煤制烯烃项目在中国的发展现状及前景分析

3.2.4.1 我国煤制烯烃生产现状

（1）产能规模

我国依靠科技创新，拥有完全自主知识产权的煤制烯烃一代、二代、三代技术，技术水平、产业化水平国际领先，而国外尚无煤制烯烃项目实施。

我国煤（经甲醇）制烯烃行业经过近几年快速发展，2017年行业新增项目整体投放进度明显放缓，仅有中天合创合计年产77 万吨的新增烯烃项目上马。截至2017年底，我国煤制烯烃项目合计产能1200 万吨，产能对比见图3-19，主要分布在宁夏、内蒙古、新疆、贵州等煤炭资源丰富的地区。据不完全统计，2017年我国已建成运行的煤制烯烃项目如表3-15所示。

图3-19 中国煤制烯烃行业产能对比图（单位：万吨）

表3-15 中国已建成煤制烯烃项目情况

从开工情况来看，我国甲醇制烯烃行业开工率基本上长期处于七成以上的高水平开工，多数企业在部分时段开工率能在九成以上。2015年，我国烯烃行业年均开工率为76%，2016年平均开工率为74%；2017年平均开工率为76%。

2009年前，国内烯烃生产基本全部来自蒸汽裂解装置，原料结构中以石脑油、轻柴油、加氢尾油等液体为主，少量采用油田、炼厂轻烃等气体原料。2010年以来，我国烯烃原料路线多元化发展势头迅猛，煤制烯烃、甲醇制烯烃、丙烷脱氢等相继实现产业化，我国烯烃产业形成多种原料路线并举，相互竞争的格局，为烯烃原料路线多元化奠定了坚实基础。

（2）技术路线

①合成气直接制烯烃。合成气直接制低碳烯烃是指CO和H2在催化剂作用下，通过费托（Fischer-Tropsch）合成制得的烯烃过程，副产水和CO2。

在目前的技术水平下，煤经合成气直接制低碳烯烃工艺中低碳烯烃组成仅约30%（质量分数），为得到60 万吨/年烯烃产品，需要建设128.2 亿立方米/年的大型煤气化装置，因此投资成本较高，投资回报在总销售成本中所占比例较大。

但来自煤气化装置的副产蒸汽可用于发电，降低了公用工程消耗，加上煤炭相对于石脑油的价格优势以及副产大量高附加值的汽油和柴油产品，因此从总体上看，煤基合成气直接制低碳烯烃工艺的销售成本低于传统的石脑油裂解工艺和目前已在中国实现工业示范运行的煤经MTO制烯烃工艺，具有较强的竞争力。即使传统的石脑油裂解装置因运行时间较久而无须计算投资回报，其烯烃生产成本7618.23 元/吨仍高于煤基合成气直接制低碳烯烃工艺的销售成本6827.76元/吨，如表3-16所示。

表3-16 不同工艺的低碳烯烃销售成本

对原料价格与产品销售成本之间的关联性分析表明，当油价为110 美元/桶时，只要煤价不高于520 元/吨，煤基合成气直接制低碳烯烃的销售成本就将低于蒸汽裂解工艺。

②CTO法制烯烃。CTO（CoalToOlefin）装置是指煤经过气化净化生产合成气，合成气合成甲醇，甲醇再经过甲醇制烯烃工艺转化成烯烃的大型煤化工装置，其技术流程见图3-20。

图3-20 CTO法制烯烃技术流程

国内CTO法制乙烯相比MTO甲醇制烯烃具备营利性。按照标准煤价415元/吨，油价为55 美元/桶，煤制烯烃与传统石脑油路线制烯烃相比，CTO煤制烯烃单位乙烯生产成本为6800 元左右，营利性一般；而石脑油裂解制造乙烯的生产成本为6000 元左右，烯烃产品价格较高，营利水平较高。当油价回升到65 美元，煤制烯烃与石脑油制烯烃相比将具有经济性。

③甲醇制烯烃。煤气化合成甲醇制乙烯和丙烯的路线包括：煤—甲醇—MTO工艺路线、煤—甲醇—MTP工艺路线。

MTO工艺是经由甲醇制取乙烯、丙烯的工艺。20世纪80年代联碳公司的科学家发现SAPO催化剂对于甲醇转化为乙烯和丙烯具有很高的选择性。生产乙烯的典型消耗是每吨乙烯需甲醇5.6 吨，副产丙烯0.83 吨，丁烯0.24 吨，碳五0.1 吨。乙烯下游产品链见图3-21。

图3-21 乙烯下游产品链

MTP工艺是德国鲁奇公司基于改性ZSM-5 催化剂开发的将甲醇转化为丙烯的工艺。德国鲁奇公司的MTP技术反应器采用固定床，反应器的工业放大有成熟经验可以借鉴，技术基本成熟，工业化的风险很小。MTP技术所用催化剂的开发和工业化规模生产已由供应商完成。2004年，德国鲁奇公司与伊朗国家石化公司签订10 万吨/年规模MTP装置的专利合同。(www.zuozong.com)

生产丙烯的典型消耗是每吨丙烯需甲醇3.1 吨，副产汽油0.37 吨。年产170万吨甲醇对应建设50 万吨/年丙烯生产装置。丙烯下游产品链见图3-22。

图3-22 丙烯下游产品链

（3）发展趋势

尽管我国聚烯烃产量、产能逐年上升，但高端产品基础相对较弱，仍严重依赖进口，当前国内高端/高性能聚烯烃自给率不到40%。高性能材料品种包括茂金属系列聚烯烃弹性体、高刚性高抗冲共聚丙烯、多样化的各种改性树脂材料等。这些品种或国内产量较少，或质量未能完全符合用户要求。目前，国内高端专用料仍以进口为主，约80%依赖进口。目前，我国聚烯烃市场供应缺口在1000 万吨/年以上。

预计到2020年，聚烯烃产能将增至5970 万吨/年，较2017年增长1704 万吨/年。煤制烯烃、乙烷制乙烯、丙烷脱氢制丙烯（PDH）等技术都将较快发展。煤制烯烃是国内烯烃产能增长的重要驱动力，新增装置主要集中在中西部地区。预计到2020年，煤制烯烃总产能1758 万吨/年，占聚烯烃总产能的29.4%，占比大幅上升。

“十三五”期间，我国聚乙烯对外依存度将逐渐下降，但仍是全球最大的聚乙烯进口国。预计到2020年，中国聚乙烯产量为2170 万吨，需求量2900 万吨，自给率提升至75%，但仍有730 万吨缺口。同期，我国聚丙烯供需缺口将进一步缩小。预计到2020年，中国聚丙烯产量为2370 万吨，消费量2660 万吨，缺口290 万吨，主要缺口还是高档丙烯专用料。

3.2.4.2 榆林煤制烯烃现状与发展

（1）生产现状

目前，榆林市在煤制烯烃产业化方面取得了重大突破，累计建成投产延长石油靖边能化园区煤油气资源综合利用一期启动项目、中煤榆林煤炭深加工基地一期项目、神华集团榆神烯烃项目3 个大型煤制甲醇制烯烃（MTO）项目，配套建设煤制甲醇总产能达到360 万吨，煤制烯烃总产能达到240 万吨，占全国总产能的19.4%，见表3-17。

2017年，榆林聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯）系列产品产量为248.62 万吨，生产负荷达到103.6%，同比增长6.1%。2014—2017年榆林聚烯烃产量统计见图3-23。

表3-17 榆林市已建成煤制烯烃项目

图3-23 2014—2017年榆林聚烯烃产量统计

目前，榆林煤制烯烃项目主要生产通用牌号的聚乙烯、聚丙烯、碳四馏分等产品，少量生产烯烃聚合物专用料。

（2）发展目标

以“需求牵引、创新驱动、扩能提质、链条延伸、高端发展”的总体工作思路为引领，积极推进“十三五”煤制烯烃重大项目建设，继续保持和扩大榆林煤制烯烃产能全国领先优势；以上游煤制烯烃聚合物及副产特种有机化学品原料为基础，在发展聚乙烯、聚丙烯通用料、专用料和特种有机化学品的同时，大力推进烯烃聚合物产业链下游深加工制品、特种精细有机化工产品项目建设。

根据2017年陕西省工信厅公布的《陕西省煤制烯烃（芳烃）产业链发展推进方案》中，对煤制烯烃产业发展规划如下：

①产业链规模：到2020年，煤制烯烃产业链总产值达到1000 亿元，是2015年140 亿元产值的7.1 倍，年均增长48.2%，其中上游煤制烯烃聚合物产值500亿元，下游深加工产业链产品产值500 亿元。

②产品链规模：到2020年，煤制烯烃产能达到520 万吨，产量由2015年的170 万吨增加到400 万吨，年均增长18.7%。

陕西煤制烯烃产业发展的主要区域在榆林，因此该发展目标主要针对榆林煤制烯烃产业链、产品链规模进行统筹布局。