图为中国石油化工股份公司九江分公司30万吨年合成氨、52万吨年尿素生产装置。 (汪学峰 摄)
中国石油化工股份有限公司 (以下简称 “中国石化”)引进国际先进的壳牌粉煤加压气化、美国通用电气能源集团 (GE)水煤浆气化、美国德士古水煤浆加压气化等工艺技术,成功地应用于原设计以渣油、石脑油为原料的化肥装置合成氨气化原料线路改造,节能降耗效果明显,化肥生产成本大幅度降低,取得了良好的经济效益和示范效应。
原料线路改造势在必行
据统计,目前,我国尿素生产企业原料基本采用煤炭、重油和天然气,其中以煤炭为原料约占63%,以天然气为原料约占25%,以重油为原料的约占12%。油头化肥企业主要分布在中国石化和中国石油两大石油巨头。
当前,化肥生产企业既要承担上游原料价格市场化,石油、煤炭、天然气、电力等化肥主要原材料价格大幅上涨带来的巨大的成本压力,又面临着化肥产品限价销售的挑战。国内化肥行业步入 “微利时代”,多数化肥生产企业处于微利、亏损、开工不足或停产状态。
此外,近几年随着石油化工产业和新型煤化工的迅猛发展,全国各地新建大型化肥装置如雨后春笋般拔地而起,国内化肥产量保持平稳较快的增势。
统计数据显示,2011年国内化肥产量 6027.2万吨,同比增长12.1%;其中,尿素产量2656.7万吨,同比增长5.7%。2011年全国工、农业化肥需求量约5200万,产能过剩超过800万吨,基本依靠出口来消化。综合分析,目前国内化肥市场总体供大于求,国内化肥市场供给的增长已经远高于工、农业生产需求的增长。作为重要农资产品的化肥产能严重过剩,将导致国内化肥企业竞争加剧。
令人堪忧的是, “十二五”期间,国内不少化肥新建和在建项目仍在建设,国内化肥产能还将继续扩大,将导致化肥市场供需矛盾进一步加剧,国内化肥市场供大于求的趋势难以扭转。
如何通过产业结构调整,实现节能减排、降本增效,提升化肥企业的盈利能力和综合竞争力,已成为当前国内化肥企业可持续发展亟待研究和解决的重要课题。
在外部环境压力下,以重油、渣油为原料路线的 “油头”化肥企业生产经营不堪重负,难以为继,迫使其调整产品结构,纷纷投巨资引进先进生产线,进行 “油改煤”、 “油改气”化肥原料线路改造,增强市场竞争能力。
化肥生产原料从油头、气头到煤头的转变,通过优化生产工艺流程,使化肥生产原料廉价化,达到节能降耗,降本增效,降低化肥生产成本,实现安全稳定生产,增强企业的市场竞争力的目的。
国家支撑产业结构调整 2009年5月,国务院出台的《石化产业调整和振兴规划》提出:“提高农资保障能力,对现有氮肥生产企业进行原料路线技术改造和动力结构调整。”
作为国民经济的支柱产业,石化产业资源资金技术密集,产业关联度高,经济总量大,产品广泛应用于国民经济各个领域,对支撑战略性新兴产业发展,改造和提升传统产业,拉动国民经济平稳较快增长等都具有举足轻重的作用。振兴石化产业,必须在稳定石化产品市场的同时,加快结构调整,优化产业布局,着力提高创新能力和管理水平,不断增强产业竞争力,从而带动石化产业实现整体升级。
2012年2月,工业和信息化部发布的 《石化和化学工业 “十二五”发展规划》中明确指出: “以加快转变石化和化学工业发展方式为主线,加快产业转型升级,优化产业布局,增强科技创新能力,进一步加大节能减排、联合重组、淘汰落后、技术改造、安全生产、两化融合力度,提高资源能源综合利用效率,大力发展循环经济,实现石化和化学工业集约发展、清洁发展、低碳发展、安全发展和可持续发展。” “加大传统产业的技术改造力度,提升产业整体技术与装备水平。”
“十二五”期间,我国化肥行业的发展重点在结构调整、技术创新、节能减排、安全生产、资源保障以及发展新材料产业等六个方面。这不仅是贯彻中央决策精神的需要,也是石油和化学工业实现可持续发展的必然选择。
化肥行业结构调整、产业升级势在必行。应该看到,资源、环境、低碳、节能、减排和技术储备不足等长期积累的矛盾对我国化肥行业发展的制约,结构调整、产业升级的任务十分艰巨,化肥行业亟待培育战略性新兴产业和新的经济增长点。化肥生产企业也只有沿着 “发展高端、平衡中端、淘汰低端”产业优化升级的方向,主动积极地推进结构调整,才有可能实现可持续健康发展。
在国家发展规划的正确引导下,将进一步规范并有力地推动我国化肥行业的健康发展,有利于加速化肥行业产业结构调整的步伐,改善行业龙头企业面临的市场环境。通过上大压小、产能置换等有效措施,逐步淘汰高能耗、工艺技术落后、产品质量差、安全隐患多、环境污染严重的化肥企业。
先进煤气化技术节能增效 我国的煤炭资源相对丰富,煤炭经过加工后能够生产出替代石油化工产品的煤化工产品。
煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程,根据生产工艺与产品的不同主要分为煤焦化、煤电石、煤气化和煤液化等四条产品链。
煤气化工艺技术成熟,世界各大能源公司和著名大学纷纷涉足煤气化技术的研发。煤气化技术国外有壳牌粉煤加压气化技术、美国通用电气能源集团 (GE)水煤浆气化技术、美国德士古水煤浆加压气化技术等,国内有清华大学水煤浆气化技术、华东理工大学四喷嘴对置式水煤浆气化技术、非熔渣—熔渣分级气化技术等。
“穷则变,变则通,通则久”。中国石化早在2003年,就着手炼油化工系统开发利用煤焦化工、降低炼油和化肥生产成本等方面的论证和研究,并且实施了多项技术改造和工业应用项目,取得了较好的节能效果和经济效益。
据了解,中国石化尿素总产能为363万吨/年,占全国尿素产能的15%。旗下拥有巴陵石化、镇海炼化、湖北化肥、金陵石化、安庆石化、九江石化、南京化工、齐鲁石化达州化肥等8家大型化肥生产企业。
目前,中国石化已经对旗下8家化肥生产企业中的5家进行了 “油改煤”、 “油改气”化肥原料线路改造。其中,金陵石化成功应用美国德士古公司的水煤浆加压气化技术、安庆石化成功应用壳牌粉煤气化技术生产化肥。湖北化肥、齐鲁石化四川达州化肥实现利用资源丰富、相对廉价的天然气生产化肥。成为中国石化化肥板块扭转亏损局面、摆脱经营困境、应对国际市场竞争的 “重量级法码”。
“十二五”期间,中国石化还将九江石化公司化肥装置 “油改煤”化肥原料线路改造等一批化肥装置技术改造项目列入 《“十二五”发展规划》。
(汪学峰)
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金陵石化:轻石脑油改为石油焦与煤炭 金陵石化公司化肥装置产能为30万吨/年合成氨、52万吨/年尿素,以轻石脑油为主要原料。2003年,中国石化在对金陵石化炼油装置实施加工含硫原油改造工程的同时,引进美国德士古公司的水煤浆加压气化技术和清洁生产工艺,投资10.63亿元对化肥装置合成氨的原料工艺路线进行技术改造。
该工程于2005年6月竣工投产,使该装置成为中国石化第一个将生产原料由轻石脑油改为石油焦与煤炭的大型化肥生产基地。该装置改造投产后,金陵石化公司每年节约20多万吨轻石脑油,把轻石脑油转化为高附加值的产品,还消化加工含硫原油产生的含硫石油焦32万吨,化肥装置每年可以向炼油装置提供3万吨氢气。既解决了该公司年原油加工量超过1000万吨以后石油焦的出路,又大幅度降低了化肥生产的成本,为中国石化炼化系统开发利用煤化工,降低炼油、化肥生产成本进行了有益的尝试。
安庆石化:粉煤气化技术应用成效显著 安庆石化公司大化肥装置是上世纪70年代从法国引进的,引进壳牌粉煤气化技术,对化肥装置实施“煤代油”原料路线改造。建成投产后,尿素生产成本下降50%,每年企业增加效益3亿元以上,向炼油装置供氢1.5万吨,向丙烯腈装置供液氨4.6万吨,大大提升了热电联供装置的规模效益,每年新增15000万度的发电量。
在调整产品结构上,安庆石化发挥炼化一体化项目物料互供优势,优化煤种结构,充分利用煤气化联合装置生产能力,努力实现系统经济运行;利用化肥板块延伸石油化工产品链,向精细化工方向发展,改变以尿素为主的产品格局。
九江石化:将应用水煤浆气化技术 “十二五”期间,中国石化还将九江石化公司化肥装置 “油改煤”化肥原料线路改造等一批化肥装置技术改造项目列入 《“十二五”发展规划》。
根据 《规划》,中国石化对原设计以渣油为原料路线的产能为30万吨/年合成氨、52万吨/年尿素的九江石化化肥装置进行产业结构调整,将原化肥装置改造为设计制氢能力10.5万Nm3/h煤 (焦)制氢装置,引进美国通用电气能源集团(GE)水煤浆气化、低温甲醇洗酸性气脱除等多项当前国内外先进的工艺技术用于煤 (焦)制氢项目。GE水煤浆气化技术具有技术成熟、原料灵活、气化效率高、自动化程度高、能耗低、投资成本低、安全可靠和环保等优点。采用该技术,煤的能量转化率可提高到70%,具有比石油制烃类化学品更好的经济、社会和环保效益。目前,GE水煤浆气化技术已在中国石化旗下的金陵石化、齐鲁石化、南化公司、茂名石化等炼化企业煤气化项目中成功应用。
该项目总投资15亿元,是九江石化800万吨/年油品质量升级改造工程的重要配套项目之一,也是投资最大的单套项目。该套装置将于2013年建成投产,将煤炭或石油焦等原料转化为粗合成气 (主要是H
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、CO),经过低温甲醇洗单元等下游装置提纯,生产出高纯度的氢气,可以为加氢裂化、汽油加氢、柴油加氢、渣油加氢等炼油化工装置提供优质氢源,提高炼油装置深加工能力,提升原油资源的综合利用率,为九江石化 “做大炼油、做好化肥、发展化工”的发展战略创造有利条件,满足汽、柴油产品质量升级的需要,保障地区成品油市场稳定、安全供应。