一、石油化工和煤化工概述

1. 工藝概貌：結(jié)構(gòu)組分差異，工藝路徑多變 

石油化工是指以石油和天然氣為原料，既生產(chǎn)石油產(chǎn)品，又生產(chǎn)石油化學(xué)產(chǎn)品的加工工業(yè)。具體而言，石油加工工業(yè)從加工與用途角度可以劃分成兩大產(chǎn)業(yè)，一是石油通過煉制可以生產(chǎn)各種燃料油（如汽油、煤油、柴油等）和潤滑油以及液化石油氣、焦碳、石蠟、瀝青等石油產(chǎn)品，即煉油過程或稱石油煉制工業(yè)體系；二是把石油分離成原料餾分，對原料油和氣進(jìn)行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料，再以這些基本化工原料生產(chǎn)多種有機(jī)化工原料（約200種）及合成材料 （塑料、合成纖維、合成橡膠），即石油化工體系。煉油和化工二者相互依存、相互滲透，龐大而復(fù)雜，共同推動(dòng)了石油化工的技術(shù)發(fā)展，更提高了石油的經(jīng)濟(jì)效益，石油工業(yè)已然成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)部門之一。 

煤化工是以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體產(chǎn)品或半產(chǎn)品以及化學(xué)品的過程。從煤的加工過程區(qū)分，煤化工主要包括煤的干餾（含煉焦和低溫干餾）、氣化、液化和合成化學(xué)品等。其中，煉焦是煤化工利用技術(shù)里最早的工藝，至今仍是煤化學(xué)工業(yè)的重要組成部分，產(chǎn)品包括生產(chǎn)煉鐵用焦炭，焦?fàn)t煤氣、苯、萘、蒽、瀝青和碳素材料等。煤氣化(000968,股吧)用于生產(chǎn)各種燃料氣，而生成的合成氣是合成液體燃料、甲醇等多種產(chǎn)品的原料。煤直接液化可以生產(chǎn)人造石油和化學(xué)產(chǎn)品，間接液化則是指先生產(chǎn)合成氣，再催化合成液體品。煤低溫干餾可生產(chǎn)半焦、低溫焦油和煤氣等。 

2. 發(fā)展簡史：石油化工后來居上 

煤化工在工業(yè)革命時(shí)初創(chuàng)，伴隨著戰(zhàn)爭發(fā)展。中國是使用煤最早的國家之一，早在公元前就用煤冶煉銅礦石、燒陶瓷，明代已用焦炭冶鐵。但是，煤作為化學(xué)工業(yè)的原料加以利用并逐步形成工業(yè)體系，則是在近代工業(yè)革命之后。18世紀(jì)后半葉，由于工業(yè)革命的進(jìn)展，煉鐵用焦炭的需要量大幅度地增加，煉焦?fàn)t應(yīng)運(yùn)而生，開啟了煤化工的初創(chuàng)時(shí)期，并于1763年發(fā)展了將煤用于煉焦的蜂窩式煉焦?fàn)t。一戰(zhàn)期間，鋼鐵工業(yè)高速發(fā)展，同時(shí)作為火炸藥原料的氨、苯及甲苯也很急需，這促使煉焦工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，并形成煉焦副產(chǎn)化學(xué)品的回收和利用工業(yè)。 

煤化工在二戰(zhàn)前夕及大戰(zhàn)期間，取得了全面發(fā)展，進(jìn)入輝煌時(shí)期。費(fèi)托合成、煤直接加氫液化、低溫干餾等一系列生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。1938年一氧化碳加氫合成液體燃料產(chǎn)量已達(dá)59萬噸，1939年煤高壓加氫液化制取液體燃料的方法能達(dá)到110萬噸的年生產(chǎn)能力，1944年底溫干餾焦油年生產(chǎn)能力已達(dá)到94.5萬噸。此外,由煤直接化學(xué)加工制取磺化煤、腐植酸和褐煤蠟的小型工業(yè)，及以煤為原料制取碳化鈣，進(jìn)而生產(chǎn)乙炔從而以乙炔為原料的化學(xué)工業(yè)也獲得發(fā)展。 

二戰(zhàn)以后，由于大量廉價(jià)石油和天然氣的開采，工業(yè)上大規(guī)模由煤制取液體燃料的生產(chǎn)暫時(shí)中止，代之興起的是以石油和天然氣為原料的石油化工。煤在世界能源構(gòu)成中的比例由65~70%降至25~27%，不少工業(yè)化國家已經(jīng)用天然氣代替了民用煤氣。值得一提的是，由于鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，煤化工的煉焦工業(yè)也不斷壯大。 

石油化工是20世紀(jì)20年代興起，起源于美國，初期依附于石油煉制工業(yè)。第二次世界大戰(zhàn)前后迅速發(fā)展，50年代在歐洲繼起，60年代又進(jìn)一步擴(kuò)大到日本及世界各國。這時(shí)，很多化學(xué)品的生產(chǎn)從以煤為原料轉(zhuǎn)移到以石油和天然氣為原料，世界化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和原料體系已經(jīng)發(fā)生了重大變化。70年代初，美國石油化工生產(chǎn)的各種石油化學(xué)產(chǎn)品，多達(dá)數(shù)千種，石油化學(xué)工業(yè)的新工藝、新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)。 

二、淺析對比石油化工和煤化工 

1. 原料路徑：富煤、貧油、少氣的能源結(jié)構(gòu) 

能源的分類主要包括煤、石油、天然氣及其他，所有化工產(chǎn)業(yè)的原料來源也最終來自這幾大類。 我國在過去十年的能源消費(fèi)平均增速為5.3%，而2015年僅為1.5%，增速不及過去十年平均水平的三分之一。近十年以來，我國的能源消費(fèi)總量仍逐年遞增，但增速明顯呈明顯逐年下降趨勢。然而，我國仍是世界上最大的能源消費(fèi)國，同比分別占全球消費(fèi)的23%和全球凈增長的34%。 

具體細(xì)分到各種一次能源，煤炭一直是我國的能源消費(fèi)主體，占比一直高于65%，雖然近幾年來也呈至下滑趨勢；天然氣的消費(fèi)則整體窄幅震蕩，變化不大，而石油則基本持平；一次電力及其他新能源則呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2014年，我國煤炭在總量消費(fèi)比中占66.0%，石油占17.1%，天然氣占5.7%，一次電力及其他占11.2%。 

對于石油化工而言，其是以石油和天然氣為原料的的石油加工工業(yè)，而石油和天然氣的獲取主要通過油田開采直接獲得。這里需要提出的是，石油嚴(yán)格按照定義來說，一切天然碳?xì)浠衔锘蚱浠旌衔?，不管相態(tài)（氣體，液體，固體，煤炭除外）如何，統(tǒng)稱石油；即石油包括原油、天然氣、天然汽油、地蠟等；但日常術(shù)語中一般將石油和原油相提并論，本文亦沿此習(xí)慣。 

我國油田開采企業(yè)單位數(shù)從2010年以來呈現(xiàn)逐年下降趨勢，到2012年從335家企業(yè)單位數(shù)縮減到137家，同比下降59%，近幾年來均維持在140家左右，上下波動(dòng)約3%。這主要是國際原油價(jià)格的市場波動(dòng)有關(guān)，國際原油價(jià)格的持續(xù)下跌導(dǎo)致國內(nèi)油田開采企業(yè)更傾向于直接進(jìn)口原油，盡量避免高額開采成本的限制。 

煤化工以煤炭為原料，而煤是地球上能得到的最豐富的化石燃料。我國煤炭資源豐富，煤炭儲(chǔ)存量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石油、天然氣儲(chǔ)量，現(xiàn)已探明的煤炭可采儲(chǔ)量約為8000億噸，隨著勘探工作的進(jìn)展，逐年還在發(fā)現(xiàn)新的大煤田，煤炭儲(chǔ)量數(shù)字還在增加。我國煤炭種類較全，除了有優(yōu)質(zhì)煉焦煤外，還有世界少見的大同、神府等優(yōu)質(zhì)煤種，需要合理利用；分布較廣，其中以華北、西北為最，西南、華東次之。煤炭資源的綜合利用，關(guān)鍵要根據(jù)煤炭的分級分質(zhì)作以不同用途。我國目前煤炭儲(chǔ)量中煉焦用煤約占42%，長焰煤、不粘煤和弱粘煤約占32%，褐煤14%，其他煤種約占22%。 

2. 轉(zhuǎn)化工藝 

2.1 石油化工轉(zhuǎn)化工藝：石油煉制與石油化工一體化 

原油的常減壓蒸餾通常是石油加工的第一道工序，擔(dān)負(fù)著原油初步分離的任務(wù)。原油經(jīng)過脫鹽、脫水后，進(jìn)入常壓蒸餾塔和減壓蒸餾塔，利用原油內(nèi)各組分沸程范圍的不同，將原油分成汽油、煤油、柴油、潤滑油原料、裂化原料和渣油等。常減壓蒸餾要盡可能地從石油中得到餾出油，減少殘?jiān)土?，提高原油的總拔出率。這不僅能都得到更多的輕質(zhì)直餾油品，也能為二次或三次加工提供更多的原料油，打好原油深加工的基礎(chǔ)。 

石油化工的生產(chǎn)加工過程主要分為四個(gè)部分，基礎(chǔ)有機(jī)物生產(chǎn)，有機(jī)化工生產(chǎn)，高分子化工生產(chǎn)和精細(xì)化工生產(chǎn)?；A(chǔ)有機(jī)物的生產(chǎn)來源即是石油和天然氣，通過其煉制或轉(zhuǎn)化生成乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔和萘等基礎(chǔ)有機(jī)原料。有機(jī)化工生產(chǎn)則就是以這些基礎(chǔ)有機(jī)原料“三烯、三苯、乙炔、萘”出發(fā)，通過化學(xué)合成加工，進(jìn)一步生成醛、酮、酸、酯、醇、醚和酮等反應(yīng)產(chǎn)物。而高分子化工生產(chǎn)，在上述反應(yīng)產(chǎn)物的基礎(chǔ)上，通過縮合、聚合加工，制得合成纖維、合成樹脂和合成橡膠的終端產(chǎn)品，也即常說的三大合成材料。由此可見，“三烯三苯”等基礎(chǔ)有機(jī)化工原料在石油化工行業(yè)中的戰(zhàn)略意義顯著。 

而精細(xì)化工常生產(chǎn)國民經(jīng)濟(jì)中軍工等多項(xiàng)工業(yè)和尖端技術(shù)工程所需要的工程性材料和功能性材料，附加值很高，諸如催化劑、表面活性劑、添加劑和助劑等等，原料來源也就是前三個(gè)過程的各類基礎(chǔ)有機(jī)物和有機(jī)原料?？梢哉f，有機(jī)產(chǎn)品的精細(xì)化程度，已經(jīng)是衡量整個(gè)石化工業(yè)水平高度的標(biāo)尺。 

2.2 煤化工轉(zhuǎn)化工藝：煤的多質(zhì)多種類綜合利用 

煤的轉(zhuǎn)化工藝包括煤的低溫干餾、煉焦、煤焦化化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制、煤氣化、煤直接液化、煤間接液化、煤的碳素制品等。煤的低溫干餾采用較低的加熱溫度（500～600℃）,使煤在隔絕空氣條件下，受熱分解生成半焦、低溫煤焦油、煤氣和熱解水；煉焦則是高溫干餾過程，煉焦煤在隔絕空氣條件下加熱到1000℃左右，通過熱分解和結(jié)焦產(chǎn)生焦炭、焦?fàn)t煤氣和其他煉焦化學(xué)產(chǎn)品；煤焦化化學(xué)品則包括硫酸銨、磷酸銨、苯、甲苯、甲烷等。煤氣化以煤或煤焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸氣或氫氣等作氣化劑，在高溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)將煤或煤焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體燃料或下游原料，如甲醇、乙二醇、二甲醚等；煤液化是通過直接或間接的方式將固體煤炭，使其轉(zhuǎn)化成液體燃料和各類化工原料；煤碳素工藝包括如活性炭、分子篩、石墨烯等的制備合成。 

3. 下游產(chǎn)品 

石油化工是有機(jī)化工產(chǎn)業(yè)的核心，基本涵蓋了整個(gè)有機(jī)化工品和諸如化肥等相關(guān)無機(jī)化工品。煤化工的產(chǎn)品包括焦化、氣化、液化等，僅從產(chǎn)品種類來說是包含于石油化工產(chǎn)品當(dāng)中的，但體量差異各不相同。 

3.1 石油化工：覆蓋有機(jī)化工品的核心 

如前所述，石油加工工藝可分為石油煉制和石化兩大塊，二者相互依存，因此石油加工得到的產(chǎn)品也從兩者角度出發(fā)。石油煉制的產(chǎn)品主要包括各種燃料油（如汽油、煤油、柴油等）和潤滑油以及液化石油氣、焦碳、石蠟、瀝青等石油產(chǎn)品；石化產(chǎn)業(yè)則得到乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料，再以這些基本化工原料生產(chǎn)多種有機(jī)化工原料及合成材料。目前可生產(chǎn)的有機(jī)化工原料已多達(dá)200多種，諸如醇、醛、酯、酸、堿、烯、烷、炔、酮、芳香族化合物等；而終端的合成材料則包括三大支柱產(chǎn)業(yè)，即塑料和纖維、橡膠，其它產(chǎn)品包括各種醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料和功能性材料等。 

3.2 煤化工產(chǎn)品：新型煤化工產(chǎn)品為重點(diǎn)導(dǎo)向 

從產(chǎn)品角度來說，煤化工分傳統(tǒng)煤化工和新型煤化工兩大類。傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品主要包括焦化、合成氨、電石和甲醇四大種類。我國傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模均居世界第一，合成氨、甲醇、電石和焦炭產(chǎn)量分別占全球產(chǎn)量的32%、28%、93%和58%，并處于階段性供大于求狀態(tài)，產(chǎn)能存在結(jié)構(gòu)性過剩。 

新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主，如油品（柴油、汽油、航空煤油）、天然氣、二甲醚、烯烴、乙二醇等。作為新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品市場尚處于成長階段，但是作為國家戰(zhàn)略性能源儲(chǔ)備的重要發(fā)展方向之一，潛在市場容量大，具有良好的發(fā)展前景。 

三、煤化工產(chǎn)品的替代性分析 

隨著世界石油資源的不斷減少和工業(yè)化進(jìn)程的加快，世界石油供應(yīng)日益緊張的形勢問題嚴(yán)重制約著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源安全問題日益突出。我國能源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出鮮明的“富煤、貧油、少氣”能源資源特點(diǎn)，這決定了我國長期依賴煤炭的能源格局，資源稟賦決定了我國必須發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)。 

煤化工按其產(chǎn)品種類分可分為傳統(tǒng)煤化工和新型煤化工。所謂現(xiàn)代煤化工， 即近幾年發(fā)展起來的以替代能源和石油化工產(chǎn)品為主的新型煤化工技術(shù)及產(chǎn)品生產(chǎn)，諸如煤制油、烯烴、二甲醚、天然氣、乙二醇等以煤基替代能源為導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)煤化工通常指煤制焦炭、電石、甲醇等歷史悠久，技術(shù)成熟的產(chǎn)業(yè)。大力發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)，特別是煤制油、煤制烯烴等煤基替代方案對實(shí)施原油替代，具有重要的戰(zhàn)略意義。 

由于現(xiàn)代煤化工起步較晚，目前占有市場份額小，在市場中沒有定價(jià)權(quán)，因此現(xiàn)代煤化工將面臨對外與石油化工的行業(yè)競爭，對內(nèi)與行業(yè)同類企業(yè)競爭。另一方面，現(xiàn)代煤化工以期求對傳統(tǒng)石油化工的替代，要從技術(shù)成熟度、能效、環(huán)境、碳排放、資源消耗、經(jīng)濟(jì)性等諸多方面進(jìn)行考察，難度很大，此外，我國富煤地區(qū)普遍缺水，且遠(yuǎn)離市場，加之交通瓶頸以及脆弱的生態(tài)環(huán)境等，使格局變得異常復(fù)雜。本報(bào)告主要從上下游產(chǎn)品、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性角度嘗試對新型煤化工產(chǎn)品的替代性做簡要分析，以供投資者一定參考。 

1. 煤制烯烴：工藝成熟，可規(guī)模化發(fā)展 

烯烴是重要的有機(jī)基礎(chǔ)原料，其中乙烯是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)產(chǎn)品之一，乙烯工業(yè)更是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心，而丙烯用以生產(chǎn)多種重要有機(jī)化工原料、聚丙烯、生成合成樹脂、合成橡膠及多種精細(xì)化學(xué)品。制烯烴主要方式包括煤制烯烴、甲醇制烯烴、丙烷脫氫制制烯和石腦油制烯烴等。此外，還有尚處于研究階段的合成氣制烯烴、天然氣制烯烴。 

煤制烯烴主要指通過煤為原料，制得乙烯、丙烯及其聚合物。簡單來說，該技術(shù)可分為煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成及甲醇制烯烴等四項(xiàng)核心過程。顯然，煤制甲醇是整個(gè)工藝最重要的部分。首先將煤氣化制成合成氣；接著將合成氣變換；然后將轉(zhuǎn)換后的合成氣凈化；最后將凈化合成氣制成粗甲醇并精餾，最終產(chǎn)出合格的甲醇。 

甲醇制烯烴（MTO）和甲醇制丙烯（MTP）是兩個(gè)重要的C1化工新工藝， 是指以煤或天然氣合成的甲醇為原料，借助類似催化裂化裝置的流化床反應(yīng)形式，生產(chǎn)低碳烯烴的化工技術(shù)。國外具有代表性的MTO工藝技術(shù)主要是：UOP/Hydro、ExxonMobil的技術(shù)，以及魯奇（Lurgi）的MTP技術(shù)。我國最早從事MTO技術(shù)開發(fā)的研究單位主要以大連化物所領(lǐng)頭，并開發(fā)了DMTO專利技術(shù)，攻克了世界首套煤制低碳烯烴工藝技術(shù)工程化及實(shí)現(xiàn)長周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)等世界性難題，并與神華集團(tuán)聯(lián)合工業(yè)化，建成世界首套百萬噸級煤基甲醇制烯烴大型工業(yè)化示范裝置。 

根據(jù)國家發(fā)改委關(guān)于“加強(qiáng)煤化工項(xiàng)目建設(shè)管理促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展”的通知規(guī)定: “一般不應(yīng)批準(zhǔn)規(guī)模在300萬t /年以下的煤制油項(xiàng)目，100萬t /年以下的甲醇和二甲醚項(xiàng)目，60萬t /年以下的煤制烯烴項(xiàng)目”。因此，在做經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)，以此要求標(biāo)準(zhǔn)為生產(chǎn)規(guī)模依據(jù)。 

以60萬噸/年的煤制烯烴項(xiàng)目為例，其總投資約150億元 (不含烯烴深加工裝置)，單位產(chǎn)品投資約25000元/噸烯烴，根據(jù)目前煤炭資源地坑口價(jià)格情況，當(dāng)國際原油價(jià)格高于60 美元/桶時(shí)，煤制烯烴項(xiàng)目即具備一定的成本競爭力，并且隨著國際原油價(jià)格的走高，成本競爭力不斷增強(qiáng)。 

2. 煤制天然氣：能源轉(zhuǎn)化效率較高，受合成氣價(jià)格影響大 

天然氣是天然蘊(yùn)藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物，主要用途是作燃料，可制造炭黑、化學(xué)藥品和液化石油氣，由天然氣生產(chǎn)的丙烷、丁烷是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料。 

煤制天然氣是指煤經(jīng)過氣化產(chǎn)生合成氣，再經(jīng)過甲烷化處理，生產(chǎn)代用天然氣（SNG）。煤制天然氣具有和常規(guī)天然氣相同的性質(zhì)，可作為替代產(chǎn)品用于各個(gè)領(lǐng)域。煤制天然氣的能源轉(zhuǎn)化效率較高，技術(shù)已基本成熟，是生產(chǎn)石油替代產(chǎn)品的有效途徑。煤制天然氣項(xiàng)目投資大，需要具備較大的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，目前單系列規(guī)模為13億～16億m3 /年，國內(nèi)在建項(xiàng)目較多采用3 個(gè)系列，總規(guī)模40億m3 /年。 

煤制天然氣的工藝流程大概如下：原料煤在煤氣化裝置中與空分裝置來的高純氧氣和中壓蒸汽進(jìn)行反應(yīng)制得粗煤氣，經(jīng)低溫甲醇洗脫硫脫碳，制成凈煤氣，凈化煤氣進(jìn)入甲烷化裝置合成甲烷，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的天然氣；除主產(chǎn)品天然氣外，凈化裝置產(chǎn)生富含硫化氫的酸性氣體可回收利用生產(chǎn)出硫磺，其它支線也同時(shí)副產(chǎn)石腦油、焦油、粗酚等副產(chǎn)品。該工藝中，后續(xù)最為重要的廢水處理問題，可通過酚氨回收裝置處理、廢水經(jīng)物化處理、生化處理、深度處理及部分膜處理得以解決。

目前我國天然氣的生產(chǎn)主要是化石能源開采，煤制天然氣剛剛起步，還沒有形成市場供應(yīng)，即使近期幾個(gè)在建項(xiàng)目投產(chǎn)，其市場份額較小。天然氣市場和定價(jià)由政府以及石油化工生產(chǎn)運(yùn)營商主導(dǎo)。從價(jià)格來看，我國目前化石能源開采天然氣門站價(jià)格（折標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）在1.20 元／m3 左右，煤制天然氣無法與此競爭。以40億m3 /年煤制天然氣項(xiàng)目為例，其總投資約220億元，如下標(biāo)表列出煤制天然氣與進(jìn)口LNG的競爭力關(guān)系。天然氣價(jià)格形成機(jī)制的完善將有利于提高煤制天然氣項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。 

3. 煤制乙二醇：市場缺口大，具一定成本優(yōu)勢 

乙二醇是重要的化工原料和戰(zhàn)略物資，主要用于制聚酯滌綸，聚酯樹脂、吸濕劑，增塑劑，表面活性劑,合成纖維、化妝品和炸藥，并用作染料、油墨等的溶劑、配制發(fā)動(dòng)機(jī)的抗凍劑，氣體脫水劑，制造樹脂、也可用于玻璃紙、纖維、皮革、粘合劑的濕潤劑。煤制乙二醇即以煤代替石油乙烯生產(chǎn)乙二醇，而通常所說的煤制乙二醇工藝技術(shù)主要是指草酸酯法。 

4. 煤制油品：轉(zhuǎn)化效益低，技術(shù)瓶頸大

煤制油是以煤炭為原料，通過化學(xué)加工過程生產(chǎn)油品和石油化工產(chǎn)品的一項(xiàng)技術(shù)。煤制油主要包括煤直接液化和煤間接液化兩種技術(shù)路線。煤的直接液化，是指將煤在高溫高壓條件下，通過催化加氫直接液化合成液態(tài)烴類燃料，并脫除硫、氮、氧等原子。該合成技術(shù)對煤的種類適應(yīng)性差，反應(yīng)及操作條件苛刻，產(chǎn)出燃油的芳烴、硫和氮等雜質(zhì)含量高，十六烷值低，在發(fā)動(dòng)機(jī)上直接燃用較為困難。

煤的間接液化，則先對原料煤在氧氣的作用下先氣化，再依次變換和凈化處理，得到一氧化碳和氫氣的原料氣，也即合成氣。合成氣(CO+H2)經(jīng)脫除硫、脫氮和氧凈化后，經(jīng)水煤氣反應(yīng)使H2/CO比調(diào)整到合適值，再Fischer-Tropsch（費(fèi)托合成）催化反應(yīng)，在一定溫度、壓力及催化劑作用下，H2和CO轉(zhuǎn)化為直鏈烴類、水及少量的含氧有機(jī)化合物，合成液體燃料。 

煤間接液化的主要產(chǎn)品是柴油、石腦油和LPG等石油煉制產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)性受國際原油價(jià)格影響較大。當(dāng)國際原油價(jià)格低于50美元/桶時(shí)，煤制油項(xiàng)目可承受的煤炭價(jià)格已遠(yuǎn)低于煤炭開采成本，即無經(jīng)濟(jì)性; 當(dāng)國際原油價(jià)格為70美元/桶時(shí)，煤制油項(xiàng)目可承受的標(biāo)煤價(jià)格最高為355元/噸，相當(dāng)于5 000大卡煤可承受的最高價(jià)格為254元/噸時(shí)，即高于該煤價(jià)時(shí)，煤制油項(xiàng)目將無經(jīng)濟(jì)性。 

5. 煤制二甲醚：規(guī)模經(jīng)濟(jì)下的成本優(yōu)勢

二甲醚作為一種基本化工原料，易壓縮冷凝、汽化，使得二甲醚在制藥、燃料、農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途。如作為甲基化劑用于生產(chǎn)硫酸二甲酯，還可合成N,N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、醋酐、亞乙基二甲酯和乙烯等；也可用作烷基化劑、冷凍劑、發(fā)泡劑、溶劑、浸出劑、萃取劑、麻醉藥、燃料、民用復(fù)合乙醇及氟里昂氣溶膠的代用品。 

煤制二甲醚是以煤為原料，經(jīng)過原料煤氣化、變換、凈化（脫硫脫碳等）、甲醇化合成，得到的產(chǎn)物甲醇在固體催化劑的作用下，發(fā)生脫水反應(yīng)生成二甲醚。國內(nèi)外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子篩作為脫水催化劑。反應(yīng)溫度控制在280~340℃，壓力為0.5-0.8MPa。甲醇的單程轉(zhuǎn)化率在70-85%之間，二甲醚的選擇性大于98%。 

以100萬噸/年煤制二甲醚項(xiàng)目為例，其總投資約為80億元，單位產(chǎn)品投資約為8 000元/噸二甲醚。二甲醚產(chǎn)品作為石油替代類產(chǎn)品，國際原油價(jià)格波動(dòng)對二甲醚項(xiàng)目的成本競爭力和經(jīng)濟(jì)性影響較大; 當(dāng)國際原油價(jià)格低于60 美元/桶，即使在坑口建設(shè)煤制二甲醚項(xiàng)目也不具備競爭力和經(jīng)濟(jì)性。

綜上，以替代傳統(tǒng)石油化工的現(xiàn)代煤化工經(jīng)濟(jì)性主要受到原油價(jià)格的影響。同時(shí)，同種產(chǎn)品不同項(xiàng)目的工藝裝置、原材料、內(nèi)部管理、運(yùn)輸條件、終端銷售環(huán)境等方面不同，其成本差異性較大?？傮w來看，隨著油價(jià)的提高，煤基化工產(chǎn)品 (乙二醇、烯烴)的經(jīng)濟(jì)競爭力會(huì)優(yōu)于煤基能源產(chǎn)品( 油品、二甲醚) ，即煤基化工產(chǎn)品的盈利能力比煤制能源產(chǎn)品的盈利能力更強(qiáng)。 

具體而言，從成本角度考慮，當(dāng)油價(jià) < 50美元/桶時(shí)，現(xiàn)代煤化工的經(jīng)濟(jì)競爭力都不理想; 當(dāng)油價(jià)位于60~70 美元/桶時(shí)，現(xiàn)代煤化工初具經(jīng)濟(jì)競爭力，順序是: 煤制烯烴煤制乙二醇 > 煤制二甲醚 > 煤制油；當(dāng)油價(jià) > 70 美元/桶時(shí)，現(xiàn)代煤化工經(jīng)濟(jì)競爭力進(jìn)一步提升，煤制乙二醇效益最好，其次是煤制烯烴，而煤制油和煤制二甲醚基本相當(dāng)。