現(xiàn)代煤化工是以煤炭為主要原料，以生產清潔能源和化工產品為主要目標的現(xiàn)代化煤炭加工轉化產業(yè)，是實現(xiàn)煤炭清潔高效利用，推進煤炭產業(yè)結構調整和發(fā)展地方經濟的重要途徑。
21世紀以來，我國以先進煤氣化技術為代表的現(xiàn)代煤化工產業(yè)快速發(fā)展，關鍵技術趨于成熟，多個示范工程實現(xiàn)了商業(yè)化運行，技術創(chuàng)新和產業(yè)化均已走在世界前列?，F(xiàn)代煤化工不僅可以提供清潔油品、天然氣等清潔能源產品，還可以延伸發(fā)展烯烴、芳烴、乙二醇等石油替代產品。2015年以來，國際油價大幅走低引發(fā)國內能源和化工產品價格大幅下滑，使現(xiàn)代煤化工的經濟性受到了嚴峻挑戰(zhàn)，現(xiàn)代煤化工重大項目前期進展緩慢。面向未來，隨著技術進步和工程經驗日益豐富，現(xiàn)代煤化工還將進一步提高技術水平，提高工業(yè)成熟性和盈利能力，并將積極探索煤炭分質分級綜合利用、油氣電熱化多聯(lián)產等更加高效的生產模式，努力向更高層次邁進。
1 現(xiàn)代煤化工產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.產業(yè)發(fā)展初具規(guī)模
截至2015年底，我國投入運行的煤制油(直接液化和間接液化)產能258萬t/a，煤炭轉化能力約900萬t;煤制天然氣產能31.05億m3/a，煤炭轉化能力約1400萬t;煤制烯烴產能404萬t/a(不包括甲醇制烯烴)，煤炭轉化能力約1700萬t;煤制乙二醇產能約160萬t/a，煤炭轉化能力約287萬t。目前，中國已投產的主要現(xiàn)代煤化工項目情況見表
表1 中國已投產的主要現(xiàn)代煤化工項目情況
1.2 示范項目運行水平不斷提高
通過優(yōu)化工藝技術、完善管理，我國煤制油、煤制烯烴示范項目運行水平不斷提高，基本實現(xiàn)長周期、滿負荷穩(wěn)定運行，能耗指標和環(huán)保水平不斷提高。以神華煤直接液化項目為例，近3a來裝置負荷保持在80%以上，單位產品綜合能耗由2.12t標煤降低到1.69t標煤，水耗由設計值10t降到6t以下。伊泰16萬t/a間接液化項目連續(xù)運行6a，裝置負荷一直保持在90%~110%，單位產品綜合能耗3.62t標煤，水耗12.8t。神華包頭煤制烯烴項目連續(xù)穩(wěn)定運行5a，年均負荷率90%以上，單位產品綜合能耗由設計值5.88t標煤下降到5.5t標煤，水耗由36.53t降低到30t以下。大唐克旗、新疆慶華、內蒙古匯能等煤制天然氣示范項目經過技術攻關改造，裝置運行時間和負荷也正在不斷提高。
1.3 自主技術裝備得到廣泛應用
經過“十二五”期間的發(fā)展，我國現(xiàn)代煤化工產業(yè)關鍵技術和裝備水平進一步提高，整體處于世界先進水平。一是自主煤氣化技術得到廣泛應用。多噴嘴對置式水煤漿氣化、航天粉煤加壓氣化、水煤漿水冷壁清華爐煤氣化技術等自主氣化技術得到廣泛應用;二是先進合成技術取得重大突破。自主開發(fā)的煤直接液化、間接液化技術、煤經甲醇制烯烴技術和煤制乙二醇技術實現(xiàn)工業(yè)化，流化床甲醇制芳烴技術完成中試，為后續(xù)工業(yè)化提供了工程依據;三是大型空分、超高壓固體輸送泵、高壓漿液泵、耐腐蝕泵、低溫泵、排渣閥、高差壓減壓閥、低溫閥等關鍵裝備實現(xiàn)國產化?？傊覈呀涢_發(fā)出以煤為原料生產油氣等能源產品和烯烴、乙二醇等石化基礎原料的工業(yè)化技術，為實現(xiàn)石化原料多元化開辟了一條新路。
1.4 帶動資源地區(qū)經濟轉型發(fā)展
現(xiàn)代煤化工產業(yè)具有資源、技術、資金、人才密集等特點，工業(yè)增加值是煤炭直接銷售的4~15倍。“十二五”期間，我國現(xiàn)代煤化工產業(yè)累計總投資約3500億元，年度可實現(xiàn)利稅達100億元以上，直接創(chuàng)造5萬個以上的就業(yè)崗位，間接創(chuàng)造幾十萬個就業(yè)崗位，為農村和小城鎮(zhèn)創(chuàng)造了大量的就業(yè)機會，推動了裝備制造、基礎設施配套建設和相關服務業(yè)的發(fā)展，促進了產業(yè)結構轉型，帶動了資源地區(qū)將資源優(yōu)勢轉化為產業(yè)經濟優(yōu)勢，拉動了區(qū)域經濟發(fā)展。
1.5 培養(yǎng)了一批骨干企業(yè)和人才隊伍
通過現(xiàn)代煤化工示范項目的建設和運營，我國培養(yǎng)了以中科合成油、華東理工大學為代表的一批科研開發(fā)機構;形成了以天辰、五環(huán)和東華工程公司等為代表的一批設計建設隊伍;造就了以神華集團、中國慶華集團為代表的一批運營管理企業(yè);帶動了以沈鼓集團、杭氧為代表的一批裝備制造單位。相關從業(yè)人員超過10萬人，基本形成了專業(yè)齊全、相互配套、結構合理的人才隊伍。
2 存在問題
我國現(xiàn)代煤化工產業(yè)發(fā)展已取得了一定成就，但在技術優(yōu)化、資源利用、環(huán)境保護、經濟效益等方面仍然面臨一些問題。
2.1 工藝技術尚需進一步優(yōu)化
我國現(xiàn)代煤化工產業(yè)自主核心技術和裝備的水平仍需提高，甲烷化等部分核心技術、關鍵裝備和材料仍依賴進口。工藝流程和技術集成尚需優(yōu)化升級，裝置規(guī)模還需進一步統(tǒng)籌協(xié)調，有待形成典型的系列化規(guī)模。循環(huán)水、空分等裝置設計余量普遍偏大，增加了項目的投資、能耗和水耗，今后還需進行設計優(yōu)化。環(huán)保技術進步滯后于日趨嚴格的環(huán)保要求，技術瓶頸導致環(huán)保問題突出。污水零排放所需的部分關鍵技術尚未工業(yè)化，濃鹽水蒸發(fā)結晶及雜鹽無害處理技術的實用性和長期安全性有待驗證。資源綜合利用水平還有較大提升空間，節(jié)能節(jié)水技術還需提高，低位熱能、油灰渣等缺少高效利用方式。
2.2 煤化工產業(yè)布局難度大
現(xiàn)代煤化工項目單體規(guī)模大，煤炭資源、水資源需求量大，對項目所在地煤炭資源、水資源支撐條件要求高。然而我國煤炭資源與水資源逆向分布，中西部地區(qū)煤炭資源豐富，但水資源相對匱乏。行業(yè)內外對于“運煤”還是“運水”存在較大爭議，煤化工產業(yè)布局難度大。
2.3 環(huán)境保護和碳排放壓力大
現(xiàn)代煤化工項目采用先進技術生產，污染物和碳排放強度可以得到有效控制，但由于項目規(guī)模大，排放總量仍相對較大。在廢水方面，現(xiàn)代煤化工生產廢水經過技術處理后，可以實現(xiàn)達標排放，但由于項目多建設在西部地區(qū)，當?shù)厣鷳B(tài)脆弱，環(huán)境承載力差，沒有納污水體，廢水必須實現(xiàn)“零排放”。目前高濃鹽水存在處理費用高和廢鹽如何再利用的問題，有機廢水的處理回收技術還需要更多的工程化驗證。2015—2016年，蘇新能源煤制天然氣項目、浙能新天伊犁煤制天然氣項目、潞安長治煤制油項目的環(huán)評報告均經歷了多次論證、反復修改和二次審批，充分顯示了有關政府環(huán)境部門對現(xiàn)代煤化工項目環(huán)保問題的高度重視。
2.4 盈利能力受能源價格影響大
現(xiàn)代煤化工以生產石油替代產品為主。與石油化工路線相比，由于生產流程長、工藝相對復雜、單位投資強度大，固定成本在總成本中占比高，在油價較高、石油化工產品價位較高時，現(xiàn)代煤化工項目具有較好的經濟效益。而當油價下行至50美元/桶以下，現(xiàn)代煤化工項目的成本優(yōu)勢將會遇到極大的挑戰(zhàn)。
3 發(fā)展趨勢
現(xiàn)代煤化工產業(yè)作為煤炭清潔高效利用的重要方式，仍需繼續(xù)開展升級示范，不斷提高技術水平和系統(tǒng)優(yōu)化集成水平，提高能源轉化效率，降低資源消耗和污染物排放，降低工程造價，通過技術創(chuàng)新和管理進步提高產業(yè)競爭力，促進產業(yè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。“十三五”期間，現(xiàn)代煤化工產業(yè)要更加注重發(fā)展質量和效益，不斷完善自主創(chuàng)新升級技術，圍繞能效、環(huán)保、節(jié)水及技術裝備自主化等內容開展產業(yè)化升級示范工程，通過技術升級、精細化生產管理等措施，以應對低油價帶來的效益沖擊。 “十三五”期間，我國現(xiàn)代煤化工產業(yè)發(fā)展重點如下。
3.1 扎實做好已投產的示范工程達標達產
神華鄂爾多斯煤炭直接液化項目，大唐克旗、慶華伊犁和內蒙古匯能煤制天然氣項目，大唐多倫煤制烯烴項目等將繼續(xù)進行優(yōu)化，消除設備和工藝瓶頸，探索示范工程的運轉規(guī)律，盡快實現(xiàn)達產、達標，并使示范工程早日達到“安穩(wěn)長滿優(yōu)”。要適時進行重大示范項目工程標定，將示范工程的物耗、能耗、水耗以及廢水、廢氣、固體廢棄物的排放量、產品質量等主要指標進行總結和歸納，查找分析存在的問題，為后序項目建設提供借鑒和指導。
3.2 適時推進升級示范工程的有序建設
(1)煤炭直接液化。在總結神華鄂爾多斯一期工程運營經驗基礎上，適時開工建設二期和三期工程，重點示范煤直接液化的技術升級，并對一期工程進行系統(tǒng)優(yōu)化。
(2)煤炭間接液化。在總結伊泰、潞安、神華16~18萬t/a和兗礦100萬t/a項目運營經驗基礎上，完成神華寧東400萬t/a煤炭間接液化項目、潞安長治100萬t/a煤炭間接液化項目的建設和投產。其它煤炭間接液化項目將穩(wěn)步開展前期工作，隨油價走勢擇機建設。煤炭間接液化項目發(fā)展重點：示范高溫鐵基漿態(tài)床費托合成、高溫鈷基漿態(tài)床費托合成、費托合成反應熱回收利用、費托合成水處理、費托合成油精制和特殊產品精細后加工、新型費托合成催化劑生產與應用、大型費托合成漿態(tài)床反應器設計與制造、煤分級液化及配套技術等關鍵技術，實現(xiàn)百萬噸級裝置產業(yè)化和關鍵設備國產化。
(3)煤制天然氣。大唐阜新煤制天然氣項目將進行資產重組后，擇機開工建設;浙能新天伊犁煤制天然氣項目將抓緊完成前期手續(xù)，盡快啟動項目建設;中海油大同、北控鄂爾多斯、蘇新能源等煤制天然氣項目，將有序開展前期工作。煤制天然氣項目的發(fā)展重點：示范高壓固定床氣化、高效甲烷化催化劑、甲烷化反應器設計優(yōu)化、高效凈化、高效酚氨回收、高效污水處理回用等技術，并進行煤氣化技術組合和氣、電、化一體化多聯(lián)產以及大規(guī)模直供電、綜合調峰技術的應用。
(4)煤制烯烴。中天合創(chuàng)鄂爾多斯、中國石化安徽淮北、青海大美格爾木等煤制烯烴升級示范項目將有序推進。煤制烯烴的發(fā)展重點：進行氣化、凈化、甲醇合成等全流程系統(tǒng)優(yōu)化，形成具有自主知識產權的完整工藝包，提高大型裝置運行穩(wěn)定性和經濟性;開展百萬噸級甲醇制烯烴工程技術示范，突破碳四回用反應器大型化及雙反應器能量耦合等技術;建設清華大學流化床甲醇制丙烯技術(FMTP)工業(yè)化示范裝置;結合電石法聚氯乙烯改造，以煤制烯烴替代電石法聚氯乙烯，調整產業(yè)結構，減少汞污染;示范煤制烯烴與整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)耦合技術，提高全廠能源效率。
(5)煤制乙二醇。目前全國各地已建成的生產裝置已有約300萬t/a，在建的約200萬t/a。自新疆天業(yè)利用電石尾氣生產乙二醇成功實現(xiàn)工業(yè)化以來，全國各地新建乙二醇裝置較多。據不完全統(tǒng)計，規(guī)劃建設乙二醇生產裝置約500萬t/a。目前，我國每年進口乙二醇不足1000萬t，按照此發(fā)展速度，勢必出現(xiàn)乙二醇產能過剩。“十三五”期間，在國際油價走勢尚不明朗的情況下，新建的乙二醇項目是否存在競爭力，還需要慎重探討、謹慎決策。
3.3 大力提升裝備國產化能力
在重大示范工程中，開展投煤量2000~4000t/d的大型煤氣化爐和大型空分裝置國產化示范，重點突破大型甲醇合成塔、甲烷化反應器、大型壓縮機、關鍵泵閥等裝備自主化瓶頸。
3.4 大力提高清潔生產和碳利用水平
加強高濃度有機廢水和高濃鹽水等處理處置技術、固體廢物資源化和揮發(fā)性有機物污染控制技術的開發(fā)及示范，減少污染物的排放。積極探索CO2減排途徑，深入開展CO2驅油、驅氣示范。
3.5 加快完善標準化工作體系
盡快制定科學的現(xiàn)代煤化工標準體系。積極開展標準化制、修訂工作，加快和提高標準的制、修訂數(shù)量及質量，強化標準與市場的關聯(lián)度。
