下载文档原格式
第49卷第11期 当 代 化 工 Vol.49，No.11 2020年11月 Contemporary Chemical Industry November，2020基金项目：国家重点研发计划资助项目(项目编号：2018YFB0604803)。
收稿日期：2020-07-06作者简介：黄晓凡（1983-），男，安徽省合肥市人，高级工程师，工学硕士，研究方向：现代煤化工、C 1化学和工业催化等。
E -mail：************************。
由煤炭制取芳烃技术进展黄晓凡，汤效平，崔宇，王兹尧，王彤（华电电力科学研究院有限公司，杭州 310030）摘 要： 介绍国内外煤炭低温热解、煤炭加氢液化、合成气制芳烃、煤基甲醇芳构化、甲苯甲醇烷基化等几种由煤炭转化制取芳烃的技术路线。
比较各种技术路线的原料转化、产物组成和目标产物收率等差异。
从大规模工业化的角度出发，分析各种技术存在的问题，并对未来重点研发方向提出建议。
指出煤炭制取芳烃产品，应走绿色、清洁、高效的转化路线，以高附加值化学品为终端产物，甲醇制芳烃技术具有甲醇转化率高、芳烃收率高的优点，是目前适合大型工业化的技术路线。
关 键 词：芳烃；煤制芳烃；甲醇制芳烃；合成气制芳烃；加氢液化；烷基化中图分类号：TQ536 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）11-2615-06Advances in Coal to Aromatics TechnologyHUANG Xiao-fan , TANG Xiao-ping , CUI Yu , WANG Zi-yao , WANG Tong（Huadian Electric Power Research Institute Co., Ltd., Hangzhou Zhejiang 310030, China ）Abstract : Several domestic and foreign technical routes of coal to aromatics were introduced, such as low-temperature pyrolysis of coal, coal hydro-liquefaction, synthesis gas to aromatics, coal-based methanol aromatization, alkylation of toluene with methanol. The differences of raw material conversion, product composition and target product yield were compared. From the perspective of large-scale industrialization, the problems of these technologies were analyzed, and suggestions for the future research were put forward. It was pointed out that the conversion route of coal to aromatics should be green, clean and efficient, taking high value-added chemicals as the end product. The methanol to aromatics technology has the advantages of high conversion rate of methanol and high yield of aromatics, which is suitable for large-scale industrialization.Key words : Aromatics; Coal to aromatics; Methanol to aromatics; Syngas to aromatics; Hydro-liquefaction; Alkylation芳烃是一类含有苯环的碳氢化合物，是关系国计民生的重要有机化工原料，其中的“三苯”，即苯（B）、甲苯（T）、二甲苯（X），在医药、合成材料、印染、纺织等众多行业有着广泛应用，其生产规模仅次于乙烯和丙烯。
煤制芳烃（PX）真实成本和盈利前景展望国际油价2014年6月份开始从110美元/桶价位持续下跌，目前已跌至65美元/桶左右，降幅超过40%。
油价下跌虽然降低了石化工业的原料和能量成本，但相应地烯烃、芳烃等大宗石化产品价格也明显下滑，使企业库存承受损失。
长远来看，如果油价和化学品价格维持低位运行，掌握产品定价权的石化企业将更具竞争优势。
油价下跌使中国的煤制化学品行业承担了更大的压力。
对于在西北地区煤产地开发的大型煤化工项目，由于煤价低廉，气化原料煤和动力煤的成本在总成本中占据的比例，往往低于财务费用和折旧，因此虽然国际油价下跌也带动了中国煤价的下行，但成本的降幅低于售价，压缩了项目的利润空间。
继煤（甲醇）制烯烃在技术和商业上取得巨大成功之后，煤制芳烃也提上了中国煤化工行业的议事日程。
2013年，华电和清华大学在陕西榆林联合开发成功流化床甲醇制芳烃（FMTA）万吨级中试装置；2014年，FMTA的60万吨/年示范装置工艺包通过审核。
与FMTA技术组合，可以最大化芳烃和PX收率的轻烃芳构化技术、苯/甲苯和甲醇烷基化制PX技术的研发和工业示范也在持续推进。
在不同的油价、煤价和PX价格下，中国的煤制芳烃项目能否大幅盈利，实现和煤制烯烃同等的商业成功，是行业人士迫切关心的问题。
由于煤制芳烃尚没有工业化装置稳定运行，亚化咨询根据煤气化、甲醇合成、甲醇制芳烃、PX分离提纯的行业数据，提出了煤制芳烃成本模型，并得出PX完全出厂成本（废水零排放处理，不含VAT）和煤价的关系如下。
中国煤化工的三个典型区域是安徽淮南、内蒙古鄂尔多斯和新疆准东，三地运输成本和煤价各不相同。
以2013年三地的典型煤价，计算其PX产品送到华东地区，并以华东地区2013年PX的平均价格10,979元/吨（含VAT）出售的成本和利润如下图。
从上图可以发现，按照2013年华东地区的PX价格，即使是煤价最高的安徽淮南地区，每吨PX（加上副产品价值后）的利润空间也超过2100元；而新疆准东即使承担1200元/吨的运费后，其煤制PX送到华东地区的利润空间（加上副产品价值后）也近3500元/吨。
甲醇制汽油、芳烃、稳定轻烃以及组分油的对比分析通过查阅网络和三维、蒙华的可行性研究报告（网络未查到甲醇制组分油和稳定轻烃的相关内容）。
经过自己的理解分析总结如下：1、石化汽油为碳数为4到12（C4-C12）的烷烃和环烷烃，并含少量的芳烃的混合烃类物品，以C5-C9为主；为提高辛烷值需要加入四乙基铅（有毒）或增加芳烃的含量。
而甲醇制汽油、芳烃、稳定轻烃以及组分油的芳烃含量可以达到40%左右，可以做调和石化汽油的组分。
2、甲醇制汽油、芳烃、稳定轻烃以及组分油的组分主要都为烷烃、环烷烃、烯烃和芳烃。
3、甲醇制汽油、芳烃、稳定轻烃以及组分油虽然字面不一样，但是生产方法和工艺过程都属于MTG的范畴；区别为选择的工艺和方法不同以及产出的组分（烷烃、环烷烃、烯烃和芳烃）质量分数比例不同（见表1）。
4、甲醇生产的汽油由于辛烷值太高（不易燃烧，在排气行程时发生燃烧，即放炮现象）和直接使用会造成资源浪费和环境污染增加，因此，一般用于调和石化汽油的组分，而不直接使用。
5、甲醇制芳烃：芳烃现在一般是指苯、甲苯、二甲苯等接近于汽油组分的烃类混合物，因此一般的甲醇制芳烃就是指甲醇制汽油。
如果要得到纯净的单一芳烃（如苯、甲苯、二甲苯等）需要经过抽提工序才能分离得到，一般工业项目没有抽提工序。
6、甲醇制组分油：主要指调和汽油时所需要的主要组分，大量的C5-C12的烷烃和芳烃。
7、甲醇制稳定轻烃：主要指极少量的气态（C1-C4）烃类，大量稳定的液态烷烃和芳烃（C5-C12）。
8、MTG生产技术不同，其组分比例也有很大的区别（见表2）。
具体概念和对比情况详见以下部分：1、汽油主要是烷烃，主要成分是 C4-C12脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃和硫化物；其中以C5-C9为主，为混合烃类物品之一；各种汽油的组分不同，所以它们的理化常数也不一样。
按研究法辛烷值分为90号、93号、97号三个牌号，汽油辛烷值越高，越稳定，不易自燃、爆燃和抗爆；但辛烷值太高，不易燃烧，在排气行程时发生燃烧（俗称放炮）。
芳烃生产技术现状及趋势芳烃是重要的有机化学原料，广泛用于生产塑料、橡胶、染料、药品等各个领域。
目前的芳烃生产技术主要包括煤制芳烃法、石油制芳烃法和催化裂解法等。
本文将介绍这些芳烃生产技术的现状及发展趋势。
一、煤制芳烃法煤制芳烃法是指利用煤炭作为原料，通过热解、催化转化等反应，将煤中的高分子碳化合物转化为芳香烃类物质的方法。
目前煤制芳烃法主要采用的是煤焦化反应，即将煤炭在高温下进行加热分解，获得焦炭、煤气和煤焦油等产物。
其中煤焦油是重要的芳烃前体。
煤制芳烃法的优点是采用的原料丰富，可以利用煤炭等资源进行芳烃生产，具有独立的供应链；同时，煤焦油中含有多种化学成分，可以通过不同的方法进行分离和提纯，具有较强的可塑性。
但由于煤焦化过程中会产生大量的污染物，需要进行废气、废水等工艺处理，具有较高的环保压力。
未来煤制芳烃的发展趋势是加强技术改进和环保治理，提高煤制芳烃的产能和质量。
同时，随着新兴产业和新材料的快速发展，煤制芳烃的应用范围也将不断扩大。
芳烃分离法是指将石油中的芳烃与其他化合物进行分离，得到纯净的芳烃化合物。
该方法具有分离效率高、工艺简单等优点，但其缺点是成本较高，不易规模化生产。
催化裂解法是指利用催化剂加速石油分子裂解，以获得芳香烃类产物的方法。
该方法具有产率高、芳烃质量好等优点，但其缺点是催化剂寿命较短，需要经常更换催化剂。
未来石油制芳烃的发展趋势是优化催化裂解工艺，增强催化剂的稳定性和耐用性，提高芳烃的精炼和纯化技术。
同时，随着石油资源的逐渐减少，石油制芳烃的生产模式可能会向高效利用和绿色生产方向发展。
三、催化裂解法随着工程技术的不断发展，催化裂解法的研究重点从单一催化剂向多催化剂复合体系转变，以提高芳烃产率、提高催化剂稳定性和降低环保压力。
同时，新型催化剂的研发也成为催化裂解法的热点。
例如，针对芳烃生产过程中的困难问题，研究人员开发出了金属-有机骨架催化剂等新型材料，取得了良好的芳烃生产效果。
