化工成本远低于石化产品，具有经济可行性。再次，煤化工可以减少二氧化碳的排放，如若能降低水消耗，完全有替代石化产品的可能。再次国内企业积累和储备了相关技术，在引进的基础上，可以通过技术改造建立核心竞争力，改变在高端石化产品的劣势局面。再次由于煤化工建设费用高，但有很好的发展前景，可以吸引大量民间和国外资本投资，降低资金流动性，改善国内经济环境。

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作者简介：杨锐（1976-），女，籍贯：山西晋城，本科学历，职称：讲师，主要研究方向：煤化工。