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足球直播绿色可持续:焦化产业必由之路
加入时间:2021-03-19 11:36

  编者按 8月2~3日, 2018(第六届)中国煤焦化行业技术发展论坛在古都西安举行。与会代表就当前煤焦化产业技术与市场发展中的热点和难点问题进行了深入探讨。代表们普遍认为,在新形势下,绿色可持续发展是煤焦化行业转型升级的必由之路。

  焦化产业是重要基础能源原材料产业,在我国经济建设、社会发展、财政税收及稳定就业方面发挥着重要作用。但近几年来,去产能、调结构、抓环保等一系列政策对焦化行业的冲击很大。在这种局面下,如何正确认识新常态、构建高效产业链、精细化发展是焦化企业急需解决的现实问题。

  作为行业权威媒体,中国化工报社整合各方资源和旗下全媒体平台,采取了行业会议、产业调研、项目合作等多种形式探索新形势下焦化产业的发展战略和创新方向,旨在为行业进步提供助力,为企业发展寻找出路。报社希望通过这些行动,与企业共同打造产业绿色发展生态圈,实现合作共赢。

  今年6月11日,以“绿色发展,美丽中国”为主题的中国煤化工产业气体净化专项调研活动在江苏宜兴启动。该调研由中国化工报社、中国化工产业发展研究院联合发起,得到了长春东狮科贸实业有限公司的大力支持,调研旨在联合煤化工行业各细分领域的龙头企业和典型企业,通过煤化工绿色发展理念宣贯、树立标杆企业、举办绿色发展峰会等系列活动,提高煤炭清洁利用水平, 打造煤化工行业绿色生态圈。

  此外,中国化工报社利用自身优势和影响力,联合金融界、石油和化工以及农业界的力量,共同倡导制订了《促进“产业+金融”行动计划》。“产业+金融”,即以产业发展为目的,以金融创新为手段,推动产业资本和金融资本有机融合,加快产业经济的发展。

  随着环境保护法及4个配套办法紧密出台,环保指标越来越细化、要求越来越严格、监管越来越强化。面对新的环保政策,焦化厂压力很大,但被认可的高效经济、实现达标要求的技术仍在探索中。

  近年焦炭价格波动大,焦煤和焦炭价格波动总是国外先于国内,企业对市场信息、市场研究和风险控制重视不够,只能成为市场波动风险的承担者。由于生产管理粗放,人为因素影响较大,企业综合竞争能力和抵御风险能力较弱。企业片面追求规模化和设备现代化,对炼焦煤研究较少,普遍沿用几十年前的理论和经验,导致同类企业成本差异大。

  对于焦化产业清洁发展,有七大技术领域值得关注,分别是湿式氧化法脱硫废液热分解处理技术、焦化废水深度处理及回用一体化技术、湿法脱硫强制鼓风再生工艺技术、焦炉气深度净化工艺技术、焦炉烟气低温脱硝技术、活性炭纤维的制备及净化技术和焦化烟气深度综合治理技术。

  作为炼焦的副产品,我国每年焦炉气产量非常巨大,如何高效、合理地利用这一资源是关系焦化产业环保、资源综合利用、节能减排的重大课题,也是确保焦化企业经济效益持续增长的有效方式,同时这也是困扰焦化企业多年的问题。

  焦炉尾气传统应用主要是在燃气、发电、生产合成氨等领域,其经济效益一般,不能完全体现焦炉气价值。此前,焦炉煤气制甲醇在我国发展较快,但目前国内甲醇市场过剩严重,很多焦炉尾气制甲醇企业面临停产,大量焦炉尾气亟待找寻出路。

  作为合成聚酯的主要原料之一,乙二醇在我国拥有巨大的市场需求。足球直播。预计2020年我国聚酯年产量将达5500万吨,乙二醇需求约为每年1800万吨。鉴于我国“富煤缺油”的基本国情,利用廉价的焦炉尾气制乙二醇,不仅降低了焦化企业能耗,也为焦炉尾气的合理利用提供了有效的解决方案。可以预见,煤基合成气制乙二醇技术必将迎来快速发展。

  近年来随着汽车数量的增加,汽车尾气已经是雾霾的一大来源,研发和推广使用清洁汽车新能源刻不容缓。

  焦炉气是在生产焦炭和焦油过程中得到的可燃气体,把焦炉气作为汽车燃料使用,既能减少焦炉气对外排放造成的大气污染,又为汽车解决了能源问题。并且汽车使用焦炉气做燃料,其尾气排放也大幅下降,符合国家节能减排的产业政策和能源战略。

  为解决汽车尾气、制焦尾气的污染问题,贵州省六盘水市以焦炉煤气作为汽车燃料,进行了长达8年的车辆示范运营试验。运营期间车辆累计安全行驶里程3000余万千米,未发生任何安全事故。经检测,普通汽车内燃机使用焦炉气做能源后符合国标GB7258《机动车安全运行技术条件》,焦炉气汽车行驶排放几乎为零,经济价值和环保价值都十分显著。

  一些化工企业面临着因污水处理不过关不能落地生产,或虽然进入化工园区也仍然面临关、停、转的风险,化工行业的“三废”处理问题,期待新的技术支持。

  基于分布式能源梯级利用这一思路,中德泰兴公司开发的集蒸发、固体焚烧、液体焚烧、余热回收、脱硫、脱硝、除尘于一体的污水(固废)焚烧处理装置能够确保高浓度污水、VOCs和固体废物充分氧化、分解,使有机物焚毁去除率达99.99%。焚烧后产生的烟气经烟气脱硫、脱硝、除尘等装置后基本实现近零排放;焚烧后的盐精制后也可回收利用。该技术适用于生化法、化学法等无法处理的高盐有机废水。

  该工艺还充分考虑了余热的循环利用,可产生蒸汽、热水、热风供生产、生活使用,热能回收率高,处理污水的费用和回收蒸汽所创造的经济价值基本持平,可实现污水处理零成本。

  过去,我国焦化产业发展创造了辉煌业绩。现在,焦化产业理性、科学、高效、创新发展新时代己开启。强化流程功能价值开发,实现绿色转型发展才是行业转型升级的方向。

  长期以来,我们对流程制造业的价值理解不够深刻,比如认为钢铁制造业就是生产钢铁,焦炭行业就是生产焦炭。然而流程制造业应该有三个功能,一是产品制造,二是能源转换,三是废弃物消纳。以往重视的只是产品制造功能,其余两个功能常被忽略,也就导致了过程中大量隐形能源的转换价值流失。所以,下一步技术创新和管理观念转变的核心将是能源转换技术和废弃物消纳技术。

  以焦化厂脱硫为例,工艺过程中脱出的硫是硫黄、硫酸,都是有价值的产品,可在末端烟囱中脱出的硫却是硫酸钙等难处理的废弃物,这是污染转移。所以说,真正的绿色工艺改造是流程过程中价值的开发。流程管理和流程治理的理念必须树立起来,把由末端治理的技术开发转向过程消纳、提高过程效率、降低过程成本和提高过程价值的技术创新的思路上来。

  总而言之,只有按照流程工程学理论对焦化流程进行解析—集成、重构—优化的工艺技术创新开发,推动焦化流程产业结构、能源结构、产品结构、价值结构调整,才能实现焦化企业的洁净、高效、绿色、生态发展。

  硫化氢的脱除是一个系统工程,包括入脱硫塔前的气体预处理、硫化氢吸收、脱硫液再生、硫黄分离回收、副盐提取回收,采用集成创新技术,实施全过程优化组合,方可完成一个技术先进、经济合理、切合实际的工程设计。

  湿法脱硫技术的创新方向主要有三个方面:洁净煤气化技术向大型化、运行高效化和长周期方向发展;节能减排环保技术要研发煤化工节能技术以及适用于煤化工“三废”的先进治理、控制和资源化利用的技术;在吸收、再生、硫回收等领域的关键核心设备要形成成套化的技术。

  此外,还要持续做好传统煤化工的脱硫全过程优化升级和新型煤化工脱硫新技术应用,通过节能降耗、降本增效、科学管理等途径,提升湿法脱硫工艺在气体净化领域的服务能力和服务范围,可采取以下措施。

  通过焦炉煤气脱硫、烟气脱硫双达标,挖潜性改造使H2S达到20mg/Nm3甚至更低的指标;在煤制燃气前脱硫化氢(H2S),实现燃气清洁化利用,使燃烧后SO2达到超低标排放的工艺;对固定床制气工艺脱硫,半脱、变脱统一考虑在加压过程完成脱硫并对加压脱硫升级改造;将洁净煤气化加压脱硫新技术+PSA脱碳作为脱硫脱碳的联合工艺,在气体净化过程具有一定的技术优势;使用焦油加氢H2S脱除采用选择性催化氧化法技术直接转化H2S或在加压条件下采用无填料传质技术及其组合完成湿法脱硫工艺;在生物质沼气脱硫优化工程设计中采用高效传质技术完成H2S脱除,做到超低排放;在高炉煤气采用最新理念完成有机硫的转化,使H2S脱除后再利用,实现生成物资源化利用的工艺。

  为进一步推进行业供给侧结构性改革和转型升级,借力金融手段引导行业可持续发展,金融界、石油和化工及农业企业界、中国化工报社共同倡导制订并实施《促进“产业+金融”行动计划》。

  该行动计划的目标是构建石油和化工“产业+金融”专业权威平台,为石油和化工企业、金融机构提供资讯、传播、产融创新知识培训、产融大数据分析、产业投资机会分析、投融资对接服务等一体化服务。行动计划共十项,包括一个联盟、三项投融资服务和六大落地措施。

  一个联盟指石油和化工产业金融创新联盟,由中国化工报社联合国内金融机构、投资机构、石油和化工行业骨干企业、化工园区、行业内有影响力的协会和高校等共同发起,自愿组成的非营利性和开放式的“产业+金融”合作协作组织。三项投融资服务分别为产业基金、投融资对接服务和提供上市咨询服务。六大落地措施包括产业金融调研、产业金融论坛(F论坛)、产业投融资行业年度峰会、开设金融CEO高端进修班四大活动和投融资项目库平台、产业财经全媒体平台两个平台。

  在产业基金方面,中国化工报社和北京新板资本投资控股有限公司共同发起化工战略性新兴产业投资基金,以北京融之家资产管理有限公司作为私募基金管理人,基金首期规模不低于30亿元,每期基金规模根据实际投资项目确定。首期基金主要投资对象是化工战略新兴产业,如新材料、新能源、医药中间体、节能环保等行业中的优质企业,今年将投资3个以上优质项目。

  焦化行业是典型的“两高一资”产业,环保因素已成为影响焦化行业发展的决定性因素之一。焦化企业必须树立起环保技术是焦化技术的重要组成、环保技术的进步也是焦化技术进步的重要组成的观念,从根本上重视环保技术的进展。

  我国焦化行业转型升级发展任重而道远,各企业都在研究、探索和解决生存发展中的难题。他们通过引导加快产业结构与布局的优化调整,建立以满足钢铁行业整体发展相适应的、与煤资源相协调的产业结构,和与现代煤化工发展相适宜的布局;加大淘汰落后的焦炭、煤焦油加工和酸洗苯生产能力;做好焦化项目整合力度,鼓励并推进上下游企业构成需求相宜的产业链结构,推进企业的联合重组,特别是上下游产业链的优化重组。一些有影响力和示范作用的大型焦化企业集团或产业园区,应以煤—焦生产的煤分质利用为主轴、大型炼焦煤气资源化利用和大型特色焦油加工、焦化苯加工产业延伸链为侧翼、集成园区产业链互补互供的发展模式,精选有竞争力的化工产品工艺,实现园区资源内部消化—循环发展,构建数条相互依存共享的产业链和绿色生态化的生产模式。

  依托各地区的区位政策、资源、技术以及本地区的生产技术、规模、人才与物流等优势,以及现有炼焦、粗苯、煤焦油与炼焦煤气加工等优越条件,焦化企业可以通过内引外连适度延伸产业链条,实现炼焦生产的清洁化和产品价值提升。

  榆林市神木县是兰炭的故乡,2017年,我国兰炭年产能约为8000万吨、年产量达6200万吨,其中陕西榆林的兰炭年产能为5000万吨、年产量为3143万吨,分别占全国的62.5%和51%。我国兰炭产业现已形成煤—兰炭—燃料油、煤—兰炭—发电、煤—兰炭—合成氨—碳铵、煤—兰炭—金属镁和煤—兰炭—电石—聚氯乙烯五大产业链条。

  现行的兰炭装置多以炉内焚烧为主,若实现干法熄焦,清水调湿、减少蒸发的环保措施后,原有兰炭生产过程的水平衡将被打破,多余的兰炭废水将无法处理。传统的焦化行业废水处理工艺不适用,由于氨水分离过程中温度、氨水和焦油密度的差异,造成兰炭废水处理更难。

  目前国内在兰炭废水方面尚无系统有效的技术和成功经验可供借鉴,需要通过合作攻关,突破共性环保核心技术,做大做优环保产业,依靠自主技术创新和产业发展解决兰炭复杂的生态和环境问题。

  近几年我国针状焦工业化进程很快,形成了规模生产能力,全国各地有多家企业规划建设针状焦项目,预计在未来2~3年国内针状焦产量将有大幅增长。

  针状焦制备是采用液相炭化技术,焦化原料在液相炭化过程中逐渐经热解及缩聚形成中间相小球体。中间相小球体在经充分长大、融并、定向、最后固化为纤维状结构的炭产物,即针状焦。无论是油系针状焦还是煤系针状焦,生产工艺均为原料预处理、延迟焦化和煅烧三部分。针状焦的生产方法主要区别在原料预处理,延迟焦化和煅烧工艺原理是相同的。

  国内针状焦虽然实现了工业性生产,但工艺技术仍需进一步完善,主要技术难点有以下几方面:一是煤系针状焦原料净化,主要难点在于胶质、沥青质等杂质的去除;二是延迟焦化过程中工艺参数的确定,工艺参数与原料(精制沥青)性质有一定的对应关系,这是生产高质量针状焦的主要问题;三是煅烧温度的控制,针状焦煅烧温度需要在1500℃以上,比石油焦煅烧温度高150℃,回转窑耐火材料能否满足高温条件是煅烧应该考虑的问题。

  从长远来看,电炉钢发展是必然的,新能源汽车在一定范围内推广也是必然的,这都会对针状焦的需求有一个较大幅度提升,针状焦短期供给不足将不可避免。这也对我国针状焦技术的开发提出了要求,经过多年的研发,应该说我国针状焦生产技术已经有了突破,但是在一些领域,还需继续努力。

  硫化氢(H2S)是化工行业最常见的毒性物质和污染物质之一。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,煤气化合成气中含有H2S,经过变换和脱硫脱碳后,H2S将排放出装置。该H2S酸性气必须严格处理,否则具有毒性,且污染环境。同时H2S在空气中被氧化为SO2会造成酸雨,对人及生态环境造成严重危害,为此炼油或煤化工装置必须设置H2S处理装置。

  但常规采用的H2S处理技术主要是克劳斯硫黄技术,不仅投资大、运行成本高,并且存在着诸多缺陷,如工艺复杂、原料要求苛刻、催化剂易中毒、装置连续运行时间短、尾气中SO2排放超标。另一种WSA技术,以硫酸做为最终产品,其技术可靠,但操作复杂、设备易损、投资也较高。随着我国对尾气排放标准日益严格,迫切需要一种技术可靠、投资成本低、流程短、操作简单、尾气排放达标的国产化硫回收技术。

  ECOSA专利湿法硫酸技术以工业装置排放的含H2S酸性气为原料,生产制得工业级浓硫酸,经ECOSA装置处理的尾气可满足现行最严格的环保排放标准。该装置操作简便、运行平稳,且不产生二次污染物。

  当前煤焦油深加工市场竞争激烈,产品同质化现象突出,部分产品产能过剩严重。同时,在环保压力趋紧的情况下,企业生产经营困局进一步凸显,生存空间被大大压缩。因此,焦化下游深加工发展应注重技术开发,着力开发高附加值产品。

  咔唑是煤焦油加工附加值最高的产品之一。聚乙烯咔唑是一种重要的光敏半导体聚合物材料,在电子照相、信息记录和光探测技术等领域已得到广泛应用。随着这些高新技术领域的发展,咔唑在该领域将有较大的潜在市场。

  炭黑行业产业集中度逐年提高,重点企业炭黑产量占比已达71%。未来5年,基于全球市场对于炭黑需求的持续攀升,炭黑行业增长机会较多,特别是高端特种炭黑在市场上的渗透程度将不断加大。

  煤沥青整体市场运行良好,其中改质沥青的市场需求及出口量预计在2020年将达到380万吨以上。下游石墨电极和负极材料需求也稳定增加,预计到2020年人造石墨负极材料所需的针状焦年需求量将达到7.9万吨,2025年将达到12.5万吨。

  高品质等静压石墨为煤沥青下游的重点开发方向之一,目前该产品完全依赖进口,预计2020年我国等静压石墨需求缺口达2万吨左右。我国等静压石墨生产企业的立足之本和出路是将产品升级换代,朝着大规格、细结构(超细结构)、高强度、高纯度、多功能方向发展,以顺应光伏产业、机械制造、核能利用等行业的发展要求。

  2017年,沉寂多年的炭素产业突然爆发,各种主要炭素产品相继涨价,部分品种、规格产品供不应求。

  石墨电极、预焙阳极和阴极、炭电极、特种炭材料、电极糊、锂电负极材料、增碳剂等销售价格都不同程度上涨,尤其是石墨电极的价格上涨幅度更大。从2017年下半年开始,炭素产业掀起改造、扩产、新建的热潮。

  我国炭电极目前年产能为25万吨,年实际产量约为18万吨左右。预计2018年炭电极将新增15万吨年产能,全行业合计年产能将达40万吨,其中有22万吨年产能过剩。预焙阳极也是如此,过剩产能将达到1000万吨。

  同样情况的还有石墨电极,其原有年产能是100万吨,2018年的有效年产能是90万吨,要新建石墨电极厂的投资风险很大。然而,正在建设、规划、筹建的石墨电极项目预计将新增年产能43万吨,原有产能加上新增产能,未来我国石墨电极年产能将达到133万吨。然而,目前国内石墨电极需求量仅是每年50万吨左右。

  虽然新建石墨电极厂的产品进入市场还要有一个相当长的过程,但产能释放之后,对市场价格秩序会产生很大冲击,预计2020年下半年新的产能过剩将会显现,届时石墨电极的产能利用率只能达到56%左右。

  针状焦具有结晶度高、热膨胀系数小、取向性好、导电导热性能优等特点,被广泛应用于传统行业电炉炼钢的超高功率石墨电极、特种炭素制品等领域。近些年随着锂离子电池行业的快速发展,针状焦因其成本低、克容量较高、灰分少、综合性能稳定等特点,成为了锂电池负极材料的新宠,用量逐年攀升。

  目前来看,石墨电极价格将保持坚挺。其原因在于,国内清除“地条钢”取得明显成效,电炉炼钢将会成为未来大趋势,大规格超高功率石墨电极需求增加。再加上国际上6家全球知名的石墨电极企业相继关停,市场缺口较大,而大规格产品必须全部使用优质针状焦。此外,石墨电极属于高技术壁垒行业,每万吨产能需要投入资金2亿元,生产周期也长达4个月,新进入这个领域难度较大、风险较高。2017年我国负极材料年产量达到14.6万吨,市场规模超过82亿元。未来增速不减,这也促进了针状焦行业的发展,其与电极用焦的争量局面仍会继续。

  供需决定价格,预计针状焦近两年仍是卖方市场,在产的国产针状焦企业未满产,进口针状焦总量减少,供不应求局面持续,针状焦价格仍会在高点维持。

  焦化企业在生产过程中会产生大量脱硫废液,100万吨年产量的焦化企业,每日产生废液35吨,大型焦化企业的日废水产生量都在200吨以上。这些脱硫废液对多种材质具有强烈的腐蚀和破坏作用,处理难度很大,因材质不当造成废液治理失败的例子很多,而且处理成本很高,给企业带来了很大压力。

  传统的治理方法一般是把废液简单浓缩,回收水资源,但是剩余的混盐废渣难以治理。也有企业尝试采用焚烧制酸治理思路,但是这种方式对工艺要求很高。

  对于废液中的副盐,提纯就是产品,不纯则是固废。从焦化脱硫废液中提取的硫氰酸盐系列产品如硫氰酸钠、硫氰酸铵等,可用作农药、染料的生产原料,以及海洋防污产品、矿山选矿产品、高分子抽丝溶剂等。

  然而,使用合成法生产硫氰酸盐产品需使用剧毒原料,成本高,安全环保压力大,效益低下。相比之下,采用脱硫废液提盐工艺生产的硫氰酸盐产品将会有很强的市场竞争力。

  因此,综合效益高的废液提盐工艺,在环保趋严的大背景下,更值得焦化企业关注。

  沥青碳纤维应用领域广泛,通用级沥青碳纤维主要应用在水泥增强、摩擦材料、工程塑料增强、活性碳纤维、特种保温材料等方面。高性能沥青碳纤维主要用在航空航天及卫星结构件、天线、运动器材、电子材料、散热元件等领域。随着社会的发展和人们生活水平的提高。沥青碳纤维的应用范围还将进一步扩展。

  煤沥青制备通用级沥青碳纤维国内产业化研发的重点在于关键技术的突破,尤其是净化和专用设备研发。如熔喷纺丝机,目前基本开发成功,熔融—牵伸(熔纺)纺丝机也正在开发当中。

  煤沥青制备高性能沥青碳纤维目前发展的关键技术在净化、加氢、纺丝用中间相沥青的调制、连续长丝的研发、专用设备的设计和制造上。比如高性能沥青碳纤维连续长丝沥青原丝十分脆弱,传统化纤缠绕收丝无法完成长丝的收丝,如何很好的解决这一问题还有待技术攻关。目前来说,我国高性能沥青碳纤维领域,纺丝用中间相沥青研发、熔纺工艺、连续长丝技术、产业化装置都有待进一步加强。

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