我国甲醇工业的现状与未来

第20卷第7期现代化工Vol.20 No.72000年7月Modern Chemical IndustryJul. 2000专论与梁述我国甲醇工业的现状与未来马兵(重庆维明化工有限公司401254)摘要简要回顾了我国甲醇工业发展过程及90年代起落的情况指出目前绝大部分甲醇装置没有利润、亏损、停产和减产的原因在于产品成本的制约、国内外竞争压力、经济环境与市场变化。建议发展单系列大型化甲醇装置重现液相合成工艺的研究，以充分的天然气煤层气等资源为保证发展甲醇燃料、电池及羰基化合成等技术来培养消费市场,以促进甲醇工业的发关键词甲醇市场合成工艺燃料Current situation and prospect of China' s methanol industryMA Bing( Chongqing Weimin Chemical Company Lud. ,401254 )Abstract The development of China' s methanol industry is reviewed brielly and the fluctuation of its production in thelast decade is also summarized. It is pointed out that the causes of no profit , deficit , outage and reduction in output occuringin most methanol facilites include cost constraint ，competition pressure at home and abroad , economic environment and marketchanges . Suggestions on developing big single series of production facilitieis and paying great attention to the research work ofliquid phase synthetic technologies are made. Abundant natural gas and coalbed methane should be used to guarantee the devel-opment of methanol fuel , cells and carbonylation synthesis so as to cultivate the consumption market and develop the methanolindustry .Key words methanol , market , synthetic technology , fuel甲醇是一种重要的基本有机化工原料其用途给各生产企业带来了丰厚的利润但随着经济降温十分广泛。1923 年BASF首先采用CO、H2和CO2工和大批蜂拥而上的装置形成的过剩生产和供应能业化生产甲醇。50 年代,新中国成立后,我国利用力使甲醇价格一路下滑特别是1997年下半年至原苏联技术在兰州、太原和吉林等地采用高压法和1999年底绝大部分甲醇装置没有利润、亏损、停产锌铬系催化剂建成甲醇装置随后又开发出联醇工和减产。分析认为造成这-现象的原因有:产品成.艺建成了小型甲醇装置。70年代川维厂引进我国本制约、国际国内竞争压力、经济环境与市场变化。第一套低压合成甲醇装置它采用ICI 冷激式合成1.1产 品成本制约工艺。齐鲁第二化工厂在80年代中期引进德国鲁(1)原材料市场齐工艺装置。进入90年代随着甲醇需求的快速增生产甲醇采用的原料天然气和煤炭,由于多种长国内利用引进技术和自有技术建成了数十套甲原因其现市供应价格高于全球平均价格并且没有醇生产装置,但到1998、1999年整个甲醇行业却几与下游产品市场接轨特别是在1993~ 1995年间产乎都在亏损和减产、停车的痛苦中挣扎。那么甲醇品甲醇价格大幅.上涨时原材料天然气和煤的价格工业的出路究竟在哪里?本文将探讨此问题。也相应大幅上升。由于采、运、销和定价机制的僵化经济过热时确定的价格在经济严重菱缩时仍然1甲醇工业的现状继续沿用如以天然气为原料生产甲醇其原料成本在90年代初,特别是1993~ 1995年甲醇产品约占总成本的75%,因此原材料的定价是否合理对第一作者抒兵数搪970年生大学从事甲醇生产和技术管理工作。现代化工2000年7月最终产品甲醇是否具有竞争力起决定性的作用。万t，开工率仅为53%。由于残酷的市场竞争这两(2)生产效率年已使国内部分无原料优势、无市场销售优势和产根据国家经贸委石化局的资料显示,截止1999品技术经济优势的甲醇装置暂时停产。由于1995年底全国已建成投产的甲醇生产企业有180余家,年前后甲醇产品的超额利润吸引了一些有资金或原其中生产能力大于9万t/a的厂家有10家2万~6料优势的企业加入甲醇生产领域,这些企业初涉甲万t/a的厂家有39个,1万~2万t/a的厂家有45醇的生产和销售市场其技术和生产管理经验比较套其余均在1万t/a以下。这些数据表明我们的缺乏,但由于他们所具行业的优势享受非常优惠的甲醇装置生产规模小其物耗和能耗较高其生产成原材料价格和充足的资金支持所以即便是其生产本自然居高不下。除少数大型装置外较多装置的的物耗能耗很高其产品的完全成本仍然具有一定生产设备差工艺落后物耗能耗设计都偏高;另-的市场竞争力。加之其欲加入这-行业的强烈愿望方面，又缺少技改资金人员多，各种包袱重。这些和战略的需要有强大的资金和政策支持,由此在甲因素决定了其产品的完全成本是难以降低的,严重醇行业掀起了残酷的市场争夺和价格竞争。影响了其产品的市场竞争力。2未来发展方向1.2国际竞争 压力从表1中以1998年全球主要地区的甲醇生产实际上,甲醇的未来发展是每-次相关主题会与需求、进口与出口量可看到激烈的竞争态势除西议讨论得最多和最激烈的话题笔者认为有以下几欧外其余地区的生产能力都是过剩的，全球总的生个方面需要关注。产能力利用率仅仅为76%。此外,1998 年全球甲醇2.1发 展单系列大型化甲醇装置新增生产能力为398万t/ao甲醇技术提供商如ICI、LURGI TOPSOL LINDE表11998年全球甲醇市场态势万t等都在致力于开发大型化甲醇装置,国际方面在80年代中期就建成投产了2000 t/d( 66万t/a )的甲区生产能力需求量盈缺量醇生产装置,目前最大的单列生产能力为3000 t/d。北美洲972.2917.5+54.7国内以天然气为原料的装置其甲醇综合能耗在36南美洲550.684.1+466.5GJ/(基于330 t/d的甲醇装置) ,而同样以天然气制西欧411.5583.8- 172.3甲醇,在生产能力达2500 t/d时,其综合能耗仅为东欧376.5251.2+ 125.330 GJ/t1。这种生产规模可大幅降低甲醇产品的生中东和非洲456.3150.0+ 306.3产成本并且其建设费用和资金利息分摊到每吨产亚太地区641.5625.0+ 16.5品上就要小得多其甲醇产品的完全成本低具有极全球总计3408.6 .2611.6+797.强的市场竞争力。(1)合成气制备工艺1.3 经济环境与市场变化在全世界甲醇生产的总能力中,天然气制甲醇国内经济自1995 年开始紧缩银根控制经济过占80%的比例。以天然气制合成气的工艺也在不热特别是在东南亚金融危机全面爆发后我国经济断发展，从一段蒸气转化到联合转化造气工艺,以及的内外部环境都发生了极大的变化,甲 醇作为基本预转化工艺、转化炉旁路工艺催化部分氧化和非催有机化工原料受到的冲击最为严重,市场需求量大化部分氧化都可以满足大型化单系列甲醇装置的要幅萎缩同时价格急剧下滑,并一直在低价位上徘求其综合能耗可从32 GJ/t 降至30G]/1。目前有徊呈持续低迷态势。市场价格从1995 年的4 000 ~一种发展趋势是采用流程更短的自热式催化部分氧4 200元/t到1997年降为2 000元/t ,1998 年~ 1999化造气工艺其一次投资可降低20%流程短运行年价格进-步降至1 000~ 1 200元/t这个价格使几经济稳定综合能耗可降至29 G]/t甲醇。乎所有的生产企业都没有利润。今年第一季度化(2)甲醇合成工艺工产品价格整体.上扬,甲醇也有很大的升幅。甲醇合成反应的放热特性激发了大量的研究成1.4 国内竞争压力果从最初的ICI冷激式采用冷的循环气降温撤热在全国的180多家甲醇生产装置总计约有340到日本三菱瓦斯公司MGC工艺一外串-中间锅万V/a的生产能力,1998 年实际生产甲醇180多炉以回收反应热随后德国鲁齐公司采用管壳式反第20卷第7期马兵我国甲醇工业的现状与未来应器将催化剂装填在列管内管间采用锅炉水撤去的年生产能力为230亿m3[3]。其中四川盆地是较反应热催化剂床层温差很小，实现了等温运行林大的已开发的天然气生产区,年产气量76亿m'。德反应器与鲁齐相类似,只是林德反应器将催化剂从最近的勘探情况看来我国的天然气资源主要分装填在反应器的管间管内采用锅炉水撤去反应热,布在中西部地区和近海地区80%以上的资源集中也能实现等温操作,由于林德反应器采用盘绕式列在塔里木、四川陕甘宁、柴达木等,另外还有30万管和球型管板,很好地解决了热应变问题。亿m3的煤层气资源量。因此我国大力发展天然气、除了这些气相甲醇合成工艺外,还有正在大力煤层气和煤制甲醇工艺是有充足的基础资源作保证开发的液相合成工艺。从热力学的角度看,降低温的特别是在国家在西气东输、三纵二横高速公路、度有利于反应朝生成甲醇的方向移动。气相合成工三峡工程的建设中,为甲醇及其衍生物的生产、运艺其出口甲醇含量受到很大限制,-般在4% ~输、市场营销提供了极好的条件在四川西北地区6% ,因此液相合成甲醇的研究吸引了众多科研人生产的甲醇、醋酸可以快速、低廉地运销到东部市员这种工艺采用热容高、导热系数大的石蜡类长链场。所以我们要抓住机遇使我国的甲醇产品除了烃化合物作为撤热剂,使甲醇合成反应在完全等温满足国内需求外，还应以极具竞争的优势参与国际的条件下进行同时由于分散在液相介质中的催化竞争比如利用长江和.上海这个出口供应甲醇消费剂的比表面积非常大加速了反应过程,反应温度和量很大的日本和韩国市场。反应压力也因此而下降许多根据其流动状态的不2.3培育 消费市场同主要可分为滴流床、搅拌床、浆态床、流化床和携甲醇的应用范围非常广其最大的用途是作为带床。气相和液相合成的主要指标比较如表2所生产甲基叔丁基醚( MTBE )的原料。我国的最大用示2。途是生产甲醛。甲醇还用于生产醋酸、氯甲烷、甲胺表2甲醇合成工艺的主要技术经济指标等。甲醇的消费结构分布如表3。合成工艺出口含量/% .相对成本相对投资表3甲醇消 费结构气相合成00100产品比例/%液相合成14.570.57MTBE37虽然液相合成工艺有很多技术和经济优势,但甲醛24由于开展研究的时间短,已实现的工业化生产能力醋酸0小在近10年内仍应以气相合成工艺为主。我国的氯甲烷科研机构和政府加大对液相合成工艺的研究是必要甲基丙烯酸甲酯的这对于我国将是一个重要的机遇在气相合成工甲胺艺的技术上我们落后很远在液相合成领域我们一二甲基甲酰胺定要开发出自有的并领先的成套技术。溶剂及车用化学品2.2参与国际市场竞争其他主要产气地区集中了主要的甲醇生产能力。在中东、墨西哥湾、俄罗斯、加拿大、北欧、新西兰、南美( 1)甲醇用作动力燃料洲的阿根廷和智利等形成了主要的甲醇生产装置。由于美国加州通过了关于禁止使用MITBE的法东南亚主要是印尼和马来西亚。这些地区和国家富案美国其他州也将陆续通过类似法案尽管这一法产天然气其原料价格极具竞争优势并且其价格与案遭到美国甲醇生产商的强烈抗议,但禁用的事实下游天然气加工业市场随动调整还有不同供气商给美国和全球的甲醇市场带来了沉重的打击。最近的竞争。另--方面,有美国和日本这样的国家拥有几年的甲醇市场疲软、价格偏低与这关系很大。为大量的资本投在这类原材料丰富和价格低廉的地了让甲醇市场走出低谷只有培育其消费市场特别方建成大的生产装置满足他们国内的需要和进入是大额消费市场,甲醇作动力燃料是最符合这个条发展不平衡的地区市场。件的。我国有被其年富的天然气和煤炭资源,天然气①发展甲醇-柴油混合燃料现代化工2000年7月全球越来越关注汽车尾气所带来的污染问题元4。世界几大汽车制造商如通用、福特、戴姆勒-特别是柴油车排出的细粉尘形成的烟雾。要生产新克莱斯勒、丰田、本田、大众和沃尔沃都宣布他们将的发动机或改进柴油质量满足新的汽车尾气排放标在2004年将把甲醇燃料电池汽车供应给消费者,虽准是不容易的使用甲醇柴油混合燃料技术就可降然目前燃料电池的样品车的成本比采用内燃机的汽低汽车尾气排放烟尘的50%。在澳大利亚和瑞典车要高但他们相信通过技术改造和利用政府补贴完成的现场测试有足够的数据表明,不需要对现有可以提供价格与内燃机相近的汽车给消费者。发动机作技术改造就可采用这一技术。众所周知,甲醇燃料电池能改进空气质量和解②发展甲醇汽油燃料决地球变暖的问题相对于传统的汽柴油燃料,甲醇以甲醇的分子量而言,-半是氧另一半是碳和对水的污染更小,毒性低不会引发癌症使用安全氢因此甲醇的燃烧热仅是汽油的一半。但是其热性更高。站在新世纪的起点,甲醇燃料电池的发展效率不--样每升甲醇能行使的里程不是汽油的一在降低我们对石油的依赖上扮演了重要的角色，这半,而是80%左右。甲醇在较高温度下能热裂解为是我们的光荣使命。氢和一氧化碳,而氢和一氧化碳两者的燃烧热总和(3 )加强甲醇羰基化合成技术研究比甲醇高22% ,通过适当的发动机设计和改进,可甲醇羰基化可制得甲酸甲酯、醋酸、醋酐等其有效应用于汽车。中甲醇羰化制醋酸是重要的反应，采用铱基新型催③发展二甲醚作车用燃料化剂,以碘甲烷为促进剂,反应条件温和压力低用二甲醚既可由甲醇气相或液相脱水制得,也可醇的转化率在90%以上,对醋酸的选择性可达由合成气直接合成,甲醇合成和甲醇脱水两个过程99%。如我国从BP-AMOCO引进的低压液相醋酸合在复合催化剂上同时进行。= 甲醚为无色无毒气体成装置，以甲醇为原料,采用天然气转化制一氧化或压缩液体沸点- 23.9C，主要用作气溶胶、喷射碳其经济效益和产品的市场竞争力很好比石油化剂、制冷剂、制药、染料和农药等领域液化的二甲醚工的醋酸产品市场优势更强。可和液化石油气一样贮运其燃烧时污染物排放量碳酸二甲酯是重要的工业碳酸酯其衍生物氨小被认为是-种洁净的绿色燃料。所以近年来二基甲酸酯、芳香碳酸酯、苯甲醚等都是重要的化工产甲醚作为车用燃料替代品的研究引发了人们极大的品碳酸二甲酯可代替硫酸二甲酯作甲基化剂代替兴趣。其实际车辆实验表明其污染物排放量很小。光气作羰基化剂用于食品添加剂、抗氧化剂等。同(2)开发基于甲醇的燃料电池时碳酸二甲酯也是一种良好的汽油添加剂,可提高随着清洁空气和环境保护的呼声越来越高各汽油的抗爆性能和辛烷值随着无铅汽油的大量使国开始禁用含铅汽油，减少汽车尾气污染。甲醇分用其需要量将会越来越大。子有1个碳原子和4个氢原子是极好的氢载体其甲醇作为-种基础有机化工原料,2000年一季负载的氢原子可以提供燃料电池需要的能量,因此度价格已回升对甲醇企业和整个甲醇行业无疑都提出了以甲醇为基础的电动汽车技术。以甲醇为原是重大的好消息,我们仍应相信甲醇的应用前景是料的燃料电池有直接燃料电池和间接燃料电池,目光明的无论在作为动力用燃料领域还是开发大宗前世界各大汽车公司都在进行这方面的研究。1997下游产品如醋酸和碳酸二甲酯。但我们还需做很多年戴姆勒_克莱斯勒宣布研究成功一台以甲醇为燃艰苦的研究和探索政府、企业和科研机构的有识之料的电动汽车,该汽车的性能与常规汽车相当,100士应共同携手发展我国的甲醇工业。km耗甲醇10 L。参考文献美国为促进甲醇电动汽车的技术开发和市场推广在1999年9月由克林顿签署法案,以低税率和马兵.甲醇装置转化工艺评述.化学工业与工程技术1999 4):6.政府补贴方式对甲醇电池技术给予支持。在新建甲~22醇充装站或改造现有的汽柴油加油站美国政府将2李天文曹永生.甲醇合成工艺进展现代化工1999)18-24马富才.中国天然气工业的开发前景.天然气工业199 1)3~5给每座甲醇充装站30000美元的补贴。据美国甲4 Jame R Crocco. Will the Global Methanol Market Ever Settle down ?Asia醇协会估计建设新的10 000加仑( 1加仑= 3.78543Methano Conference 1999 ,Kual a Lumpur ,Malysia. 1999L )甲醇充装站其储槽、管线、分装设备要62 000美收稿日期2000-04-10