绿色可持续：焦化产业必由之路

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办。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题问题展开了深入探讨。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。　　焦化产业是最重要基础能源原材料产业，在我国经济建设、社会发展、财政税收及平稳低收入方面充分发挥着最重要起到。

但近几年来，去生产能力、调结构、捉环保等一系列政策对焦化行业的冲击相当大。在这种局面下，如何正确认识新的常态、建构高效产业链、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，中国化工报社统合各方资源和旗下全媒体平台，采行了行业会议、产业调研、项目合作等多种形式探寻新形势下焦化产业的发展战略和创意方向，目的为行业变革获取助力，为企业发展找寻决心。

报社期望通过这些行动，与企业联合打造出产业绿色发展生态圈，构建合作共赢。　　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牵头发动，获得了长春东狮科贸实业有限公司的大力支持，调研目的牵头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、竖立标杆企业、举行绿色发展峰会等系列活动，提升煤炭洗手利用水平，打造出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，牵头金融界、石油和化工以及农业界的力量，联合提倡制定了《增进“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，推展产业资本和金融资本有机融合，减缓产业经济的发展。

　　随着环境保护法及4个设施办法密切实施，环保指标更加细化、拒绝更加严苛、监管更加增强。面临新的环保政策，焦化厂压力相当大，但被接纳的高效经济、构建合格拒绝的技术仍在探寻中。　　近年焦炭价格波动大，焦煤和焦炭价格波动总是国外迟至国内，企业对市场信息、市场研究和风险掌控推崇过于，不能沦为市场波动风险的承担者。

由于生产管理粗犷，人为因素影响较小，企业综合竞争能力和抵挡风险能力较强。企业片面追求规模化和设备现代化，对炼焦煤研究较较少，广泛延用几十年前的理论和经验，造成同类企业成本差异大。　　对于焦化产业洗手发展，有七大技术领域有一点注目，分别是湿式水解法副产物废液热分解处置技术、焦化废水深度处置及回用一体化技术、湿法副产物强迫鼓风再造工艺技术、焦炉气深度净化工艺技术、焦炉烟气低温脱硝技术、活性炭纤维的制取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十分极大，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、节能减排的根本性课题，也是保证焦化企业经济效益持续增长的有效地方式，同时这也是后遗症焦化企业多年的问题。

　　焦炉尾气传统应用于主要是在燃气、发电、生产合成氨等领域，其经济效益一般，无法几乎反映焦炉气价值。此前，焦炉煤气制甲醇在我国发展较慢，但目前国内甲醇市场不足相当严重，很多焦炉尾气制甲醇企业面对投产，大量焦炉尾气亟需寻找决心。　　作为制备聚酯的主要原料之一，乙二醇在我国享有极大的市场需求。

预计2020年我国聚酯年产量将约5500万吨，乙二醇市场需求大约为每年1800万吨。鉴于我国“丰煤缺油”的基本国情，利用廉价的焦炉尾气制乙二醇，不仅减少了焦化企业能耗，也为焦炉尾气的合理利用获取了有效地的解决方案。可以意识到，煤基合成气制乙二醇技术终将步入较慢发展。

　　近年来随着汽车数量的减少，汽车尾气早已是雾霾的众多来源，研发和推展用于洗手汽车新能源刻不容缓。　　焦炉气是在生产焦炭和焦油过程中获得的可燃气体，把焦炉气作为汽车燃料用于，既能增加焦炉气对外废气导致的大气污染，又为汽车解决问题了能源问题。并且汽车用于焦炉气做到燃料，其尾气废气也大幅度上升，符合国家节能减排的产业政策和能源战略。

　　为解决问题汽车尾气、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，展开了长约8年的车辆样板运营试验。运营期间车辆总计安全性行经里程3000余万千米，并未再次发生任何安全事故。

经检测，普通汽车内燃机用于焦炉气做到能源后合乎国标GB7258《机动车安全性运营技术条件》，焦炉气汽车行经废气完全为零，经济价值和环保价值都*明显。　一些化工企业面对着因污水处理不过关无法落地生产，或虽然转入化工园区也依然面对关口、停车、并转的风险，化工行业的“三废”处置问题，期望新的技术支持。　　基于分布式能源梯级利用这一思路，中德泰兴公司研发的集冷却、液体烧毁、液体烧毁、余热重复使用、副产物、脱硝、除尘于一体的污水(固废)焚烧处理装置需要保证高浓度污水、VOCs和固体废物充份水解、分解成，使有机物烧毁去除率约99.99%。烧毁后产生的烟气经烟气副产物、脱硝、除尘等装置后基本构建将近零排放;烧毁后的盐精制后也可回收利用。

该技术限于于生化法、化学法等无法处置的高盐有机废水。　　该工艺还充分考虑了余热的循环利用，可产生蒸汽、热水、热风可供生产、生活用于，热能回收率低，处置污水的费用和重复使用蒸汽所建构的经济价值基本持平，可实现污水处理零成本。

　　过去，我国焦化产业发展建构了巅峰业绩。现在，焦化产业理性、科学、高效、创意发展新时代己打开。增强流程功能价值研发，构建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解读过于深刻印象，比如指出钢铁制造业就是生产钢铁，焦炭行业就是生产焦炭。

然而流程制造业应当有三个功能，一是产品生产，二是能源转换，三是废弃物消纳。以往推崇的只是产品生产功能，其余两个功能经常被忽视，也就造成了过程中大量隐形能源的切换价值萎缩。

所以，下一步技术创新和管理观念改变的核心将是能源转换技术和废弃物消纳技术。　　以焦化厂副产物为事例，工艺过程中瞬的硫是硫黄、硫酸，都是有价值的产品，可在末端烟囱中瞬的硫毕竟硫酸钙等无以处置的废弃物，这是污染移往。

所以说道，确实的绿色工艺改建是流程过程中价值的研发。流程管理和流程管理的理念必需竖立一起，把由末端管理的技术开发改向过程消纳、提升过程效率、减少过程成本和提升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展开解析—构建、重构—优化的工艺技术创新研发，推展焦化流程产业结构、能源结构、产品结构、价值结构调整，才能构建焦化企业的洁净、高效、绿色、生态发展。　　硫化氢的脱除是一个系统工程，还包括进副产物塔前的气体预处理、硫化氢吸取、副产物液再造、硫黄分离出来重复使用、副盐萃取重复使用，使用构建创意技术，实行全过程优化组合，方可已完成一个技术先进设备、经济合理、切合实际的工程设计。　　湿法副产物技术的创意方向主要有三个方面：洁净煤气化技术向大型化、运营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约能源技术以及限于于煤化工“三废”的先进设备管理、掌控和资源化利用的技术;在吸取、再造、硫重复使用等领域的关键核心设备要构成成套简化的技术。　　此外，还要持续作好传统煤化工的副产物全过程优化升级和新型煤化工副产物新技术应用于，通过节能降耗、降本增效、科学管理等途径，提高湿法副产物工艺在气体净化领域的服务能力和服务范围，可采行以下措施。

　　通过焦炉煤气副产物、烟气副产物双合格，挖潜性改建使H2S超过20mg/Nm3甚至更加较低的指标;在煤制燃气前脱硫化氢(H2S)，构建燃气清洁化利用，使自燃后SO2超过超低标废气的工艺;对固定床制气工艺副产物，半干、变脱统一考虑到在冷却过程已完成副产物并对冷却副产物升级改建;将洁净煤气化冷却副产物新技术+PSA脱碳作为副产物脱碳的牵头工艺，在气体净化过程具备一定的技术优势;用于焦油氢化H2S脱除使用选择性催化剂水解法技术必要转化成H2S或在冷却条件下使用无填料传质技术及其人组已完成湿法副产物工艺;在生物质沼气副产物优化工程设计中使用高效传质技术已完成H2S脱除，做超低废气;在高炉煤气使用*新理念已完成有机硫的转化成，使H2S脱除后再行利用，构建生成物资源化利用的工艺。　　为更进一步前进行业供给外侧结构性改革和转型升级，借力金融手段引领行业可持续发展，金融界、石油和化工及农业企业界、中国化工报社联合提倡制定并实行《增进“产业+金融”行动计划》。

　　该行动计划的目标是建构石油和化工“产业+金融”专业权威平台，为石油和化工企业、金融机构获取资讯、传播、产融创意科学知识培训、产融大数据分析、产业投资机会分析、投融资接入服务等一体化服务。行动计划共计十项，还包括一个联盟、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联合发动，强迫构成的非营利性和开放式的“产业+金融”合作协作的组织。

三项投融资服务分别为产业基金、投融资接入服务和获取上市咨询服务。六大落地措施还包括产业金融调研、产业金融论坛(F论坛)、产业投融资行业年度峰会、开办金融CEO高端培训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有限公司有限公司联合发动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投资基金基金管理人，基金首期规模不高于30亿元，每期基金规模根据实际投资项目确认。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，环保因素已沦为影响焦化行业发展的决定性因素之一。焦化企业必需竖立起环保技术是焦化技术的最重要构成、环保技术的变革也是焦化技术变革的最重要构成的观念，彻底推崇环保技术的进展。

　　我国焦化行业转型升级发展任重而道远，各企业都在研究、探寻和解决问题存活发展中的难题。他们通过引领减缓产业结构与布局的优化调整，创建以符合钢铁行业整体发展相适应的、与煤资源互为协商的产业结构，和与现代煤化工发展互为适合的布局;增大出局领先的焦炭、煤焦油加工和酸洗苯生产能力;作好焦化项目统合力度，希望并前进上下游企业包含市场需求较贵的产业链结构，前进企业的牵头重组，尤其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，应煤—温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、焦化苯加工产业伸延链为侧翼、构建园区产业链有序互供的发展模式，精选辑有竞争力的化工产品工艺，构建园区资源内部消化—循环发展，建构数条相互依存分享的产业链和绿色生态化的生产模式。　　相结合各地区的区位政策、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、细苯、煤焦油与炼焦煤气加工等良好条件，焦化企业可以通过内引外连有助于伸延产业链条，构建炼焦生产的清洁化和产品价值提高。

　　榆林市神木县是兰炭的故乡，2017年，我国兰炭年产能大约为8000万吨、年产量约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，分别占到全国的62.5%和51%。我国兰炭产业现构成煤—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烧毁居多，若构建干法熄焦，清水调湿、增加冷却的环保措施后，原先兰炭生产过程的水平衡将被超越，多余的兰炭废水将无法处置。传统的焦化行业废水处理工艺不限于，由于氨水分离出来过程中温度、氨水和焦油密度的差异，导致兰炭废水处理更加无以。　　目前国内在兰炭废水方面尚不系统有效地的技术和成功经验可可供糅合，必须通过合作研制成功，突破共性环保核心技术，做到大做到优环保产业，依赖自律技术创新和产业发展解决问题兰炭简单的生态和环境问题。　　近几年我国针状温工业化进程迅速，构成了规模生产能力，全国各地有多家企业规划建设针状温项目，预计在未来2~3年国内针状温产量将有大幅度快速增长。

　　针状温制取是使用液相炭化技术，焦化原料在液相炭化过程中渐渐经浸渍及缩聚构成中间相小球体。中间相小球体在经充份长大、融并、定向、*后烧结为纤维状结构的炭产物，即针状温。

无论是油系针状温还是煤系针状温，生产工艺皆为原料预处理、延后焦化和焙烧三部分。针状温的生产方法主要区别在原料预处理，延后焦化和焙烧工艺原理是完全相同的。　　国内针状温虽然构建了工业性生产，但工艺技术仍须要更进一步完备，主要技术难题有以下几方面：一是煤系针状温原料净化，主要难题在于胶质、沥青质等杂质的除去;二是延后焦化过程中工艺参数的确认，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温的主要问题;三是焙烧温度的掌控，针状温焙烧温度必须在1500℃以上，比石油焦焙烧温度低150℃，回转窑耐火材料能否符合高温条件是焙烧应当考虑到的问题。

　　从将来来看，电炉钢发展是必定的，新能源汽车在一定范围内推展也是必定的，这都会对针状温的市场需求有一个较大幅提高，针状温短期供给严重不足将不可避免。这也对我国针状温技术的研发明确提出了拒绝，经过多年的研发，应当说道我国针状温生产技术早已有了突破，但是在一些领域，还须要之后希望。

　　硫化氢(H2S)是化工行业*少见的毒性物质和污染物质之一。我国是世界上*大的煤炭生产和消费国，煤气化合成气中所含H2S，经过转换和副产物脱碳后，H2S将废气出有装置。

该H2S酸性气必需严苛处置，否则具备毒性，且污染环境。同时H2S在空气中被水解为SO2不会导致酸雨，对人及生态环境导致严重危害，为此炼油或煤化工装置必需设置H2S处置装置。　　但常规使用的H2S处置技术主要是克劳斯硫黄技术，不仅投资大、运营成本高，并且不存在着诸多缺失，如工艺简单、原料拒绝严苛、催化剂不易中毒、装置倒数运行时间较短、尾气中SO2废气微克。

另一种WSA技术，以硫酸当作*惜产品，其技术可信，但操作者简单、设备易损、投资也较高。随着我国对尾气废气标准日益严苛，迫切需要一种技术可信、投资成本低、流程较短、操作者非常简单、尾气废气合格的国产化硫重复使用技术。　　ECOSA专利湿法硫酸技术以工业装置废气的含H2S酸性气为原料，生产制得工业级浓硫酸，经ECOSA装置处置的尾气可符合现行*严苛的环保废气标准。

该装置操作者简单、运营稳定，且不产生二次污染物。　　当前煤焦油深加工市场竞争白热化，产品同质化现象引人注目，部分产品生产能力不足相当严重。同时，在环保压力趋紧的情况下，企业生产经营困局更进一步突显，生存空间被大大传输。因此，焦化下游深加工发展不应侧重技术开发，着力研发高附加值产品。

　　咔唑是煤焦油加工附加值*低的产品之一。聚乙烯咔唑是一种最重要的光敏半导体聚合物材料，在电子摄影、信息记录和光观测技术等领域已获得广泛应用。随着这些高新技术领域的发展，咔唑在该领域将有较小的潜在市场。

　　炭黑行业产业集中度大幅提升，重点企业炭黑产量占到比已约71%。未来5年，基于全球市场对于炭黑市场需求的持续上升，炭黑行业快速增长机会较多，尤其是高端特种炭黑在市场上的渗入程度将大大增大。　　煤沥青整体市场运营较好，其中改质沥青的市场需求及出口量预计在2020年将超过380万吨以上。下游石墨电极和负极材料市场需求也平稳减少，预计到2020年人造石墨负极材料所需的针状焦年需求量将超过7.9万吨，2025年将超过12.5万吨。

　　高品质等静压石墨为煤沥青下游的重点研发方向之一，目前该产品几乎倚赖进口，预计2020年我国等静压石墨市场需求缺口约2万吨左右。我国等静压石墨生产企业的扎根之本和决心是将产品升级换代，朝着大规格、粗结构(超细结构)、高强度、高纯度、多功能方向发展，以迎合光伏产业、机械制造、核能利用等行业的发展拒绝。　　2017年，沉寂多年的炭素产业忽然愈演愈烈，各种主要炭素产品陆续涨价，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、电极纸、锂电负极材料、增碳剂等销售价格都有所不同程度下跌，特别是在是石墨电极的价格上涨幅度更大。从2017年下半年开始，炭素产业引发改建、扩产、新建的热潮。　　我国炭电极目前年产能为25万吨，年实际产量大约为18万吨左右。预计2018年炭电极将追加15万吨年产能，仅有行业合计年产能将约40万吨，其中有22万吨年产能不足。

预焙阳极也是如此，不足生产能力将超过1000万吨。　　某种程度情况的还有石墨电极，其原先年产能是100万吨，2018年的有效地年产能是90万吨，要新建石墨电极厂的投资风险相当大。然而，正在建设、规划、筹设的石墨电极项目预计将追加年产能43万吨，原先生产能力再加追加生产能力，未来我国石墨电极年产能将超过133万吨。

然而，目前国内石墨电极需求量仅有是每年50万吨左右。　　虽然新建石墨电极厂的产品转入市场还要有一个非常宽的过程，但生产能力获释之后，对市场价格秩序不会产生相当大冲击，预计2020年下半年新的生产能力不足将不会显出，预计石墨电极的生产能力利用率不能超过56%左右。

　　针状温具备结晶度低、热膨胀系数小、倾向性好、导电导热性能优等特点，被普遍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较慢发展，针状温因其成本低、克容量较高、灰分较少、综合性能平稳等特点，沦为了锂电池负极材料的新宠，用量大幅上升。　　目前来看，石墨电极价格将维持结实。

其原因在于，国内清理“地条钢”获得显著效益，电炉炼钢将不会沦为未来大趋势，大规格超高功率石墨电极市场需求减少。再行再加国际上6家全球著名的石墨电极企业陆续关闭，市场缺口较小，而大规格产品必需全部用于优质针状温。

此外，石墨电极归属于低技术壁垒行业，每万吨生产能力必须投放资金2亿元，生产周期也宽约4个月，新的转入这个领域可玩性较小、风险较高。2017年我国负极材料年产量超过14.6万吨，市场规模多达82亿元。

未来增长速度减，这也增进了针状温行业的发展，其与电极用温的争量局面仍不会之后。　　供需要求价格，预计针状温近两年仍是卖方市场，在产的国产针状温企业年满产，进口针状温总量增加，供不应求局面持续，针状温价格仍不会在高点保持。　　焦化企业在生产过程中不会产生大量副产物废液，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。

这些副产物废液对多种材质具备反感的生锈和毁坏起到，处置难度很大，因材质失当导致废液管理告终的例子很多，而且处置成本很高，给企业带给了相当大压力。　　传统的管理方法一般是把废液非常简单稀释，重复使用水资源，但是剩下的混盐废渣无法管理。也有企业尝试使用烧毁制酸管理思路，但是这种方式对工艺拒绝很高。

　　对于废液中的副盐，制备就是产品，变质则是固废。从焦化副产物废液中萃取的硫氰酸盐系列产品如硫氰酸钠、硫氰酸铵等，可用于农药、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，用于制备法生产硫氰酸盐产品须要用于剧毒原料，成本高，安全性环保压力大，效益低落。

相比之下，使用副产物废液提盐工艺生产的硫氰酸盐产品将不会有很强的市场竞争力。　　因此，综合效益低的废液提盐工艺，在环保趋严的大背景下，更加有一点焦化企业注目。　　沥青碳纤维应用领域普遍，标准化级沥青碳纤维主要应用于在水泥强化、摩擦材料、工程塑料强化、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、风扇元件等领域。随着社会的发展和人们生活水平的提升。

沥青碳纤维的应用于范围还将更进一步拓展。　　煤沥青制取标准化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，特别是在是净化和专用设备研发。如熔喷纺丝机，目前基本研发顺利，熔融—牵伸(熔纺)纺丝机也正在研发当中。

　　煤沥青制取高性能沥青碳纤维目前发展的关键技术在净化、氢化、纺丝用中间互为沥青的调制、倒数长丝的研发、专用设备的设计和生产上。比如高性能沥青碳纤维倒数长丝沥青原丝*薄弱，传统化纤卷曲收丝无法已完成长丝的收丝，如何很好的解决问题这一问题还有待技术研制成功。目前来说，我国高性能沥青碳纤维领域，纺丝用中间互为沥青研发、熔纺工艺、倒数长丝技术、产业化装置都尚待更进一步强化。

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