据悉,甲醇可从煤制取,特别是可利用劣质高硫煤和焦炉气回收制取。也可自生物质(如林木、有机垃圾等)提取。甲醇生产是我国化工行业中的成熟产业,生产工艺简单,投资和生产成本都较低。2012年我国甲醇年产能力有5074万吨,年产量约2640万吨,产能过剩情况严重。新建一个年产60万吨的装置,投资约20亿元,其生产工艺路线和装备完全可立足国内,并拥有自主知识产权。那么,未来甲醇行业市场行情如何?
甲醇是无色有酒精气味易挥发的液体,有剧毒。甲醇用途广泛,是基础的有机化工原料和优质燃料。主要应用于精细化工,塑料等领域,用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多种有机产品,也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料,也加入汽油掺烧。甲醇和氨反应可以制造一甲胺。
国内甲醇生产主要以煤、焦炉气、天然气为原料,虽然产品成本主要受原材料影响,但因原料来源不同,煤制甲醇和天然气制甲醇盈利水平受原料价格影响尤其明显。
目前国外甲醇装置仍多为天然气制甲醇,但在中国“富煤、贫油、少气”的能源结构决定了国内甲醇仍以煤制为主。据卓创资讯统计数据,2017年底,我国煤制甲醇产能占比已高达71.25%,较2016年产能占比继续呈现增长;焦炉气制甲醇产能占比达16.08%,而天然气制甲醇占比在11.29%。
且对于煤炭资源丰富的国内市场而言,天然气制甲醇的发展依然受到成本及原料供应的制约,所以近年来,国内新增甲醇装置多为煤制甲醇,少数焦炉气制甲醇也因煤焦化装置的上马而有少数投产,但因国家对空气治理的强度增加,部分装置投产要求提高或受限;而天然气制甲醇暂未有新增项目。
根据《石油和化学工业“十三五”发展指南》要求,“十三五”期间中国要加快现有乙烯装置的升级改造。到 2020 年,全国乙烯产能 3200 万吨/年,年产量约 3000万吨,其中煤(甲醇)制乙烯所占比例达到 20%以上。同时指出,煤制烯烃在技术逐步完善、资源利用和环境保护水平提升的基础上,适时扩大产能。因此,煤(甲醇)制烯烃行业发展前景良好,未来产能和产量仍存发展空间。
随着国际能源供需格局深度调整,能源结构向清洁化、低碳化方向转变。同时随着新环保法以及大旗污染、水污染、土壤污染等专项行动计划的实施,煤炭深加工产业的污染控制要求将更加严格。国家政策层面对于煤化工行业未来的发展规划,重点在于环境保护以及优化产业布局的等方面,严格控制能效、煤耗、水耗和排放等指标,以促进行业健康发展。
事实上,对于目前产能严重过剩的国内甲醇市场而言,中小型规模的煤制甲醇项目投资建设已经不具备此前的各种优势条件。除行业自身面临的产能利用率较低,行业盈利水平下降等因素外,在西部地区上马煤制甲醇虽然具备原料成本优势,但同时也面临水资源配置、水污染处理等问题,后期发展煤制甲醇项目势必要谨慎。而对于配套下游的煤制甲醇项目来说,其投资也要考虑到产品行业的供需面及盈利趋势,项目建设地所面临的国家及地方政策。
1、甲醇制燃料及应用需求分析
燃料甲醇是指大规模、低成本生产的非化学纯(粗甲醇只经脱水精制)而作为燃料用的甲醇。与化工用甲醇比较,在性质上没有多大差别。甲醇作为燃料利用的形式大体分为汽车用燃料和发电用燃料两类。
甲醇作汽车燃料是燃料甲醇利用的唯一方式,因为它基本上不需要改动原发动机,同时还具有辛烷值高(见表)、燃料效率高以及排放污染物少等优点。最受欢迎的使用方式是与汽油掺合(甲醇少量),配成混合燃料。联邦德国使用的汽油中掺入2%~3%甲醇和2%~3%异丁醇的混合燃料早已商品化。美国、瑞典、日本、新西兰、加拿大、意大利、澳大利亚和苏联等的混合燃料都处于试用阶段,一般是掺入15%甲醇,称作M15燃料。最近,许多国家都在进行燃料甲醇(M100)发动机的研究和试验。如美国使用的是90%甲醇和10%汽油,联邦德国使用90%甲醇和10%C5馏分。掺入10%汽油或C5馏分主要是解决冷起动问题。此外,日本正在进行甲醇柴油机试验;南非为将甲醇用于标准柴油机,已发明一种提高甲醇十六烷值的廉价添加剂,这样就可以在不用改造原有柴油机的情况下使用燃料甲醇。甲醇用作发电燃料,技术上虽可行,但尚不经济,因此仅作为电厂调峰用燃料。
2、甲醇制烯烃及应用需求分析
乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本化工原料,随着我国国民经济的发展,特别是现代化学工业的发展对低碳烯烃的需求日渐攀升,供需矛盾也将日益突出。
甲醇制乙烯、丙烯的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺是目前重要的化工技术。该技术以煤或天然气合成的甲醇为原料,生产低碳烯烃,是发展非石油资源生产乙烯、丙烯等产品的核心技术。
中科院大连化物所是国内最早从事MTO技术开发的研究单位。该所从上世纪八十年代便开展了由甲醇制烯烃的工作。“六五”期间完成了实验室小试,“七五”期间完成了300吨/年(甲醇处理量)中试;采用中孔ZSM-5沸石催化剂达到了当时国际先进水平。90年代初又在国际上首创“合成气经二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法(简称SDTO法)”,被列为国家“八五”重点科技攻关课题。该新工艺是由两段反应构成,第一段反应是合成气在以金属-沸石双功能催化剂上高选择性地转化为二甲醚,第二段反应是二甲醚在SAPO-34分子筛催化剂上高选择性地转化为乙烯、丙烯等低碳烯烃。
目前我国石脑油和轻柴油等原料资源短缺,如果还是以它们作为低碳烯烃生产唯一原料来源,来满足我国每年对低碳烯烃的增产需求显然不行,必须走出一条新路子。如果在我国煤炭资源丰富的地区,加快煤基MTO工艺的工业发展,实现以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃生产原料多元化,不失是解决我国石油资源紧张,促进我国低碳烯烃工业快速发展之最有效途径,也有利于实现我国内地产煤大省实现煤炭资源优势转化。另一方面,近几年,我国甲醇市场长时期维持在高位,使得社会大量投资甲醇的热情不减,人们已经担忧甲醇产品在未来数年的市场问题。而MTO技术,也为根本解决甲醇市场出路提供保证。
3、甲醇制二甲醚及应用需求分析
二甲醚,为易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物,密度比空气大,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。主要作为甲基化剂用于生产硫酸二甲酯,还可合成N,N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、醋酐、亚乙基二甲酯和乙烯等;也可用作烷基化剂、冷冻剂、发泡剂、溶剂、浸出剂、萃取剂、麻醉药、燃料、民用复合乙醇及氟里昂气溶胶的代用品。用于护发、护肤、药品和涂料中,作为各类气雾推进剂。在国外推广的燃料添加剂在制药、染料、农药工业中有许多独特的用途。
主要用作有机合成的原料,也用作溶剂、气雾剂、制冷剂和麻醉剂等,民用复合乙醇及氟里昂气溶胶的代用品。在国外推广的燃料添加剂在制药、染料、农药工业中有许多独特的用途。二甲醚作为一种基本化工原料,由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂,减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性,使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料,可以明显降低甲醛生产成本,在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性,预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气,可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料,与甲醇燃料汽车相比,不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。
由于石油资源短缺、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强,二甲醚作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视,成为2010年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品。作为LPG和石油类的替代燃料,二甲醚是具有与LPG的物理性质相类似的化学品,在燃烧时不会产生破坏环境的气体,能便宜而大量地生产。与甲烷一样,被期望成为21世纪的能源之一。
4、甲醇制芳烃及应用需求分析
煤制芳烃技术的研发和工业试验成功,将推进煤炭的清洁高效利用,减少芳烃对石油原料的依赖,标志着煤代原油做原料大批量生产芳烃成为现实。中国年消耗量超过2000万吨,而芳烃97%以上来源于石油原料,在中国“多煤、少气、缺油”的能源现状条件下,煤制芳烃技术的成功研发对保障国家能源安全具有重要的现实意义和战略意义。煤制芳烃技术的成功开发,开创了煤基能源化工新途径,对中国石油化工原料替代,抓住世界能源化工新的发展机遇具有重要意义。积极开发应用煤制芳烃技术,能够延长产业链条,促进产业优化升级和结构调整,以技术创新形成企业的核心竞争力,实现可持续发展。
煤制芳烃技术使甲醇可以实现完全转化,3.07吨甲醇就可以生产1吨芳烃,并副产大量氢气,工艺废水不含氨氮,废气不含硫氮。从煤—甲醇—芳烃—聚酯的煤基芳烃到下游衍生物的产业链,实现煤炭循环经济综合利用。对西部承接东部产业转移,加快推进西部资源优势转化为经济优势,带动当地就业和相关产业的发展,有重要意义。煤制芳烃技术的应用更将承载中国新型煤化工、西部产业承接的发展意义。
甲醇制芳烃是煤制芳烃中的相对成熟的路线,煤制芳烃由于发展时间较短。尚未有完全工业化生产的装置,在一众煤制芳烃的生产技术中。甲醇制芳烃是发展较早,技术相对成熟的生产路线,已有成功运行的中试装置,甲醇芳构化技术是在择形分子筛催化剂的催化作用下进行的,煤制芳烃技术的研发自始至终都贯穿着“绿色化学”的理念,煤基甲醇生产工艺经历了脱硫、脱氮处理,使产生的芳烃不含硫氮等杂质。
5、甲醇制甲醛及应用需求分析
甲醛,无色有刺激性气体,化学式HCHO或CH?O,分子量30.00,又称蚁醛。无色,对人眼、鼻等有刺激作用。气体相对密度1.067(空气=1),液体密度0.815g/cm3(-20℃)。熔点-92℃,沸点-19.5℃。易溶于水和乙醇。水溶液的浓度最高可达55%,通常是40%,称做甲醛水,俗称福尔马林(formalin)。可由甲醇在银、铜等金属催化下脱氢或氧化制得。可作为酚醛树脂、脲醛树脂、维纶、乌洛托品、季戊四醇、染料、农药和消毒剂等的原料。
甲醛用途广泛,属生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品。是甲醇下游产品树中的主干,世界30%左右的甲醇都用来生产甲醛,年产量在2500万吨左右。甲醛溶液是一种浓度较低的水溶液,从经济角度考虑不便于长距离运输,所以一般都在主消费市场附近设厂.进出口贸易也极少。工业上主要采用甲醇氧化法和天然气直接氧化法生产。
甲醇制甲醛应用领域:
化学工业
用于生产聚甲醛(POM)。一般,甲醛溶液(55%)需经浓缩至75%以上,进行第一步聚合反应,生成三聚甲醛,然后以三聚甲醛为反应单体,加入适量二氧五环作为共聚单体,进行第二步聚合反应,得到长链聚甲醛,最终通过加入终止剂(羧酸等),通过封闭链端结束反应。经过精加工最终得到聚甲醛塑料颗粒。
聚甲醛又称“赛钢”,因其性能优良,在工业机械、汽车制造、电子电器等诸多工业领域都有着广泛应用。随着技术发展,POM的性能仍在进一步提高,美国杜邦、日本宝理、中国蓝星集团、神华集团、云天化集团都在该领域积极投入研究,整个POM产业在未来会有很大发展空间。
木材工业
用于生产脲醛树脂及酚醛树脂。由甲醛与尿素按一定摩尔比混合进行反应生成脲醛树脂。由甲醛与苯酚按一定摩尔比混合进行反应生成酚醛树脂。甲醛在木材加工业中不可替代的位置正在被MDI胶取代。
纺织产业
服装的面料生产,为了达到防皱、防缩、阻燃等作用,或为了保持印花、染色的耐久性,或为了改善手感,就需在助剂中添加甲醛。用甲醛印染助剂比较多的是纯棉纺织品,因为纯棉纺织品容易起皱,使用含甲醛的助剂能提高棉布的硬挺度。含有甲醛的纺织品,在人们穿着和使用过程中,会逐渐释放出游离甲醛,通过人体呼吸道及皮肤接触引发呼吸道炎症和皮肤炎症,还会对眼睛产生刺激。甲醛能引发过敏,还可诱发癌症。厂家使用含甲醛的染色助剂,特别是一些生产厂家为降低成本,使用甲醛含量极高的廉价助剂,对人体十分有害。
防腐溶液
35%~40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,具有防腐杀菌性能,可用来浸制生物标本,给种子消毒等但是由于使蛋白质变性的原因易使标本变脆。甲醛具有防腐杀菌性能的原因主要是甲醛能跟生物体(包括细菌)蛋白质上的氨基发生反应。
6、甲醇制醋酸及应用需求分析
现今,中国甲醇法生产醋酸的能力总量远远大于乙烯法,从资源利用的角度看,受乙烯原材料的严重制约,乙烯法制备醋酸的产量受到严重影响,产量大大减少。此外,乙醇法生产装置还存在规模小及成本高的缺点。因此,乙烯法和乙醇法制备醋酸的厂家也在积极筹建甲醇法醋酸装置,取代旧的工艺。中国的甲醇法醋酸生产都普遍运行稳定,产品质量好。中国醋酸工艺技术结构调整已经完成。并趋于合理完善。
我国醋酸的衍生产品还处在开发阶段,醋酸的消费构成也随之波动。近些年,醋酸乙烯的下游产品聚乙烯醇及油漆、涂料等产品的发展取得了一定成效。前景可观,致使醋酸乙烯的消费增长幅度加快,促进了醋酸下游产品的有效开发。此外,因国内对PTA的需求迅速增长,醋酸用于PTA生产的比例迅速增大。截至目前,PTA行业已成为我国醋酸的最大消费领域,占总消费量的30%,醋酸酯占25%,醋酸乙烯占20%,其余的氯乙酸和醋酐等占25%。
7、甲醇蛋白及应用需求分析
甲醇蛋白是以甲醇为基质生产的单细胞蛋白。单细胞蛋白又称微生物蛋白,指的是从纯培养的微生物细胞中提取的总蛋白,可作为人或动物蛋白的补充。单细胞蛋白可用制糖、造纸、乙醇、皮革、淀粉、木材加工等产生的废液来生产,但受原料限制产量太小。在单细胞蛋白中,能够工业化大量生产的就是甲醇蛋白,被称为第二代单细胞蛋白。甲醇蛋白相对于其它单细胞蛋白来讲,具有资源丰富、原料易得、不占耕地且生产不受气候条件影响、可大规模工业化生产、蛋白质量稳定、营养价值高等特点。
甲醇行业研究报告对我国甲醇行业的供需状况、发展现状、子行业发展变化等进行了分析,重点分析了国内外甲醇行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力,以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了甲醇行业的整体发展动态,对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。更多行业详情分析,可以点击查看中研普华研究报告《2020-2025年甲醇行业市场深度分析及发展策略研究报告》。