摘 要:本文表达了个人对煤焦油加工的认识,包括:对经济规模及产业政策、加工技术的几个关键点、原料集中和应重视延伸加工等问题的基本看法和理念。
1、经济规模及产业政策
1.1、经济规模,经营与竞争
煤焦油是多种有机物构成的复杂的油品,仅初步检出就不下五百种,这些成份的突出特征足系列的芳香族稠环化合物,足宝贵的化工原料资源。如何利用技术手段并比较经济地对其加以分离、提取和利用就成为焦油加工长久的课题。
由于焦油对炼焦干煤的收率仅为2~4%,一个百万吨焦化厂年产焦油仅约5万吨,就国内多数情况而言,一个焦化厂的焦油资源满足不了焦油加工的规模要求,必须收购其他焦化厂的焦油产品,这就引出煤焦油如何集中加工以形成合理经济规模及规模经济的课题,并给行政和经济手段方面提出了任务。
二十年前国内外都已提出20万吨/年已是最小经济规模的观点,只不过国外实现在前、国内只停留在焦油集中加工的谋划和项目前期阶段,到近几年才有突破。
经济规模的优越性体现在以下几个方面:
1.1.1装置大型化可以显著降低成本、增强竞争力,这包括吨焦油投资以及生产操作费用(人工、动力消耗等)。
1.1.2由于加工规模大,一些含量低但游泳的小品种产品的提取开始能体现出工业意义上的收率和产品吨位,开始具有了实际意义。其提取成本可以小于或远小于华工合成生产成本;成本低于同行业竞争对手而产量又高于竞争对手。
1.1.3、可把环保、自控等配置得较为周到合理,而这是小规模生产所难以承受的。
].2、产业政策
1.2.1、八十年代,国务院科技领导小组发布文件《煤焦油加工利用规划纲要和轮廓设想》指出:“加工机组大型化,发展集中深度加工是提高我国煤焦油加工技术水平,增加品种,提高产品质量,降低能耗,改善环境污染,增加经济效益的重要途径。”规划建石家庄(20万吨)、鞍山(40万吨)两个集中加工示范点,并明确今后不再新建或大修10万吨及其以下装置。《规划》还设想“加强对煤焦油加工技术以及新产品应用的研究,在建设集中加工厂的同时,建立煤焦油研究中心,以指导全国煤焦油的加工技术的发展。”
遗憾的是,后来两个示范点因种种原因(主要是原料难集中和行政原因)未能实现。
1.2.2、九十年代,国家《冶金行业技术政策》再次明确:“发展煤焦油和苯集中深加工技术。对小于10万t/a焦油装置和小于3万t/a精苯装置不再新建,应尽可能就近组织集中加工,建设更大的生产装置。不得把焦油等化工产品当作燃料烧掉。发展苯、洗油、葸油馏分和沥青等焦化产品的深度加工,淘汰沥青焦炉。”“改善焦化厂环保状况。”
1.2.3、近年来,国家在抓钢铁及焦化行业宏观调控和制定产业政策时,布了一系列文件,制定出具体政策,基本思路也都是合理利用资源,规模化、中加工和注重环保。
可以看出,我国焦油加工的产业政策是一贯的,与企业的利益并不矛盾,我们兴建项目时必须严格遵循。
2、焦油加工技术的几个关键点
2.1、影响效益的控制因素——萘收率
萘收率对经济效益有着极其重要的影响。
试粗略做一下计算比较:焦油按2000元/吨,产品萘按8000元/吨(对焦油收率6~10%),沥青按2000元/吨(对焦油收率按50%),其余油品综合价按2700元/吨,原料焦油之外的生产成本按700元/吨(当然此数也受规模化的影响,在此假设固定以作比较)。下面分三种情况按不同萘收率作估算:
第一种情况:较差水平:各产品产率:按萘6%、沥青50%、其余44%算,则加工每吨焦油产品销售可得2668元/吨,产品一原料价格差为668元/吨。扣除原料焦油之外的生产成本700元/吨,则此收率下,焦油加工每吨亏损32元。
第二种情况:稍好水平,按萘8%、沥青50%、其余42%算,则加工每吨焦油产品销售得2774元/吨,产品一原料价格差为:774元/吨。扣除原料焦油之外的生产成本700元,则此收率下,焦油加工每吨可赢利74元。与第1种情况比,扭亏为盈了。
第三种情况:最好水平:按萘10%、沥青50%、其余40%算:则加工每吨焦油产品销售得2880元/吨,产品一原料价格差为:880元/吨。扣除原料焦油之外的生产成本700元,则此收率下,焦油加工每吨可赢利180元。与第2种情况比,赢利增加到2.43倍。
按照上述价格假定,则沥青亏损,油品不赔不赚,唯靠萘赢利。这就是为什么业内人士在兴建项目及比较焦油加工生产技术和管理水平时都特别注重萘收率的原因,也是本人多次在焦油项目实践中与高端研究人才合作改进萘塔的原因。
提高萘收率包括几个重要方面:提高焦油中的萘含量(与配煤、炼焦和—些特殊技术有关),提高萘到萘馏分(三混馏分)中的集中度,提高工业萘收率。
如何提高萘收率,拼技术,拼管理,是焦油同行一直在打的大擂台。
2.2、影响项目稳定的控制囚素——沥青出路
沥青市场比较单一:炼铝、炼钢。其他方面虽有不少研究,但除个别情况,尚未形成大宗用户。所以产品沥青的出路面临两个开发:第一个是用户的开发,这非常紧切而现实;再一个是新技术、新领域的开发,这需要待以时日。
焦油加工生产得到产品有—半以上的量是沥青(生产中温沥青55%,生产改质沥青50%)。十几万吨沥青市场如何落实,是上项目必须考虑的问题。从前面价格分析看,沥青不是个赖以赚钱的产品(改质沥青比中温沥青情况稍好些),相对说是焦油加工的一个“包袱”,一个必须解决的难题。所以近来选择国内外技术时出现了—个新的动向一一看好能降低沥青产率的新工艺。德国、日本以及我国焦耐院都在推荐把沥青产率控制到1/3甚至1/4的技术。
2.3、综合节能及环保
焦油加工是靠热法来实现焦油组分的分离,所以生产过程能耗很高,对成本影响也很大。这方面也成为焦油加工技术经济竞争的热点。从设计角度,引入减压蒸馏和优化工艺实现综合换热、优选热源,是实现节能的先进理念和有力措施。这也是评价焦油加工技术水平的重要方面。
焦油中几乎所有的组分都对人体有害,有些多环物质还能致癌。焦油的热加工特点更增加了有害物质挥发逸散的机会。所以兴建焦油项目以及以后的生产中必须有周到可行的环保措施,才能化害为利。
2.4、先进的设计方法和硬件配置
近年来,化工理论的发展,分析检测技术的发展,以及计算机技术的发展,使焦油加工设计有条件迈出新步伐,一一电算设计已能实现。加上材料和制造业的进步、单元设备的进步、自动化技术的进步,可以使项目软硬件配置达到一个新高度。在此形势下,我们没有理由抱残守缺,复制落后。我们应和设计、制作、施工各方面搞好合作,开发出顺应形势、有竞争力的新配置,取得市场竞争的优势。
3、原料集中问题
2.1.政策导向和两种思路
如前所述,集中加工是国家一
贯的产业政策,在政策鼓励之外还要靠经济手段来实现集中。
有两种原料集中的思路,即“正向发展”还是“逆向发展”?
所谓“正向发展”,就是:第一步,把焦油集中起来进行蒸馏加工,得到初级加工产品销售,还可有限度地安排一些深加工产品。而更大范围、更大批量的深加工则留待以后发展。这是迄今为止兴建焦油加工项目的普遍做法。
正向发展的好处是:首先完成了焦油加工最基础的一步一一焦油蒸馏,并且与项目同时占有了焦油资源,使项目有“根”,稳妥可靠,利于再发展。因为只优先保证焦油蒸馏建成,投资压力可以缓解,也利于在较短时间里把项目完成。很多深加工工作可以再研究、再规划、再立项。
正向发展的缺欠是焦油蒸馏投资还是较大,经济效益不够显著。所以采用此方案时,应考虑适当配置一些精加工内容同时上马(当然会加大投资),或工程分期,接着再上一期深加工工程。
所谓“逆向发展”,即先不上焦油蒸馏,先选择购买多个焦油厂一些焦油加工初级产品做原料,实行规模化的深加工,以求得高附加值。象是先建一个化工厂,等资金积累后,再补建焦油蒸馏装置,把整个生产经营稳定下来。
逆向发展只是一种思路,还缺少运作好的先例。这是因为:①集中馏分(粗制品或半成品)并不比集中焦油更容易;②选择品种和规模的不确定性,使项目风险加大,难以决策。
根据以上分析,一般情况下兴建项目,以正向发展路子为好,同期建设的精制、深加工内容选定上调查、推敲,优化决策。
3.2,注意物流费用对成本和竞争力的影响
但特别需要在
除按一般习惯对项目必要性、可能性进行思考外,必须对购销问题做很具体的研究,对原料、产品的供销方案做充分的调研。
可以有一个“自有原料临界比例”的概念,并按此进行测算。对于自有原料临界比例,我粗略认为:①自有原料应占50~60%以上,从技术角度能满足最低开工率,从经济角度能和竞争对手拼原料价格;②在不太大的采购半径内应能买到余缺的那40—50%(这关系到如何确定项目规模)。因相对而言焦油是较廉价的化工原料,物流费用在原料成本里占的比重可观,运距对原料成本影响来的较大,会使项目经济效益明显下滑,加大风险。
当然,对产品销向物流费用,也应进行较准确的估算。
4:不能保证上一个焦油加工项目就笃定抱了个大金娃娃,焦油加工是一个过程前面分析涉及了横向竞争的有关情况,好的项目决策确实能使项目在竞争中占据有利地位。但焦油加工项目总体还处于初级加工层面,其利润率是有限的;焦油加工受一些因素影响会有全行业价格起落,甚至可能出现全行业亏损的情况,这也为历史实际所证实。
所以,对焦油加工项目不能在利润率上抱有过高期待,焦油加工项目实际是一个发展过程,这就引出如何发展焦油产品深加工的问题。
5、关于延伸加工
5。1、先做洗油最合理,综合加工最合算
说到焦油产品深加工,多数人会首先想到洗油加工,这确实有道理。
洗油产量占原料焦油的3~7%,排在沥青、蒽油和萘之后。前面我们已谈过萘的提取以及沥青如何降产。蒽油(包括配制炭黑油)产率很高,能占焦油的20~50%,但首先,蒽油作为商品炭黑油,已有较为可靠的市场,其次,蒽油组成中多为三环及以上的稠环化合物,提取难度及能耗相对较高,稠环芳烃又有很多毒害物质,增加了生产的复杂性,这些方面它就比不了洗油了。所以,我们可以把蒽油再加工排在洗油加工之后。
洗油分子量约在115—170之间,馏程约在220—300℃,洗油中组分是以双环为主体的化合物,在石油中含量很少,如果靠合成方法制取则成本又会很高,所以洗油中的化合物非常适合于分离提取,这就突出了煤焦油独有的资源优势。
洗油组分用途广泛,还有同系列分布的特点,便于选取使用方向,产品价格往往数倍于原料。
洗油产品提取技术较为成熟,加工难度小,动力消耗较低,利于多品种综合加工、做到“吃光榨尽”,使加工成本最小化。
洗油具有产品系列化(酸、碱类物质,同系列)及向合成方向延伸品种的潜力。生产技术也有不断开发的潜力。
所以,适时推进洗油加工,制定一个好的方案和发展规划,开发和引入高新技术以提高竞争力,对焦油加工发展极为重要。
5.2、课题的由来
这些年,品种研发进展总的看不够快,主要因为市场导向不够和投入不够 (与机制有关系,还有传统的保守习惯)。
选课题应注重市场调查,小品种销售有直接对特定客户单独作订单的特点,产品指标与生产技术关联极为密切,适合研发单位自己做市场。
对产品的使用应向下游多看几步,把握其延伸的规律和进一步的技术要求,更好地为客户服务,同时也能明确产品提高和开发的方向。一些下游产品寿命周期问题很突出,必须充分关注,及时调整研发和应用方向。
5.3、小、中、大手段综合研究
实验室(含化检)研究一中试一小品种生产线相结合,相互补充、支持推进,
是非常理想的配置,使得研究和生产能灵活安排,利于发展自主技术进步。不断滚动进步。
5.4、规划和部署
做好品种开发规划,应有前瞻性,做大量市场调研并开展预研究增加项目
储备,在技术和品种上,逐渐形成特色和拳头。
5.5、引入先进技术、单位,人才进行合作
要把独立研发和引进、嫁接结合起来,以加快发展,早出效益,培养人才,增强竞争力。立意耍高,起点要高,可采取多种方式合作,包括技术购买,合作研发,不同来源的技术集成,培训提高等。形成独特的知识产权和自有技术,从而具有独特的竞争力和研发后劲。
|