李文江,段緒國
(1. 賈汪區高新技術創業服務中心 江蘇徐州221000;2. 天津理工大學 天津300384;3. 徐州市賈汪區科技局 江蘇徐州221000)
徐州市賈汪區煤焦化產業轉型發展研究
李文江1,2,3,段緒國1,3
(1. 賈汪區高新技術創業服務中心 江蘇徐州221000;2. 天津理工大學 天津300384;3. 徐州市賈汪區科技局 江蘇徐州221000)
“十三五”時期是賈汪煤化工產業提質轉型發展的關鍵時期,針對賈汪區煤焦化產業的現狀,提出應著力加快產業產品結構轉型升級、開拓下游產品的產業鏈,綜合利用煤炭資源,達到無有害排放的綠色環保要求,提高煤炭資源綜合利用效率。
賈汪 煤焦化 轉型升級 發展計劃
2015年,徐州市政府批準實施《徐州煤焦化產業中長期發展規劃》,確定煤焦化產業發展思路、總目標以及發展方向、產業布局。根據《規劃》,徐州市將加大對下游產品的增值力度,延伸焦化產業鏈條,促進“焦”“化”并舉,增強產業競爭力,實現由分散到集聚、由獨立到聯合,由煉焦到焦化的轉變,建成國內一流的綠色煤焦化產業基地。根據全市焦化企業煤焦油的產量,以及焦油加工就近轉化、集中加工的原則,在全市規劃建設5個煤焦油提取項目,規劃總量為98.7萬t/a;規劃建設3個粗苯深加工提取項目,規劃總量為29萬t/a。
針對徐州市對煤焦化產業的規劃,作為煤炭重鎮的賈汪區也要把握住這次歷史機遇,以“鳳凰涅槃”般的決心,摒棄多年來“一焦獨大”的發展模式,積極推進“焦化合一”,改造提升現有煤焦化企業,延伸產品鏈條,推進煤焦化產業與產品結構調整,拓寬煤焦化產業發展領域,使傳統煤化工向新型煤化工逐漸靠攏發展,走出一條可持續發展之路,從而徹底改變當前傳統煤焦化企業面臨的危機,擺脫能耗高、污染大、產品附加值低等制約賈汪煤焦化企業發展的三大因素。
針對賈汪區煤焦化產業的發展思路及產業升級之路,我們從賈汪區煤焦化產業現狀及煤焦化產業的發展近況等幾個方面闡述煤焦化產業的發展計劃,并提出一些意見建議,以期賈汪區的煤焦化產業走上綠色、可持續發展之路。
賈汪區煤焦化企業主要位于徐州龍山煤焦化產業園,該產業園是徐州市政府“十二五”期間規劃建設的7大煤焦化產業園之一,位于青山泉鎮與江莊鎮的循環經濟區。整個焦化產業現具有年產焦炭610萬t、焦油24萬t、粗苯12.5萬t、硫銨6.6萬t、焦爐煤氣9.5億m3的產能。另外在徐州工業園區,有賈汪區最重要的粗苯精制企業——江蘇永鵬科技實業有限公司。目前,國家出臺2014版煤焦化行業最新標準,要求單套生產裝置的產能不低于15萬t。因此,在整個產業園區僅需建設一家煤焦油加工企業即可,以體現規模效益。
從賈汪區煤焦化產業的現狀來看,賈汪目前煤焦油的產能為18萬t,均為高溫煤焦油,且較為平均地分散在幾大煤焦化企業中,如東興能源、騰達焦化、偉天化工等,后續產能有望達到35萬t。區內的幾家企業存在著產品工藝類似、污染嚴重、重復建設等問題,企業還是傳統的粗放型生產模式,已經不能適應時代發展的要求,如何提升企業的發展水平,是擺在政府、企業、員工面前的重要問題。深加工的經濟收益不言而喻,必將成為賈汪煤焦化行業新的經濟增長點。
2.1 煤焦油加氫制燃料油
山西的神木天元化工公司擁有目前國內最大的低溫煤焦油加氫設備,加工能力達到年均50萬t。但是,低溫煤焦油產量太低,僅占整個煤焦油產量的20%,左右,其余80%,均為高溫煤焦油,高溫煤焦油加氫制燃油也成為高溫焦油深加工重要的發展趨勢之一。七臺河寶泰隆煤化工股份有限公司是中國首家采用高溫煤焦油加氫的企業,試運行加工量已達10萬t/a,且運行穩定,工藝已趨成熟。內蒙古慶華10萬t /a高溫煤焦油加氫裝置也順利投產。
鑒于賈汪焦油基本上都是高溫煤焦油,加氫難度大,故需引進目前最先進的生產技術,建設10萬t/a的生產線一條。同時與科研院所、設計院及科技型公司加強合作,改進生產工藝,不斷降低生產成本,逐步提高市場收益。
2.2 焦油瀝青的利用開發
2.2.1 生產煤瀝青針狀焦
針狀焦即為石墨化程度較高的瀝青焦,目前我國碳素行業已基本掌握了超高功率電極生產制造技術,但其原料針狀焦卻主要依賴進口。
目前,國外生產針狀焦的廠家有:美國大陸石油公司、美國大湖碳素公司、美國聯合碳化物公司、殼牌公司、日本興亞石油公司、日本三菱化成(30,kt/a煤瀝青針狀焦)、日鐵化學戶火田工廠(50,kt/a 煤瀝青針狀焦)等。由于國產技術尚處于工業試制階段,我國針狀焦生產也主要引進國外技術,主要廠家有:錦州石化針狀焦生產廠(35,kt/a石油系針狀焦)、鞍山沿海化工有限公司(20,kt /a 煤瀝青針狀焦)。
2.2.2 生產瀝青碳纖維
目前,世界瀝青基碳纖維生產主要集中在美國和日本,發展緩慢,總生產能力不到3,000,t/a。日本三菱化學公司是目前世界上最大的高模量瀝青碳纖維生產廠家,生產能力為500,t/a,現滿負荷生產,主要應用于大型羅拉(roller)、人造衛星部件、橋墩及土木建筑用補強材料;美國Amoco 特性纖維公司主要以石油基瀝青為原料生產碳纖維,生產規模為230,t/a。
2.3 焦爐煤氣的開發
2.3.1 賈汪焦爐煤氣制甲醇的現狀
考慮煤氣制甲醇行業的準入條件為10萬t/a,企業配套建設甲醇生產線,可按10~20萬t/a規模進行建設。如果是園區按單線30萬t/a的規模統一規劃建設一專門的煤氣制甲醇企業,可一步到位。
但甲醇由于受下游市場開發滯緩及政策限制,目前的市場出現低迷,在賈汪龍山煤焦化產業園產業上下游銜接配套還不完備的情況下,如果生產甲醇可能會面臨下游客戶開發或自己進行深加工的問題。況且,徐州騰達焦化已經規劃了二期的甲醇項目,生產線正在建設當中。鑒于騰達焦化、偉天化工已實施甲醇項目,考慮到容量問題,應持觀望態度,不要急于上馬甲醇項目。
2.3.2 解決途徑
利用煤焦氣生產天然氣,焦爐煤氣制天然氣,其生產工藝簡單,適用性強,對焦炭企業生產規模要求低,產品則可實現本地消化。乙二醇屬于精細煤化工產品,具有較高的附加值。從目前乙二醇的消費來看,95%左右用于生產聚酯,其對外依存度達到80%。我國2010年進口量超過664萬t,預計到2015年,供需缺口仍可達到620萬t。焦爐氣制乙二醇的成本比煤制乙二醇成本要低1,200元/t左右。
2.4 建議及對策
賈汪目前焦油產能在18萬t左右,潛在產能為35萬t。煤焦油提取物的深加工,可優先選擇新材料和醫藥染料方向。瀝青加工中改質瀝青主要用于煉鋁行業,我國是煉鋁大國,對煤焦油瀝青需求量大,在當前情況下,銷售問題不大。針狀焦和碳纖維的生產技術要求非常高,我國目前尚無成熟的工業生產技術,技術多需進口,但進口技術面臨著較高的知識產權費用,會使實際生產成本偏高,經濟收益率下降。因此,當下需加緊技術合作,對國內技術關鍵環節進行優化,提高國內生產技術水平,才是治本之法。
3.1 賈汪區的粗苯加工現狀
當下,整個賈汪地區焦化企業粗苯產能為10~25萬t,在徐州工業園區的江蘇永鵬科技實業有限公司有國內最大的精苯精制裝置3套,總產能可達30萬t。以目前賈汪區的粗苯產量,尚不能滿足永鵬科技公司對粗苯的需求,永鵬科技公司還需從其他渠道采購50%,以上的粗苯。因此,龍山煤焦化產業園區無需再投資建設新的粗苯精制生產線。
江蘇永鵬科技公司采用催化加氫精制工藝,其加氫工藝在國內處于領先水平。焦化粗苯經在永鵬科技實業公司精制加工后,可提供苯、甲苯和二甲苯3種非常重要的化工基礎原料,即石油化工行業所謂的“三苯”。由于系基礎化學品,國家出于穩定化工行業需要,其市場價格較低,因此產品附加值低,也是一個以生產規模體現產品效益的模式。隨著粗苯價格的升高,粗苯精制企業的利潤空間正在逐漸被壓縮,企業也逐漸面臨著生存困境。因此,只有對苯、甲苯、二甲苯這些初級產品進行深加工,開發出附加值更高的下游產品,如環氧環己烷、環己二醇、己二醛與己二酸、鄰苯二酚、環己酮、己內酰胺等,將更多的利潤留在企業,留在賈汪,才是一條長久之計。
3.2 建議及對策
賈汪目前的粗苯產量并不算大,尚不能滿足江蘇永鵬科技一家粗苯精制企業的生產能力,因此賈汪地區無需再建設粗苯精制生產線。發展的重點應主要在苯下游產品的開發方面,通過下游重磅產品的開發,向下拓展產品鏈條,提升企業產品附加值。
在苯下游衍生物中,環己烯、環氧環己烷、己二醛、己二酸、環己烷、環己二醇、鄰苯二酚都是市場前景看好的高附加值產品,關鍵在于引進當前先進技術,在獲取經濟效益的同時,更要重視環境效益與社會效益,實現可持續發展。
4.1 賈汪焦化企業副產硫化物生產現狀
在焦炭煉制過程中,由于原料煤中通常都含有一定的硫,因此在煉焦過程中,必須進行脫硫操作。脫除下來的硫,在焦化廠通常采用HPF氨法,使硫以硫氰酸銨和硫代硫酸銨的形式分離出來,形成硫銨副產。據初步統計,賈汪龍山煤焦化產業園內所有焦化企業年副產硫銨6萬t。然而由于硫銨經濟價值太低,部分企業進行初步加工,生產硫磺膏對外進行銷售。
4.2 建議及對策
賈汪龍山煤焦化產業園內焦化企業生產的硫銨副產品,其附加值低,市場銷售困難。轉化的初級產品硫膏,由于受下游硫酸工業影響,市場也不容樂觀。
合理處置這些副產的硫化物,使之變廢為寶,應考慮有機硫產品開發。開發品種以市場需求旺盛的脂肪硫醇和二烴基二硫醚為主,考慮到市場情況,可選擇叔丁硫醇、十二硫醇、十八硫醇、二仲丁基二硫醚、二環己基二硫醚等作為切入點。
硫醇與硫醚的生產技術,經過持續不斷地改進,國內部分廠家的技術已經趨于成熟。目前仍有不少科研單位,如南京工業大學、鄭州大學、青島科技大學、中科院相關研究所在進行新技術開發與工藝改進,會進一步降低有機硫生產過程中的廢氣、廢水排放,解決令人困擾的臭味問題。
5.1 存在的問題
雖然龍山煤焦化產業園是徐州市重點規劃的煤焦化產業園,但就目前該園的發展狀況來看,與徐州市的規劃目標仍有不小的差距。存在的主要問題有:焦化企業生產規模小、分散,能耗過大,污染嚴重,多家企業產品大多雷同,基本屬重復建設;產品結構與模式單一,基本以焦炭、焦油、粗苯、硫銨、焦爐煤氣等以拼資源、拼消耗的低端煤焦化產品為主,產品附加值低,抗市場風險能力較弱;粗獷式發展模式,企業的技術創新能力弱,雖然都進行了二期,甚至三期規劃,但多數僅是擴大再生產,重復建設現象嚴重;企業規劃與園區整體規劃存在脫節甚至沖突,園區對企業的控制力較弱,形成“各自為政”的混亂局面;招商不足,為焦化企業配套加工的企業,如煤焦油、粗苯、瀝青等下游加工企業基本空白;由于園區在工程整體配套、上下游產業銜接以及資源循環利用方面工作的欠缺,園區的“集聚”效應體現得不明顯。
5.2 賈汪龍山煤焦化產業建議
針對此現狀,通過調研國內外先進的煤焦化發展模式,對煤焦化企業下游產品的開發提出如下發展建議:①謹慎建設和推進焦爐煤氣制甲醇項目,在當前我國甲醇產能已經過剩的情況下,應重點瞄準甲醇下游以及甲醇伴生產品的開發。②優先發展焦爐煤氣制天然氣項目,天然氣是清潔能源,符合當前國家能源戰略,是現階段比焦爐煤氣制甲醇更具發展動力與發展前景的項目,快速推進LNG、SNG、CNG項目建設,贏得市場先機。③焦爐煤氣制乙二醇與煤制乙二醇項目相比具有更大的成本優勢,更具市場前景。④煤焦油加工項目前景廣闊,但鑒于焦油加工企業準入條件高及焦油產品數量眾多,因此需結合企業實際與市場需求,在新型功能材料、藥物及染料中間體、焦油制電極瀝青、針狀焦、碳纖維等領域,集中力量重點開發,實現突破。⑤應重點做好精苯、甲苯、二甲苯的后續產品規劃,優先發展環己烯、環己烷、環己酮、己內酰胺、己二酸、苯甲酸、苯酐等市場需求噸位大且附加值較高的品種,做長產品鏈條。⑥作為“變廢為寶,化害為利”的一個有效手段,有機硫產品的開發也值得斟酌,選擇性地開發市場緊俏的硫醇與硫醚產品,建設柔性的間歇生產線,通過改變生產工藝條件,實現多品種、小批量的市場需求。
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[4] 周敏,王泉清,馬名杰. 焦化工藝學[M]. 北京:中國礦業大學出版社,2011.
Industrial Transformation Development of Coal Coking in Jiawang District of Xuzhou City
LI Wenjiang1,2,3,DUAN Xuguo1,3
(1. Jiawang District Hi-tech Incubation Service Center,Xuzhou 221000,Jiangsu Province,China;2.Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China;3. Jiawang Science and Technology Bureau,Xuzhou 22100,Jiangsu Province,China)
In the paper,the situation of coal coking industry in Jiawang District of Xuzhou,Jiangsu Province was investigated.The 13th Five Years period is of critical importance to the transformation and upgrading of coal coking industry in Jiawang District.Based on current industrial status,it proposes to speed up the industrial structure transformation and upgrading,open up new space for the industrial chain of downstream products,comprehensively use coal resources to meet the requirements of environmental protection and improve the comprehensive utilization of coal resources efficiency.
Jiawang;coal coking industry;transformation and upgrading;development plan
TS21
:A
:1006-8945(2016)09-0003-04
徐州市軟科學項目“徐州市賈汪區煤焦化產業發展現狀及未來發展模式的調查研究(KC152H123)”。
2016-09-02