焦化产业:以全产业链高效化促高质量发展
作者: 发布时间:2019-10-26 21:29

  9月26~27日,2019(第七届)中国煤焦化行业技术发展论坛在山西 太原召开。来自国内焦化领域的专家,以及研究院所、高等院校、工程设计院及生产企业的代表在研讨中认为,当前我国焦化企业要在全产业链各节点上实施技术进步、优化组合、转型升级等高效化举措,推进焦化行业由传统煤焦化工向为现代煤化工提供“优质碳源”、低价“氢源”、多种“油源”“碳基新材料”等转变,促进焦化行业高质量发展,实现黑色煤炭绿色发展、高碳资源低碳发展。

陈永军

杨文彪


尚阿浪

  在行业高质量发展大势中准确定位

  中国化工报社总经济师陈永军:70年来,我国焦化行业走过了从小到大、从弱到强的腾飞之路。

  1949年,我国焦炭产量仅有50多万吨,所用工艺、设备全部依赖进口。直到1958年,我国才建成首个拥有自主知识产权的机械化焦炉——北京焦化厂焦化炉。随后,在钢铁工业快速发展的带动下,我国焦化行业步入了发展的快车道。2018年,全国焦炭产量达到了4.38亿吨,稳居世界第一。

  当前,我建议焦化行业坚持新发展理念,以生态环境保护倒逼产业转型,以提质升级推动能源革命,进一步优化结构与布局、加速产能的劣汰与整合、加快企业退城入园、推动产业规模集聚、延伸产业链条、提升装备水平,努力实现高质量发展。

  中国炼焦行业协会高级顾问杨文彪:在国家深化产业结构调整、实现炼焦行业生态绿色发展政策的引领下,煤焦化行业进入关键发展期。

  煤焦化行业企业必须在为钢铁与相关产业发展服务中找准位置。我国正在实现传统炼焦业与现代化工相结合协调发展的新格局,构建绿色焦化是全行业共同的责任。发挥炼焦干馏工艺是对煤最成熟的热解手段的优势,实现对煤炭资源的分级提质,走与现代化工发展融合之路。中国富煤资源的现实,为中国煤焦化行业发展提供了新的发展机遇。

  依靠科技进步与创新促进煤焦化行业由传统煤焦化工向为现代煤化工提供“优质碳源”、低价“氢源”、多种“油源”“碳基新材料”等转变,以提升炼焦行业的竞争力和生存发展空间。

  山西省工信厅化工处处长尚阿浪:山西焦化产业整体将立足当前,推动行业实现规范化、标准化、法治化管理;着眼长远,以全面推进焦化产业园区化、链条化、绿色化、高端化发展为目标,通过一系列政策措施积极推进行业升级改造,实现绿色发展。

  一是加大压减力度,到2020年压减4027万吨产能。

  二是加快推进转型升级项目建设,到2020年先进产能占比达到60%以上,从根本上扭转焦化产业结构问题。化工产能要全部综合利用,并促进焦化行业“企业上云”,引导支持焦化企业打造数字车间、职能工厂,提升企业关键工序数控化率,以“智能+”“互联网+”为焦化产业发展赋能,推动焦化行业降本增效,实现发展质量变革、效率变革、动力变革。

  三是要建立焦化行业规范化标准体系,推动焦化企业生产管理水平的提升。

徐占军

王美君

刘文胜

  在持续提升废气资源化利用中淘宝

  山西省焦化行业协会副秘书长徐占军:炼焦技术中热回收焦炉由于具有特有的微负压炼焦,回收炼焦余热发电,以及环保、安全、卫生、节能等方面的明显优势,近几年在大型钢铁公司建设和运营。

  应用实践表明,热回收炼焦技术可以用低质量的炼焦煤生产高质量的焦炭,生产的焦炭质量完全可以满足大型高炉的使用,炼焦余热发电对钢铁企业的能源供应平衡和降低企业的生产成本起到了重要作用。热回收炼焦技术的环保、节能和安全优势得到了充分的体现。

  未来,热回收炼焦技术一定会在大型钢铁公司得到越来越多的应用,对炼焦和钢铁工业的整体技术进步和节能减排起到积极的推进作用。

  太原理工大学副教授王美君:当前高硫炼焦煤占比凸显,约占30%。针对高有机硫的炼焦煤,在热转化过程中对硫分进行过程调控,将是实现其高效、清洁利用的唯一途径。

  太原理工大学煤科学与技术重点实验室通过优化配煤方案,用配比为7%的高硫焦煤同比例替代优质焦煤进行配煤炼焦后,在300千克焦炉试验验证后,配合煤的脱硫率增加,焦炭质量均可达标。

  该技术无需增添额外设备或投资,对于工业焦化企业具有很好的经济性;可合理开发利用高硫炼焦煤资源,在保护优质炼焦煤资源的同时,降低炼焦配煤成本,对煤炭和焦化行业具有重要的现实意义。

  成都同创伟业新能源科技有限公司总工程师刘文胜:传统焦炉煤气综合利用包括发电、生产化工产品(合成氨、甲醇等)、制取LNG以及提氢用于加氢或者外输。

  随着氢能的推广以及对焦炉煤气价值的认知和市场需求的变化,焦炉煤气综合利用的资源效益最大化是新一轮焦化产业整合升级以后面临的新课题,即对有效气CO、CH4、H2合理、充分利用。

  我们和中科院大连凯特利公司提出了焦炉煤气甲烷化制取LNG+制氢工艺整合和焦炉煤气甲烷化制取LNG补碳新工艺+高纯氢工艺整合的新思路,并形成相关自主知识产权。

  这两种新工艺的设计理念具有焦炉煤气有效成分利用最大化、合理化并实现产品LNG与高纯氢产能可调等特点,对目前焦炉煤气综合利用投资决策、市场定位具有积极意义。

李岩

史景利

马灿良

赵雪飞

孙国华

  在新材料链条化打造中走向高端

  石油和化学工业规划院副处长李岩:化工新材料和高端专用化学品发展空间大、创新机遇好,但也要注重选择性发展。未来5~10年,我国化工新材料产业面临做大做强的难得机遇。新型城镇化和消费升级将拉动需求持续增长,为制造业升级提供了巨大市场需求。

  化工新材料行业必须提高国内已有品种质量水平,加快空白品种产业化进程,突破上游关建配套原料供应瓶颈,并延伸发展下游高端制品及应用推广。化工新材料重点要发展高性能树脂、高性能合成橡胶、高性能纤维、功能性膜材料、专用化学品,主要应用于高端制造业,包括汽车、高铁、航空航天等高端装备,建筑节能、大气治理、污水处理等节能环保领域,集成电路、印刷线路板和板显示器等电子信息领域,以及新能源汽车和太阳能发电等新能源领域。

  天津工业大学教授史景利: 新型碳材料包括锂离子负极材料、沥青基超高比表面积活性碳、沥青碳纤维等。高性能碳和石墨材料的制造对原材料提出更高要求,需要对更多的沥青性能参数进行精确表征和控制。

  沥青碳纤维可分为通用级沥青碳纤维、各向同性沥青碳纤维、高性能沥青碳纤维、各向异性沥青碳纤维。煤沥青制备沥青碳纤维的优势,一是通用级沥青碳纤维,原料丰富、价格便宜,强度较高;二是高性能沥青碳纤维原料丰富、价格便宜,并且是一个重要品种,与石油系碳纤维性能有差别,前途可期。

  山西大学副教授马灿良:沥青作为焦化产业的副产品,高值化利用是未来的主要方向。沥青是制备人造石墨的主要前驱体。人造石墨的一种用途是锂离子电池的负极材料,目前市场份额已达70%,人造石墨在未来锂离子电池体系中始终发挥重要作用。提高人造石墨的性能是提高锂离子电池能量密度和功率密度等性能的重要途径。

  山西大学课题组发现在人造石墨中采用纳米技术引入洋葱碳纳米空腔结构,可大幅提高人造石墨的储锂比容量和倍率性能,在20mA/g的电流密度下,可逆比容量达到460mAh/g;1000mA/g的电流密度时,可逆比容量达到220mAh/g。围绕该特殊纳米结构进行系列研究,不同体系都取得了良好效果,证明该纳米技术是改造传统人造石墨、提高人造石墨性能的有效方案。

  中国科学院山西煤炭化学研究所博士孙国华: 我们所在煤基石墨烯、煤基电容炭及超级电容器全产业链条的技术处于领先地位。煤基石墨烯和电容炭的批量化制备技术攻关进展顺利,超级电容器的组装在道钉灯、电动车等领域的示范应用广泛。超级电容器作为新型电化学储能器件,具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命、宽工作温度、安全可靠、绿色环保等特点。

  电容炭是超级电容器的关键核心材料,约占超级电容器成本的30%。石墨烯具有独特的二维纳米结构,并具备电子迁移率高、导电/导热性能优异、力学性能出色等理化性质。石墨烯与电容炭高效复合,可提高超级电容器的功率密度,有望为石墨烯在新能源储能领域的大规模应用打开突破口。

  辽宁科技大学教授赵雪飞:2018年针状焦总产能约为50万吨;预计到2019年年底,在产、新建、扩建、复产的针状焦企业总年产能将突破105万吨。国内煤系针状焦2018年前已建成投产的有山西宏特、喜科墨、七台河宝泰隆等,正在建设的有宝武炭材、唐山东日和河南开炭等。

  正在开发的第二代技术,即联产优质炭黑原料油、精制沥青和黏结剂沥青的工艺。其优点是操作简单、人为干预少、工艺参数控制精度高,优化中间相形成条件,两段焦化长周期运行,针状焦质量优异,单位产能投资降低。

曹阳

何冰

陈业钢

姜同先

王安康

赵传军

  在节能减排集成优化中绿色发展

  江苏燎原环保科技股份有限公司技术总监曹阳:我们是从事焦化脱硫废液提盐治理,以及硫氰酸盐生产的企业,为国内外企业提供脱硫废液提盐治理一体化方案。近年来我们与20余家焦化企业建立合作关系,废液处理总量达到10万吨/年,提取硫氰酸盐8万吨/年,对应焦炭产能4000万吨/年。

  废盐提盐技术涵盖了设计、建设、运行、维护、产品市场、下游开发、水资源净化等。执行此方案,可解决与脱硫废液相关的问题,使焦化企业摆脱此项污染源。我们根据废液组成状况确定治理策略,目标是得到硫氰酸铵和硫酸铵,无价值组分也妥善处理,不遗留二次污染。无机盐的分离纯化和水资源的净化回收,也效果效佳。

  宁波中科远东催化工程技术有限公司副总经理赵传军:我们以流程功能优化为目标,实现了焦炉荒煤气脱硫流程的洁净高效技术工程体系,为焦化企业绿色转型提供了技术支撑。

  以高效传质塔器、ISS高效催化剂为基础,我们开发了新一代高效脱硫工艺技术。与传统湿法脱硫工艺相比,该工艺投资省、运行费用低、溶液不排放、脱硫效率高,塔后煤气含硫化氢降到10mg/Nm3以下、过程电耗下降30%以上、副盐生成率下降50%以上、硫元素回收量增加40%以上。

  焦炉煤气制乙二醇、焦化VOCs治理、无管式炉脱苯、脱硫废液提盐等技术都在焦化行业广泛应用,为业主产业链延伸和节能减排作出贡献。

  长春东狮科贸实业有限公司副总经理何冰:我们的DSH高硫容抑盐脱硫催化剂,在使用过程控制了硫代硫酸盐这一副反应的快速增长及硫氰酸盐在平衡状态下氰酸根的分解,保证总盐长周期控制在一定范围不影响生产,高硫容的特点是在特殊工况条件下可保持较高净化度。

  目前,该产品在常压、加压条件,钠法、氨法脱硫等不同工况的使用,可无腐蚀无结晶无堵塞、高效节能、稳定有效地抑盐控盐,受到了应用客户赞赏。公司在脱硫领域专有技术结合高硫容抑盐催化剂在工程设计方面进行融合,签定了国内第一套完整路线的高炉煤气脱硫项目合同。目前,该装置施工已接近尾声,工艺已被多地环保局定为重点推广工艺。

  上海东硕环保科技股份有限公司董事长陈业钢:“零排放”的系统平衡要做到水平衡、盐平衡、能量平衡等。我们“零排放”工艺优势有四点:一是废水处理系统稳定运行,为安全生产保驾护航;二是运行费用降低70%;三是工程占地面积减少60%;四是污泥处置成本大幅减少,污泥量减少50%。工程案例包括潞安、伊泰煤制油、鲁西煤化工等,并出口新加坡。

  对于煤焦化企业的可持续发展,我建议一是因地制宜、融会贯通,选择“有前景”的技术;二是系统可靠、冗余充分,保证企业安全生产;三是通过技术创新,降低投资和运行成本;四是实施煤化工副产盐标准,解决资源化利用途径;五是采用“投资+建设+运营”模式,为煤化工产业保驾护航。

  青岛金海晟环保设备有限公司博士姜同先:煤焦化过程中产生的污水中含有大量恶臭异味VOCs成分,根据规定,有机化工行业污水厂必须对臭气密闭、收集、处理,污泥处理厂、固体废物处理厂也必须考虑密闭除臭。

  我们对恶臭异味VOCs废气治理技术选择的原则,是对于高浓度的、有回收价值的,首先用冷凝法或吸收法回收,其次用焚烧热氧化法回收热量。而对于低浓度的采用生物法、吸收法、吸附法,净化后达标排放。我们在煤化工方面有神华榆林甲醇制烯烃、新疆广汇清洁能源煤制甲醇、山西安仑化工煤焦油深加工等项目;石油化工领域有中化安邦炼化项目炼油、利华益利津炼油、延长石油有限公司榆黄醋酸等项目。

  山西美锦煤化工有限公司副总经理王安康:作为我国最大的焦化企业之一,我们将脱硫废液作为一项环保工程,4个焦化厂焦炉煤气均采用HPF湿法脱硫工艺,在脱除硫化氢、氰化氢的同时,生成硫氰酸铵、硫代硫酸铵和硫酸铵等副盐。4个厂的脱硫废液全部处理,日处理量可达200吨以上,日产硫氰酸钠18吨、硫酸铵18吨。

  项目投运后,塔后硫化氢含量控制在20mg/m3以下,每年可节约水资源10950吨,节约设备维修费400万元,处理脱硫废液6万多吨,生产硫氰酸钠6000多吨、硫酸铵6000多吨。该工艺较好地解决了焦企的环保问题,同 时实现资源综合利用,产生可观的经济效益。


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