传统煤化工技术路线

    传统煤化工在过去几十年支撑了我国化肥、钢铁等行业的发展。当前，产业正在逐步淘汰部分落后产能，通过技术改造、节能降耗、产业链延伸等方式提升竞争力。

    ▶煤炭焦化

    当前国内外煤炭焦化技术正朝着大型化、低氮/低碳、智能化、余热深度回收、焦炉煤气高值化、低温分质利用六大方向迭代。

    ▶电石

    电石（碳化钙）的生产技术核心是高温下让生石灰与碳素原料反应。全球电石生产95%以上采用电弧炉法（电热法）。新兴路线包括氧热法、球团法、等离子体法。

    ▶煤制合成氨

    传统煤化工以固定床技术将煤炭转化为合成气，经变换、净化、压缩、合成等工序生产氨。目前我国以新型煤气化技术为主导，正向大型化、低碳化升级。

    现代煤化工

    技术路线

    现代煤化工以煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等为代表，技术门槛较高，产品附加值更高。近年来，我国在煤制烯烃、煤制乙二醇等领域已实现工业化突破。煤制油在能源安全战略中占据一定地位，煤制烯烃则成为石化原料的重要补充。

    ▶煤制甲醇

    国内主流大型煤制甲醇技术以气流床气化和低压合成为核心，未来将持续节能降耗；欧美则以可再生能源制备绿色甲醇作为碳中和重要路径。

    煤制甲醇先将煤炭转化为合成气，原料气变换净化后再通过催化反应合成甲醇。以德士古（GE）、多喷嘴对置式、SE东方水煤浆、晋华炉等为代表的水煤浆气化与以壳牌SCGP（干煤粉加压气化）、GSP（干粉加压气化）、国产航天炉、SE东方炉等粉煤气化为代表的气流床气化技术已成为主流。原料气净化以林德、鲁奇、中国石化S-AGR技术为主。大型低压甲醇合成技术以鲁奇、庄信万丰、丹麦托普索等国外技术为主；国内南京聚拓化工科技有限公司、赛鼎工程有限公司可提供工艺包，催化剂以中化西南院XNC-98-5型大型甲醇合成催化剂、中国石化南化公司研究院C307-M型甲醇合成催化剂为代表。

    ▶煤制油

    煤制油技术主要分为煤直接液化和煤间接液化两条路线。我国是全球唯一掌握百万吨级两种核心技术的国家，国家能源集团在内蒙古鄂尔多斯和宁夏宁东建成了世界级示范项目。

    煤直接液化技术是在高温（约450摄氏度）、高压（约20兆帕）和催化剂作用下，煤炭直接与氢气反应，经过加氢裂解，生成柴油（占60%~70%）、石脑油、液化气等燃料，油品以环烷烃为主，具有低硫、低氮、高密度、低凝点、低十六烷值等特点。煤间接液化是将煤炭在气化炉中不完全燃烧，生成合成气，再通过费托合成反应，将合成气催化转化为柴油、石脑油、液化气、LNG等，油品以正构烷烃为主，具有十六烷值高（可达70）、密度低、无硫、无芳烃的优质特性。

    目前煤制油技术正从单纯生产油品向生产高端化学品和特种燃料延伸，并探索与绿氢、碳捕集封存等技术耦合，以实现更低碳排放和更高能源利用效率。

    ▶煤制烯烃

    煤制烯烃是现代煤化工核心路线，以煤为原料，经由甲醇生产乙烯、丙烯等低碳烯烃，开辟了非石油资源生产烯烃的新路径。

    根据目标产品不同，甲醇制烯烃技术分为MTO（主产乙烯和丙烯混合物）和MTP（主产丙烯）两大类型。甲醇制烯烃核心技术中，中科院大连化物所DMTO、中国石化上海石油化工研究院SMTO、神华集团SHMTO、美国UOP与挪威Hydro的UOP/Hydro MTO、清华大学与中国化学工程集团FMTP等技术均采用流化床工艺，德国鲁奇（现属法国液化空气集团）Lurgi MTP则采用固定床工艺。

    未来在大型化、一体化、低碳化基础上，重点探索降低能耗物耗及与绿氢、绿电耦合的低碳路径，并向α-烯烃等高附加值产品延伸。国内已有神华包头180万吨甲醇/60万吨烯烃（一期）、中煤榆林180万吨甲醇/60万吨烯烃（一期）、中天合创360万吨甲醇/137万吨烯烃、宝丰能源内蒙古300万吨/年DMTO-III烯烃、大唐多伦167万吨甲醇/MTP50万吨丙烯等大规模建成项目。

    ▶煤制天然气

    煤制天然气是将煤炭经气化、净化和甲烷化等过程，生产合成天然气的技术，是我国煤炭清洁高效利用的重要方向，主流路线为“煤气化+甲烷化”两步法。

    煤气化技术以碎煤加压气化为主，粉煤或水煤浆气化为补充。甲烷化是煤制天然气关键核心技术，由于反应是强放热过程，温升可达700摄氏度以上，对催化剂的耐高温性、稳定性和抗积炭能力要求极高。中国海油与西南化工研究设计院联合研制的甲烷化催化剂，在新疆庆华项目中首次实现110%运行，甲烷浓度61.7%，高于国外引进技术近3个百分点。国外丹麦托普索、英国庄信万丰、德国巴斯夫在高端催化剂与部分长期运行项目中仍占据重要地位。国内大唐克旗40亿立方米/年（一期13.3亿）、新疆庆华55亿立方米/年（一期13.3亿）、大唐阜新40亿立方米/年、内蒙古汇能16亿立方米/年等示范项目已投产；新疆准东国家能源集团、特变电工、新疆新业各20亿立方米/年新批复项目正在加速实施。国外美国大平原14亿立方米/年煤制气厂、南非沙索尔是上世纪投产以来煤制天然气生产的代表性企业。

    ▶煤制乙二醇

    煤制乙二醇主流核心工艺为草酸酯法，以煤炭为原料，经气化、变换、净化获取一氧化碳与氢气，再经羰化、加氢两步催化反应合成乙二醇。

    我国煤制乙二醇技术全球领先，是全球唯一掌握全套工业化技术的国家。国内以中科院福建物构所、天津大学、华东理工大学、中国石化上海石油化工研究院等为代表，推动钯催化剂向低钯或无钯发展，铜基催化剂已开发至第三代，活性与稳定性全球领先。国外以日本宇部兴产、高化学株式会社为代表，贵金属（钯）催化剂技术成熟、运行稳定，但多以油气为原料，煤基路线仅停留在示范阶段。

    ▶煤制芳烃

    煤制芳烃是以煤炭替代石油制取苯、甲苯、二甲苯等基础化工原料的技术体系，现阶段已工业化及具备产业化前景的路线主要为甲醇制芳烃（MTA）与甲苯甲醇烷基化（TMTA）。

    甲醇制芳烃以煤制甲醇为原料，借助改性分子筛催化转化生成芳烃。清华大学开发的流化床甲醇制芳烃（FMTA）技术可实现催化剂连续再生，适合大规模连续生产，已在陕西榆林建成万吨级工业试验装置。煤直接液化制芳烃则是将煤高温高压加氢裂解为液化油（富含环烷烃和芳烃，芳潜高达70%），再经加氢精制、催化重整等产出BTX产品。大连化物所甲醇石脑油耦合制芳烃技术，是利用甲醇制芳烃的放热与石脑油裂解的吸热原位耦合，实现能量互补，可拓展原料适应性（不受石脑油芳潜限制）、降低能耗、提高目标芳烃收率，目前已完成千吨级中试，2025年1月技术许可国能榆林化工，全球首套工业示范预计2027年建成投产。（孙 韬  提供）