2016年初，国家环保护部《关于华电榆横煤基芳烃项目环境影响报告书审批权限的复函》，引起煤化工行业极大关注。该《复函》明确华电榆横煤基芳烃项目环境影响评价文件由国家环保部直接审批。由于此前已经有多个现代煤化工项目的环评报告遭遇环保部否决，加之现代煤化工五大路径中，煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇等均已实现了工业化应用，有的还形成了较大产业规模，唯独煤制芳烃技术仍在“蜗居”，这一《复函》引起了业界对煤制芳烃及其工业化示范项目的猜疑。人们的疑虑是：煤制芳烃是不是也会难过环保门槛？它的技术和市场能否经得住考验？还有，作为全球首个煤制芳烃示范项目——华电榆横煤基芳烃项目的进展怎样？带着这些业内关心、关注的问题，记者进行了深入采访。

首个煤制芳烃项目正有序推进

“环保部上收华电榆横煤经甲醇制芳烃项目环保审批权限，是环保部依法依规履责，无需大惊小怪，更不能解读为项目环评出了问题。”针对记者的提问，陕西省环保厅相关负责人给予了正面回答。

他说，根据《环境保护部审批环境影响评价文件的建设项目目录（2015年本）》（环境保护部公告2015年第17号）有关文件的规定，年产100万吨及以上的煤制甲醇项目，环评应由国家环保部直接审批。华电榆横煤经甲醇制芳烃项目规划规模为年产300万吨煤制甲醇、100万吨甲醇制对二甲苯。虽然后来根据市场变化并从效益最大化考虑，将一期工程调整为年产120万吨煤制甲醇、60万吨甲醇制芳烃、50万吨对二甲苯、80万吨精对苯二甲酸等配套完整的上下游一体化项目，但由于其煤制甲醇产能超过100万吨/年，按照规定，项目环评理应由国家环保部直接审批。因此，一些人据此猜测项目环评可能出了问题毫无道理。

“事实上，在陕西省、华电集团、榆林市政府等有关各方共同努力下，这个全球首个煤制芳烃项目，正在按既定程序稳步推进。”该负责人表示。

记者随后的采访也印证了陕西省环保厅官员的说法。

据华电煤业集团煤化工管理部副主任王彤透露，华电榆林百万吨煤经甲醇制芳烃工业化示范项目，概算总投资360亿元，主要装置包括年产300万吨煤制甲醇、120万吨流化床甲醇制芳烃、100万吨芳烃联合（即混合芳烃制对二甲苯）、160万吨精对苯二甲酸、60万吨聚酯五大系统。另外还有空分、气化、热动力岛、水处理、煤矿、煤炭输/储系统等辅助配套设施。目前，10个专题报告和4项单项审批已取得批复，最核心单元的甲醇制芳烃工艺包已由华电煤业、清华大学与中石油华东设计院共同完成开发。项目所需的其他13项专有技术引进工作已经完成比选，正在开展项目总体设计。此外，该项目立项报告已经通过陕西省发改委审议，同意补充环评批文后出具核准意见。该项目的环评报告正在完善，将尽快上报国家环保部待批，其水资源论证报告已上报待批。根据华电集团的计划，2016年将完成项目核准，2017年正式开工建设。

王彤向记者介绍，煤制甲醇是标准的煤化工。甲醇制芳烃与炼油催化裂化相近，芳烃联合再到精对苯二甲酸和聚酯则属石油化工范畴。这意味着，外人眼中单一的煤制芳烃项目，其实横跨了3个不同子行业，系统的集成、技术的耦合、能量的梯级利用以及产物的优化等都要进行全面统筹。也就是说，华电榆林项目既要承担流化床甲醇制芳烃技术的工业化放大，又要通过系统优化，使这个复杂的全新系统的工艺、装备、能耗、物耗及环保等方面实现合理配置，建立科学的综合指标体系。同时，还要结合华电集团在榆林的发电业务，进行煤-电-化一体化运营的探索。可想而知，项目建设面临的任务十分繁重，困难和挑战也很大。

据了解，该项目设计基本上按照已经运行验证的3万吨/年流化床甲醇制芳烃工业化试验装置的工艺流程进行设计，并在节能环保方面进行了进一步优化和改进。比如将工业试验时采用的中低温分离轻烃方式改为轻烃回收率高、能耗低、操作稳定性与弹性更大的油吸收分离模式；增加了工业试验装置所没有的再生烟气余热利用与除尘系统；用蒸汽透平代替工业试验装置采用的电驱动压缩机模式；以新型复合空冷技术替代工业试验时的水冷工艺；甲醇芳构化过程副产的水通过先进水处理技术处理后回用，而非工业试验时的简单处理后再送污水处理系统……通过这些优化和改进后，整个系统的工业水回用率将达90%以上，项目占地面积减少20%，投资减少40%，电耗下降30%，吨对二甲苯水耗降至12.48吨、煤耗约5吨标煤，系统能源转化效率可达40.85%，项目的经济性与节能环保性均有显著提升。

煤经甲醇制芳烃前景毋容置疑

“至于大家关心的项目经济性问题，经测算，即便在目前较低的油价下，华电榆林煤基芳烃项目仍会有较好盈利。”王彤说。

他向记者介绍，目前，国际石油价格约40美元/桶，芳烃市场售价6200元/吨。依项目投资、折旧、煤价、水价并参照3万吨/年工业化试验装置运行费用与消耗测算，只要芳烃出厂价达到5794元/吨，华电榆林煤制芳烃项目即可实现盈亏平衡。而目前40美元/桶国际油价对应的榆林地区芳烃出厂价可达5960元/吨（加上240元/吨运费，到华东市场正好为6200元/吨）。此时，榆林项目年利润可达1亿多元。

据记者了解，此前中石化技术经济研究院也曾对煤制芳烃项目的经济性做过评估，结论是：当国际油价达70美元/桶时，对应的对二甲苯价格为7565元/吨。此时，华电榆林项目的内部基准收益率可达11%（税前）。另据亚化咨询公司预测，未来几年，国际原油价格将在50～90美元/桶波动，对应的对二甲苯进口完税价格为5905～9226元/吨。也就是说，未来几年乃至更长时期，即便国际油价仍维持在50美元/桶的低位运行，华电榆林项目每年的利润也将超过2亿元。这还是假设其以对二甲苯为最终产品进行的预测。事实上，由于华电项目现已改为上下游一体化配套完整的产业链，敞口环节少、综合成本低，产品利润率和项目收益会更高。

石油和化学工业规划院与中国天辰工程公司的测算结果同样表明煤制芳烃具有较强的竞争力和良好收益。其报告显示：当国际原油价格80美元/桶时，同样一个百万吨级的芳烃装置，石脑油制芳烃、甲醇制芳烃和煤经甲醇制芳烃的综合成本分别为7822元/吨、7921元/吨和5455元/吨。煤经甲醇制芳烃的成本优势显而易见。

“煤经甲醇制芳烃的竞争力、盈利能力和前景甚至超过了煤制烯烃。”清华大学教授、流化床甲醇制芳烃技术首席专家魏飞表示。

他说，作为新型煤炭深加工产业的两种不同产品发展方向，煤制芳烃和煤制烯烃下游产品链丰富，在国民经济的各个领域有广泛应用，目前对二甲苯与乙烯、丙烯的价格相当，短期内竞争力相当。但从长远看，甲醇制芳烃的特色更明显、前景更广阔。

第一，芳烃市场供不应求矛盾依然突出。由于煤制烯烃（含甲醇制烯烃、煤制聚丙烯）已经形成一定规模，后期仍有大量项目建成投产，加之进口廉价乙烷为原料生产乙烯规模的扩大，以及丙烷脱氢生产丙烯产能的释放，今后几年，我国乙烯供需缺口将不断缩小，丙烯市场存在过剩风险，这些都将挤压煤制烯烃项目的盈利空间。与此相反，受石脑油供应严重不足、对二甲苯项目被妖魔化导致不少项目难以落地甚至流产等因素影响，今后几年，我国芳烃产量和产能增长有限，供需矛盾依然突出，煤经甲醇制芳烃市场空间巨大。

第二，原料短缺使煤基芳烃面临难得发展机遇。近几年，原料轻质化和汽油提质导致国际芳烃增长缓慢已经是不争的事实。后期，随着页岩气规模的扩大，炼厂原料轻质化将更加明显，导致裂解芳烃产量难以增长。而汽油质量的提质又需要更多的重整芳烃作为调和组分，使得作为芳烃原料的烃类原料日益短缺，芳烃产量增长将严重滞后需求增长，推动芳烃产品价格强势整理并可能率先上扬，从而使具有绝对成本优势的煤经甲醇制芳烃项目面临难得机遇期。

第三，芳烃可与其他产品灵活对接发展空间巨大。与乙烯一样，芳烃也是十分重要的基础化工原料，可用于诸多高端领域。煤经甲醇制芳烃项目，可根据业主自身掌控的资源或项目所在地的市场情况，灵活进行上下对接耦合，既可以生产混合芳烃后与炼油结合，也可生产对二甲苯单独销售，还可生产对二甲苯后，再延伸至聚酯、高端橡胶、工程塑料等产品，实现产品高端化、多元化，在防范产品单一风险的同时，提升项目盈利能力和市场竞争力。

第四，从原子经济性考虑，煤制芳烃的优势较为明显。甲醇制芳烃过程产品中混合芳烃的氢碳比为1.2～1.4，理论上若甲醇完全转化为芳烃，每生产1吨对二甲苯只需2.42吨甲醇，同时副产大量的氢气和水。如果考虑氢气循环利用，则2.184吨甲醇产可生产1吨对二甲苯。如果以煤为起始原料考虑，煤的氢碳比约0.6，芳烃的氢碳比为1.2～1.4，烯烃的氢碳比约为2。显而易见，芳烃与煤的氢碳比更加接近，以煤生产芳烃过程所补充的氢量比煤制烯烃更少，整个过程原料及能耗更低，在烯烃与芳烃价格相同或相近的情况下，煤制芳烃的经济性更优。

“近两年，煤制烯烃项目已经表现出良好的盈利能力和较强的抗风险能力，相信经济性更优的煤制芳烃项目，将来一定会为投资者带来丰厚回报。”魏飞表示。

技术领先为产业发展提供支撑

除了良好经济性，在魏飞看来，由于实现了诸多突破，流化床甲醇制芳烃技术总体处于世界领先水平，使项目业主一开始就站在行业技术前沿，企业后期的发展更主动、发展后劲也更足。

魏飞介绍，煤制芳烃是指以煤为原料，经气化制得合成气，再由合成气生成甲醇，甲醇经催化转化制得混合芳烃，混合芳烃再经芳烃联合装置最终转化为苯、对二甲苯、邻二甲苯等芳烃产品的工艺技术。其中，最核心、最关键的环节是甲醇制芳烃。

国际上甲醇制芳烃的研究始于20世纪70年代，美国美孚公司率先开发出甲醇制芳烃工艺。但由于美国并不缺少石油，其研究主要侧重于对催化剂配方及反应机理的探索，并无工业化应用实践。中国于20世纪80年代开始甲醇制芳烃研究。新世纪以来，随着石油供应紧张和油价不断上涨，国内研究开始加速加码并取得了可喜进展。

但早期的甲醇制芳烃技术准确地说应叫甲醇制汽油技术。因为无论是美孚还是山西煤化所的技术，虽然其烃基收率可达63%～91%，但最终产物均以烷烃为主，芳烃含量不超过45%，另有部分烯烃和环烷烃，这样的组成更接近汽油组分。且由于产物种类繁多，分离价值不高，更适合作为油品添加剂进行销售，而非作为芳烃联合装置的原料。加之美孚和山西煤化所技术均采用固定床工艺，装置规模较小（目前国内最大单套装置仅20万吨/年），无法与芳烃后续加工装置——芳烃联合装置进行经济性地匹配（目前芳烃联合装置最小经济规模为50万吨/年，至少需要配套5套20万吨规模的甲醇制汽油装置，设备多、工艺路线长、占地面积和投资大，项目经济效益差），使其在制备芳烃和应用方面受阻。

新世纪以来，中科院大连化物所、中石化上海化工研究院以及陕西煤业化工集团等单位又分别开发了甲醇甲苯制对二甲苯技术。其中，中石化上海化工研究院还与中石化扬子石化联手，建成一套5000吨/年工业化示范装置并成功运行。这些技术的推出，一定程度上丰富了芳烃工艺路径，促进了石油化工与煤化工的耦合。

但甲醇甲苯制对二甲苯技术同样存在短板。一方面，甲醇甲苯制对二甲苯是在已有的芳环上接上另一个甲基，其原料中必须拥有稳定的甲苯供给。由于炼油厂甲苯通常作为中间物料，商品量极其有限，使得甲醇甲苯制对二甲苯通常很难形成独立工厂，更多的是依赖炼油厂，对现有芳烃装置进行扩能增产，很难大规模扩大我国芳烃产能。另一方面，甲醇甲苯制对二甲苯的目标产品比较单一，投资风险较大。这些因素，同样制约了技术的推广应用。

为彻底摆脱原料制约和对炼厂的依赖，从2000年开始，清华大学开始流化床制芳烃技术攻关，并于2010年在全球率先成功开发出流化床甲醇制芳烃工艺技术。2011年至2013年，清华大学与华电煤业集团合作，共同建设运行3万吨/年流化床甲醇制芳烃工业化试验装置，并开发了60万吨/年工艺包。

新技术实现了四大突破。

一是打通了由煤制取芳烃的关键步骤——甲醇制芳烃过程。新技术仅以甲醇为原料，先使甲醇在催化剂作用下脱水生成二甲醚，继而转化为低碳烯烃；低碳烯烃通过齐聚、环化反应，得到混合芳烃（苯、甲苯、二甲苯），最后通过芳烃联合装置得到对二甲苯。整个过程的甲醇转化率高达99.99%，产品中芳烃占74.47%，氢气占2.24%，燃料气占20.93%（若以液相烃计，总芳烃含量高达99%，其中，对二甲苯含量超过50%、“三苯”含量超过85%），可作为高品质的芳烃联合装置的原料方便地生产国内短缺的对二甲苯。

二是首次开发了以微、纳米ZSM-5分子筛混合体为基础的流化床甲醇制芳烃专用催化剂。该催化剂能够同时实现甲醇芳构化、轻烃芳构化和苯/甲苯甲醇烷基化，还具有抗金属烧结、积碳与水热3重失活等功能，满足了工业化生产对催化剂寿命与活性的要求。而且，所开发的催化剂原料组分易得、无毒、无害、不含贵金属，能够显著降低工业化应用的成本和难度。

三是采用两段内构件循环流化床技术，实现了反应温度的均匀性控制和物料返混的抑制，并通过催化剂连续循环再生，解决了反应放热量大、催化剂容易积碳失活等问题。

四是采用两段构件湍动流化床再生器，实现了低温烧氢、高温烧炭的再生功能，有效缓解了催化剂的水热失活问题。

因此，流化床甲醇制芳烃工艺技术一经问世，立即引起国外能源化工行业的极大关注，并被中国石油和化学工业联合会组织的鉴定委员会确认为“技术达到同类技术国际领先水平”。目前，该技术已经取得2项省部级技术成果，申请国家发明专利30余项，授权20项，有10多家单位有意向采用该技术进行芳烃生产。其中，已经完成项目可行性研究的超过5家。

“流化床甲醇制芳烃技术的原料为甲醇，项目的建设可以选择具有丰富煤炭资源的西部区域，也可选择能够便捷进口廉价甲醇的东部沿海地区，项目选址更加灵活，并可根据目标产物的不同，进行产品组合调整，比如可以多产苯、对二甲苯或碳九等产品。一旦实现工业化推广应用，在提升我国芳烃工业整体竞争力的同时，也能为企业带来丰厚回报，促进芳烃及关联产业健康发展。”石油和化学工业规划院院长助理李志坚这样表示。

应给予首个示范项目更多支持

在中国工程院院士金涌等专家看来，流化床甲醇制芳烃技术的推广应用，除了能为投资者带来较好回报外，还具有重大现实与战略意义。

首先，发展煤制芳烃是立足我国国情，支撑纺织工业发展的需要。据中国工程院院士、中国化工学会理事长曹湘洪介绍，1吨对二甲苯可以生产1.77吨涤纶纤维，而1亩地棉花皮棉产量不超过0.14吨。即1吨对二甲苯相当于13亩耕地生产的棉纤。我国每年对二甲苯需求量约2000万吨，若全部改用棉纤，需要种植2.5亿亩棉花。中国人均耕地面积仅为世界平均水平的45%，现有耕地保证13.7亿人口的粮食需求尚有困难，若为满足纺织业需求将超过2.5亿亩耕地种植棉花，势必会对粮食安全造成影响。在这种情况下，现实可行的办法，就是发展化纤工业，即大量生产涤纶、芳纶和锦纶。而生产涤纶、芳纶和锦纶又离不开聚酯切片。生产聚酯切片的主要原料精对苯二甲酸又是由对二甲苯（芳烃的重要成员）生产获得的……因此，发展包括煤制芳烃、石脑油制芳烃在内的芳烃工业，是我国立足国情，保障粮食安全、促进纺织工业健康发展的现实选择。

其次，发展煤制芳烃符合中国能源禀赋特点。金涌表示，我国芳烃原料来源单一，97%来源于石油路线。而我国石油资源本身短缺。近几年，受原料不足及其他因素影响，我国对二甲苯供需缺口不断增大。2015年，我国对二甲苯消费量2075万吨，进口量1165万吨，对外依存度55%，成为单一化学品花外汇最多的产品。通过相对丰富的煤炭或生物质为原料，生产甲醇，继而借助流化床甲醇制芳烃技术生产国内短缺的芳烃，既能解决芳烃原料短缺、价格居高不下的难题，又丰富了芳烃原料获取途径，符合我国富煤贫油缺气的能源禀赋，有利于芳烃工业健康可持续发展。

还有，煤制芳烃是煤炭清洁高效转化的有效途径。魏飞表示，从资源利用的角度来说，煤基甲醇制芳烃技术通过工艺过程的耦合，有效提高了煤炭的利用效率。如果在工业化过程中，将甲醇制芳烃过程与煤气化过程、芳烃联合装置集成、联产，将甲醇制芳烃过程副产物充分循环回用至系统的不同部分，将过程工艺水处理后回用，则可最大限度地实现资源高效充分利用。另外，在能量利用方面，煤制芳烃项目可充分发挥煤-电-化一体化优势，从全系统上统筹规划，将煤炭转化、发电、产品的合成与分离等过程耦合，合理分配不同等级的热量，提高能源转化效率。又由于煤基甲醇制芳烃过程排放的尾气中不含硫、氮等有害物质，催化剂采用常规化工材料作为活性物质，排放的废渣不含有毒有害成分，废水中不含氨氮，经过处理后可以回收利用。因此，整个过程绿色、洁净、环保，是煤炭高效清洁利用较为理想的路径。

中国科学院院士、复旦大学常务副校长包信和赞同魏飞的说法。他在接受记者专访时指出，中国要积极探索煤炭清洁高效转化新技术、新路径，很重要的环节就是用超超临界发电替代传统火力发电，用高效煤粉锅炉集中热电冷联供替代落后的链条式燃煤锅炉，用包括煤经甲醇制烯烃、煤经甲醇制芳烃、煤经合成气制乙二醇等现代煤制化学品替代传统煤化工，以提升我国煤炭高效清洁利用的整体水平，减少不得已使用煤炭对环境的破坏和影响。

最后，推广使用煤经甲醇制芳烃技术，有利于西部经济发展和经济结构调整。陕西省社科院经济研究所副所长吴刚认为，在西部煤炭资源富集地区建设煤经甲醇制芳烃项目，即将煤炭资源转化为芳烃，再进一步转化为高附加值的下游产品，形成煤-甲醇-芳烃-精对苯二甲酸-聚酯-纺织产业链，既可承接东部纺织产业转移，又能带动西部产业结构升级，经济效益和社会效益十分显著。根据中国纺织工业研究院的测算，聚酯对其下游化纤、工程塑料、汽车元器件等产业的带动效应可达8倍，一个百万吨芳烃项目可实现产值240亿元，带动相关行业的产值可达1300亿元以上。如果在西部富煤地区建设大型煤经甲醇制芳烃及聚酯纺织上下游一体化产业集群，既契合“一带一路”发展战略，促进地方经济发展，又能缩小区域经济差距，实现东西部经济均衡协调发展。

专家们因此呼吁：国家应给予首个煤制芳烃示范项目更多政策倾斜和支持，使其早日建成运行，为后续项目积累经验，加速流化床甲醇制芳烃这一我国完全拥有自主知识产权、世界领先的原创技术早日变为生产力，为我国经济社会发展发挥应有作用。

（来源：《中国煤化工》2016年第3期）