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硫酸行业“十二五”发展规划思路

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硫酸行业“十二五”发展规划思路

发布日期:2016-08-29 10:37 来源:http://www.jxydhb.com 点击:

         硫酸素有工业之母之称,与磷肥工业息息相关,我国95%以上的磷肥以硫酸为原料,磷肥生产耗用了硫酸产量的70%,因此,硫酸产品关系到国家的粮食安全。同时,硫酸还广泛用于石油化工、轻工、纺织、医药、钢铁、有色等行业。硫酸工业总产值虽然在GDP中所占比重不大,但是影响面很大,硫酸工业的稳定健康发展对于我国的农业和整个国民经济具有重要意义。


  一、行业现状


  (一)产能


  到2010年底,以不完全统计,全国规模以上硫酸生产企业464家,硫酸生产能力约8400万吨。其中,硫黄制酸约4000万吨,最大单系列装置能力100万吨/年;冶炼烟气制酸约2200万吨,最大装置能力70万吨/年;硫铁矿制酸约2150万吨,最大单装置能力40万吨/年,形成了硫黄、硫铁矿、冶炼烟气三大原料制酸的格局,具有国际先进水平的大型装置占总能力的68%以上。另有2家石膏制酸,能力40万吨,及十几套小型硫化氢制酸。


  (二)产量


  2000~2010年,是我国硫酸工业发展最快的阶段,产量年均递增11.1%。2010年产量创历史新高达到7033万吨。其中,硫黄制酸发展最快,年均递增18.2%,在总量中的比例由25%提高到47%;随着有色金属工业的发展,冶炼烟气制酸年均递增11.1%,从2005年到2010年增长率达到14.4%,2010年在总量中的比重已占到27.4%;近年受进口硫黄的替代和有色金属发展的影响,硫铁矿制酸发展较为平缓,10年来矿制酸产量年均递增4.7%,在总量中的比重由2000年的45.7%下降到2010年的25.2%。


  (三)产业布局


  我国硫酸主要集中在湖北、云南、山东、贵州、江苏、安徽和四川7省,湖北、云南两省产量已超过1000万吨,其它五省均在380万吨以上,7省产量之和占全国总量的62.6%。产磷四省(云、贵、鄂、川)的硫酸产量占全国总量的42%;磷复肥加工量较大、工业发达的华东地区产量占全国27.6%;硫铁矿、硫精砂、有色金属冶炼企业较集中的华南及重庆地区产量占全国17.1%;华北、东北、西北三大地区仅占13.3%。


  硫黄制酸企业约121家,集中在4个产磷省加重庆,以及江苏、浙江、山东,以20万吨以上的大中型装置为主,占硫黄制酸总产量的90%以上。


  有色冶炼制酸企业约123家,铜陵有色、金川镍业、江西铜业3家产量超过170万吨,冶炼酸产业有较高的集中度,产量前10家大型企业产量占冶炼酸总量的48.8%,主要集中在安徽、江西、甘肃、云南等有色金属矿产区,在广西、内蒙、山东、河南、湖南、四川等有色金属矿产区分布着中小企业。


  矿制酸企业约235家,分布较分散,产业集中度低,小型企业占多数。一是分布在广东、江西、安徽、湖南的硫铁矿、有色金属矿产区,二是分布在湖北、江苏、河北等磷肥产区。2010年铜陵化工、铜陵有色、等16家企业产量在20万吨以上,占矿酸产量37%;有180家产量在10万吨以下,产量之和占矿酸产量37%。


  (四)硫酸市场需求(消费)


  磷复肥是硫酸的最大用户。近年化肥用酸量占总消费量的比例一直稳定在70%左右,2010年磷肥消费硫酸占总消费量65.7%左右。2010年高浓度磷复肥产量已占磷肥总产量82%,高浓度磷复肥耗酸量已占硫酸总消费量56.4%。


  随着国民经济的快速增长,化工、轻工、纺织、钢铁、有色金属等行业中大多数用酸产品的发展速度都在10%以上,因此非化肥行业对硫酸需求量增长很快,2000~2010年非化肥用酸量年均递增约11.1%,占硫酸总消费量的30%左右。


  (五)我国硫资源现状


  我国是硫资源短缺国家。国内硫资源主要有三个来源:一是硫铁矿。我国主要硫铁矿产地集中在广东、安徽、四川、广西等地。二是有色金属冶炼副产硫酸和选矿副产硫精砂。我国有色金属冶炼产地主要分布在甘肃、安徽、云南、江西、河南、内蒙、湖南等地。目前有色金属矿资源远不能满足国内需求,大型冶炼厂,特别是铜冶炼所需铜精矿主要依靠进口,已占需求量60%以上,同时带进硫资源。三是石油、天然气、化工等行业在净化过程中回收硫。我国进口高硫原油的比例在逐年增加,四川达州地区高含硫天然气产量也逐步投产,石油、天然气净化过程提高了硫的回收率,使硫黄产量增幅较大;同时,化肥、化工、炼焦、钢铁行业也加强了硫的回收,使我国硫黄产量逐年增加。据不完全统计,2010年全国硫黄产量约320万吨。石油精炼回收硫黄装置分布在沿海地区,天然气净化回收硫黄装置在四川和新疆。


  2010年我国总硫消费量2661万吨,同比增长12.9%。其中,硫黄消费量1370万吨,同比增长15.4%,占总消费量51.5%;进口硫黄占硫黄总消费量的76.6%,有色金属矿50%以上依靠进口,加上进口硫酸,2010年我国进口硫资源占总硫消费量的56%。硫资源对外依存度较高。


  (六)硫酸行业技术装备水平显著提高


  近年,硫酸装置大型化、国产化工作取得突破性进展:硫黄制酸装置单系列最大规模达到100万吨/年,江苏双狮集团已建设2套装置;国产化硫黄制酸装置单系列规模最大达到80万吨/年,已建成9套装置;硫铁矿制酸装置单系列40万吨/年已建成9套;随着有色金属冶炼装置的大型化,配套的冶炼制酸装置最大规模已达到70万吨/年,在引进的基础上实现了国产化。大型硫酸装置的技术、设备和管理已达到或接近世界先进水平。


  工艺技术方面,冶炼制酸和硫铁矿制酸装置普遍采用了稀酸洗净化工艺,降低了酸性污水排放量,有效控制了水污染;制酸系统基本采用了两次转化两次吸收的工艺,大中型装置的SO2总转化率达到99.8%以上,尾气排放SO2浓度低于国家排放标准;大型铜冶炼实现了富氧吹炼,铅冶炼应用炉底吹炼创新技术,提高了SO2浓度,针对低浓度SO2引进推广了WSA湿法转化、非稳态转化等技术,提高了冶炼制酸的硫利用率。

 

  (七)行业余热回收和能源综合利用水平提高


  硫酸生产是放热反应过程,目前矿制酸、硫黄制酸装置均对高、中温位热能进行利用,生产次高压、中压蒸汽用于发电,二次蒸汽利用于其它产品生产。以2010年产量计算257家硫黄制酸、硫铁矿制酸企业回收利用余热,副产蒸汽6200万吨,回收余热企业产量比2009年增长27.7%,蒸汽量同比增长29.7%,相当于节约标煤870万吨,减排二氧化碳2360万吨。为提高能源利用率,近年我国引进了美国孟莫克的HRS技术(低温位热能回收技术),生产低压蒸汽。现国内已有12套装置应用了HRS技术,同时做CDM项目。粗略估算,这12套项目每年减排约580万吨CO2,减排收益逾5亿元,社会效益与经济效益都很可观。同时,我国自主创新开发了低温位热能回收技术、材料、设备等,中国宣达集团与中国石化集团南京工程公司先后将具有自主知识产权的DWHS与DWRHS低温位热回收成套技术成功实现产业化。中国石化集团南京工程公司2010年4月份投运的25万吨/年硫黄制酸低温位热能回收装置的技术指标已达到国际先进水平,在贵州开磷60与80万吨/年硫黄制酸低温位热能回收装置也已投入运行。多元化的低温位热能回收技术将会有力推进我国硫酸工业节能减排水平的提升。


  硫铁矿制酸的矿渣综合利用使制酸成本大大降低,湖北黄麦岭在硫铁矿富集入炉,烧渣制球团用于钢铁工业方面取得了重大突破,并实现了产业化。大中型硫铁矿制酸装置依托铁矿渣的回收利用提高了经济效益,在国际硫黄价格波动、冶炼副产硫酸低价销售中,矿制酸稳占硫酸市场一席之地,同时为国内提供了大量的铁资源。


  二、行业存在的主要问题


  (一)产能过剩


  据不完全统计,到2010年底,硫酸产能已达到8400万吨,“十二五”期间与新建改造磷复肥配套和华东地区以能源为目的建设大型硫黄制酸装置约1000万吨;铜、铅、锌有色金属冶炼将新建改建增加有色金属产量,将使副产硫酸产能增加1000万吨以上;硫精砂、硫铁矿资源产地以增加铁矿渣、延伸产业链为目的建设矿制酸装置还将增加产能约300万吨;高硫煤锅炉回收硫制酸,焦化、钢铁、炼油以硫化氢制酸还将增加部分产能;同时,根据发改委、工信部的要求,在结构调整中将有一批产能在10万吨以下的中小装置陆续退出。预计到2015年我国硫酸产能将接近1亿吨。按需求测算,过剩能力超过1000万吨,国内市场将长期处于严重供大于求状态,产品单一的硫酸生产企业盈利能力将下降。


  (二)矿制酸、冶炼制酸产业集中度偏低


  2010年全国规模以上硫酸企业464家,其中矿制酸产量在10万吨以下的企业有180家,占矿酸产量的36.2%;10万吨以下冶炼制酸企业有83家,产量仅占15.2%;硫黄制酸产业集中度较高,10万吨以下小企业47家,产量仅占6.1%,部分小型企业以生产二氧化硫延伸产品为主,仅是副产硫酸。


  (三)中小企业三废治理有待加强,硫铁矿资源综合利用率有待提高


  硫酸行业排放废水、尾气排放二氧化硫是环保中较为突出问题,按照新的硫酸工业污染物排放标准衡量,大多数企业排放尾气中SO2达不到400mg/m3;矿制酸中仍有部分装置采用水洗净化工艺,耗水量大,污水排放量大;部分中小型冶炼制酸装置排放污水重金属超标。


  当前硫铁矿山、有色金属硫精砂的精选能力不足,大多数矿制酸装置原矿入炉,矿含硫品位低,矿渣中的铁资源不能得到充分利用,而只能作为水泥添加剂。


  (四)我国硫资源严重不足


  我国硫酸的三大原料中,硫铁矿是国土资源部确定的13种稀缺资源之一;硫黄国内产量到2010年才超过300万吨,仅能满足需求的23%;铜、锌等有色金属冶炼原料矿自给率不足50%。目前我国硫资源对外依存度接近60%,且近年内难以有效缓解。硫资源不足已成为制约我国硫酸与磷肥工业健康发展的瓶颈。


  三、硫酸市场需求前景


  (一)化肥对硫酸的需求前景


  近几年我国磷肥表观消费量进入平台期,稳定在1200~1300万吨P2O5左右。根据农业发展需求,预测到2015年,磷肥需求约1400万吨P2O5,产量约1750万吨P2O5以上,需要硫酸约5150万吨;加上硫酸钾、硫酸铵等肥料对硫酸的需求,预计到2015年,化肥对硫酸的需求约5800万吨,约占总需求量67%。


  (二)其它工业对硫酸的需求前景


  随着国民经济的发展,其它工业用酸需求将加大。其中,湿法净化磷酸约100万吨P2O5,需要硫酸近300万吨。预计到2015年,非化肥用酸需求约3000万吨。在硫酸消费中的比例提高到33%。


  综上所述,2015年,硫酸总需求量将达到8800万吨左右。


  四、“十二五”规划指导思想


  贯彻落实科学发展观,促进行业可持续健康发展,满足国民经济对硫酸及相关硫产品需求。加快企业结构、原料结构调整,努力转变产业增长方式;继续发展循环经济,对各种硫资源进行综合与循环利用;坚持硫资源多样化供应,充分利用国内国际两种资源;加快技术进步,促进节能减排;提高硫酸生产中的余热回收利用率,将硫酸企业变成副产或回收能源的工厂。


  五、发展目标


  (一)产能控制


  硫酸是低价值、强腐蚀性危险品,不易存放,不适合远距离运输。若要保障装置效率高、各项工艺指标先进,控制产能发展至关重要。根据各行业对硫酸的需求,硫酸产能应控制在9500万吨以内。但根据各行业动态统计,到2015年硫酸产能将超过1亿吨,产能过剩已成定局。


  因此,“十二五”规划要求近5年内基本不再新建硫酸装置,充分利用现有及在建的有色金属冶炼副产硫酸。硫黄制酸产能过剩地区,特别是华东地区无论何种需求都不能再新建装置。3年内,根据三废排放、节能、节水新标准,对现有装置淘汰产能500万吨以上。 


  (二)产量目标


  根据国民经济对硫酸需求的预测,到2015年,硫酸产量将达到9000万吨左右。其中,冶炼烟气制酸将达到2800~3000万吨以上,约占31%;硫黄制酸约4200万吨,约占47%;硫铁矿制酸约1800~2000万吨,约占20%;其它原料如石膏、硫化氢、高硫煤等原料制酸产量在100~200万吨左右。


  (三)节能减排目标


  到2015年,硫黄制酸:利用引进技术和国内技术,在年产20万吨以上有条件回收低温位热能的装置中,80%装置的热利用率达到90%以上,约增加2000万吨产能的装置配置低温热回收系统,每年可增加利用低压蒸汽1000万吨,相当于年减排CO2320万吨。硫黄制酸年回收蒸汽总量将达到6400万吨,相当于减排CO22400万吨。


  硫铁矿制酸:中低温热能回收技术在现有20万吨/年示范装置成功投产的基础上,再扩大改造5~10套左右示范装置,进一步改进技术、材料及控制系统,使这些装置的热利用率达到90%左右。矿制酸年回收蒸汽量达到1800万吨,相当于减排CO2 550万吨。


  冶炼制酸:在大型富氧铜冶炼装置上增加转化余热回收锅炉,同时引进低温位热能回收技术,并进一步消化吸收,实现国产化,争取在5~10套装置增设低温位热回收系统。


  针对硫酸工业新的污染物排放标准,通过两个途径解决达标问题:一是改进国产钒催化剂,国内、国外催化剂并用,改造转化系统,加强管理控制,使最终尾气SO2排放达到400mg/m3以下。二是增加尾气处理装置,以氨水、胺液、柠檬酸钠、碱液等碱性溶液处理,或副产硫铵、亚硫酸铵、硫酸钠、亚硫酸钠等产品,或脱出SO2再返回系统。到2015年80%硫酸企业排放尾气达标,未达标企业进入淘汰之列。


  矿制酸、冶炼制酸装置全部采用稀酸洗净化工艺,酸性废水、重金属处理后达标或循环利用或排放。禁止没有砷处理装置的矿制酸企业使用高砷矿,关闭污水排放中重金属、砷含量超标的有色冶炼装置。


  目前矿制酸废渣基本得到利用,部分选出高铁烧渣供应钢铁厂,其余废渣供水泥厂做辅料,仅有少数酸厂因硫铁矿品位过低,烧渣基本堆存,目前硫酸烧渣利用率已达到90%以上。


  (四)提高硫资源自给率


  “十二五”期间我国硫资源自给率将有所提高,争取达到60%左右。


  一是目前我国石油、天然气,以及化工、化肥、焦化、钢铁等相关行业回收硫资源能力接近600万吨,随着西部高硫天然气的开发,进口高硫原油数量增加,大型硫回收装置的建设,以及化肥、化工等相关行业硫回收的加强,到2015年,国内硫黄回收能力将达到750万吨,预计产量500~600万吨;我国进口哈萨克斯坦等国天然气的同时也需要运回净化天然气脱出的硫黄,增加我国硫黄供应量。


  二是依托有色金属冶炼的发展,增加副产硫酸1000万吨以上,相当于增加硫资源300万吨以上,同时有色企业在海外找矿,在运回有色金属矿的同时还需要运回硫精砂。


  三是高硫煤的应用,云、贵、川、蒙、辽等地区都有大量高硫煤,鼓励电厂锅炉使用高硫煤,同时从排放尾气中回收高浓度SO2,利用这部分SO2可制酸,也可以生产其它硫产品,有望回收硫资源200万吨左右。

 

  四是磷石膏制酸的技术突破,大型磷复肥企业正加强科研力度,在原有磷石膏制酸技术的基础上,争取在“十二五”期间,在能源消耗、工艺技术、设备选型等方面有重大突破,以此提高磷石膏利用率。


  六、产业建议


  (一)继续进行原料结构调整。充分利用冶炼副产硫酸和伴生硫精砂资源;鼓励石油、天然气和其他行业提高硫黄回收率,增加硫黄资源;鼓励伴生硫精砂、硫铁矿增加选矿能力,以含硫48%高品位矿集中供应大型矿制酸企业,大型矿制酸走精料路线,以高新技术烧高品位矿,提高热回收率,降低烧渣含硫,增加铁资源供应量;鼓励电厂锅炉用高硫煤回收硫资源;鼓励回收利用稀酸、废酸;鼓励开发节能新技术,寻求磷石膏制酸技术的重大突破。硫资源不足部分以进口硫黄、硫酸补充。


  (二)做好“三废”治理,继续发展循环经济。继续做好硫酸装置高中温位热能的回收利用,推广低温位热能回收技术,提高行业整体余热回收利用率;淘汰水洗净化工艺,稀酸洗净化污水达标排放,提高水的循环利用率;加快技术创新和改造,争取80%以上产能尾气中SO2、酸雾等达标排放。


  (三)加大技术创新力度,向环保要效益,提高企业竞争力。采用新技术、新材料提高行业总体装备水平;充分回收利用矿渣中的铁资源及其它有色金属资源。


  (四)鼓励大型冶炼企业与化肥、化工企业强强联合,走酸肥结合、酸化结合的道路,充分利用资源,有利于我国有色金属工业发展,促进硫酸市场稳定健康发展。


  (五)建立与完善行业准入制度,保障行业健康发展。


  七、具体措施


  (一)控制产能发展,加快淘汰落后产能。


  原则上5年内不再建设硫黄制酸、硫铁矿制酸装置,特别是华东、华南、西北等硫酸产能严重过剩地区、冶炼副产酸供应充足的地区、没有下游用酸产品地区不得再建以硫铁矿和硫黄为原料的硫酸装置。鼓励采用磷石膏制硫酸技术开发和装置建设,鼓励采用节能、环保新技术。鼓励电厂锅炉使用高硫煤回收SO2 ,并尽量与现有大型硫酸装置联合,利用这部分SO2制酸。


  根据硫酸清洁生产标准、新的污染物排放标准、产品综合能耗标准、取水限额标准等法规文件,加快淘汰余热利用率低、能耗高、污染严重的落后产能。首先是沿江、河、湖、海环保严控地区,淘汰20万吨以下硫铁矿制酸装置,其它地区淘汰10万吨以下硫铁矿制酸及硫黄制酸装置(边远地区除外);二是在冶炼酸供应充足地区(如华东各省),各用酸行业要尽量利用冶炼酸,淘汰一批规模小、余热回收率差、三废排放不达标矿制酸和磺制酸装置;三是冶炼制酸:淘汰铜、锌冶炼金属量小于10万吨的装置,铅冶炼金属量小于5万吨的装置。


  (二)推进大型制酸装置的低温位热能回收技术。


  应用低温位热能回收技术,推进国产化技术进程。在有条件的20万吨以上硫黄制酸装置中,80%以上装置增加低温位热能回收系统,使余热利用率达到90%以上;矿制酸在示范项目成功后逐步在大中型装置上推广低温位热能回收技术;对大型铜冶炼制酸装置,在利用转化中温余热的基础上,引进低温位热能回收技术,并进一步消化吸收,实现国产化,提高硫酸行业整体余热回收水平。


  (三)加快硫铁矿山选矿装置建设,促进烧渣的梯级利用。


  鼓励现有大型硫铁矿山及有色金属副产硫精砂增加选矿能力,鼓励小型硫铁矿联合建设选取矿厂,形成硫铁矿的梯级利用;促进大型矿制酸走精料路线,以高品位硫铁矿入炉,增加铁资源回收量,其他中小型矿制酸利用一般矿,烧渣供水泥厂。

 


  (四)降低制酸装置尾气SO2排放量。


  国家应加大对硫酸钒催化剂的科研投入,解决当前国产催化剂制造中的技术难题,加快研制出高品质国产催化剂;同时推进超重力场机、动力波等先进设备替代高塔提高脱吸率等措施,使装置尾气SO2达标排放。


  矿制酸、冶炼制酸全部实现稀酸洗净化,水的重复利用率达到90%以上,污水处理合格率达100%,80%以上装置达到取水限额标准。


  (五)积极寻找硫资源,鼓励各种硫回收。


  鼓励原油精炼、天然气净化、化肥、化工、焦化脱硫等提高硫回收率,增加国内硫资源;加大国内硫铁矿勘探力度,增加国内硫铁矿资源;探索新技术、新设备回收高硫煤中的硫资源;以高效节能为目标改进磷石膏制硫酸技术、工艺、设备,从磷石膏中回收硫资源。


  (六)产学研相结合,开展技术创新。


  各级政府应加大对硫酸基础行业的科研支持力度,针对硫酸行业存在的问题和差距,继续搞好产学研结合,开发研制新技术、新工艺、新材料、新装备,提高硫酸行业整体装备水平,提高余热回收率,实现热回收系统的大型化;以高新技术提高钒催化剂质量;提高大型SO2风机制造水平。


  八、政策建议


  (一)建议国家对硫酸余热回收减排CO2给予补贴。


  (二)建议对硫酸余热副产蒸汽发电并网给予优惠政策,发电自用多余电量储存,或等价采购。


  (三)建议进口硫黄与国产硫黄在税收上同等待遇,增值税即征即退50%。


  (四)建议提高行业准入门槛,建立强制淘汰机制。从装置规模、环保、能耗等方面提高准入门槛,装置尾气排放指标达不到国家标准要求的,全厂生产废水达不到零排放的,能耗指标达不到标准要求的,三年内必须退出市场。 


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