1、全球甲醇工业生产现状与发展趋势21甲醇工业技术发展现状甲醇的生产始于1923年,德国巴斯夫公司采用 氧化物wiki催化剂/wiki,在3035,300400条件下合成甲醇,并在洛伊纳建成3000/装置。1966年英国公司开发成功了以天然气为原料,采用冷激式绝热反应器在250、5和铜基催化剂存在下合成甲醇技术,简称低压合成法。1971年,德国鲁奇公司开发成功了以天然气或渣油为原料的低压鲁奇法工艺。采用管壳式反应器,在200300、58下合成甲醇,简称鲁奇低压法(中石化齐鲁分公司第二化肥厂1987年建成的100/甲醇生产装置,就是引进鲁奇低压法工艺)。与此同时,丹麦的托普索公司,日本三菱瓦斯化学公
2、司等相继开发成功了各自的低压法技术。20世纪70年代以来,世界各国新建与改进的甲醇装置几乎全部是低压法,其中采用公司、鲁奇公司技术生产甲醇约占世界甲醇总量的80%左右。低压法工艺存在着致命的缺点:单程转化率低,有大量未转化气体被循环;反应气体的2/为(510)1,而不是理论量的21;原料气只能靠蒸汽转化成纯氧部分氧化,工艺制造不能使用节能型的空气部分氧wiki化工/wiki艺技术,能耗很高。为此各国都致力于开发工艺更加先进的节能型液相甲醇合成技术,现在已经取得了突破。目前液相法工艺有2种,一种是浆态床工艺,采用2/3或 23催化剂,催化剂以极细的粉末状分布在有机溶剂中,美国空气产品和化学品有限
3、公司开发的技术具有领先水平,并建成万吨级工业试验装置。另一种是液相络合催化剂法工艺技术,目前仍处在实验室研究开发阶段。现在甲醇生产技术主要以公司、/工艺技术、克虏伯乌德公司、鲁奇公司、公司的技术最为典型。现在国际上标准甲醇装置的生产规模为25003000/,最近在天然气丰富廉价地区投资建设的装置规模都在5000/的水平,由此可见,目前甲醇装置建设正向大型化的规模经济发展。现在商业的甲醇合成工艺均为气相合成,存在合成效率低、能耗高等多种缺陷。所以人们对甲醇的合成研究,无论是在催化剂的研制,还是在合成工艺路线的开发上,一直没有停止过。由于甲醇的合成是一个比较强的放热反应过程,从热力学的角度来看,降
4、低温度有利于反应朝生成甲醇的方向移动。采用原料气冷激和列管式反应器很难实现等温条件的操作,反应器出口气中甲醇的含量偏低,一般体积分数只能维持在4 5%6 0%。因而使得反应气的循环量加大,例如当出口气中甲醇体积分数为5 5%时,循环气量几乎是新鲜原料气的6倍。受浆态床的启发,和于1975年首先提出甲醇的液相合成方法。液相合成是在反应器中加入碳wiki氢/wiki化合物的惰性油介质,把催化剂分散在液相介质中。在反应开始时合成气要溶解并分散在惰性油介质中才能到达催化剂表面,反应后的产物也要经历类似的过程才能移走。这是化学反应工程中典型的气液固三相反应。液相合成由于使用了热容高、导热系数大的石蜡类长
5、链烃类化合物,可以使甲醇的合成反应在等温条件下进行,同时,由于分散在液相介质中的催化剂比表面积非常大,加速了反应过程,反应温度和压力也下降许多。由于气液固三相物料在过程中的流动状态不同,三相反应器主要有滴流床、搅拌釜、浆态床、流化床与携带床5种。目前在液相甲醇合成方面,采用最多的主要是滴流床和浆态床。滴流床反应器与传统的固定床反应器的结构类似,由颗粒较大的催化剂组成固定层,液体以液滴方式自上而下流动,气体一般也是自上而下流动,气体和液体在催化剂颗粒间分布。滴流床兼有浆态床和固定床的优点,与固定床相类似。它的催化剂装填量大且无磨蚀,床层中的物料流动接近于活塞流且无返混现象存在,同时又具备浆态床高
6、转化率等温反应的优点,更适合于低氢碳比的合成气。等人对滴流床中合成甲醇的传质传热进行了一系列的研究,与同体积的浆态床相对比,滴流床合成甲醇的产率几乎增加了一倍。但至今未见到工业应用的报道。从工业角度来看,滴流床中的液相流体中所含的催化剂粉末很少,输送wiki设备/wiki易于密封且磨损小,长时间运行将更为可靠。2我国甲醇工业的发展情况我国甲醇工业始于20世纪50年代,主要是由原苏联援建的以煤为原料采用高压法锌铬催化剂合成甲醇技术。1957年第一套锌铬催化剂高压法甲醇合成装置在吉林化学工业公司投产,设计能力为100/,然后在兰州、太原、西安等地陆续建厂投产。60年代上海吴泾化工厂先后自建了以wi
7、ki焦炭/wiki和石脑油为原料的甲醇装置;同时南京化学工业公司研究院研制了联醇用中压铜基催化剂,推动了具有我国特色的合成氨联产甲醇工业的发展。自2002年年初以来,我国甲醇市场受下游需求强力拉动,以及生产成本的提高,甲醇价格一直呈现一种稳步上扬走势。甲醇市场价格最高涨幅超过100%,甲醇生产的利润相当丰厚,效益好的厂家每吨纯利超过了1000元,因而甲醇生产厂家纷纷扩产和新建,使得我国甲醇的产能急剧增加。2002年,我国甲醇生产能力达到4 5,产量为2 31,进口1 8,出口量为10,表观消费量为4 1,占市场需求的56%;2003年生产能力5,产量为3,进口量为1 4,出口量为50,表观消费
8、量为4 35,占市场需求的69%;2004年生产能力达到7,产量4 4,进口量为1 36,出口量约30,表观消费量为5 73,占市场需求的77%;2005年生产能力为10,产量达到5,进口量为1 15,表观消费量为6 15,占市场需求的80%。2006年上半年我国共生产甲醇3 4,比2005年同期增长29 7%,下半年又有2的新建甲醇装置陆续竣工投产, 使得2006年我国甲醇产量突破7大关,比2005年增加2。同时,2006年我国的甲醇需求量仍将保持较高速度的增长,消费量将超过7,再创历史新高。2006年我国甲醇出口(主要出口到韩国)量已超过100。我国现在已成为世界第二大甲醇消费国,同时也是
9、甲醇生产增长最快的国家,并将继续高速发展,2010年中国会超过美国成为全球甲醇的最大消费国。随着我国甲醇行业的迅猛发展,我国甲醇产量连年大幅增长。随着2006年中海油海南建滔600/、青海格尔木油田300/以及克拉玛依wiki石油/wiki管理局200/等甲醇装置的陆续建成投产,2006年我国新增甲醇产能至少在2 5以上,我国甲醇生产能力将会自给有余。目前,我国在建和拟建甲醇生产能力达到31,即使50%得以实现,今后35,我国甲醇行业将会新增16/的生产能力。加上目前已经建成的10/的生产能力,到2010年,我国甲醇的生产能力将会达到26/。必将使我国出现甲醇供过于求的状况,国内市场的竞争将促
10、使规模小、成本高的甲醇生产商逐渐关闭停产。令人忧虑的是,现在我国甲醇建设的热潮依然高涨。截止到2006年8月,拟建甲醇企业达到50家,总生产规模超过32/,平均生产规模超过600/,绝大部分采用煤造气进行甲醇生产。这些企业即使30%得到实施,也会在未来510使我国甲醇生产规模再增加10/,届时我国甲醇生产能力将会达到36/,这必将造成我国甲醇行业的残酷竞争,也必将给整个世界造成剧烈的冲击。3国际甲醇工业生产市场及发展状况在过去的近10年里,世界甲醇的生产格局、生产能力发生了巨大的变化,一些天然气储量丰富而本国消耗量小的国家和地区,先后建设了世界级大规模甲醇生产装置,产品出口到美国、欧洲、日本等
11、,以其低廉的价格优势占领了这些国家和地区的市场,导致这些国家和地区甲醇生产装置纷纷停产关闭。目前,国际甲醇装置在向大型化发展,国外共有甲醇生产装置100套左右,每套年平均生产能力超过500,年总生产能力达到了64,其中年生产能力大于800的装置有32套,合计生产能力约30,目前正在建设的大型装置总生产能力达26。目前世界上最大的甲醇供应商是总部设在加拿大的公司,年生产能力达8。2002年全球生产能力为42,需求量为33。截止2006年8月,全球甲醇产能达到64/(包括美、欧等停产装置),实际需求量为45/,装置开工率为70%。目前,世界甲醇供需基本平衡,但不同地区差别很大。现在拉丁美洲、中东、
12、东欧、大洋洲等地区,产量增长迅速,甲醇大大供过于求,而美国、西欧、日本、中国、中国台湾、韩国等甲醇供不应求,大量依赖进口。2006年我国甲醇将会达到供求平衡,2007年就会出现供过于求。现在中东、拉丁美洲等地区已经发展成为世界甲醇生产的集中地和全球甲醇的主要出口地。中东是甲醇的主要生产地,生产的甲醇大多出口到欧洲和亚太地区,该地区拥有16/生产能力,10项在建项目总计有15/的生产能力;南美和加勒比海地区也是甲醇的主要生产地,主要供应美国市场,该地区拥有15/生产能力,大部分产品出口。目前世界主要的甲醇生产国家为:特里尼达与多巴哥,生产能力为9 575/;美国为7 725/(包括关闭、闲置的甲
13、醇装置);伊朗为6 60/;俄罗斯为5 84/;沙特阿拉伯为4 90/;智利3 79/;德国为2 87/;新西兰为2 45/;加拿大2 31/;荷兰与芬兰为2 275/等。按地区看,世界甲醇主要地区的生产能力为:拉丁美洲为15 46/;中东地区为16 00/;欧洲为14 00/;北美洲(美国、加拿大)10 00/。在世界四大甲醇生产区中,美国天然气价格过高,而且天然气供应严重不足,甲醇产量逐年减少,开工率仅维持在50%左右,已经与其生产规模难以相比,由世界头号甲醇生产大国成为世界最大的甲醇进口国;欧洲,特别是西欧都是石油的主要进口国,该地区天然气供应也十分紧张,许多生产装置难以长、优开工生产,
14、造成甲醇产量低, 只有俄罗斯甲醇生产用天然气充足,但是俄罗斯许多装置是前苏联时期建造的,技术上存在一些问题,加上俄罗斯运输能力不足,甲醇开工率维持在60%的水平。拉丁美洲和中东地区天然气丰富,而且价格相当便宜,加上当地甲醇消费量很少,是世界甲醇生产供应主要地区。虽然美国、俄罗斯、德国、新西兰等国家生产能力比较大,但是它们实际产量与其生产能力有着较大的差距。美国甲醇装置的生产能力为7 72/,但2005年的实际产量仅有4左右,开工率只有50%。加拿大公司在新西兰具有2 45/的甲醇生产能力,装置所在的毛利()岛天然气产量连年下降,造成2004年的甲醇产量只有1 1,到了2005年只生产了530。
15、该公司为了保持具全球最大甲醇生产供应商的地位,正在澳大利亚的西澳大利亚州建设1 3/甲醇装置,即将竣工投产,代替新西兰继续向亚洲等地区供应甲醇产品。目前美国依然保持着世界甲醇消费第一大国的地位,每年消耗8左右,其中本国生产4左右,每年需要进口近4。美国将于2007年大幅度减少甲基叔丁基醚()在汽油中的使用量,到2008年美国将减少9的,相当于减少3甲醇消耗量;而且随着国际石油、天然气价格大幅上升,美国国内的甲醇装置还会进一步关闭减产,只会保留具有醋酸生产装置的甲醇企业。欧洲是世界甲醇消费的第二大经济实体,生产能力为14/,每年消耗约9,俄罗斯、德国、荷兰是本地区主要生产国,其中俄罗斯生产能力为
16、6/,德国生产能力为2 8/,荷兰生产能力为960/,但是由于受到拉美、中东、新西兰以及澳洲廉价产品的冲击,欧洲地区的装置开工率不足60%,欧洲地区每年需要进口大量甲醇来满足市场需要。西欧2000年进口甲醇3 24,2005年进口量超过了4,年均增长5 4%。日本是世界第三大甲醇进口国,以前日本曾是甲醇生产大国,现在本国已经没有规模化甲醇生产企业,市场需求全部依赖进口。2000年进口2 44,2005年进口3 06,年均进口增长率在5%。虽然日本本土没有大规模的甲醇生产装置,但是三菱瓦斯公司在中东和拉美地区的甲醇生产实力雄厚,在沙特和委内瑞拉建有5套大型甲醇装置,甲醇总产能达5/,约占全球10
17、%。4建议通过对国内外甲醇工业的生产现状及发展趋势的分析,目前国内甲醇工业已经是供过于求,且发展趋头越来越“猛烈”,在未来5年内我国甲醇产量将新增2630,总生产能力将达到3640,到2010年我国甲醇实际需求量预计为12 515,届时国内许多甲醇生产企业将面临巨大的生存和发展压力。建议有关部门加强宏观调控,适当控制国内甲醇工业建设过热的势头,应从长远角度考虑,加大甲醇下游产品的开发力度。建议优化甲醇资源,加大甲醇出口力度,把我国甲醇企业的注意力尽快转移到甲醇下游产品的开发上来,真正把甲醇工业做大做强。这篇文章很大的一个缺点：没有说到国内的工艺水平。工艺水平对甲醇成本影响很大。国外先进工艺已经
18、达到29GJ/t甲醇（天然气基）的水平，国内以前都是中小规模的甲醇装置。截至1999年底统计，我国甲醇生产企业有180多家，其中生产能力大于9万t/a的厂家仅有10家，2万t/a6万t/a的厂家有39个，其余均为2万t/a以下。生产能力较大的甲醇装置能耗多在 40 GJ/t50 GJ/t之间，工艺技术水平多属于国外70至80年代的水平。现在引进技术和设备，规模大了，但是生产管理水平还不如国外，估计能耗也会比国外偏高。国外的甲醇生产装置大多建在天然气产地附近，气价便宜，国内的天然气甲醇存在气价和能耗这两个不利因素，能否在价格上与之竞争，还需要探讨。国内天然气资源和国外比还是偏少，到底是用天然气生产甲醇还是用煤生产甲醇，也是需要探讨的问题。用煤生产能耗比天然气高，但煤便宜，所以成本需要综合考虑两方面的因素。
