1.1 國內甲醇裝置的生產情況
甲醇作為重要的基本有機化工原料之一,主要用于生產甲醛、對苯二甲酸二甲酯、MTBE、醋酸、甲胺、硫酸二甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等一系列有機化工產品,也可直接作溶劑、燃料等,在化學工業、醫藥工業、輕工業、紡織工業、農業、運輸業等各經濟部門都有廣泛用途。
我國甲醇生產起始于20世紀50年代末期、60年代,我國發展了有中國特色的合成氨聯產甲醇的生產技術,它依附于中、小型氨廠,規模小。60年代末,我國的甲醇產量僅10萬t/a。改革開放以后,我國的甲醇工業發展很快。20世紀末,我國甲醇產能、產量分別為330萬t/a和199萬t/a。2003年國內甲醇的生產能力合計為450萬t/a,產量達到298萬t,開工率66.2%;2004年中國甲醇產能已達650萬t,產量達440萬t,有產量統計的企業117家,產量低于100kt/a有109家,甲醇總產量達2845.4kt/a,占總產量的64.6%,因低于100kt/a的甲醇裝置大多為氨醇聯產裝置,是我國現階段甲醇生產的主要力量,為我國的化肥工業和甲醇工業的發展作出了不可磨滅的貢獻。
我國目前主要甲醇生產廠家和原料路線情況見表1。
表1 國內主要甲醇生產廠家
序號 | 生產廠家 | 生產能力(kt/a) | 原料路線 |
1 | 安徽淮化集團有限公司 | 80 | 煤(聯醇) |
2 | 安徽臨泉化工公司 | 80 | |
3 | 長慶油田甲醇廠 | 100 | |
4 | 德州恒生化工集團有限公司 | 70 | 煤(聯醇) |
5 | 哈爾濱氣化廠 | 160 | 焦爐煤氣 |
6 | 河北石家莊新化公司 | 80 | 煤 |
7 | 河南煤氣集團公司義馬氣化廠 | 140 | |
8 | 河南淇縣華源化工公司 | 80 | |
9 | 河南尉氏化工總廠 | 180 | |
10 | 黑龍江大慶油田甲醇廠 | 200 | 天然氣 |
11 | 湖北中天荊門化工有限公司 | 50 | 煤(聯醇) |
12 | 湖南大乘資氮集團有限公司 | 60 | 煤(聯醇) |
13 | 湖南湘氮實業有限公司 | 80 | 煤(聯醇) |
14 | 內蒙古蘇里格天然氣化工公司 | 180 | |
15 | 內蒙古自治區伊化集團 | 180 | 天然氣 |
16 | 青海格爾木油田煉油廠 | 120 | 天然氣 |
17 | 森奧化工有限公司 | 50 | 煤(聯醇) |
18 | 山東恒通化工公司 | 100 | |
19 | 山東魯南化肥廠 | 150 | 煤(聯醇) |
20 | 山東齊魯石化公司第二化肥廠 | 100 | 渣油 |
21 | 山西豐喜肥業公司 | 320 | |
22 | 山西太原化工集團股份有限公司 | 60 | 煤(聯醇) |
23 | 山西原平化工廠 | 100 | |
24 | 陜西省榆林天然氣化工有限責任公司 | 220 | 天然氣 |
25 | 上海焦化有限公司 | 350 | 煤(聯醇) |
26 | 上海吳涇化工有限公司 | 80 | 煤(聯醇) |
27 | 四川江油甲醇廠 | 150 | 天然氣 |
28 | 新疆中石油吐哈油田分公司甲醇廠 | 150 | 天然氣 |
29 | 浙江衢化公司 | 100 | |
30 | 中原化工公司甲醇廠 | 150 | |
31 | 中原氣化遂平化工廠 | 300 | 煤(聯醇) |
32 | 重慶中石化四川維尼綸廠 | 350 | 乙炔尾氣、天然氣 |
| 合計 | 4570 | |
我國的甲醇裝置與國外甲醇裝置的最大不同點是國外甲醇裝置,尤其是新建的裝置,大部分以天然氣為原料,而我國以煤為主,其次才是天然氣。2003年我國甲醇生產原料結構中,煤為65.6%,天然氣占29.5%,其它為4.9%。
我國甲醇裝置原料特點是我國資源特點的綜合反映。我國的煤炭、天然氣和石油在各地的分布存在較大的差異。以天然氣為原料的甲醇裝置主要集中在天然氣資源比較豐富的西南與西北地區。以油為原料的甲醇裝置主要集中在富產石油的中原地區,以煤為原料的甲醇裝置則主要分布在煤炭較集中的山西、陜西等地區。是不是原料差異就一定是甲醇生產成本高的主要原因呢?根據目前的天然氣價格和煤價格來看,原料的差異,尤其是煤炭與天然氣,不是我國甲醇生產成本較高的主要原因。揚子石化公司曾對30萬t/a的甲醇裝置進行過技術經濟分析,南京地區西氣東輸的天然氣以1.31元/m3(標態),甲醇成本為1518元/t;煤炭以247.7元/t計算,甲醇生產成本僅958元/t。煤甲醇比天然氣甲醇裝置的生產成本低。王璇也分別作過以煤和天然氣為原料的甲醇裝置成本分析,在甲醇合成工藝相同的條件下,煤甲醇的成本與天然氣甲醇的成本僅相差50元/t左右,主要差異在于合成氣的制造成本。但與我國的資源可獲得性相比,煤炭的資源風險要小得多。天然氣是一種壟斷性極強的資源,天然氣公司供氣隨意性大,履約觀念差,天然氣將是未來甲醇裝置的建設的主要風險。另一個原因就是,人們滿懷希望的“西氣東輸工程”的天然氣的氣價在1.22-1.44元/m3(標態),已經超過了任何一家甲醇企業的承受能力,因此不一定采用天然氣為原料的甲醇裝置生產成本就一定比以煤為原料的甲醇裝置成本低,甲醇生產成本可能更多的和企業內部管理、挖潛改造與熱能的合理利用有更多的關系。
國外以天然氣為原料的大型甲醇裝置的綜合能耗為30GJ/t左右。我國規模較大的甲醇廠綜合能耗在40-50GJ/t,以煤為原料的小聯醇廠能耗高達80GJ/t,以重油為原料的吉化、南化和鄂西,裝置規模在3-6萬t/a的甲醇裝置能耗在72-73GJ/t,以焦炭為原料的淮南和太化等規模在6萬t/a的甲醇裝置能耗分別為80GJ/t和92.7GJ/t。遠遠高于國際水平。即使是一些10萬t/a規模的以天然氣為原料的甲醇裝置,其能耗也高于40GJ/t。由于國內甲醇規模小、能耗高,甲醇成本高的達1600元/t,低的在900元/t左右,一般在1150-1600元/t范圍內,在與進口甲醇競爭中始終處于劣勢地位。上海焦化廠是以煤為原料,其綜合能耗為33.35GJ/t,四川江油以天然氣為原料,其綜合能耗為36GJ/t,因此從綜合能耗來看,天然氣甲醇裝置生產成本不一定就比煤甲醇的生產成本低。不同原料的國內外甲醇裝置綜合能耗對比見表2。
從另一方面講,我國甲醇裝置生產能耗與國際水平的差距,也是我國甲醇工業發展的潛力。
怎樣通過降低能耗以達到降低生產成本,是我國現有甲醇裝置面臨的主要問題。
表2 為國內較大型甲醇裝置能耗與成本對比表
| 美國 | 中東 | 中國平均 | 四川江油 | 上海焦化 |
規模(萬t/a) | 85 | 85 | 10 | 10 | 20 |
原料 | 天然氣 | 天然氣 | 天然氣 | 天然氣 | 煤 |
原料價格 | 6.0MMBtu | 0.5MMBtu | 0.62元/m3 | 0.60元/m3 | 320元/m3 |
原料單耗(t) | 864m3 | 864m3 | 1100m3 | 1064m3 | 1.40t |
生產成本(t) | 143美元 | 73美元 | 1350元 | 1127元 | 1370元 |
綜合能耗(GJ/t) | 30 | 30 | 38 | 36 | 33.5 |
1.2 國內甲醇工業的發展趨勢
國內甲醇的發展趨勢主要由生產裝置的大型化、合成催化劑的不斷研制和甲醇精鎦系統的改造。
1.2.1 生產裝置的大型化
自德國魯齊公司推行Mega Methanol技術以來,甲醇裝置大型化、規模化是國際甲醇工業發展的一種總趨勢。德國在南非建設的1套甲醇裝置可日產達9000t,日本東洋公司為沙特設計的1套甲醇裝置日產達10000t。據國際甲醇工程專家估計,建議1家日產2000t的甲醇裝置的工程投資約4億美元,建設1套日產10000t的甲醇裝置投資約6億美元,生產成本也將大幅度降低,目前國外新建的甲醇裝置產能一般為2000t/d。我國各地規劃的單套裝置生產規模超過40萬t的達總規模的86%,其中有些甲醇裝置已經開始建設,如大慶油田甲醇廠150萬t/a的甲醇廠已開工建設,該裝置是甲醇制烯烴的一部分,雖然可能只有20-30萬t/a的甲醇商品量,但已改變了我國無大型甲醇裝置歷史,必將帶動我國甲醇企業的大型化、規模化發展,也必將帶動我國甲醇裝置整體生產成本的下降和市場競爭力的提升。
1.2.2 甲醇合成新催化劑的研制
目前我國研制合成催化劑的生產廠家中,以合成氨裝置聯產甲醇最為活躍,有的廠家已經研制幾代催化劑了。
1.2.3 用新技術改造甲醇裝置
目前國內已使用且比較成熟的新技術主要有反應器改進、全低變換工藝的推廣、精餾設備改造主要是指國內的單塔改雙塔、雙塔改三塔技術的推廣,有些廠家經過改造后甲醇產能、產品質量、能耗均得到較大幅度的提高。但是也有些廠家的效果不是很明顯。
1.3 聯醇企業的生存空間
任何事物只要存在,就有其合理的一面。聯醇企業的生存空間到底有多大,與我國目前的甲醇生產與消費水平有關,也與國外能源價格有關。近幾年國內市場甲醇需求越來越旺盛,給小規模的聯醇企業以較大的生存空間。自1999年以來,我國甲醇進口量均超過1000kt/a,隨著我國經濟高速發展,我國對國際甲醇市場的依賴程度也越來越高,改變了全球甲醇市場格局,越來越多海外甲醇涌入中國。國內巨大的甲醇缺口一方面促進了我國甲醇工業及相關產業的快速發展,擴大了我國小規模甲醇裝置的生存空間,另一方面,使海外越來越多的廉價甲醇進入我國,又削弱了我國甲醇工業整體競爭實力,擠占了我國甲醇企業,尤其是小規模甲醇企業的生存空間。近幾年我國甲醇生產、進出口及消費情況見表3。
近幾年,由于國內甲醇在傳統領域的消費增長較快,在非傳統領域的消費也以驚人的速度飆升。表4是近幾年我國甲醇的消費結構表,表5是我國2005年、2008年及2010年甲醇消費情況預測。
但因國際原油及能源價格的不斷上漲,國外甲醇企業的生產成本和運輸成本也有較大幅度的提高,國外企業進入中國市場的門檻也相應提高。從2003年開始,我國的甲醇進口量越來越少,因此國內認識分析說這是我國甲醇行業對國外甲醇的依賴程度變得越來越弱。但盡管甲醇價格可能會維持到一個較高的水平,但甲醇企業的盈利可能性變得越來越小,大多可能會淪為能源企業的“打工仔”。(未完待續