煤化工的技术路线
1.煤-电石-乙炔路线6 P6 J' @8 V3 `) d1 I7 @& M
以煤为原料生产电石，电石与水反应制成乙炔。由乙炔可以生产醋酸乙烯、氯乙烯、1,4-丁二醇（BDO）、乙醛/醋酸等。电石乙炔路线的主要问题是所产生的大量电石渣对环境的不良影响。目前已有成熟的电石渣循环再利用技术，如捷克共和国就有装置在运行，电石渣也可以用来生产水泥。
2.煤焦油路线% d+ z2 n8 Q# a- H |
煤经过焦化产生煤焦油、粗苯和煤气。煤焦油可以生产轻油、杂酚油、萘、蒽和沥青等。粗苯可以生产苯、甲苯、乙苯和二甲苯等，煤气可以生产甲醇和氨等，杂酚油可以生产苯酚、甲酚等酚类产品，萘可以生产苯酐等。. b- [! z6 U6 f/ ]- C! }% k
3.煤-合成气-燃料路线. i5 o( S; L6 X8 F4 x Z+ m
煤制成合成气，合成气经过FT合成可以生产汽柴油等燃料，也可以生产乙烯、丙烯等α-烯烃。^. {' m9 a; L9 S
4.煤-合成气-化工产品路线
煤气化制合成气，进而生产氢气、一氧化碳、甲醇、氨等。从氨可以生产尿素和氮磷钾复合肥等。从甲醇可以生产醋酸、甲基丙烯酸甲酯、MTBE和各种氯化溶剂。甲醇制乙烯，进而生产聚乙烯、环氧乙烷/乙二醇、苯乙烯、1 r3 g# S' _: ]- J* ^% t# U+ u6 [, h
乙烯基衍生物等。甲醇制丙烯，进而生产聚丙烯、环氧丙烷/丙二醇、异丙苯/苯酚、丙烯腈、丙烯酸/丙烯酸酯羰基合成醇类。9 `$ h3 p) I7 \, _2 J0 o
二、煤气化技术成熟
煤气化生产合成气，进而可以大量生产各种化工产品，这是煤化工的主要技术路线。目前发展热点之一的大型一体化煤气化联合循环发电装置（IGCC），其核心就是煤气化技术，IGCC技术使环保问题得到了比较充分的解决。
IGCC采用更简单、更彻底的预燃处理技术，因此所产生的硫氧化物、氮氧化物和颗粒物质的排放量大大降低，产生的间接固体废物和废水减少40%。IGCC采用高压气化技术，使得所处理的物料中污染物的含量增高，处理的气量变少，与其他煤发电方式相比，脱除汞、二氧化碳、高价硫和氮氧化物的成本是最低的。IGCC技术在美国、欧洲和日本得到了广泛应用。
煤气化反应器有3种类型：固定床反应器, 流化床反应器,气流床反应器。目前世界上技术许可商可提供的煤气化技术主要有：
■ KBR传输气化器
■ Advantic a BGL (英国气体和鲁奇)
■ GE能源（Chevron Texaco/GE）气流床气化器' X4 I+ _0 [5 T! ^$ D+ w
■ E-GAS（ConocoPhillips）气流床气化器
■ Shell气流床气化器
■ Lurgi 干灰气化器
■ P renflo气流床气化器" m7 ?4 @2 F1 h! Y0 [5 V
■ Noell气流床气化器
■ 高温选择气化器$ p! z* a2 s; K- K5 P- f# X3 t
■ KRW流化床气化器. H# h8 K2 c- ~
■ Lurgi多用途气化技术（PMG）5 ^+ m V- ?1 S4 B& y) o
伊士曼化工公司（Eastman Chemical）成功采用煤气化工艺生产化工产品已经有超过20多年的历史。
由于GE能源（Chevron Texaco/GE）气流床气化器使用水煤浆气化，具有适用煤种宽，转化率高，污染小的特点，国内已引进制造技术可以制造相关设备，因而在我国得到了应用。Shell气流床气化器使用粉煤气化，其特点是气化效率高，煤耗低，三废少，在我国也得到了应用。0 }7 K1 z: R. Z& U+ l
三、煤化工发展的关键是石油和煤炭价格的未来走势. Y% k, k* l e4 @8 Z P+ k' E( B
利用煤生产化工产品的吸引力主要取决于3个关键的因素：原油和煤炭价格的走势，环保技术的进展，气化技术的进步。3 }, H7 b6 @0 P" t" N
由于目前北美天然气供应吃紧和成本增加，使天然气的价格接近可以接受的底线。由于石油和天然气的供需矛盾突出，预计价格将继续升高，这就使煤成为一种更为经济和更有竞争力的化工原料。美国石油和天然气价格持续走高，而煤的价格相对保持稳定，图1给出了1992～2003年美国的原油/天然气/煤的价格变化情况。5 |) x8 v; W2 A% Y' r$ }/ }7 Z 美国能源部长最近要求加速通过一项调整能源结构的法案，并表示政府部门将努力推动更多地使用煤炭，以缓解美国的能源需求压力。虽然他建议的重点是发电厂，但他也强调用煤制合成油的技术开发。基于煤气化用于发电和合成燃料的技术不断进步，美国煤化工的竞争力也将会增强。
中国在煤化工领域进行了不懈地努力，重点是煤制氨和尿素，煤基聚氯乙烯等产品。特别是最近，用煤制甲醇和其他化工产品（BDO及其衍生物等）在中国显得尤其重要。据报道，山西省将投入870亿元建一个煤化工基地，包括250万t/a PVC、450万t/a甲醇、1000万t/a尿素等装置。淮北矿业集团投资143亿元的100万t/a PVC项目已经启动。山西晋城投资10.8亿元人民币的10万t/a煤基汽油和煤基甲醇项目已经奠基，计划30个月建成。美国塞拉尼斯公司在南京的项目，包括60万t/a羰基合成醋酸、30万t/a醋酸乙烯单体等，预计2007年投产。陶氏化学与神华在包头拟建180万t/a煤基甲醇、60万t/a甲醇制烯烃、31万t/a聚丙烯、9.4万t/a丁烷、1.4万t/a乙烷、丙烷等装置。伊士曼公司也打算进入中国的煤化工市场。
与此同时，中国煤制油项目也在快速发展。目前拟建和在建项目近1600万t/a。预计2020年前完成总投资4000亿～5000亿元，形成5000万t/a油品生产能力。神华集团在内蒙古正在建设国内第一家煤炭液化工厂，投资245亿元，建设320万t/a煤直接液化制成品油装置，计划2007年投产。神化集团和宁夏煤业集团拟在陕西和宁夏分别投资300亿元建设各产油300万t/a的煤间接液化工厂。
中国高速发展的国民经济对化工产品产生了强大的市场需求，而相对平稳低廉的煤价和日益走高的国际油价加速了中国煤化工的发展步伐。目前，除了环境问题外，人们还担心的问题是中国煤价的发展趋势和国际原油价格的发展趋势对煤化工的影响。美国Nexant Chemsystems公司预测，中国的煤价在2008年后要逐渐上扬。见图2。
世界原油价格在2005～2015年期间达到某一峰值后会出现高中低3种可能。见图3。6 H! y# P7 N H% Z- e
四、几种煤化工产品竞争力分析7 s+ k+ P5 w# @. V( k5 C4 x; h
1.氯乙烯单体3 Y& k1 N6 ]/ ?) k
生产氯乙烯单体有3条工艺路线：煤-电石-乙炔路线，煤气化-甲醇-乙烯路线和裂解乙烯路线。研究结果表明，- `2 u% I5 L9 M* i! k3 T! z, ^
2004年，与裂解乙烯路线相比，乙炔路线非常有竞争力，导致新建项目和计划项目增加。与紧缺的乙烯资源相比，丰富的煤炭资源是有保证的，但是随着煤价的升高这种竞争优势会逐步减弱。
令人感兴趣的预测结论是，与煤基乙炔路线和裂解乙烯路线相比，煤气化路线很有竞争性，是可供未来选择的一条可行的工艺路线。见图4。4 |, o7 w! B2 z) s2 v4 S# c
2.LLDPE* r) Q( t9 K M5 ^# A/ N$ p6 v/ J2 |" @
线性低密度聚乙烯(LLDPE)可以采用从裂解乙烯开始的传统工艺路线进行生产，也可以采用煤气化生产合成气-甲醇-乙烯的工艺路线进行生产。从图5可以明显地看出，2004年和2008年，采用煤化工路线生产LLDPE要比采用裂解乙烯传统工艺路线生产的LLDPE在成本上更具有竞争性。由于预测的2015年煤价将会比目前要有明显的升高，因此使得采用煤气化生产合成气-甲醇-乙烯工艺路线生产的LLDPE的成本竞争性不如采用裂解乙烯工艺路线生产的LLDPE，但是竞争力下降的具体情况会因采用的乙烯裂解原料和工艺不同而有所差别。
通过市场调研和技术经济分析，得出得结论是，在中国无论是石油乙烯，还是以煤为原料制乙烯，最后生产的LLDPE运往西欧，与在中欧用煤生产的LLDPE 运往西欧更具有竞争力。见图6。& k; u* O, g5 }- P. R- z+ m
3.醋酸# v/ X0 h/ s! ?; ?( k" Z
煤气化制醋酸（合成气-甲醇-醋酸），与传统的从天然气制醋酸（天然气-甲醇-醋酸）相比，有相对竞争性。从2004年和2005年情况看，两种工艺路线的成本差主要反映在甲醇的生产上，煤气化路线甲醇的成本略高，最大成本差距是5%。见图7。4 Z. X5 O. K6 d6 F+ v0 T, w, f" F% L
4.醋酸乙烯单体) J* `' A( k }. Y) }8 ~2 l+ ~
有3条醋酸乙烯工艺路线。一条是乙炔路线，一条是裂解乙烯路线，这两条统称为传统路线。第三条路线是煤气化路线。3条路线中，成本差距并不明显，乙炔路线的生产成本稍低。从对2004年、2008年和2015年这3年的研究成果看，这3条路线都具有一定的竞争性。见图8。
5.尿素
尿素的生产成本主要取决于氨的生产成本，可以通过煤气化-合成气路线生产氨，也可以通过天然气-合成气路线生产氨。从2004年和2008年情况看，煤气化路线还是非常有竞争性的。预测2015年煤价将升高，届时煤气化8 R& l- J+ @9 V: Y, @
路线就缺乏竞争性了。见图9。
总的来说，煤基乙炔产品链技术进展和煤气化的技术进步有利于煤化工的发展。中国有丰富的煤藏，可以缓解原油短缺带来的不利影响，但是煤价和原油价格的上涨趋势仍然是影响煤化工发展的不确定因素。中国自行开发的煤基乙炔及衍生物技术很适合中国的国情，技术上很实用，经济上也可行。