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我國能源結構以燃燒煤炭為主，國家出臺了限制開采高硫煤政策，對近期減少二氧化硫排放起到積極作用。但是，由于高硫煤也是一種重要的化石能源，如何合理開發利用成為高油價下亟待破解的難題之一。目前我國一些地方正在開展的利用高硫煤制造甲醇的產業化探索，為我國高硫煤的開發利用展現了廣闊前景。
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| 2007年12月28日，我國首套50萬噸“煤制甲醇”裝置在山東投產。本報記者 呂福明
攝 | “煤制甲醇”是石油替代的現實選擇
近年來，我國能源問題日益突出。國家高度重視煤化工產業的發展，并把它列入我國中長期能源發展的戰略重點。目前，國家車用甲醇汽油標準即將出臺，甲醇不僅是重要基礎有機化工原料，更是替代石油的重要清潔燃料。從汽車工業發展來看，到2020年我國汽車保有量預計將達到1.5億輛，這將使我國承受巨大的能源供應壓力。專家認為，我國應發展高硫煤制造甲醇、二甲醚、甲醇重整富氫氣(簡稱醇醚氫)的清潔汽車燃料，代替石油短缺，走中國資源特色的汽車發展道路。
目前，我國高硫煤資源探明儲量達620億噸，約占煤炭總儲量的1/4。作為一種特殊性質的煤炭，高硫煤具有巨大的潛在開發價值。我國高硫煤主要分布在煤炭資源較少的南方地區，在北方煤礦中下部煤層中也有不同程度的分布，其中山東兗礦高硫煤儲量約10億噸。
甲醇，是廣泛應用于化工、醫藥、輕紡、國防等領域的基礎化工產品。由于甲醇燃料的清潔性和經濟性，“煤制甲醇”是目前解決我國車用燃料替代的一個重要選擇。我國經濟持續高增長對甲醇的需求連年保持在20%。2007年，我國甲醇消費量為900多萬噸，其中進口量穩定在136萬噸左右。特別是甲醇所具有的良好的燃燒性能，使國內許多單位紛紛研發含甲醇15%至85%的混合燃料。由于世界甲醇需求量不斷遞增，甲醇生產的競爭已向原料價格較低的地區轉移。近年來，發達國家加快了將世界甲醇的生產中心向南美、沙特、伊朗和中國轉移的步伐。
目前，我國已啟動甲醇燃料國家標準編制計劃，首先編制變性燃料甲醇、M85和M15高比例甲醇汽油國家標準，為甲醇汽油進入市場掃清障礙。這對改變我國“煤多、油貧、氣少”的能源格局，大力發展新型煤化工產業，以煤為原料替代石油生產甲醇清潔燃料，減輕燃煤造成的環境污染，降低中國對進口石油的依賴意義重大。當前，煤化工行業面臨著新的市場需求和發展機遇。
以煤為原料建設大型甲醇生產裝置，符合國家產業政策、能源和環境保護政策。但是，用煤炭制甲醇勢必在一次能源結構上出現減量態勢，這在能源安全上有拆東墻補西墻之虞。而用高硫煤制造甲醇，則避免了這一問題。兗礦集團在國內首家成功開發出水煤漿氣化技術、粉煤加壓氣化、低壓羰基醋酸合成、煤炭間接液化、低熱值硫化床燃燒發電等多項具有自主知識產權的核心技術，成為國際上惟一同時擁有粉煤氣化和水煤漿加壓氣化技術的企業。而這一切的基礎原料就是高硫煤。
實施“煤制甲醇”必須要有產業化規模
全國規模最大的年產50萬噸“煤制甲醇”裝置于2007年12月28日在山東兗礦國宏化工公司投產。據山東兗礦集團介紹，這也是全球首套以高硫煤為原料的50萬噸“煤制甲醇”裝置，這一裝置投產后年可消化高硫煤100萬噸，減排四萬多噸二氧化硫煙塵。
這一煤化工項目基地是山東省重點建設的魯南煤化工基地三大園區之一。項目設計年產50萬噸甲醇和硫磺、氬氣、液氧等化工原料，總投資22.17億元，年銷售收入預計達10.9億元，利潤2.22億元，投資回報期為八年。
近年來，作為華東地區最大的煤炭生產基地，兗礦集團確立了走科技含量高、安全有保障、經濟效益好、資源消耗低和環境污染少的新型煤炭工業化道路，著眼于解決資源不足、產業結構不合理等問題，積極適應時代發展、科技進步和石油緊缺的新情況，發揮技術、管理和人才優勢，實施煤炭產品深加工。從而探索出一條煤炭資源型企業改變資源枯竭后走向衰敗的命運，實現可持續發展的科學發展路徑。
兗礦集團積極實施了薄煤層開發，以北宿礦為中心，打造薄煤層綜合開發示范基地，使兗州和濟東煤田硫含量大于3%的7.87億噸高硫煤，及周邊地方煤礦硫含量大于3%的2.553億噸高硫煤變成高附加值資源。
在實施高硫煤綜合利用的規模化方面，兗礦集團取得重大進展。在年產24萬噸甲醇和80MW燃氣發電的煤基多聯產系統示范裝置獲得成功的基礎上，以國宏化工50萬噸“煤制甲醇”項目為新起點，加快步伐搶占60萬噸、100萬噸和120萬噸“煤制甲醇”單套產能高地。隨著國宏化工一期50萬噸甲醇項目的投產，兗礦甲醇產能規模已達110萬噸，占全國市場份額的12%，占華東市場的40%。
目前，每兩噸高硫煤可生產一噸甲醇。兗礦集團通過“煤制甲醇”項目可將高硫煤轉變成純度為99.999%的甲醇。其中，僅轉化提取的兩萬多噸硫磺，每年就可為企業創收7000多萬元。據了解，目前甲醇能賣到800元/噸至900元/噸；硫磺能賣到3600元/噸至3700元/噸。由于產能的不斷擴大，兗礦附近高硫煤已漲到650元/噸。
高硫煤制甲醇將延長我國煤炭開采期
據了解，我國開展煤化工替代石油研究已有20多年歷史。目前，山西、山東、河南等地都在進行相關研究工作。據中國工程院院士、煤化學工程專家謝克昌介紹，我國煤炭資源有50%是高硫煤。重慶、貴州等省市飽受酸雨之苦，就是高硫煤直接燃燒的結果。高硫煤是生產石油替代品的最佳原料，生產甲醇及二甲醚利用率最高，我國已自主開發具有自身特色的年產60萬噸高硫煤制甲醇新工藝，計劃依托晉中、陜北、呂梁等地區建設第一個示范工程。而高硫煤的規模化開發，將大大延長我國煤炭開采期。
兗礦集團所在濟寧礦區經過20多年的開采，產量高峰期已過。目前本部儲量還有21億噸，其中高硫煤約占1/4。之前，兗礦煤大部分是低硫煤，硫分大部分在0.5%以下，不但好開采，而且低灰、低磷、高熱量；產量高時每年達4500萬噸，現在已降到3500萬噸以下。由于資源的日趨枯竭，兗礦不得不開始開采下部平均厚度只有1.2米的含黃鐵礦的高硫煤，開采成本非常高。
目前，兗礦開采的高硫煤平均含硫量3%至4%，高的達到6%。而通過水煤漿加壓氣化技術，可使煤炭中的硫回收率達到91.6%，解決了礦區的可持續發展問題。高硫煤轉化成的甲醇，具有良好的市場前景。這一項目的建成投產，標志著我國綜合開發利用高硫煤、發展煤基醇醚燃料技術達到世界先進水平，并且進入規模化發展階段。
由于高硫煤在燃燒時對環境污染大，國家一直限制開采。此次兗礦集團的50萬噸甲醇項目采用美國和德國引進的水煤漿加壓氣化、低溫甲醇洗脫硫脫碳等技術和裝置，配套建設24MW聯產發電設備和完善的環保設施，有效解決了高硫煤的污染問題。據測算，山東推廣大規模的高硫煤制甲醇生產技術，可使全省煤炭開采年限延長25年。
“十一五”期間，國宏化工公司還將建設100萬噸甲醇、30萬噸聚丙烯和43萬噸醋酸乙烯項目。目前二期100萬噸甲醇擴建項目的科研報告評審和環評報告編制工作已經完成。期間，公司規劃總投資將超過150億元，總產值超過100億元。據了解，陜西榆林60萬噸“煤制甲醇”項目預計將于2008年投產。
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