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中经先略:我国焦化行业发展前景展望
2013/3/8 10:26:39 来源:中国产业发展研究网 【字体:大 中 小】【收藏本页】【打印】【关闭】
核心提示:中经先略:我国焦化行业发展前景展望我国焦化行业应加大煤气净化与化产品加工技术的研发投入力度,充分发挥炼焦能源工艺转化的优势,用不断进步的炼焦煤化工技术推进行业的绿色可持续发展。
我国焦化化产专业技术开花结果
煤气净化技术。随着我国改革开放以及国民经济的快速发展,我国焦化行业相继从国外引进了多种煤气湿式脱硫净化工艺技术。2005年起实施的《焦化行业准入条件》也将煤气净化作为焦化企业必备的生产条件之一,截至2011年底,共六批准入的335家企业基本都配备了煤气脱硫设施。煤气脱硫设备的运用使焦炉加热煤气烟气二氧化硫排放减少90%以上。2008年重新修订的《焦化行业准入条件》,进一步明确了焦炉煤气城市民用煤气应达到GB13612-92标准,工业或其他用煤气H2S含量应≤250毫克/立方米,这也促进了我国炼焦煤气脱硫工艺的应用与普及。
化产品回收技术。近年来,我国焦化行业化产精制加工技术取得重大突破,化产品回收和煤气制甲醇、制液化天然气、导热油无蒸汽蒸氨、负压蒸脱苯、苯加氢、焦油加氢、焦油深度加工等一大批先进工艺技术在行业内逐渐被推广采用,提高了企业的经济效益。
我国焦炉大型化促进了化产回收工艺的进步,化产加工技术也得到了同步发展,特别是煤焦油和粗苯加工装置规模大型化,是“十一五”期间焦化化产专业技术进步的一大亮点。30年来,我国煤焦油加工技术的进步主要体现在以下两个方面:一是加工装置趋于大型化;二是煤焦油深加工技术得到了突破,生产高附加值的精细化工中间产品。截至2011年底,我国焦化行业煤焦油年加工能力已达到1800多万吨。在加工装置趋于大型化、加工能力得到稳步提高的同时,我国煤焦油深加工技术也取得快速发展。其中,针状焦技术工艺控制水平先进,产品可以达到进口同类产品水平,彻底打破了我国多年来针状焦完全依赖进口的局面;我国自主研发的高温煤焦油加氢技术日益成熟,首套10万吨/年高温煤焦油加氢装置的建成投产,也开辟了一条煤焦油加工的新途径,这不仅取得了巨大的经济和社会效益,而且也为我国的能源安全作出了新的贡献,应用前景非常广阔;近10年来,以苯加氢、苯萃取等为代表的清洁苯加工技术发展势头加快,替代了污染严重的硫酸法工艺,不仅极大地改善了生产环境、节约了能源,也优化了衍生产品的品种质量和结构。
焦炉煤气综合利用。近年来,我国焦炉煤气利用率不断提高,在开发利用技术方面也进行了一系列探索。如利用丰富的煤气资源和炼焦煤气富氢的特性,结合先进的化工合成技术,进行焦炉煤气发电、提氢和冶炼等,使焦炉煤气的资源性开发成为行业新的经济增长点。焦炉煤气综合利用主要包括以下几个方面:
第一,焦炉煤气化工合成技术的开发。利用钢铁企业富余的焦炉煤气、转炉煤气或高炉煤气生产甲醇,是钢铁联合企业能源优化利用的新途径;2011年,我国焦炉煤气制天然气关键技术取得重大突破,攻克了合成气体的深度净化、转化和合成技术装备及自动化控制等一系列难题,使我国焦炉煤气资源化利用走上良性发展的轨道。目前,我国正在进行焦炉煤气制天然气、制乙二醇等技术开发与实践,焦炉煤气制甲醇、二甲醚、乙二醇、天然气,甲醇制烯烃、发酵制乙醇,焦炉煤气与转炉煤气、高炉煤气制甲醇等技术的开发与引进,不断构建了炼焦行业新的产业发展链条。
第二,焦炉煤气制氢。从上世纪80年代开始,宝钢、鞍钢、武钢、本钢、包钢等钢铁企业建成多套100立方米/时~5000立方米/时 、纯度为99.999%的焦炉煤气变压吸附制氢装置。
第三,焦炉煤气用于生产直接还原铁。焦炉煤气直接还原铁,可大大降低炼铁过程对炼焦煤和焦炭的消耗。
破解技术升级和只“焦”不“化”难题
“十一五”期间,我国焦化行业逐渐出现制约进一步发展的一些问题:如产业布局分散,行业集中度低;产业链条短,产品附加值不高,精细深度开发力度不大等。这些问题主要体现在以下两个方面。
第一,传统产业技术亟待升级。“十二五”期间,我国焦化行业从2011年起,用了3年左右时间,使常规炼焦企业的煤气中H2S含量≤250毫克/立方米,热回收焦炉企业双碱法脱硫比例达到70%,半焦炉企业煤气中H2S含量控制在100毫克~150毫克/立方米。但是,中小焦化企业落后的回收加工工艺比例较大,比如蒸汽等劣质能源和高能耗换热设备的大量使用,严重地制约着企业的可持续发展。对于氨—硫循环洗涤煤气脱硫工艺(AS法),虽可生产高品质硫黄,但脱硫效率偏低,难以稳定达到脱硫后焦炉煤气中H2S含量低于250毫克/立方米的基本要求。同时,我国焦化企业普遍采用的HPF或PDS脱硫工艺也存在不少问题:一是脱硫过程中产生的NH4SCN和(NH4)2S2O3等盐类缺乏有效的处理工艺。二是硫膏纯度为80%,质量差,销售困难。此外,焦化企业的煤气脱硫废液提盐技术也普遍存在运行工况不稳、设备腐蚀严重、精盐纯度低的难题。
第二,只“焦”不“化”矛盾日益凸现。在煤、焦价格严重倒挂趋势延续的状况下,焦化企业长期积累的只“焦”不“化”深层次矛盾日益凸现,纯炼焦工序处于亏损,只能靠化产品来补亏。但是,焦化企业在化产品深加工上研究开发力度不够,没有立足于“焦”的基础上,充分挖掘“化”的潜能,钢铁联合企业焦化厂与钢厂之间的能源互补优势尚未完全释放。因此,建议焦化企业进一步开发新产品,扩大产品品种和品级,开发出附加值高的洗油深加工产品、蒽油深加工产品和沥青深加工产品等;对附加值低的残油,在满足炭黑生产的同时,可采用加氢催化裂化、加氢裂解等技术,使其转化成为高附加值的汽油调和油、柴油调和油。
五大方向指引技术发展
第一,推广高效实用的工艺技术。加大新技术、新材料、新设备的推广力度,如负压脱硫、负压蒸氨技术,合理利用煤气的温度梯度,减少能源浪费,使脱硫效率提高到95%以上;利用导热油替代蒸汽进行苯精馏的新工艺技术;推广先进高效的换热器、垂直塔盘和填料,延伸化产专业产业链,向煤炭→焦炭→钢铁→化工等产业一体化和相关多元化方向拓展,促进整体技术装备的大型化、集约化和设备国产化、高效化发展。
与此同时,彻底淘汰耗能高、污染严重、装备水平落后的间歇蒸馏、间歇酸碱洗涤、间歇结晶加工技术和污染大的沥青成型工艺,进一步推动我国煤焦油加工的集中处理,建设几个规模大、技术先进、节能环保的世界一流煤焦油加工企业;推广以蒸汽为热源的间接蒸氨、用煤气管式炉加热的间接蒸氨或负压蒸氨工艺;焦化企业应大力采用热导油代替蒸汽负压精馏等能源高效利用技术,理顺焦炉煤气净化工艺温度梯度和关联产品精细深加工技术。
第二,完善煤气脱硫流程。我国煤气脱硫废液回收利用的高效、经济、适用技术研发,关键工艺路线已经打通,主要是要解决废液量小(一般焦化企业每天只有几十吨)的顺行问题,把运行成本降下来,同时应不断优化工艺流程,开发合适的工艺路线、催化剂和高效蒸馏分离元件,探索资源利用途径,以适应焦化行业节能减排的需要。此外,还应加强清洁生产共性关键技术的研发,完善HPF(PDS)氧化法脱硫工艺,探索HPF法氧化脱硫工艺废液与低纯度硫黄焚烧制取硫酸的工业装置,降低提盐运行成本,提高精盐纯度,解决全国已有的HPF法氧化脱硫工艺存在的问题。
第三,追求能源、资源的高效值。焦炉煤气作为优质的二次能源,采用切实有效的提氢、制甲醇、制合成天然气、制二甲醚等节能技术,是资源增值的最好方式。2011年,我国投产18套焦炉煤气制甲醇装置,总产能达到900余万吨,实现了二次能源的转化利用。此外,产量占煤焦油加工产品一半以上的煤沥青的出路问题,仍是困扰当前煤焦油加工的“瓶颈”。因此,应采取增加高附加值产品,优化焦油蒸馏和沥青改质工艺,以及生产钠离子含量低、β树脂含量高的改质沥青和特种沥青焦炭等措施来扩展其市场销路。
第四,必须解决好煤气出路问题。目前,国内有焦化企业使用焦炉煤气生产甲醇,再用甲醇产生的废气和驰放气生产合成氨,合成氨解析气供给焦炉加热,置换出的焦炉煤气用来生产甲醇、合成氨,空分装置所产生的氧气再用于生产甲醇、氮气用于生产液氨,形成一个独具特色的“闭路循环”,无任何废弃物产生,实现了资源利用价值的最大化,年可节约近40万吨标煤。同时,焦炉煤气制取天然气关键技术已取得重大突破,这些新技术项目将陆续建成投产,构建了焦化行业产业发展的新链条。
第五,跟踪焦化工艺前沿技术。焦化企业要积极关注科技发展的动态,大力引进国内外的先进科技成果,在煤气的加工利用和化产品的深度加工方面,创造新的发展机遇。同时,进一步完善自有知识产权的苯加氢技术和苯萃取与高效分离技术,优化工艺组合,提高苯加氢装置自动化水平。以焦化苯为龙头的产业链延伸,也是焦化企业延伸发展的一个新的方向。
此外,以现代化先进的加工技术与手段,开发社会需求的新产品,凸显现代炼焦技术的优势,也是焦化行业努力的新方向。焦化企业应以高效率、低能耗为目的,实现传统煤化工与现代煤化工产业有机结合、协调发展的新格局,打造高技术、高附加值精细焦化工产品,以焦化产品-再生资源-循环利用为路径,促进我国焦化行业的绿色转型。