1、1煤制甲醇技术经济分析甲醇生产所用原料主要有煤炭、焦炭、天然气、重油、石脑油、焦炉煤气、乙炔尾气等。我国能源资源现状是缺油、少气、富煤。以煤为原料生产甲醇、合成氨是我国的主流，在今后一个相当长的时期内不会有大的改变。天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投资少、能耗低、污染小的优势，世界甲醇生产有 90%以上是以天然气为原料的，但在我国由于受天然气资源和价格的制约，国家已经限制用天然气生产化工产品，优先用于城市作燃料，除特殊情况外，用天然气生产甲醇的可能性很小。近几年来世界市场石油价格猛涨，已突破每桶原油 100 美元大关，今年 3 月 12 日纽约商品交易所 4 月份期货价格最高飙升到 1
2、10.2 美元，低价石油的时代已经一去不复返了。因此，今后用石油为原料生产甲醇、合成氨的可能性几乎不存在了。我国以煤为原料生产甲醇的经济性如何？与国际上天然气制甲醇比较有无竞争能力，是业内人士关心和讨论的问题。本文尝试从技术经济的角度作一些粗浅的分析，供大家参考。1甲醇生产现状及发展预测1.1 世界甲醇生产与消费状况根据美国休斯敦石化咨询公司发布的 2006 年全球甲醇分析报告预测，2006 年全球甲醇需求量为 3800 万左右，20062010 年世界甲醇需求年均增长率为 3%4.5% ，北美和西欧甲醇需求量将减少 360 万，中东和亚洲需求增长较快，20062010 年全球甲醇需求预测增加
3、 870900 万。由于受未来甲醇制烯烃（MTO 、MTP ）的驱动，20102015 世界甲醇需求年均增长率为4.6% 5.0%，预计 2010 年世界甲醇产能将达到 6400 万 t，2015 年将达到 7200 万 t，生产能力大于市场需求，将加剧市场竞争。我国将是甲醇需求增长最快的重点地区。表 1-1 世界甲醇产量及需求量预测表项目 单位 2000 2004 2005 2006 2010 2015产能 万 t 3803 4400 4525 4660 6400 7200产量 万 t 3020 3450 3841 3960 5120 5900开工率 % 79.4 78.4 84.9 84.
4、8 80.1 82.0需求量 万 t 2950 3410 3507 3800 5100 59001.2 中国甲醇生产与消费状况甲醇不仅是重要的化工原料，作为清洁燃料也越来越受到重视。因受国际石油价格高涨的影响，我国石油进口快速增长的压力加大，为保障能源安全，国家提出了重点发展煤基醇醚燃料、甲醇制烯烃及煤制油的战略设想，并已开始进行工程开发示范。在此背景下，我国“十一五”甲醇项目建设不断加快，生产能力和产量增长迅速。2007 年全国甲醇产量达到 1076.4 万 t，是 2004 年的 2.44倍，比 2006 年增长 41.9%； 2007 年甲醇进口量 84.5 万 t，出口量 56.3 万
5、 t，表观消费量 1104.6 万t，比 2006 年增长 41.95%，是历年来增长最快的一年。预计 2010 年甲醇需求量将为 1620 万t，2015 年 2500 万 t3000 万 t。甲醇二甲醚燃料和甲醇制烯烃对甲醇需求是一个很大的变数。表 1-2 中国甲醇产量及消费量项 目 单位 2005 2006 2007 2010 2015 20202甲醇产量 万 t 535.6 758.5 1076.4 1600 2500 6600甲醇需求量 万 t 665.6 852.5 1104.6 1620 2450 6490甲醇进口量 万 t 136 112.7 84.5 80.0 50.0 40
6、甲醇出口量 万 t 5.45 19.0 56.3 60.0 80.0 1501.3 甲醇市场价格甲醇市场价格也随着石油和天然气价格上涨而走高，2005 年华东地区甲醇价格在 24002520元/t 之间波动；2006 年 27002950 元/t，2007 年 12 月 36003900 元/t。国际市场（东南亚地区）甲醇价格从 2005 年 250 美元/t 上涨到 2007 年的 570590 美元/t ，上涨一倍多，2008 年 2 月份下降到 450480 美元/t。表 1-3 国内外甲醇市场价格序号 项目 单位 2002 2005 2006 20072008（2 月）进口到岸价 美元
7、/t 246.32 269.59 570590 4504801折人民币 元 /t 2044.4 2102.8 34303850 343035002 华东地区 元 /t 22002500 26002800 32003500 310032003 西北地区 元 /t 1629 2318 2058 28003000 260028004 国内平均 元 /t 1820 2640 2739 2810 375020002006 年甲醇 7 年年平均价为全国 2308 元/t，西北地区为 2058 元/t 。2010 年以前预测甲醇国内市场平均价格将保持 2500 元/t 以上，国际市场将保持 400 美元/t
8、 以上价位。1.4 中国天然气产量及需求预测中国天然气产量及市场需求量增长很快，2007 年全国天然气产量为 693.1 亿 m3,比 2006 年增长 23.1%，预计今后将以年均 15%左右速度增长。3表 1-4 国内天然气产量及需求预测（亿 m3）2000 2005 2006 2007 2010 2015 2020 备注产量 277 499.8 563.2 693.1 1000 1500 2000需求量（1） 290 660 710 850 1130 18001900 25002680能源研究所数据需求量（2） 260 640 690 810 1200 1850 2510世界能源导报我国
9、西气东输二线口岸气价测算约 2 元/m3，输送到东部沿海城市预计气价将达到 3.0 元/m3 左右。2007 年 9 月起我国工业用天然气价格上调 0.4 元/m3 （化肥用气暂不涨价） ，陕西榆林甲醇厂天然气到厂价由 0.78 元/m3 上调 1.2 元/m3；兴化天然气到厂价格由 0.89 元/m3 上调到 1.04 元/m3，上调幅度较小。表 1-5 2007 年中国主要城市天然气价格（元 /m3）气价 气价城市居民用城市居民用北京 2.05 南宁 4.35天津 2.2 柳州 5.93合肥 2.1 重庆 1.4南京 2.2 成都 1.43杭州 2.4 西安 1.75宁波 4.2 兰州 1
10、.45武汉 2.3 乌鲁木齐 1.37长沙 2.36 西宁 1.201.5 国际天然气价格增长很快随着国际石油价格上涨，天然气价格近年来增长很快，例如俄罗斯供给乌克兰天然气价格（边境交货）每 1000m3 由 2006 年的 110 美元上涨到 2008 年的 179.5 美元（折人民币 1.25 元/m3 ） ，涨幅高达 63.2%；20052007 年南美天然气价格上涨了 48.1%；中东天然气价格上涨了 63.2%；表 16 国际市场天然气价格（美元/MBTU ）天然气年份 日本LNG到岸价格 欧盟 英国 美国 加拿大 俄罗斯 伊朗 南美2000 4.72 3.25 2.68 4.23
11、3.752001 4.64 4.15 3.22 4.07 3.612002 4.27 3.47 2.58 3.33 2.572003 4.77 4.4 3.26 5.63 4.832004 5.18 4.56 4.69 5.85 5.032005 7.54 6.28 6.69 8.79 7.25 2.53 2.3 2.62006 9.05 7.85 8.03 9.55 8.16 3.06 3.42 3.65折人民币（元/m3）2.67 2.32 2.37 2.82 2.41 0.902 1.01 1.084注：1MBTU 相当于 27.8m3 天然气； 2006 年 1 美元=8.2 元人民币
12、。 国际化工信息国际上天然气工业大宗用户都签有长期供气合同，每年参照市场情况作适当调整，一般工业用气价比民用气价低 30%左右。1.6 中国煤炭产量及市场价格2007 年我国煤炭产量达到 25.5 亿 t，比 2006 年增长 9.7%；煤炭价格不断上涨，平均每吨原煤上涨 3050 元，不同地区煤炭价格差距较大。表 1-7 中国原煤产量及市场价格项目 单位 2004 2005 2006 2007 备注产量 亿 19.92 22.05 23.25 25.5山西太原 元 /t 265 275 290 316 烟煤内蒙古胜利 元 /t 70 75 80 95 褐煤陕西铜川 元 /t 265 275
13、290 320 动力煤云南富源 元 /t 395 405 420 460 动力煤贵州织金 元 /t 295 305 320 340 动力煤河南义马 元 /t 355 365 380 410 动力煤河北开滦 元 /t 395 405 420 440 动力煤山东兖矿 元 /t 555 565 580 620 动力煤原煤价格安徽淮南 元 /t 410 420 435 465 动力煤2甲醇生产技术及规模2.1 甲醇生产技术国外拥有工业化甲醇生产技术的公司主要有 Lurgi、Topsoe、Davy （I.C.I） 、Casale 等，国内有西南化工研究院、上海理工大学、杭州林达公司、南京国昌等技术。合成
14、压力为 5.09.0MPa，合成温度为 225250，甲醇综合能耗以天然气为原料的为 3236GJ，以煤为原料的为4346GJ 。为了降低甲醇生产成本增强竞争能力，节能降耗及装置超大型化是今后甲醇发展方向。Lurgi 公司开发的水冷气冷甲醇合成技术，并提出的 Mega methanol 超大型甲醇装置设计理念，在国外 Lurgi 和 Davy 已有 3 套日产 5000甲醇装置分别在特里尼达和伊朗投产，在国内有 3 套分别在内蒙和宁夏正在建设，另外国外 Davy 6500t/d、Topsoe 7500t/d 也在建设之中。近年来世界甲醇技术进步很快，总体上看我国甲醇技术比较落后，规模小，能耗高
15、，竞争能力差，60 万以上甲醇装置的技术和关键设备主要靠进口，国内应加强大型甲醇技术开发力度，逐步缩小与国外的差距。5表 2-1 国内外公司甲醇合成技术比较序号 项 目 单位 Lurgi Topsoe Davy 华东理工1 设计能力 t/a 2200 2000 2000 20002 合成压力 MPa 8.75 9.0 8.90 8.123 合成温度 230 249 262 2554催化剂脱硫氯剂小 计m3m381.981.943.042.685.665.231.096.21021025 2COH22.05 2.05 2.05 2.16 循环比 1.632 1.93 1.95 5.07 合成气消
16、耗 m3/t 2335 2340 2320 23508 出口甲醇含量 % 16.65 14.23 13.98 9.39 合成塔 水 冷 串 气 冷 沸水式 水 冷 串 气 冷 管壳水冷10 甲醇精馏 三塔 三塔 三塔 三塔11公用工程电冷却水锅炉给水高 压 蒸 汽 （ 汽 轮 机 用 ）中压蒸汽kWh/tm3/tm3/tt/tt/t11.416.651.220.3280.3439.446.81.270.3860.369.673.31.090.3890.3846.01.200.650.43212 副产蒸汽 t/t 1.093 1.26 1.056 0.8Lurgi 甲醇（5000t/d）工艺流程
17、简图2.2 甲醇装置规模效应国内甲醇装置单系列能力多数为 1020 万 t/a，去年以来开始建设 3060 万 t/a 的甲醇装置，引进 Lurgi 技术的两套日产 5000t 超大型甲醇装置正在建设之中，其中一套将6于 2009 年初投产。国外甲醇装置单系列能力大多在 6090 万 t/a，本世纪初开始建设了一批 100 万 t/a以上的超大型甲醇厂。随着甲醇装置能力的不断扩大，甲醇单位产品的投资、能耗和成本不断降低。鲁奇公司（Lurgi）曾对以天然气为原料不同规模的甲醇装置的投资、成本进行过测算，其结果见表 2-2。表 2-2 甲醇装置规模与投资和投资的关系项 目 装置生产规模（万 t/a
18、）10 20 30 40 60 80 100单位产品投资% 100 75 69 63 57 52 49单位产品成本% 100 67 60 57 53 51 50实际上受技术水平、装置制造水平和地区环境的影响，规模效应不一定完全遵循上表中的规律，对建设项目应根据建设条件作具体分析，在同等条件下装置能力大其规模效应是明显的。以煤为原料生产甲醇基本符合上述规模效应的趋势，但其投资和成本随规模扩大而降低的比例没有天然气大。例如，煤制甲醇以 10 万 t/a 为 100%，100 万 t/a 投资则为67%，成本为 70%左右，换言之，其吨甲醇投资可降低 33%，成本可降低 30%左右。3. 煤与天然气
19、制甲醇成本比较3.1 原煤不同价格的甲醇成本表 31 煤制甲醇成本（元/t 美元/t）原煤价格 150 250 350 450 500 600甲醇制造成本 853.9 1065.9 1277.9 1489.9 1595.9 1807.9甲醇完全成本 987.31 1199.31 1411.31 1623.31 1729.31 1941.31折美元 139.1 168.9 198.8 228.6 243.6 273.4注：（1）美元按 1：7.1 元人民币计算；自建热电站满足 60%用电；甲醇规模 60 万t/a，固定资产投资为 25.4 亿元（不包括厂外工程） 。（2）吨甲醇耗原料煤 1.52
20、t，燃料煤 0.6t；6.5MPa 水煤浆气化技术；Lurgi 水冷气冷甲醇合成技术。3.2 天然气不同价格的甲醇成本表 32 天然气制甲醇成本天然气价格 元/m 3 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6制造成本 元/t 1371.6 1551.6 1731.6 2011.6 2291.6完全成本 元/t 1567.6 1764.6 1961.6 2158.6 2355.6折美元 美元/t 220.8 248.5 276.3 304.0 331.8注：（1）1 美元按 7.1 元人民币计算；甲醇规模按 60 万 t/a，固定资产投资 16.1 亿元。（2）吨甲醇天然气消耗 900m3/(CH
21、4 95%)，参考国内两套已投产 20 万 t/a 和在建 85万 t/a（天然气消耗 888m3/a）估算 60 万 t/a 消耗指标及投资。（3）天然气转化采用蒸汽转化和部分氧化相结合的技术。4煤制甲醇竞争能力分析4.1 为了优化天然气利用结构，缓解天然气供需矛盾，促进节能减排，改善城市大气质量，2007 年 8 月国家发改委出台了我国天然气利用政策 ，禁止利用天然气生产甲醇；限制利用天然气生产合成氨、乙炔、氯甲烷等；天然气是清洁燃料，主要是用于城市燃料，我国天然气资源缺乏，今后需要大量进口，按照国家产业政策，今后新建天然气甲醇厂的7可能性很小。原有以天然气为原料的甲醇、合成氨厂，为了降低
22、生产成本，就近有煤资源的企业开始进行气改煤技术改造工作（如兴化、榆天化、内蒙大化肥等） 。国内煤炭市场大部分地区煤炭价格在 500 元/t 以下，其甲醇成本为 1623 元/t，对应的天然气价格为 0.87元/m 3。去年工业用天然气价格提高 0.4 元/m 3，提价幅度达 43%60%，气源地价格已达1.11.2 元/m 3，今后还面临价格上涨的趋势，不可能再有低价气供应，因此天然气制甲醇在国内没有优势可言。国内焦炉气综合利用制甲醇成本在 1000 元/t 左右，比煤制甲醇成本低，竞争能力强。但去年国家提出限制炼焦能力扩张，关停一批小焦化厂，焦炉气制甲醇受气源制约总生产能力有限，仅占全国甲醇
23、总量 10%左右，对市场影响较小。4.2 我国煤制甲醇主要竞争者是国外跨国公司，他们大部分在天然气资源丰富而且气价低（0.20.3 元/m 3）的地区建厂，由于规模大、技术先进、成本低、储运设施配套全，销售网络遍布全球，因此具有很强的竞争能力。2005 年以前甲醇成本在 80120 美元之间，从产量和价格上可左右国际甲醇市场。2006 年以后天然气价格上涨较快，到 2007 年底普遍上涨一倍多，有的地区上涨 34 倍，目前国际市场天然气平均价格达到 1.51.8 元/m 3,例如南美阿根廷出口给智利的天然气由原来的 2.4 美元/MBTU 提高到 4.0 美元/MBTU，委内瑞拉出口天然气为
24、8 美元/MBTU；俄罗斯向我国出口的天然气由原来 0.8 元/m 3提高到 1.48 元/m3，不低于对欧洲的出口价；伊朗向印度和巴基斯坦出口天然气要价 8 美元/MBTU，我国福建从印尼进口液化天然气价格，从最初达成协议的 25 美元/桶上调到 38 美元/桶，上涨52%；世界油价居高不下，带动国际上天然气涨声一片。美国由于天然气价格涨幅大，天然气制甲醇装置关停 350 多万吨产能。世界最大的甲醇生产营销商 Methanex公司，在智利南部彭塔市建有全球最大的甲醇厂（ 350 万 t） ，天然气来自智利和阿根廷，近年来因天然气价格问题，阿根廷停止供气，使部分甲醇装置停产。国际上所谓供气合同
25、照付不议是有条件的，在经济利益驱使下，若价格差距太大，供气方提出调价要求是可以理解的。今后南美、中东产气地区不会再出现 0.5元 /m3以下的低价气，因此 100 美元 /t 以下的甲醇成本也难以维持。另外南美、中东甲醇销售中国，贮运费约为 70 80 美元 /t，到岸价格约 1300 1500 元 /t，再加海关税和增值税等，到国内价将达到 2000 元 /t 左右，实际上进口甲醇与东南亚市场持平。 Mtheanox公司到中国调研用煤生产甲醇的可能性，并与国内公司洽谈合作问题，他们也看好中国煤资源和甲醇是市场。4.3 2007 年国际市场甲醇价格维持在 550590 美元/t（3900420
26、0 元/t）,台湾地区的到岸价 540580 美元/t，与国内沿海地区价格基本持平。国际上甲醇与天然气价格将随石油价的升降而波动，专家预测 2010 年前石油价格仍将会在高价位运行，不会低于 80美元/桶。由于石油制烯烃成本高，天然气甲醇制烯烃成本低，因此近年来计划建设的特大型甲醇通过 MTO 或 MTP 过程就地加工为烯烃，不会造成对甲醇市场造成大的冲击。5几点建议5.1 建议在煤资源丰富且开采成本低的地区采用先进技术，建设特大型甲醇装置，完全成本控制在 12001300 元/t 以内是有可能做到的，企业就会具有较强竞争能力。5.2 建议国家尽早出台甲醇及煤化工发展规划，进行宏观调控，综合平衡甲醇市场需求，防止盲目发展。5.3 在原煤价格高于 500 元/t 以上的地区不宜再新建甲醇装置。因为在煤价高的地区电价也高，煤和电的费用占制造成本 65%以上，一旦煤价上涨风险较大，要慎重行事。 5.4 学习国外经验，新建煤制甲醇应走大型化、基地化、多联产的路子。例如，依托煤矿建设煤、热电、甲醇、二甲醚多联产的能源化工集成，可以合理利用8资源，达到效益最大化。大型甲醇厂自建热电站，做到蒸汽和电力自给，自发电成本只有电网供电价格的 50%左右。可有效地降低成本。
