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站在懸崖邊的中國(guó)甲醇業(yè)

 雨中的傘6868 2015-07-16

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題目看起來(lái)有點(diǎn)聳人聽(tīng)聞,不過(guò)先容我講個(gè)故事。


說(shuō)有個(gè)人家里有幾畝地,一開(kāi)始全都種了糧食,每年收成也有千把斤,除了滿足自家吃飯還能有些剩余,日子過(guò)得自給自足倒也其樂(lè)融融。有朋友看他糧食吃不完就給他出主意,告訴他可以用糧食釀酒,這東西比水可好多了,吃飯時(shí)喝點(diǎn)這個(gè)清冽爽口,還有騰云駕霧的感覺(jué)。這家人心動(dòng)了,于是就將家里剩余糧食全部釀成了酒,一嘗果然上癮,于是第二年這家人就將更多的糧食釀酒,都陶醉在幸福的瓊漿玉液里。終于有一天,這家人發(fā)現(xiàn)原本堆積如山、一年也吃不完的口糧盡然不夠了,他們經(jīng)常要餓著肚子喝酒,于是美酒也變成了苦酒。是什么原因造成的呢?原來(lái)以前再怎么換著花樣吃糧食比如米飯、米餅、米面等等,它都還是大米,可真要把大米釀成酒的話,那可是要3斤糧食才能換來(lái)1斤酒啊!


看出什么問(wèn)題來(lái)了么?這就是樸素的能量守恒定律在發(fā)揮作用,具體在化學(xué)反應(yīng)里以遵循熱力學(xué)第二定律為表現(xiàn)。任何生物化學(xué)反應(yīng)都是一種能量傳遞,而且自然狀態(tài)下能量轉(zhuǎn)化是有方向性的,如果要逆方向轉(zhuǎn)化就得付出額外的能量,或多或少,所以存在一個(gè)以哪種能量形式最佳的問(wèn)題。就如同上文提到的糧食,除了釀酒,還可以轉(zhuǎn)化成生物基燃料,或者化工中間體,一般生物化工需要消耗大量電能,高耗能不說(shuō),經(jīng)濟(jì)性也很成問(wèn)題,尤其大量轉(zhuǎn)成工業(yè)需求還威脅人類自身糧食安全,所以在經(jīng)歷了最初的喧囂后,這種工藝路徑逐漸銷聲匿跡了。而中國(guó)的甲醇行業(yè)是不是也同樣經(jīng)歷著類似的瘋狂,盲目在發(fā)展著一些本不該涉足的行業(yè)應(yīng)用,什么才是甲醇最佳的發(fā)展路徑呢?哪些甲醇現(xiàn)在熱門(mén)的下游應(yīng)用會(huì)在若干年后被其它更簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的化工原料替代而逐漸被淘汰?尤其是基于那些不可再生的化石原料:石油,天然氣,或者煤,哪種原料制取甲醇最經(jīng)濟(jì)?


很多時(shí)候,市場(chǎng)供需信號(hào)可能會(huì)誤導(dǎo)市場(chǎng),成本的概念都是相對(duì)的,變化的,特別是現(xiàn)代化工裝置變得越來(lái)越大型,刻意從規(guī)模上擴(kuò)大產(chǎn)能以降低邊際成本、提高競(jìng)爭(zhēng)性,當(dāng)出現(xiàn)新的更有競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)品時(shí),舊有市場(chǎng)將會(huì)被顛覆,整個(gè)化學(xué)品市場(chǎng)就是這樣不斷推陳出新發(fā)展起來(lái)的,多少個(gè)過(guò)去曾經(jīng)興盛的行業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)歸復(fù)死寂,但依然還有些反應(yīng)轉(zhuǎn)化過(guò)程雖經(jīng)歷百年仍舊生機(jī)勃勃,其中暗含的普遍規(guī)律就是,只有符合最佳能量效率轉(zhuǎn)化的才是最有生命力的,因?yàn)樯赡撤N目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)合成反應(yīng)可以成百上千種,我們可以比較各種原料當(dāng)期成本以估算不同反應(yīng)路徑的優(yōu)劣,但最后歸根結(jié)底還是要比較該反應(yīng)路徑所耗費(fèi)能量的高低,以及所獲得產(chǎn)物中保留下來(lái)的能量密度大小,這直接決定了該產(chǎn)品下一步使用的效率,這才是最基本的邏輯主線。


歐美國(guó)家一般用熱能單位MMBtu來(lái)衡量某種能源形式利用效率的高低。這個(gè)說(shuō)法有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,因?yàn)镸MBtu的定義就是:1磅純水溫度升高1F所需的熱量;對(duì)此能源界有個(gè)很有意思的類比,就是人類能量大多都是通過(guò)靠“燒開(kāi)水” 的方式獲得的,對(duì)此大多數(shù)人也許不信,但這確實(shí)是事實(shí)。根據(jù)EIA 2012年的數(shù)據(jù),88%的原油被用來(lái)當(dāng)作燃料,只有約12%作為化工原料,變成了紡織原料、塑料、建筑材料,還有護(hù)膚品、衣服、手機(jī)、電器、管材、家具等等,我們身邊任何一種常用物品中總能找到石油化工品的影子,可即使應(yīng)用這樣廣泛,也還只是整個(gè)能源應(yīng)用體系的一小部分,很大部分都被用來(lái)“燒水” 產(chǎn)生蒸汽或者變成燃?xì)馔苿?dòng)汽/氣輪機(jī)發(fā)電,或者當(dāng)作燃料驅(qū)動(dòng)交通工具做功??傊?,這些能量最初都通過(guò)熱能形式被人類社會(huì)利用。忘掉可再生能源吧,在我們有生之年它們所起作用都將是有限的,比如我國(guó)發(fā)電70%左右依然是煤,美國(guó)2013年可再生能源利用僅占13%左右。就全球可再生能源利用中,真正沒(méi)有用到汽/氣輪機(jī)發(fā)電的太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等也只占到很小的比例。






回到本文的主題 —— 甲醇。根據(jù)上文介紹的邏輯,我們選用甲醇來(lái)一管窺豹,對(duì)其下游應(yīng)用的能量效率和最終產(chǎn)品的能量密度比較進(jìn)行分析,看看中國(guó)的甲醇在整個(gè)能源利用體系中處于什么位置,是不是合理,其發(fā)展又將向何處去?


1. 甲醇的下游應(yīng)用選擇


將前者國(guó)外甲醇應(yīng)用情況與后者我國(guó)情況進(jìn)行對(duì)比,很容易發(fā)現(xiàn)甲醇轉(zhuǎn)化成甲醛、醋酸、甲胺等的比例都大體差不多,而且需求也比較穩(wěn)定,差異主要來(lái)自于甲醇燃料、二甲醚的需求,還有就是最近剛剛才涌現(xiàn)的大量烯烴MTO方面的需求,這些是推動(dòng)甲醇需求在中國(guó)爆發(fā)性成長(zhǎng)的原動(dòng)力??墒?,為什么會(huì)有這樣的不同?




1.1 二甲醚


二甲醚又稱甲醚,簡(jiǎn)稱DME,在常壓下是一種無(wú)色氣體或壓縮液體,具有輕微醚香味。相對(duì)密度(20℃)0.666,熔點(diǎn)-141.5℃,沸點(diǎn)-24.9℃,室溫下蒸氣壓約為0.5MPa,與石油液化氣(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多種有機(jī)溶劑。易燃,在燃燒時(shí)火焰略帶光亮,燃燒熱(氣態(tài))為1455kJ/mol。常溫下DME具有惰性,不易自動(dòng)氧化,無(wú)腐蝕、無(wú)致癌性,但在輻射或加熱條件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。




作為一種新興基本化工原料,二甲醚具有很多用途。一般由于其良好的易壓縮、冷凝、汽化特性,國(guó)際上二甲醚主要在制藥、農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中有許多獨(dú)特用途,如高純度的二甲醚可代替氟里昂用作氣溶膠噴射劑和致冷劑,減少對(duì)大氣環(huán)境的污染和臭氧層的破壞。


中國(guó)在二甲醚需求方面與國(guó)外不同的一個(gè)主要原因就是對(duì)民用燃料氣的替代。因?yàn)閲?guó)內(nèi)LPG、汽柴油價(jià)格的壟斷管制,民營(yíng)企業(yè)對(duì)二甲醚在燃料氣替代上寄有很大的期望,實(shí)際上國(guó)內(nèi)10年前就已經(jīng)開(kāi)始在柴油部分摻混二甲醚的操作,雖然沒(méi)有明確的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),但以往的高油價(jià)使得二甲醚替代LPG、汽柴油方面變得有利可圖,加上二甲醚可以作為城市管道煤氣的調(diào)峰氣、液化氣摻混氣,所以國(guó)內(nèi)二甲醚的需求明顯比國(guó)外大。


現(xiàn)在的問(wèn)題是,二甲醚的制備目前主要是通過(guò)天然氣、煤或焦?fàn)t煤氣生產(chǎn),工藝上有“一步法”和“兩步法”,但實(shí)際上主體反應(yīng)都還是需要先制得甲醇,然后甲醇再脫水縮合生成二甲醚。前段的合成氣制備甲醇總體能耗約為46GJ/kg,甲醇縮合生成二甲醚放熱約744KJ/kg,而甲醇自身的燃燒熱大約為19530KJ/kg,這樣看來(lái)就很明顯了,為了得到燃燒熱約為36120KJ/kg的二甲醚,通過(guò)2個(gè)甲醇的合成,過(guò)程中還需要損耗多達(dá)~50GJ/kg的能量,關(guān)鍵是最后的收效和直接使用甲醇做燃料沒(méi)有多大區(qū)別;作為熱值僅為L(zhǎng)PG約2/3的二甲醚,替代LPG進(jìn)入燃?xì)夤芫W(wǎng)也不值得提倡,因?yàn)長(zhǎng)PG是重要的化工原料,其能量密度雖比NG高約2.8倍,但天然氣更清潔環(huán)保,也更加便捷,今后燃?xì)馐袌?chǎng)的主力還是天然氣,所以二甲醚在此更沒(méi)有多大市場(chǎng)的。


如果二甲醚在燃料替代市場(chǎng)打不開(kāi)局面,甚至還會(huì)被其他原料替代的話,實(shí)際上它的整個(gè)需求量占比在今后甲醇下游細(xì)分方面重要性還會(huì)降低,這將是可以看得見(jiàn)的趨勢(shì)。


1.2 甲醇燃料


甲醇作為燃料在中國(guó)有兩種途徑,一是摻混汽油做成M15,M30,M85,M100等規(guī)格在普通加油站進(jìn)行銷售,另一種是甲醇直接制汽油MTG工藝,隨著煤化工的興起最近得到市場(chǎng)越來(lái)越多的期待。




實(shí)際上根據(jù)EIA的數(shù)據(jù),甲醇的能量密度相當(dāng)于汽油的一半左右,不如乙醇或者天然氣。其帶來(lái)的好處是含氧量增加,燃燒清潔,弊端就是毒性大、易腐蝕。


1.2.1 甲醇摻混汽油


甲醇摻混汽油目前在國(guó)內(nèi)被定義為替代能源,2012年由工信部發(fā)文在山西、陜西、上海等地進(jìn)行試點(diǎn),但目前在各地都遭遇了冷遇。從經(jīng)濟(jì)性看,甲醇摻混比例越高越有吸引力,最好是M100。問(wèn)題是,甲醇摻混汽油最大挑戰(zhàn)是燃燒后產(chǎn)生的甲醛、甲酸等都會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕和磨損影響,即使添加昂貴的緩蝕劑等助劑也收效甚微。美國(guó)Ford公司的研究發(fā)現(xiàn),使用甲醇汽油后,發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中的鐵含量比使用無(wú)鉛汽油大5.2倍,發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損主要表現(xiàn)是活塞環(huán)和汽缸壁的磨損和腐蝕,另外,甲醇的蒸發(fā)潛熱大,氣化不良而流入汽缸壁,致潤(rùn)滑油膜被沖洗而造成的潤(rùn)滑油稀釋、并嚴(yán)重乳化導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)部件的摩擦磨損。RIPP的研究結(jié)果也表明,甲醇汽油對(duì)汽車油箱的鉛錫鍍層有腐蝕作用,甲醇的親水性使得在少量水分存在情況下很容易發(fā)生相分離,影響貯存和汽車正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而且甲醇是典型的神經(jīng)毒物,可經(jīng)呼吸道、 胃腸道和皮膚吸收,損害人的呼吸道粘膜和視力,對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)影響最大。


甲醇汽油開(kāi)發(fā)及應(yīng)用在國(guó)外開(kāi)始于70年代的第二次石油危機(jī),從替代能源角度出發(fā),德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)都曾對(duì)甲醇燃料及甲醇汽車配套技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。早在70年代,美國(guó)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)了M85、M100專用甲醇燃料汽車,但據(jù)統(tǒng)計(jì),1998年后美國(guó)甲醇燃料汽車和甲醇燃料都在減少,原因是多方面的。甲醇作為汽車燃料的缺陷,特別是甲醇有毒,使得甲醇在比較重視健康安全和生活質(zhì)量的美國(guó)市場(chǎng)不受歡迎,同時(shí)LNG、電力等替代燃料更安全更環(huán)保,也使甲醇替代燃料逐漸被拋棄。而且美國(guó)、日本汽車制造商堅(jiān)持反對(duì)在汽油中摻燒甲醇,在美國(guó)車用無(wú)鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)ASTM 4814中,要求甲醇含量最大不超過(guò)0.3Vol%。1998年12月世界汽車制造商組織聯(lián)合發(fā)布的“世界燃料規(guī)范”中,要求“不允許使用甲醇”。即使在歐洲,雖然85/536/EEC法規(guī)中規(guī)定汽油中可以允許含有≤3%的甲醇,但統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示實(shí)際燃料中僅添加了低于0.1-0.5%的甲醇。由于目前技術(shù)還不能很好解決甲醇汽油金屬腐蝕性問(wèn)題,美國(guó)通用、福特等汽車制造商在用戶手冊(cè)中明確表示,使用甲醇汽油的車輛發(fā)生損害不在保修范圍內(nèi)。


國(guó)內(nèi)在一些地區(qū)推行甲醇摻混實(shí)驗(yàn),主要原因還是過(guò)去幾年高油價(jià)的壓力,特別是一些煤炭基地富產(chǎn)甲醇,有動(dòng)力進(jìn)行市場(chǎng)推廣。鑒于以上國(guó)外經(jīng)驗(yàn)分析,未來(lái)幾年工信部不大可能同意擴(kuò)大試點(diǎn)范圍,而且甲醇摻混比例可能就限定在目前的15~85%范圍,這么算來(lái),整個(gè)試點(diǎn)市場(chǎng)內(nèi)甲醇絕對(duì)總量不會(huì)增加,而且隨著天然氣應(yīng)用的逐步推廣,未來(lái)還會(huì)逐漸萎縮。


1.2.2 甲醇制汽油MTG


MTG是隨著近幾年煤化工的興起而得到發(fā)展的,從工藝上講這是技術(shù)比較成熟的路徑。嚴(yán)格從煤來(lái)區(qū)分的話,實(shí)際有兩類,一是煤直接液化制汽柴油,這個(gè)過(guò)程基于合成氣的費(fèi)托合成,這一過(guò)程對(duì)煤質(zhì)要求較高,煤的灰分一般要小于5%,而且煤的活性、可磨性要好,硫,氮等雜原子含量越低越好,能耗也高,這已經(jīng)限制了其在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用;另一個(gè)是間接液化,煤或天然氣先制甲醇,然后再制汽油,這一流程對(duì)煤要求不高,規(guī)模大小也可以比較靈活,甚至在沿海地區(qū)遠(yuǎn)離產(chǎn)煤區(qū),只要能獲得進(jìn)口甲醇就能生產(chǎn),因此在國(guó)內(nèi)受到熱捧。


MTG反應(yīng)過(guò)程是甲醇首先脫水生成二甲醚,然后甲醇、二甲醚和水一起在催化劑作用下轉(zhuǎn)化成輕烯烴(C2~C4),之后再進(jìn)一步加成生成較長(zhǎng)鏈的烯烴、正/異構(gòu)石蠟烴、芳烴和環(huán)烷烴混合物。大體上原料噸單耗是2.5甲醇/汽油,過(guò)程放熱1.74MJ/kg,外部供能約為360KJ/mol,而實(shí)際上根據(jù)能量密度甲醇本身已經(jīng)相當(dāng)于汽油的一半,為了獲得汽油的最終形式,過(guò)程中所耗費(fèi)的能量相當(dāng)于16倍的甲醇。如果考慮到MTG汽油中還有較高含量的均四甲苯,降低它需要加氫以改善油品質(zhì)量,能耗還會(huì)進(jìn)一步增加。


所以從能量效率上看,MTG依然是不經(jīng)濟(jì)的,理論上只能當(dāng)油價(jià)高漲且甲醇過(guò)剩時(shí)才應(yīng)該考慮轉(zhuǎn)化為汽油燃料作為補(bǔ)充。


1.3 甲醇制烯烴MTO


MTO和MTG一樣也是隨著近幾年煤化工的興起而發(fā)展起來(lái)的。國(guó)家在推動(dòng)神華包頭MTO、寧煤MTP以及大唐多倫MTP項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)后,各地也抵不過(guò)高油價(jià)下聚烯烴巨大利潤(rùn)的誘惑,很多地方都在上類似的裝置,甚至一些不是產(chǎn)煤基地的地區(qū)就是進(jìn)口甲醇也要上MTO,都等不及最初那3家國(guó)家示范項(xiàng)目的總結(jié)報(bào)告出來(lái)。不過(guò)直至現(xiàn)在,這種總結(jié)報(bào)告也沒(méi)有公開(kāi),但是一個(gè)信號(hào)已經(jīng)出來(lái),就是國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始收緊相關(guān)準(zhǔn)入條件,提高了門(mén)檻。比如按照“十二五”規(guī)劃對(duì)現(xiàn)代煤化工示范項(xiàng)目的指標(biāo)要求,能源轉(zhuǎn)化效率不低于40%、噸烯烴煤耗不高于5.3噸(折標(biāo)準(zhǔn)煤)、噸標(biāo)準(zhǔn)煤新鮮水耗不大于4噸;如果達(dá)到先進(jìn)水平,需要能源轉(zhuǎn)化效率不低于44%、噸烯烴煤耗不高于5噸(折標(biāo)準(zhǔn)煤)、噸標(biāo)準(zhǔn)煤新鮮水耗不大于3噸。不知神華的水平處于哪個(gè)位置,應(yīng)該還沒(méi)達(dá)到先進(jìn)水平,否則也不會(huì)明示出來(lái)。


不過(guò)現(xiàn)代煤炭燃燒發(fā)電的轉(zhuǎn)化效率約為40~45%,IGCC據(jù)說(shuō)能達(dá)到更高50%左右,所以國(guó)家要求煤化工能源轉(zhuǎn)化效率最起碼要和熱力發(fā)電相似,那么我們看看是不是這樣?


拿現(xiàn)在最流行的CTO流程分析,整個(gè)過(guò)程分為三段:煤氣化(000968,股吧)制合成氣,合成氣制甲醇,甲醇制烯烴也即MTO 。一般而言以現(xiàn)在主流技術(shù)水平,約2.7:1的煤制甲醇,接著又是大約3:1的甲醇制烯烴。1kg的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒值為29306KJ,甲醇的是19530KJ/kg,聚烯烴的則是近40000KJ/kg,與燃油相當(dāng)。以60萬(wàn)噸/年烯烴裝置分析,能量轉(zhuǎn)化效率在第一段約為45%,第二段大約在70~80%,整個(gè)過(guò)程也就30%左右,所以單純就效率而言,CTO/MTO也是能耗偏高、能量轉(zhuǎn)化率低的工藝,只是如果把最終產(chǎn)品所含能量密度拿出來(lái)分別做對(duì)比的話,就會(huì)發(fā)現(xiàn)差別,畢竟聚烯烴不是拿來(lái)燃燒發(fā)電的,也不是加到汽油里驅(qū)動(dòng)汽車的,其主要功能還是被制成各種用品應(yīng)用在人類生活的方方面面。化工生產(chǎn)與能源生產(chǎn)一個(gè)最大不同是,能源生產(chǎn)中的熱熵最后都是被燒掉釋放能量出來(lái),而化工最后產(chǎn)物的熱熵則大部分還留在產(chǎn)品內(nèi)。從這個(gè)角度講,化工生產(chǎn)只要盡量做到循環(huán)利用,雖然整個(gè)生命周期內(nèi)能量轉(zhuǎn)化率不高,但其能量保存還是有實(shí)現(xiàn)的可能,即使每一過(guò)程依然還會(huì)損失20~30%的能量,但總比一步到位燃燒生成CO2和H2O,然后再想重新逆反應(yīng)回至烷烴就難了。


既然化工品單位能量密度不低,而且其能量生命周期較之汽油等燃料類能源要長(zhǎng),所以分析MTO的前景似乎不好簡(jiǎn)單的一票否決,但是還有兩個(gè)關(guān)鍵因素制約該工藝的發(fā)展:天然氣制甲醇再到烯烴工藝的競(jìng)爭(zhēng),以及國(guó)內(nèi)聚烯烴市場(chǎng)需求到底有多大?


談到聚烯烴需求主要是從中國(guó)龐大的人口基數(shù)考慮的,很多業(yè)內(nèi)人士經(jīng)常引用以下表格來(lái)佐證國(guó)內(nèi)聚烯烴市場(chǎng)依舊還有很大成長(zhǎng)空間,只是真的會(huì)這樣么?




聚烯烴畢竟還不是戰(zhàn)略物資,中國(guó)沒(méi)必要為實(shí)現(xiàn)聚烯烴100%自給就不顧能源現(xiàn)實(shí)滿目擴(kuò)建大乙烯,進(jìn)口國(guó)外低價(jià)烯烴產(chǎn)品也是很好選擇,還可以緩解國(guó)內(nèi)能源供給壓力,降低污染;況且國(guó)內(nèi)聚烯烴消費(fèi)量也已接近世界平均水平。指望中國(guó)聚烯烴人均消費(fèi)水平達(dá)到美國(guó)一樣不現(xiàn)實(shí),這從下面兩張圖可以看出未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間中國(guó)也許會(huì)把單位GDP的耗能達(dá)到和發(fā)達(dá)國(guó)家一樣,但人均GDP差距基本不變,也就是人均化工品的需求不可能達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平,最多達(dá)到世界平均水平。換成結(jié)論就是,聚烯烴市場(chǎng)的成長(zhǎng)空間沒(méi)有想象的那么大!




2. 制取甲醇的上游原料選擇


從化學(xué)反應(yīng)路徑看,制取甲醇主要是合成氣(CO2、CO和H2)或者CH4。前者主要由煤加工而來(lái),后者則來(lái)自于天然氣或者頁(yè)巖氣。很多文章已經(jīng)從成本等角度給出孰優(yōu)孰劣的結(jié)論,這里依然還是從能量使用效率角度加以闡述。


煤制甲醇是用氣化爐轉(zhuǎn)化為水煤氣,再用轉(zhuǎn)化爐調(diào)節(jié)氫碳比,進(jìn)合成塔制成甲醇;天然氣制甲醇則是CH4進(jìn)轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化為合成氣,再進(jìn)合成塔制成甲醇。所以不管是煤層氣、煤氣化、焦?fàn)t氣,還是天然氣,實(shí)質(zhì)都還是通過(guò)含CO2、H2O、CO和H2的合成氣制甲醇,區(qū)別僅來(lái)自于進(jìn)轉(zhuǎn)化爐前的氫碳比調(diào)節(jié),理論上每生產(chǎn)1t的甲醇需要不低于~23GJ的能量,而傳統(tǒng)的天然氣制甲醇能耗為29~31GJ,煤制甲醇因?yàn)闊o(wú)需頻繁調(diào)節(jié)氫碳比,在反應(yīng)耗能上比天然氣稍低,也即28~29GJ,所以兩者相差不大。


鑒于我國(guó)天然氣資源匱乏,今后需要大量進(jìn)口,而且天然氣是清潔燃料,主要用于城市燃料,所以2007年8月國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)了《天然氣利用政策》,禁止利用天然氣生產(chǎn)甲醇,也限制利用天然氣生產(chǎn)合成氨、乙炔、氯甲烷等。


天然氣的變數(shù)來(lái)自于國(guó)外。


由于中東、北美天然氣富裕,加上天然氣運(yùn)輸比較困難,比較合乎邏輯的思路自然是將天然氣轉(zhuǎn)化成其他液體或固體化學(xué)品,耗能不多但產(chǎn)物能量密度又高適合遠(yuǎn)距離運(yùn)輸,在當(dāng)前的技術(shù)水平下,甲醇是最合適的選擇。


當(dāng)然美國(guó)依然還在探索,如果CH4能跳過(guò)分解制合成氣到甲醇這一步,直接反應(yīng)生成烯烴將會(huì)是化工行業(yè)的又一革命!因?yàn)闇p少反應(yīng)步驟就意味著降低能量損耗,而且聚烯烴能量密度比之甲醇高出兩倍,又是固體更適合運(yùn)輸,所以未來(lái)從國(guó)外海上漂過(guò)來(lái)進(jìn)口的將不再是甲醇而是各種牌號(hào)的聚烯烴!近來(lái)已有端倪出現(xiàn),美國(guó)一家小工程技術(shù)公司Siluria在其得克薩斯州的試驗(yàn)工廠舉行了盛大的開(kāi)車儀式,成為世界上第一家實(shí)現(xiàn)將天然氣直接工業(yè)化大規(guī)模轉(zhuǎn)化為乙烯的企業(yè),而且Siluria公司高管已受邀與美國(guó)能源部探討美國(guó)未來(lái)能源政策問(wèn)題,美國(guó)政府已經(jīng)意識(shí)到新路線可能對(duì)其能源和制造業(yè)的戰(zhàn)略價(jià)值,也在考慮制定有關(guān)政策促進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。


根據(jù)IEA2012年的數(shù)據(jù),美國(guó)天然氣下游需求狀況主要還是發(fā)電和取熱,按能量計(jì)占整個(gè)能源消費(fèi)77%,共約21,339,716TJ,而工業(yè)用途僅占17%,這其中還包括生產(chǎn)過(guò)程中加熱等需求,并不是全部都用于化工轉(zhuǎn)化制成別的化學(xué)品。如果對(duì)美國(guó)天然氣工業(yè)用途用量在過(guò)去幾年的變化情況進(jìn)行分析,EIA的數(shù)據(jù)顯示這個(gè)變化趨勢(shì)并不明顯,說(shuō)明在美國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)甲烷使用的態(tài)度依然很慎重,主要還是發(fā)電取熱,而不是用來(lái)做甲醇,接著再通過(guò)MTO換成聚烯烴,即使美國(guó)有很大優(yōu)勢(shì)的頁(yè)巖氣資源。





3. 結(jié)論


綜上所述,全球甲醇多數(shù)下游需求都基本穩(wěn)定,增長(zhǎng)率大體維持在個(gè)位數(shù)以內(nèi),不足以支撐未來(lái)龐大的新增甲醇產(chǎn)能快速增長(zhǎng);寄希望于甲醇在燃料替代方面取得突破,并進(jìn)而改變中國(guó)的能源格局既不現(xiàn)實(shí)也不可行。目前看起來(lái)似乎只有CTO/MTO還有些生命力,但依舊不保險(xiǎn)。中國(guó)古代兵法書(shū)上有云:圍三闕一,在那些富氣的國(guó)家摸索到更好的能量載體之前,他們需要中國(guó)龐大的市場(chǎng)來(lái)消化多余的天然氣,出口甲醇就是這“闕一”,而他們自己則很少在自己國(guó)家新建擴(kuò)建MTO的,很顯然他們有把握實(shí)現(xiàn)在LNG、甲醇之外更好的將甲烷出口方式,未來(lái)甲烷直接制乙烯就是其一。


到那時(shí),甲醇失去了作為能源及化工間的橋梁作用光環(huán)后,還有多少泡沫空間讓人想象?如今那些投在“史上最大”項(xiàng)目上的真金白銀能不能收得回來(lái)都還是未知數(shù),所以現(xiàn)在一片欣欣向榮的CTO/MTO市場(chǎng)上,確實(shí)應(yīng)該有人站出來(lái)潑盆冷水:中國(guó)的甲醇業(yè),確實(shí)已經(jīng)站在了懸崖邊了!


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