蒙东地区发展煤化工产业初步研究.doc

煤 化 工 蒙东地区发展煤化工产业初步研究 李 群 华能满洲里煤化工有限责任公司,内蒙古满洲里 021400 摘 要详细分析了蒙东地区的煤炭资源及其煤质特征,并结合目前我国主要煤化工技术和产业的发展现状,提出了蒙东地区发展煤化工产业的路线选择和发展定位,同时也指出了蒙东地区发展煤化工产业应注意的一些问题。 关键词蒙东地区;煤炭资源;煤化工产业 中图分类号TQ53 文献标识码A文章编号1007276772010022******* Primary research on developing coal chemical industry in the eastern region of Inner Mongolia L I Qun H uaneng M anz houli Coal Chemical Corporation L t d.,M anz houli021400,China AbstractThe coal resources and characteristics in the eastern region of Inner Mongolia were analyzed in detail.Combine with the development status of coal chemical technology and indust ry in China,t he route choice and develop ment location of developing coal chemical indust ry in the eastern region of Inner Mongolia were put forward.At the same time,the author indicated some p roblems should be noticed while develop coal chemical indust ry in the eastern region of Inner Mongolia. K ey w ordseastern region of Inner Mongolia;coal resource;coal chemical indust ry 蒙东地区有着丰富的煤炭资源,是我国13个大型煤炭基地之一,也是东北地区含内蒙古东部主要煤炭生产和供应基地。按国家煤化工产业中长期发展规划征求意见稿,蒙东地区还是国家规划建设的七大煤化工产业区之一。从资源上看,蒙东地区煤炭资源丰富,具有勘探开发建设大型煤矿和煤化工项目的资源基础。从可持续发展的角度来看,蒙东地区煤炭产品结构应由单纯生产原煤向能源重化工型转移,加大煤炭深加工力度,积极推进煤制甲醇、煤制烯烃、煤制油、煤制天然气等综合利用煤炭资源的煤化工项目。 1 蒙东地区发展煤化工产业的煤炭资源优势 111 蒙东地区煤炭资源概况 蒙东煤炭基地主要由扎赉诺尔、宝日希勒、大雁、伊敏、陈旗、白音华、霍林河、元宝山等16个大中型矿区组成,保有资源量/储量1086亿t,规划煤炭产量2010年2167亿t,2020年可达到3105亿t[1]。 1扎赉诺尔矿区。该煤田位于内蒙古自治区呼伦贝尔盟境内,距满洲里市18km,距海拉尔市157km。东起阿尔公特山断裂带,西至扎赉诺尔断层,南抵呼伦湖,北临中俄边界,南北长45km,东西宽23km,矿区面积1035km2。煤层主要由扎赉诺尔群的大磨拐河组和伊敏组组成,成煤时代为晚侏罗世。矿区内主要生产矿井有灵泉矿、灵北矿胜利井、十二井、铁北矿、灵泉露天矿,至2007年底,矿区可采储量为91270万t,核定生产能力为696万t/a,2007年煤炭产量643159万t,主要生产煤种为褐煤。 2大雁矿区。该煤田位于内蒙古自治区呼伦贝尔盟境内,隶属于鄂温克旗所辖。矿区内共含20个煤层,处于新华夏系第三隆起带,即大兴安岭隆起带的西坡,第三沉降带的东缘,在海拉尔盆地的五九至南屯凹陷段,成煤时代为晚侏罗世。矿区内主要生产矿井有大雁一矿、大雁二矿,在建的矿井有大雁三矿。至2007年底,矿区可采储量为21466万t,核定生产能力为410万t/a,2007年煤炭产量380万t,主要生产煤种为褐煤。 3霍林河矿区。位于内蒙东部哲里木盟境 73 内,煤田走向长60km,宽8km10km,矿区面积540km2。霍林河组下含煤段为主要含煤地层,共含煤2427层,可采煤层9层,矿区内地貌为侵蚀剥蚀山地与堆积平原两大单元,成煤时代为晚侏罗世。矿区内主要生产矿井有南露天矿、珠斯花矿、北露天矿。到2007年底,矿区可采储量为117655万t,核定生产能力为1520万t/a,2007年煤炭产量2717128万t,主要生产煤种为年老褐煤。 4白音华矿区。位于锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗白音华苏木的白垩纪煤田,矿区面积约510km2。矿区含煤地层为白垩系下统白音华组,厚约120m。至2007年底,矿区可采储量为399万t,核定生产能力为15万t/a,2007年煤炭产量1316万t,主要生产煤种为褐煤。 112 蒙东地区煤炭资源煤化工转化适应性评价蒙东地区煤炭资源丰富,开采条件良好,具备勘探开发建设大型煤矿和煤化工项目的资源基础。 蒙东地区煤炭生产开发以褐煤为主。从煤质角度看,该区域煤炭资源不宜开展煤的焦化项目或煤的直接液化项目,但却是较好的煤炭气化原料,可以选择煤炭气化后合成各种化工产品的煤化工转化路线,即通过煤气化得到含CO和H2的合成气,再由合成气生产油品、天然气以及各种基本有机化工产品和精细化工产品。 2 主要煤化工产业发展现状分析 211 煤制甲醇 煤制甲醇技术在我国已相当成熟,近10年来我国甲醇产业发展迅速。据不完全统计,2005年我国有近200家甲醇生产企业,总产能为867万t/a,产量达到535164万t,表观消费量为66612万t; 2007年我国甲醇产能则达到1640万t/a,产量达到107614万t。2008年,国内甲醇原料结构中煤制甲醇占总产能61,以天然气为原料占总产能约29,焦炉气为原料约占10[2]。 212 煤制烯烃 烯烃是基本的有机化工基础原料,烯烃的产量往往代表着一个国家化学工业的水平和规模。传统的乙烯和丙烯生产路线是通过石脑油裂解而制取,其缺点是过分依赖石油。煤制烯烃是煤经甲醇生产乙烯和丙烯等低碳烯烃,或称甲醇制烯烃,是实现煤化工向石油化工转化和延伸发展的有效途径。 近年来,国内外在甲醇制取烯烃的工业化研究和示范装置方面取得重大突破。美国UOP/HY DRO 公司的M TO技术和德国鲁奇公司的M TP技术工业化前景非常乐观,两家公司都公布了在中东地区建设大型项目的计划。在国内,由中科院大连化物所、陕西新兴煤化工科技发展有限公司和中国石化集团洛阳石油化工工程公司共同合作的甲醇制低碳烯烃DM TO技术于2004年在陕西华县启动万吨级工业化试验装置,并在2006年8月取得了重大突破性进展,并通过国家级鉴定,在日处理甲醇50t的工业化装置上实现了近100的甲醇转化率。 据统计,我国在建和规划中的甲醇制烯烃项目总产能超过2000万t/a,其中包括1个国家核准示范项目和2个省级核准示范项目[4]①神华集团内蒙古包头DM TO装置国家核准示范项目, 2006年12月获国家发改委核准,以神华万利煤矿生产的煤为原料生产甲醇,装置规模180万t/a甲醇、60万t/a甲醇制烯烃,计划2010年投产。 ②神华宁煤M TP装置,神华宁煤集团在宁东能源化工基地建设167万t/a甲醇、52万t/a聚丙烯项目,2007年底项目开工建设,预计2010年建成投产。③大唐多伦M TP装置,以胜利煤田褐煤为原料,建设167万t/a甲醇、50万t/a丙烯装置,项目地点锡林郭勒盟多伦县,2006年8月开工,计划2010年投产。 213 煤间接液化制油品 煤制油是保障国家石油安全的重要举措,国际国内原油长期偏紧的格局,将使煤制油具有广阔的产业前景和较强的市场竞争能力。因蒙东距离内地消费市场遥远,从产品运输方式上讲,管道运输具有适应长距离、低成本、大通量、低损耗的优点,液体油品的管道运输将远远好于固体产品的路上运输,因而,发展煤制油产业也是蒙东煤化工产业的一个重要方向。 目前我国煤炭间接液化制油总体上还处于工业示范和项目前期阶段,主要开展的项目有①潞安集团16万t/a煤间接液化合成油示范装置,该装置包括两条生产线,一条为1万t/a采用钴基催化剂固定床装置,另一条为采用铁基催化剂浆态床装置。2008年12月22日,钴基催化剂固定床装置成功出油,是我国成功出油的第一套煤间接液化合成油示范装置。②内蒙古伊泰集团有限公司16万t/a示范装置装置位于准旗大路煤化工基地, 2006年5月正式动工建设,2007年主工艺装置开 83 工,一期工程规模16万t/a,主要产品为柴油、石脑油和液化石油气等。③神华煤炭间接液化工业示范项目,该项目于2007年6月经国家发改委核准批复立项,项目位于目前神华煤直接液化厂的西北侧,建设规模为生产合成油品18万t/a,费托合成技术采用中科院山西煤化所具有自主知识产权技术。④神华宁煤间接液化项目,建设地点在神华宁东能源基地,建设规模为生产合成油品320万t/a,采用南非SASOL技术,目前处于项目设计阶段。 ⑤兖矿集团陕西榆林间接液化项目,建设规模为生产合成油品100万t/a。 214 煤制天然气 煤化工产业中长期发展规划征求意见稿中指出“我国天然气资源不足,市场需求量大”;“在煤炭价格较低的地区生产煤制天然气,通过管道输送至天然气消费市场,有利于缓解天然气供给和调峰压力”。煤制天然气的关键工艺在于煤炭气化和甲烷化技术,与煤制油、煤制烯烃相比, 相对成熟,在节能、节水、CO2排放等方面具有一定优势[5],加之产品的销售和运输都有其市场特殊性,已成为近期煤化工的热点投资领域。 美国大平原煤气化制合成天然气已于1984年投产,是世界上第一座由鲁奇固定床干法排灰煤气化生产的煤气净化后经甲烷化合成天然气的大型商业化工厂。第一期工程的设计能力为日产合成天然气389万m3相当于日产原油2万桶,于1984年7月28日生产出首批合成天然气并送入美国的天然气管网,至今还在正常运行。 我国目前在建、拟建的煤制天然气SNG项目有①大唐国际位于内蒙古赤峰市克什克腾旗的40亿m3/aSNG项目,采用鲁奇技术,预计2010年9月投产;②新汶矿业新疆伊犁20亿m3/aSNG项目;③位于内蒙古鄂尔多斯新庙镇的内蒙古汇能煤化工有限公司16亿m3/aSNG项目等。上述项目中,大唐国际煤制天然气工程已开工建设,该项目利用低质褐煤气化后合成民用天然气,经管道密闭运输直接送入北京天然气管网,预计到2012年,该项目每年将向北京输送40亿m3天然气。 3 蒙东地区发展煤化工产业路线选择 蒙东地区发展煤化工产业可在近期内选择煤制甲醇路线,其原因在于①煤制甲醇技术成熟,工艺路线多样化,规模灵活,且投资费用小,生产成本相对低廉;②甲醇是重要的基本有机化工原料,后续衍生的石化产品或精细化工产品产业链可以很长如甲醇制二甲醚、醋酸或烯烃等,从而延长煤炭加工产业链,提高附加值;③甲醇也是最简单的可以大规模人工合成的清洁液体替代燃料,目前甲醇汽油应用中各种技术问题均得到了较好的解决,2008年山西省的甲醇汽油销售达到60万t,使用车辆达3000万辆次。2009年11月和12月,GB/T235102009车用燃料甲醇和GB/T237992009车用甲醇汽油M85两项国家标准已正式实施,标志着甲醇燃料进入市场会更规范化了,未来进入车用燃料的甲醇量会更大。 长期来看,国内烯烃、油品、天然气及其下游产品市场前景广阔,加快发展煤制烯烃、煤制油、煤制天然气等大型煤化工产业,将会使国家石油利用周期大大延长,不仅可以减少我国对国际原油的依赖,同时也可以提高国家能源的安全性;此外,对于蒙东地区,从煤炭资源本身来看,褐煤资源不宜长期存放或远距离运输,也要求将煤炭的大规模开发与就地转化相结合,实现煤炭的大量就地转化,生产出更多的目标产品。 因此,蒙东地区煤化工产业的发展定位应是,立足于当地煤炭资源优势,使蒙东地区成为国家重要的能源产业基地,近期内以建设甲醇及烯烃项目为主,远期则以煤制天然气及煤制油品等项目为主,形成一系列以煤为原料制备能源产品和石化替代品的产品链。 4 蒙东地区发展煤化工产业应注意的问题 1了解和掌握煤炭资源特性是开展煤化工项目的前提和基础,对煤质的准确分析和评价将影响到煤化工转化工艺的选择和煤化工项目的经济性。尽管蒙东地区煤炭资源丰富,但大部分资源勘查程度低,目前多数处于勘探找煤阶段,尚未正式投产,因此目前对煤质资料和数据的掌握均很有限,缺乏对其煤质的系统分析和评价。建议在开展煤化工具体项目的可行性研究之前,应做好煤质评价及预测研究等前期工作,并进一步重视褐煤干燥脱水及气化特性试验等专题研究工作。 2从目前国内煤化工产业发展现状来看,有的在技术上是完全成熟的,有些项目产业化前景比较明朗,技术上也接近成熟,有些技术在国外是成 下转第58页 93 5183kg/t,每吨中煤下降了415kg见表2。按当前每年产中煤10万t计算,每年可减少介质消耗450t,每吨介质价格约为1000元,则全年可减少介质消耗45万元。 表2 2008年和2009年同期中煤带介量比较 月份 中煤带介量/kg・t-1 20082009 6月101236158 7月101126124 8月101455182 9月101565146 10月101305144 11月101295145 平均101335183 3降低电耗。原系统的中煤离心脱水机装备功率合计为62175kW,生产时必需全部投入运行。而改造后的吊筛配用电机小,只用2个210kW的振动电机,与离心机相比,设备功率减少了58175kW。每年按350天,每天按14h生产时间计算,全年可节约电量287875kWh。按0155元/kWh计,则全年可节约电费1518万元。 4降低事故率。改造后设备运行至今,事故率明显降低,大幅度减少了设备维修量,有效减轻了职工的劳动强度,减少了不安全因素,没有因吊筛出现事故而影响生产的情况发生。每年可减少300个工时,每工时按60元计算,则全年可节约工资118万元。 5提高精煤产量。每天可增加近1h的运行时间,按此预计每年可增加200多个小时的运行时间。正常生产时小时精煤量在100t左右,则每年可增加精煤产量2万多吨,根据目前市场行情,每吨精煤净利润为225元由财务统计显示,则每年可为公司增加450万元的收入。 自2009年6月运行至今,系统稳定、可靠,运行效率高,各项指标及技术参数达到了预期目标。从各项技术指标上显示,中煤处理系统技术改造的成功实施,为福源精煤带来了可观的经济效益,每年可为公司直接增加效益52416万元。 参考文献 [1]李明光12004现代洗选煤新工艺新技术标准与机械化 操作运行检修管理实务全书[M]1天津电子出版 社,20041 [2]谢广元1选矿学[M]1中国矿业大学出版社,20011 作者简介付青霞19732,女,河南汤阴人,助理工程师,曾获“鹤壁市技术能手”、“河南省技术能手”、“全国三八红旗手”等荣誉称号,现任鹤壁市福源精煤有限公司生产技术部副部长,从事选煤生产技术管理工作。 收稿日期2010201205 上接第39页 熟的,但在国内还需攻关,因此应随时关注大型煤化工项目中涉及到的关键技术的进展情况,充分吸取其他地区发展煤化工产业的经验教训,尽量使用成熟的、已经经过示范验证的先进煤化工技术,高起点、高水平地建设煤化工项目。 3煤化工产业耗水量大,内蒙古地处干旱、半干旱地区,全区生态环境脆弱,再加上蒙东煤炭资源分布面广,埋藏浅,适宜露天开采,开采中的非法生产、乱采乱挖、采厚弃薄容易导致生态破坏和对水资源的污染,加剧水资源短缺。因此,开展煤化工项目应积极做好区域和项目水资源论证,注意加强区域生态环境综合治理和保护;同时,应进一步深入研究当地条件,对电力供应、交通运输等可能成为煤化工工程发展制约因素的各种基础设施问题应进行详细地调研和论证。参考文献 [1]国家发展和改革委员会能源局1煤炭工业发展“十一 五”规划12007年1月1 [2]全国煤化工信息站1煤化工技术进展及产业现状分析 [J]1煤化工,200931 [3]周溪华1我国现代煤化工技术发展路线探讨[J]1 中外能源,200831 [4]宗言恭1油价回落煤制烯烃项目有竞争力[J]1中 国化工信息,200931 [5]刘志光,龚华俊,余黎明1我国煤制天然气发展的探 讨[J]1煤化工,2009,3711 作者简介李 群19652,男,辽宁海城人,高级工程师,从事煤化工方面的研究工作。 收稿日期2010203215 85