肖敦峰,霍 磊,吳殊斌

(中國五環(huán)工程有限公司,湖北 武漢 430223)

2019年9月28日,隨著“北煤南運”大通道——浩吉鐵路正式通車,“兩湖一江”地區(qū)的煤炭供給能力極大富余。浩吉鐵路近期運載能力2億t/a,遠期可達3億t/a。其中,荊州地區(qū)的下煤量為8 000萬t/a,除去本地消費及替代‘海進江’的2 000萬t/a,余量高達6 000萬t/a。這么多的煤炭對荊州地區(qū)來說既是機遇又是挑戰(zhàn)。如何將這些煤炭清潔高效地轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化成什么產(chǎn)品會在整個產(chǎn)業(yè)鏈條中具有比較優(yōu)勢?本文將圍繞這個核心問題展開研究。

1 荊州地區(qū)化工基礎(chǔ)分析

首先,對荊州地區(qū)進行SWOT分析。分析結(jié)果見表1。

表1 SWOT分析

在共抓大保護、不搞大開發(fā)的大背景下,荊州地區(qū)發(fā)展現(xiàn)代煤化工的威脅主要來自安全和環(huán)保兩方面。

環(huán)保方面可從如下幾個方面解決:①采用清潔高效的加壓煤氣化技術(shù),避免產(chǎn)生難以處理的污染物;②篩選項目,對有污染頑疾的化工項目實行一票否決;③采用前端治理與后端治理結(jié)合,園區(qū)化整體解決,做到“三廢”不出園區(qū)。

安全方面可從如下方面解決:①所有項目全部入園,集中統(tǒng)一規(guī)劃和管理,確保與長江和公共區(qū)的安全防護距離;②建立智慧園區(qū),采用先進控制系統(tǒng),減少現(xiàn)場人員操作和活動。

針對荊州地區(qū)化工基礎(chǔ)薄弱的劣勢,可采取有效措施來彌補。首先,荊州地區(qū)有三峽大學(xué)(含曾經(jīng)的江漢石油學(xué)院),每年培養(yǎng)大量的化工技術(shù)人才,且周邊的武漢、荊門、宜昌、岳陽有大量的成熟技術(shù)人才可引進。

那么,荊州在浩吉鐵路開通帶來的時代機遇下,如何發(fā)揮好自身優(yōu)勢,做好煤炭這篇大文章?作為一個化工行業(yè)從業(yè)者,有必要為荊州地區(qū)發(fā)展現(xiàn)代煤化工及與石油化工的耦合發(fā)展獻計獻策。

2 現(xiàn)代煤化工產(chǎn)品選擇

現(xiàn)代煤化工的主要路線和產(chǎn)品主要有煤制合成氨尿素、煤制甲醇、煤制乙醇、煤制乙二醇、煤制烯烴、煤制油、煤制氣。各主要產(chǎn)品的單位煤耗、單位水耗見表2。

表2 煤化工產(chǎn)品的單位煤耗、單位水耗

注:煤耗以LHV=22 900 kJ/kg煤炭計算。

由于經(jīng)煤炭生產(chǎn)乙二醇、聚烯烴和油品的煤炭消耗較高,從內(nèi)蒙古、榆林地區(qū)經(jīng)浩吉鐵路到達荊州的煤炭運輸成本約200～250元/t,因此,在荊州地區(qū)建設(shè)煤制乙二醇、煤制聚烯烴、煤制油等不具有成本優(yōu)勢。但在荊州地區(qū)發(fā)展煤制合成氨尿素項目具有成本優(yōu)勢。

(1)華東地區(qū)液氨缺口較大,且液氨價格長期維持在2 600～3 300元/t,在荊州地區(qū)生產(chǎn)液氨,通過長江水道運輸?shù)饺A東地區(qū),將具有較大的利潤空間。

(2)湖北周邊企業(yè)多為固定床造氣,屬于待置換的落后產(chǎn)能;而在荊州地區(qū)采用新型煤氣化技術(shù)建設(shè)合成氨尿素工廠,環(huán)保性能更好,是國家鼓勵發(fā)展的方向。

(3)以華中、華東市場作為分析對象,在荊州地區(qū)建設(shè)煤制化肥項目與在陜西、內(nèi)蒙古煤礦坑口建設(shè),到化工目標市場的成本價相當(dāng)。

(4)在荊州地區(qū)建設(shè)煤制化肥項目,考慮湖北地區(qū)至重慶地區(qū)的水運物流成本,仍比重慶當(dāng)?shù)靥烊粴庵颇蛩厣a(chǎn)成本低約320元/t,成本優(yōu)勢明顯。

3 丙烯與合成氨、合成氣產(chǎn)業(yè)鏈的耦合發(fā)展

在荊州地區(qū)除了發(fā)展煤制合成氨尿素產(chǎn)品能輻射長江上中下游市場,且具有成本競爭力外,還有煤化工與石油化工耦合產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的極好空間。油氣資源是氫多碳少,煤炭資源是碳多氫少。沿海地區(qū)大量發(fā)展石油化工和輕烴化工,丙烷脫氫及乙烷裂解的氫氣大量富余,由于政策約束而不能通過發(fā)展煤化工獲取碳源,因此沿海地區(qū)碳資源非常缺乏。西北地區(qū)煤化工發(fā)達,碳資源非常豐富,為了獲取氫氣資源,需要通過一氧化碳變換來獲取氫氣,且1 Nm3CO轉(zhuǎn)化為氫氣,需要排出1 Nm3CO2,碳排放壓力巨大。浩吉鐵路和長江水道的交叉,為油氣化工與煤化工的耦合架起了橋梁,而它們的交匯點正好在湖北荊州地區(qū)。因此,從碳氫平衡的角度來說,在湖北荊州地區(qū)發(fā)展煤化工與油氣化工深度耦合的下游產(chǎn)業(yè)鏈將具有廣闊市場前景。

湖北荊州地區(qū)可通過武漢石化、長嶺煉化、荊門石化等獲取烯烴和芳烴資源。雖然乙烯、丙烯和芳烴資源相對沿海不具有成本優(yōu)勢,但該地區(qū)CO、H2和氨具有成本優(yōu)勢,筆者在篩選下游產(chǎn)業(yè)鏈時,主要集中在消耗液氨、CO和H2相對較高的下游產(chǎn)業(yè)鏈。按此原則篩選后,有如下幾個產(chǎn)品具有顯著成本優(yōu)勢:丁辛醇、丙烯腈、己內(nèi)酰胺。

3.1 丁辛醇市場競爭力分析

湖北地區(qū)丙烯資源相對缺乏,其價格相對沿海地區(qū)高出300元/t,但煤制合成氣和煤鍋爐蒸汽資源非常豐富,且價格相對較低,在荊州地區(qū)建設(shè)丁辛醇裝置的單位成本測算見表3。

表3 荊州地區(qū)生產(chǎn)丁辛醇噸成本估算

沿海地區(qū)丙烯資源豐富且價格相對較低,但由于不能新建煤制氣項目,難以獲得廉價的H2、CO,可從丙烷脫氫或天然氣轉(zhuǎn)化項目獲取,CO可通過天然氣轉(zhuǎn)化或甲醇裂解獲取,其標方氣體的成本均在1.5元/Nm3以上,且沿海蒸汽價格高達200元/t。在沿海地區(qū)建設(shè)丁辛醇裝置的單位成本測算見表4。

表4 沿海地區(qū)生產(chǎn)丁辛醇噸成本估算

從表3和4的對比可以看出,在荊州地區(qū)發(fā)展丁辛醇項目還是具有較大的成本競爭力,如果能在園區(qū)繼續(xù)發(fā)展丙烯酸產(chǎn)業(yè),形成丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯及吸水性樹脂SAP產(chǎn)業(yè)鏈,其競爭優(yōu)勢將會更大。

3.2 丙烯腈市場競爭力分析

生產(chǎn)丙烯腈產(chǎn)品的主要原料為丙烯、液氨,煤制液氨成本相對沿海地區(qū)液氨售價便宜1 000元/t。在荊州地區(qū)建設(shè)丙烯腈裝置的單位成本測算見表5。

表5 荊州地區(qū)生產(chǎn)丙烯腈噸成本估算

沿海地區(qū)丙烯資源豐富且價格相對較低,但由于不能新建煤制合成氨項目,難以獲得廉價的液氨,液氨價格在3 000元/t以上,且沿海蒸汽價格高達200元/t。在沿海地區(qū)建設(shè)丙烯腈裝置的單位成本測算見表6。

表6 沿海地區(qū)生產(chǎn)丙烯腈噸成本估算

從表5和表6的對比可以看出,在荊州地區(qū)發(fā)展丙烯腈項目具有成本競爭力,如果能在園區(qū)形成下游ABS樹脂和MMA產(chǎn)業(yè)鏈,其競爭優(yōu)勢將會更大。

3.3 己內(nèi)酰胺市場競爭力分析

生產(chǎn)己內(nèi)酰胺產(chǎn)品的主要原料為苯、液氨、硫磺、氫氣,煤制液氨成本相對沿海地區(qū)液氨售價便宜1 000元/t,煤制氫氣成本相對沿海地區(qū)甲醇裂解制氫氣便宜0.8元/Nm3。在荊州地區(qū)建設(shè)己內(nèi)酰胺裝置的單位成本測算見表7。

表7 荊州地區(qū)生產(chǎn)己內(nèi)酰胺噸成本估算

沿海地區(qū)由于不能新建煤制合成氨項目,難以獲得廉價的液氨。在沿海地區(qū)建設(shè)己內(nèi)酰胺裝置的單位成本測算見表8。

表8 沿海地區(qū)生產(chǎn)己內(nèi)酰胺噸成本估算

從表7和8的對比可以看出,在荊州地區(qū)發(fā)展己內(nèi)酰胺項目具有很強的成本競爭力,可進一步延伸形成尼龍6產(chǎn)業(yè)。另外,副產(chǎn)的硫酸銨還可用于湖北地區(qū)復(fù)合肥的原料,進一步提升硫酸銨的附加值。

4 結(jié)論和建議

在荊州地區(qū)發(fā)展傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品要重點圍繞具有成本競爭力的煤制合成氨和尿素產(chǎn)品,輻射長江上中下游地區(qū);在荊州地區(qū)要選擇性地發(fā)展煤化工與油氣化工耦合產(chǎn)業(yè)鏈,重點圍繞具有成本競爭力的丁辛醇、丙烯腈、己內(nèi)酰胺等產(chǎn)品進行布局,將會形成浩吉鐵路與長江水道交匯點處獨具特色的現(xiàn)代化工園區(qū);為了使荊州地區(qū)的現(xiàn)代煤化工與油氣化工協(xié)同發(fā)展,可適度發(fā)展煤制烯烴或丙烷脫氫產(chǎn)業(yè),為乙烯丙烯與合成氣耦合發(fā)展提供乙烯和丙烯原料保障;在荊州地區(qū)發(fā)展煤化工一定要按照最嚴苛的環(huán)保標準和安全標準,選擇清潔環(huán)保且安全的綠色技術(shù),入園集中智慧化管理,杜絕污染和安全隱患,做到發(fā)展、保護兩不誤。