煤化工創新路在何方？
受關注的煤化工“十三五”規劃已經形成初稿，規劃中明確提出，將提高煤炭能效，以控制煤炭行業的產量，緩解供求矛盾，并開展五類模式升級示范與創新發展。同時，將推進與石化、油氣等關聯產業的進一步發展，以及相關產業標準的制定。
隨著煤化工“十三五”規劃的出臺，將倒逼煤化工產業轉型升級，向質量效益型發展，依靠技術創新驅動，走出一條資源消耗少，技術含量高，質量效益好，綠色可持續發展的新路子。煤化工“十三五”規劃中，將產品差異化、高端化和高附加值作為發展方向，重點延伸產業鏈、拓寬產品幅及開發新的煤基化學品。
煤化工產業發展環境預期分析
(1)預計“十三五”我國石化產品市場供求將趨向平衡，競爭將日趨激烈，利潤空間會被大幅度擠壓，短缺與暴利時代將過去，產能過剩與市場完全競爭成為新常態。
(2)由于可再生能源的快速發展和替代以及中國因經濟結構調整，歐佩克、俄羅斯和美國的供應能力充足，尤其是美國原油進口量在減少。原油需求增速放緩;預計目前和今后一段時期內，世界原油將處于供大于求的狀態，原油價格將保持在較低水平，對石化產業的影響將錯綜復雜。
(3)資源環境制約和環境保護法規的日益嚴苛，導致投資與成本大幅度增加，競爭力和盈利能力面臨嚴峻挑戰。
(4)創新發展，打造拳頭產品，提升競爭力、盈利能力和可持續發展能力將是“十三五”發展的有效途徑，而不是一味追求規模(熱衷于比規模)和近期目標。
(5)投融資體制發生較大變化，產業準入實行負面清單管理方式，下放行政審批權，產業準入條件放寬，企業自主投資決策能力增強。
(6)“十三五”煤化工產業發展環境不同于以往，變數較多，面臨較大的挑戰，但加大研發投入，實現創新發展是企業可持續發展的前提條件。
煤化工產業發展定位
(1)實現自主技術與裝備的突破。
(2)實現產業化項目穩定長周期運行突破。
(3)實現環境保護解決方案的突破。
(4)實現資源能源綜合利用解決方案的突破。
煤化工產業發展前景展望
(1)煤化工產能目標：煤化工今后發展的最大制約瓶頸是環保和水資源，決定煤化工發展規模。根據環境容量和水資源承載力，確定煤炭轉化量，至于各種煤化工規模，由市場決定。
(2)預計到2020年，中國MTO產能將達到1800萬噸/年(30套生產裝置)，約占烯烴總產能(7560萬噸/年)的24%。
(3)煤制乙二醇產能達到600萬噸/年(20～30套裝置)，約占乙二醇消費量(1750萬噸)的34%。
(4)煤制天然氣產能達到120億立方米/年，約占天然氣消費量(3300億立方米)的4%。煤制油產能達到1400萬噸/年左右(6套裝置)，約占成品油消費量(34800萬噸)的4%。
(5)中國擁有世界上最大的石化產品市場規模，且仍然處于成長過程中。
(6)盡管中國市場蛋糕很大，但要分得一杯羹并獲取較好的受益，必須擁有較強的創新能力和競爭力。
(7)煤化工已開始在石化產品市場中占有一席之地，且顯示出較強競爭力和發展勢頭。
(8)由于天然氣價格過高，天然氣化工產品正在轉向煤炭路線，焦爐氣化工因焦碳市場低迷，其下游產品生產受到較大影響;
(9)石油路線仍將占據石化產業主導地位，尤其是在資源環境約束日益加劇、原油市場供大于求、油價持續低迷的形勢下，更是如此。
煤化工創新發展思路簡述
(1)人工光化學合成制氫技術：以水、太陽能和光催化劑為原料生產氫氣和氧氣，與CO2結合生產能源化工產品。
(2)電轉氣技術(P2G)：利用富余的風電和太陽能發電。通過電解水技術制氫，進一步生產甲烷、氫能，也可與CO2結合生產其他能源化工產品，實現電力的儲存。未來風電和太陽能發電價格分別為0.293元/kwh和0.252-0.315元/kwh，成本大幅度降低，為P2G和電解水制氫奠定成本基礎;
(3)二氧化碳轉化催化劑，將CO2轉化為一氧化碳和氧氣。美國加利福尼亞大學伯克利分校正在開發多孔固體材料(COF)催化劑，提高CO2轉化效率。
(4)TiO2光催化分解水制氫技術：目前TiO2是光催化劑最具應用前景的光解水制氫材料，無氟離子電解液可望成為陽極氧化法制備TiO2納米管發展的第4代。
(5)羰基合成：NPG、TMP、IPA2-PH、MDI、TDI、HDI、“三丙”(丙醛、丙醇、丙酸)、α-MMA、PMMA。
(6)氫氣下游：MIBK、CHDM、PETG、H2O2、HPPO、PPG、BDO、CPL、HAD、己二腈、PA6、油品加氫。
(7)NH3/尿素：三聚氰胺、DMC、PC、丙烯腈。
(8)甲烷制烯烴(BASF聯產甲烷利用，除LNG)。
(9)聯合法己內酰胺/己二胺技術(主要原料：天然氣、合成氨、丁二烯、H2)，向下游延伸尼龍塑料、簾子線、纖維、薄膜等;無副產，高附加值。
(10)ExSyMSM(主要原料：甲醇、甲苯)，向下游延伸聚苯乙烯、ABS、SAN樹脂、K樹脂、SBS等。
(11)費托合成合成高端化學品：液體石蠟、基礎油、白油、α-烯烴共聚單體、烷基苯和氯化石蠟等。
(12)液體石蠟：重要的化工原料,可制得一系列化工產品-烷基苯、氯化石蠟、農藥乳化劑、可降解合成洗滌劑、增塑劑、化肥添加劑等。
(13)烷基苯：主要原料為液蠟和苯，產品主要用于生產表面活性劑之外(用于合成洗滌劑、潤滑油、潤滑油添加劑、油田化學品和香料等領域。
(14)重烷基苯磺酸鹽：是優良的油田化學品，主要用作三次采油中的驅油劑、泥漿添加劑和破乳劑等。
(15)白油：具有良好的氧化安定性，化學穩定性，光安定性，無色、無味，不腐蝕纖維紡織物;工業白油主要用于化纖、鋁材加工、橡膠增塑、紡織機械、精密儀器潤滑以及壓縮機密封用油;化妝品級白油主要用做化妝品工業原料，制做發乳、發油、唇膏、護膚脂等;食品級白油適用于食品上光、防粘、脫膜、消泡、密封和拋光等。
(16)α-烯烴共聚單體：主要是丁烯-1、戊烯-1、己烯-1和辛烯-1等，主要用作聚烯烴樹脂共聚單體，提高產品性能和附加值，增加品種。
(17)CO2制碳酸二甲酯(DMC)：以二氧化碳和EO(PO)為原料，生產碳酸二甲酯，用于涂料溶劑、農藥、醫藥、電子化學品和非光PC樹脂、非光異氰酸酯(MDI、TDI、HDI)等領域。DMC還可用作抗爆劑和甲基叔丁基醚的替代品等領域，國內已有成熟技術和工業化生產裝置。
(18)碳酸二苯酯(DPC)：由苯酚和碳酸二甲酯進行酯交換反應制得。反應壓力為常壓，反應溫度為100-250℃，首先是苯酚和DMC發生酯交換反應生成碳酸苯甲酯(MPC)，MPC再發生歧化反應生成DPC。
(19)醋酐路線DPC：由醋酐和苯酚反應生成醋酸苯酯，醋酸苯酯再與碳酸二甲酯進行酯交換反應生成碳酸二苯酯。實驗室數據為：醋酸苯酯產率>95%，碳酸二甲酯轉化率95%以上，碳酸二苯酯收率95%以上;DPC純度99.5%以上，達到聚碳酸酯的合成要求。
(20)2-丙基庚醇(2-PH)：正丁烯在專用催化劑存在下與CO進行羰基合成反應，生成戊醛，戊醛進一步縮合加氫得到2-丙基庚醇。2-丙基庚醇主要用于生產特種增塑劑。鄰苯二甲酸二庚酯(DPHP)與DOP相比，用其加工的PVC塑料制品具有更好的耐熱性、低揮發性、毒性小、耐油性、耐水性和不黏性，在塑料玩具和食品包裝材料方面具有很好的市場前景。2-丙基庚醇與環氧乙烷反應可生產烷氧基表面活性劑，作為合成洗滌劑活性組份。神華包頭MTO項目和陜西蒲城MTO項目的碳四利用都規劃建設2-丙基庚醇項目，已同英國DAVY簽署合同。
(21)異壬醇(INA)：正丁烯二聚得到辛烯，辛烯與CO進行羰基合成反應，生成異壬醛，異壬醛進一步加氫得到異壬醇;主要專利商有埃克森技術、Oxeno工藝、JohnsonMatthey工藝和臺灣南亞塑膠等。異壬醇應用領域：PVC塑料增塑劑(DINP)。國際玩具業協會認為PVC玩具常用增塑劑DINP對兒童沒有危險。DINP具有較好的抗老化性、抗遷移性、抗萃取性和耐高溫性能，廣泛用于各類軟質PVC制品。如電線電纜、薄膜、PVC皮革、玩具、鞋材、封邊條和護套等。2010年我國DINP進口量達到10萬噸。茂名石化乙烯發展增效項目中包括16萬噸/年異壬醇裝置(含8萬噸/年MTBE裝置)。
(22)煤基多元醇：甲醇→MTO/MTP→丙烯羰基合成→正丁醛/異丁醛。
(23)正丁醛+甲醛→三羥甲基丙烷(TMP)：用于醇酸樹脂涂料、聚氨酯涂料、泡沫塑料、印刷油墨、高級潤滑油、松香酯和炸藥、光聚合型感光樹脂、表面活性劑等領域。
(24)異丁醛+甲醛→新戊二醇(NPG)：主要用于生產粉末涂料用聚酯樹脂、聚氨酯泡沫塑料、彈性體增塑劑高級潤滑油添加劑等。
(25)甲醛+乙醛→季戊四醇(PER)：精細化工中間體，廣泛用于醇酸樹脂涂料、航空潤滑油、聚氨酯起始劑、PVC熱穩定劑、增塑劑、防火劑以及涂料、油墨等方面。
(26)生物基石化產品-BIO-X技術：丁二酸、醋酸、丙烯酸、己二酸、異丁烯、異戊二烯、1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、甲乙酮、對二甲苯等。
(27)生物煉制產品：生物柴油、生物烷烴溶劑、纖維素乙醇、高辛烷值調和組分(異丁烯)等。
(28)生物降解塑料：PBS、CO2塑料(PPC)、生物PET、生物PE、聚乳酸、尼龍、聚羥基脂肪酸酯(PHA)等。
(29)煤基化學品技術：煤制烯烴、煤制芳烴、煤制乙二醇等。
(30)天然氣轉化技術：甲烷直接制烯烴、甲烷直接制芳烴。
(31)碳三、四餾分加工技術。
(32)脫氫技術和異構技術。
(33)非光路線技術：非光聚碳酸酯、非光異氰酸酯(MDI、TDI、HDI等)。
(34)新材料：3D打印材料、超材料、電池材料、顯示材料、石墨烯、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維和阻燃纖維等。
(35)特種工程塑料：改性聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亞胺、尼龍、尼龍612、PPA、PMI(聚甲基丙烯酰亞胺)、PEEK(聚醚醚酮)、PEN、PSF、聚砜和PCT等。
(36)熱塑性復合材料和熱塑性彈性體：利用煤制烯烴生產的聚乙烯、聚丙烯樹脂資源，建設塑料加工園區，生產改性塑料，用于汽車塑料制品(保險杠、儀表板、車燈、車窗玻璃、內飾等)、包裝材料(BOPP、BOPET)、電子電器零部件、建筑材料等。
汽車用熱塑性塑料品種，PP的用量呈明顯上升趨勢，例如改性PP保險杠已取代了PC/PBT保險杠，改性PP儀表板取代了PC/ABS儀表板，而ABS、PVC的用量則有所下降。目前世界范圍每輛轎車中PP及改性PP的用量在60～90kg;
目前，生產改性塑料的跨國企業主要有美國的PolyOne、GE、杜邦和道化學，德國的巴斯夫、赫斯特和拜爾，日本的旭化成、大科能、新日鐵、東麗和三菱，韓國的三星、LG、錦湖、現代，法國的ATO以及荷蘭的帝斯曼等，上述跨國企業具備較強的研發及生產一體化優勢。
國內生產塑料改性材料的企業主要有：金發科技、廣東聚賽龍、浙江俊爾、廣東銀禧、山東道恩、廣州花都科苑、北京聚菱燕、上海普利特、哈爾濱鑫達、南京聚隆、山東道恩等。
十三五升級離不開創新
“十二五”期間，我國提出了煤化工產業升級示范的發展思路，主要在技術裝備水平、煤耗、水耗、污染物排放等方面提出了更加嚴格的要求，陸續同意20多個升級示范項目開展前期工作。但由于多種因素，“十二五”升級示范項目推進緩慢，大多要推遲到“十三五”時期啟動建設。
“十三五”時期是我國現代煤化工由產業化示范向產業化發展的過渡時期，也是提高全行業技術水平和經濟效益的關鍵時期，創新是這一時期產業發展的關鍵。通過技術、產業組織、產業布局、管理模式等方面的創新，煤化工作為煤炭清潔高效利用的重要途徑，有望走出一條光明大道。
一是技術創新不能停步。我國煤化工在產業化技術方面已經走在世界前列，創造了獨特的煤炭清潔轉化利用模式，并具有相當的國際競爭力。比如煤制氮肥在2001年我國加入WTO時還被列為需要采取關稅配額措施保護的弱勢產業，經過10多年發展，這個產業不僅沒被沖垮，反而大量出口，中國已成為世界第一大尿素出口國，這都源于行業不斷的技術創新和降本增效、提高競爭力。這樣的例子還有很多。
目前，我國煤化工行業已具有一定的規模，在直接液化、煤氣化、氣體凈化、產品合成(油品、甲醇、氨、乙二醇、二甲醚等)、產品加工、副產回收、公用配套等領域已形成了一系列技術成果，具備了持續創新的基礎。“十三五”時期應依托示范項目，推進技術升級和技術完善，形成一批煤化工核心創新成果。
二是要重視產業組織模式的創新突破。煤化工發展目標是為了實現煤炭的清潔高效利用，其產品不僅局限于化學品，產業也不應僅定位在化工行業，還可以涉及煤炭、油氣、石化、電力、建材、冶金、農業等方面。比如用煤制氫作為煉廠氫源，會降低煉油廠成本，提高油品質量;集中建設潔凈煤煤氣化島替代建材行業的分散燃煤，可以大幅降低建材行業的大氣污染;煤氣化低成本合成氣用于直接還原鐵，可帶動鋼鐵行業用煤方式的變革;在大型煤化工基地內建設聯產IGCC的發電裝置，可實現較低成本的潔凈煤燃機發電，逐步帶動我國發電方式的變革;煤制烯烴、鹽湖資源開發與PVC產業結合，可降低PVC能耗;煤化工的高濃度二氧化碳用于驅油、驅氣、綠藻養殖等產業，可帶動油氣資源開發和沙漠治理。因此，集約化建設大型煤化工基地，有利于實現煤化工產業模式創新。
三是產業布局的創新不能偏廢。要吸收石化產業和傳統煤化工產業布局的經驗和教訓，創新布局模式，實現集約化布局、高水平發展。要立足長遠規劃，避免出現現有石化園區與城市發展的矛盾，預防產業發展過程中出現的安全、環保困境。在煤、水、產品運輸、產業拓展等條件較好的地區規劃布局一批國家級的煤化工基地，為今后幾十年的發展留下足夠的空間。
四是產業管理模式創新要有作為。國家目前對煤化工建設項目實行嚴格的核準制度，項目前期工作時間長，企業耗費的精力多，但對項目實施過程中和建成后的監管不足。今后隨著審批體制的改革，煤化工的發展也將逐漸過渡到“簡化審批、嚴格監管”的階段。
從國家層面上講，對于屬于煤炭清潔高效轉化的煤化工總規模不應設限，在煤炭的消費量中，清潔轉化的比例越高，則越有利于減少煤炭消費總量和減少污染。煤化工規模主要受限于當地環境容量、水資源等區域性指標，是區域條件的限制，而我國每個區域的配套條件千差萬別，一定要具體區域具體對待。
國家對煤化工項目核準時，應重點關注項目是否符合產業政策、建設地區是否具備環境容量條件、是否有重大社會影響、是否達到各項設定標準等，而對技術路線、經濟效益等不再作為關注重點。項目核準應該理解為政府允許干，但是具體何時干、怎么干、如何分期實施等，應賦予企業自主決定權。因此，“十三五”期間，國家可以多核準一些項目，鼓勵企業多開展一些研究和探索等方面的創新。
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