FMTA工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化后，可望形成煤炭清潔利用和甲醇、PX、PTA等中間產(chǎn)品生產(chǎn)與聚酯合成的上下游一體化產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氫氣和蒸汽實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，能源轉(zhuǎn)化效率43.86%，生產(chǎn)1t PX耗水約8t，技術(shù)集成優(yōu)勢(shì)明顯，而且副產(chǎn)干氣回收增產(chǎn)甲醇，工藝水處理后作為循環(huán)水補(bǔ)水，資源、能源均得到合理利用。

1.3       其他生產(chǎn)芳烴新技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀

1.3.1 甲苯甲醇甲基化制芳烴技術(shù)

        中國(guó)石化上海石油化工研究院于2009年立項(xiàng)開展甲苯甲醇甲基化（MTX）技術(shù)研究，其采用La2O3、MgO以及La2O3-MgO復(fù)合改性的HZSM-5分子篩，利用水蒸氣鈍化處理催化劑，有效提高了產(chǎn)物中PX的選擇性。最終PX選擇性超過94%，甲苯轉(zhuǎn)化率接近20%，理論上每生產(chǎn)1t PX只需要消耗1t甲苯[5]。2012年12月，該院和揚(yáng)子石化、洛陽(yáng)工程公司共同完成的首套20萬t/a甲苯甲醇甲基化工業(yè)裝置在揚(yáng)子石化完成工業(yè)試驗(yàn)。該項(xiàng)目年加工甲苯20萬t、年產(chǎn)C8+芳烴24萬t，甲醇轉(zhuǎn)化率100%，二甲苯選擇性大于80%。2014年6月，該項(xiàng)目通過了中國(guó)石化科技部組織的技術(shù)鑒定，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的MTX成套技術(shù)。

1.3.2  甲醇甲苯制PX聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴技術(shù)

       中科院大連化學(xué)物理研究所與陜西煤化工技術(shù)工程中心共同開發(fā)了甲醇甲苯制PX聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴（TMTA）技術(shù)，研制出性能優(yōu)異的甲苯甲醇制PX聯(lián)產(chǎn)烯烴流化床專用催化劑，并完成了工業(yè)放大制備。2012年7月在陜西華縣完成了百噸級(jí)中試研究。該技術(shù)可對(duì)PX和低碳烯烴比例進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，甲苯轉(zhuǎn)化率24.4%，甲醇轉(zhuǎn)化率83.0%，二甲苯中PX選擇性93.2%[6]。2013年11月，陜西煤化工技術(shù)工程中心、中國(guó)海油惠州煉化與中國(guó)石化洛陽(yáng)工程公司簽訂20萬t/a TMTA工業(yè)示范項(xiàng)目技術(shù)開發(fā)合作協(xié)議，目前該項(xiàng)目正在加快推進(jìn)。

1.3.3  苯和甲醇的烷基化制芳烴技術(shù)

中國(guó)石油烏烏魯木齊石化公司100萬t/a芳烴聯(lián)合裝置每年副產(chǎn)30萬t苯，為提高苯產(chǎn)品的附加值，該公司研究院從2008年開始進(jìn)行苯甲醇烷基化技術(shù)研發(fā)，通過苯與廉價(jià)的化工原料甲醇烷基化后生產(chǎn)的混合芳烴作為高辛烷值汽油的調(diào)和組分，不僅苯得到充分利用，也提高了汽油辛烷值。2014年5月，烏石化苯甲醇烷基化項(xiàng)目研究進(jìn)入工業(yè)放大試驗(yàn)階段。目前研究人員已完成苯與甲醇烷基化催化劑噸級(jí)放大，并對(duì)催化劑進(jìn)行長(zhǎng)周期壽命評(píng)價(jià)試驗(yàn)[7]。

1.4  煤基合成氣直接制芳烴技術(shù)

       合成氣一步法制芳烴是在合適的催化劑下將合成氣直接催化轉(zhuǎn)化為芳烴，與煤經(jīng)甲醇制芳烴相比，在降低裝置投資和運(yùn)行費(fèi)用方面更具潛力。煤基合成氣直接制芳烴的催化劑有兩類：第一類為F-T合成催化劑組分與芳構(gòu)化催化劑復(fù)合而成；第二類為合成甲醇/脫水催化劑與芳構(gòu)化催化劑復(fù)合而成。國(guó)內(nèi)研究合成氣直接制芳烴技術(shù)的主要有南京大學(xué)、中科院山西煤化所等單位。南京大學(xué)采用Fe-Mo-ZnZSM-5催化劑，進(jìn)行了60h的穩(wěn)定性試驗(yàn)，CO轉(zhuǎn)化率為85%～99.7%，芳烴選擇性44%～58%，芳烴產(chǎn)率34.6%～57.8%，BTX產(chǎn)率34.6%～57.8%。山西煤化所采用兩段復(fù)合床合成氣直接芳構(gòu)化技術(shù)，上床層采用合成甲醇催化劑與脫水催化劑復(fù)合，下層床采用SAPO與NKF-5分子篩負(fù)載Zn、Ga等脫氫組分所構(gòu)成的復(fù)合催化劑，CO轉(zhuǎn)化率為75%～85%，總芳烴選擇性84.1%～91.8%，總芳烴產(chǎn)率60%～72%，BTX產(chǎn)率42%～50%�？傮w而言，煤基合成氣一步法制芳烴技術(shù)目前仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，研究進(jìn)展值得關(guān)注。

2  煤制芳烴技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性分析

        我國(guó)煤制芳烴技術(shù)尚處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的起步階段，未來要重點(diǎn)解決甲醇制芳烴反應(yīng)器設(shè)計(jì)和放大、反應(yīng)熱平衡和工程優(yōu)化、PX催化劑工業(yè)化應(yīng)用等問題[8],工藝技術(shù)有待完善。煤制芳烴項(xiàng)目投資強(qiáng)度大，一套100萬t／a煤制芳烴項(xiàng)目的總投資約280億元，其中建設(shè)投資約253億元。影響煤制芳烴生產(chǎn)成本的主要因素是煤炭?jī)r(jià)格和石油價(jià)格。根據(jù)石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院建立的煤制芳烴成本模型分析結(jié)果[9]，當(dāng)國(guó)際油價(jià)在60美元/桶及以上水平時(shí)，煤制芳烴路線具有成本優(yōu)勢(shì)；當(dāng)油價(jià)達(dá)到80美元／桶時(shí)，煤制芳烴路線PX生產(chǎn)成本4906元/t，能夠保證項(xiàng)目盈利的煤價(jià)115元/t。當(dāng)原油價(jià)格達(dá)到85美元/桶（對(duì)應(yīng)可承受煤炭?jī)r(jià)格213元／t），PX生產(chǎn)成本5313元/t,煤制芳烴項(xiàng)目才能滿足IRR（稅前）11%要求，煤制芳烴相對(duì)于石腦油制芳烴具有較好的盈利能力。值得指出的是，如果采用外購(gòu)甲醇制芳烴，則PX生產(chǎn)成本完全取決于甲醇原料購(gòu)置成本，其經(jīng)濟(jì)性要低于煤制芳烴路線。

3  對(duì)我國(guó)煤制芳烴產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景的分析思考

        煤制芳烴是繼煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣、煤制乙二醇之后，在我國(guó)發(fā)展起來的又一重要現(xiàn)代煤化工技術(shù)。發(fā)展煤制芳烴符合我國(guó)化石資源稟賦特點(diǎn)，煤制芳烴是對(duì)石油芳烴的重要補(bǔ)充，是減少我國(guó)PX進(jìn)口量、滿足國(guó)內(nèi)聚酯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展需求的重要途徑。目前我國(guó)煤制芳烴正處于產(chǎn)業(yè)化初期，總體來看具有良好的市場(chǎng)前景，應(yīng)該加快發(fā)展，但也有一些實(shí)際問題需要引起業(yè)內(nèi)高度重視和深入思考，主要包括以下3個(gè)方面：

（1）石油基芳烴新項(xiàng)目不斷建成投產(chǎn)，對(duì)煤基芳烴產(chǎn)能投放帶來很大壓力

       2010我國(guó)PX產(chǎn)能826萬t/a、產(chǎn)量612萬t，2016年產(chǎn)能達(dá)到1397萬t/a、產(chǎn)量977萬t，但由于下游聚酯和中游PTA的快速擴(kuò)張，我國(guó)PX需求大幅增長(zhǎng)，2010年P(guān)X需求944萬t，到2016年達(dá)到2207萬t，PX供給遠(yuǎn)不能滿足需求增長(zhǎng)，造成巨大供給缺口且逐年擴(kuò)大，2016年國(guó)內(nèi)PX進(jìn)口量達(dá)到1236萬t（進(jìn)口均價(jià)782美元/噸），進(jìn)口依存度高達(dá)56%。

       2011年我國(guó)PX的表觀消費(fèi)量約1100萬t，到2016年達(dá)到2200萬t，5年中消費(fèi)量增長(zhǎng)1倍，而這5年里我國(guó)PX的產(chǎn)量從680萬t增加到1000萬t，增長(zhǎng)不超過50%，其中的巨大缺口全部依靠增加進(jìn)口來彌補(bǔ)。面對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)PX產(chǎn)品的巨大需求，近幾年我國(guó)民營(yíng)石化紛紛新建芳烴項(xiàng)目，例如：浙江石化位于舟山的920萬t/a芳烴項(xiàng)目（分2期建設(shè)，芳烴每期460萬t/a）；河北新華聯(lián)合石化位于唐山曹妃甸的557萬t/a芳烴項(xiàng)目（其中PX產(chǎn)能400萬t/a）；淺海集團(tuán)一泓石化、華通京港、協(xié)鑫集團(tuán)3家企業(yè)（均位于河北曹妃甸）合計(jì)產(chǎn)能約750萬t/a的芳烴項(xiàng)目；盛虹石化位于江蘇連云港的280萬t/a芳烴項(xiàng)目；2016年已經(jīng)開工建設(shè)的恒力石化位于遼寧大連長(zhǎng)興島的450萬t/a 芳烴項(xiàng)目。上述四大石化基地總計(jì)新增產(chǎn)能將達(dá)到2280萬t/a，這些新增產(chǎn)能將于2018-2022年間陸續(xù)建成投產(chǎn)。除此之外，廣東惠州、浙江寧波、天津、上海、福建、海南、廣西、云南和河南等多地都有PX新建和在建項(xiàng)目，有的已經(jīng)即將完工。2017年山東省也宣布規(guī)劃產(chǎn)能近千萬噸的PX項(xiàng)目，總體預(yù)測(cè)2022年前后我國(guó)新增PX產(chǎn)能將超過4000萬t/a，2020年加上我國(guó)每年進(jìn)口韓國(guó)、新加坡、沙特、阿曼、泰國(guó)等國(guó)家以及來自中國(guó)臺(tái)灣的PX產(chǎn)品，屆時(shí)國(guó)內(nèi)PX市場(chǎng)很快會(huì)面臨供給過剩，因此國(guó)內(nèi)投資PX項(xiàng)目須謹(jǐn)慎決策。

（2）低油價(jià)下煤基芳烴競(jìng)爭(zhēng)力較弱，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)降低生產(chǎn)成本不容忽視

        煤制芳烴在國(guó)際原油價(jià)格超過60美元/桶時(shí)具有成本優(yōu)勢(shì)，在油價(jià)超過85美元／桶時(shí)具有較好的盈利能力，可以說煤制芳烴技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性很大程度上依賴于高油價(jià)，然而根據(jù)IHS等國(guó)際知名咨詢機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，隨著替代能源的快速發(fā)展和非常規(guī)油氣資源開采成本的下降，未來全球原油市場(chǎng)供應(yīng)將持續(xù)保持寬松，中長(zhǎng)期內(nèi)國(guó)際油價(jià)即使上漲，也不會(huì)超過80美元／桶，更不可能回歸至100美元／桶的高油價(jià)時(shí)代。因此，在未來國(guó)際油價(jià)持續(xù)中低位運(yùn)行的前提下，強(qiáng)化煤制芳烴技術(shù)攻關(guān)、降低生產(chǎn)成本勢(shì)在必行，主要包括：加大甲醇芳構(gòu)化、甲苯擇形歧化、苯甲醇烷基化高效催化劑開發(fā)，通過催化劑性能的改進(jìn)提高PX目的產(chǎn)品收率，實(shí)現(xiàn)從苯、甲醇、甲苯低價(jià)值原料向高附加值PX產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化；同時(shí)，采用先進(jìn)的氣流床煤氣化工藝技術(shù)和先進(jìn)甲醇生產(chǎn)工藝，經(jīng)過對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝過程能量利用的合理級(jí)配以及氫氣、干氣、焦炭等副產(chǎn)物的循環(huán)利用，進(jìn)一步提高生產(chǎn)工藝能量利用效率，以降低物耗、能耗和PX生產(chǎn)成本，提高煤制芳烴技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。此外，加快開發(fā)合成氣一步法直接制芳烴技術(shù)，縮短煤制芳烴工藝流程，為降低裝置投資、提高煤制芳烴競(jìng)爭(zhēng)力創(chuàng)造條件。

（3）做好煤制芳烴新項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)，確保裝置清潔高效安全運(yùn)行

        近年來，我國(guó)聚酯產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，迫切需要上游PX生產(chǎn)裝置加快建設(shè)、擴(kuò)大產(chǎn)能規(guī)模，但由于部分民眾和媒體對(duì)PX產(chǎn)品性能、裝置環(huán)境影響的誤解，引發(fā)大連、寧波、成都、廈門、茂名等多地發(fā)生群體事件，迫使新建PX項(xiàng)目被擱置甚至取消，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施造成極大影響，但經(jīng)過政府組織的反復(fù)科學(xué)論證，一致認(rèn)為只要解決好安全和環(huán)保問題，嚴(yán)格加強(qiáng)項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行管理，PX項(xiàng)目完全可以按規(guī)劃建設(shè)實(shí)施。近兩年大多數(shù)居民對(duì)PX裝置的偏見已經(jīng)明顯減少，加之PX市場(chǎng)缺口大，正是發(fā)展煤制芳烴大好時(shí)機(jī)。在新項(xiàng)目實(shí)施過程中，必須按照我國(guó)政府相關(guān)法規(guī)要求，認(rèn)真做好項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)，同時(shí)通過企業(yè)、媒體、政府和社會(huì)的共同努力，進(jìn)一步消除普通民眾對(duì)建設(shè)PX項(xiàng)目的疑慮，加快推動(dòng)工業(yè)化示范項(xiàng)目建設(shè)，并在項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、不斷優(yōu)化工藝，提高技術(shù)的先進(jìn)性與可靠性，確保新建裝置清潔高效安全運(yùn)行。