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氮肥、甲醇:加大自主创新力度,推动行业技术升级
2018年15期 发行日期:2018-07-31
作者:■ 中国氮肥工业协会理事长 顾宗勤

一、2017年行业生产和技术发展取得的成绩
    
    2017年是我国氮肥、甲醇行业发展的转折之年,成绩可圈可点,氮肥行业摆脱了连续三年的亏损状态,实现扭亏为盈,甲醇行业的发展质量和效益也有了显著的提升。总结2017年我国氮肥、甲醇行业生产和技术创新成绩,主要归纳为以下几方面:
    一是去产能、调结构工作取得积极进展。
       从近几年产能变化分析,我国氮肥产业已从产能扩张阶段步入存量优化阶段。2017年,我国合成氨、尿素总产能继续保持下降趋势,据中国氮肥工业协会(以下简称“协会”)统计,2017年我国合成氨产能7135万吨,产能降幅为2.4%;尿素产能7417万吨,产能降幅为4.8%。一些成本高、能耗高及装置落后的老旧产能以及部分气头产能,由于市场连续三年低迷、环保压力逐年升级以及天然气资源紧张等因素而逐渐退出,去产能工作步伐加快。据协会统计,2017年退出合成氨产能约403万吨,涉及企业29家;退出尿素产能约380万吨,涉及企业14家。其中以无烟块煤(包括型煤)为原料采用固定床间歇气化装置的合成氨产能245万吨,占退出合成氨产能的60.8%;以天然气为原料的合成氨产能102万吨,占退出合成氨产能的25.3%。同时,在现有产能中,还有一些企业正在或计划实施“搬迁改造”、“退城入园”等产能置换项目,通过产能置换,不乏一些企业将淘汰落后产能,进行产业结构升级,推动行业技术进步。
    与氮肥行业不同,我国甲醇产业仍处于产能高速增长阶段。据协会统计,2017年我国甲醇产能8351万吨,同比增长8%,增幅提高4.3个百分点,其中,以煤为原料的甲醇产能达到6117万吨,占总产能的73.3%。2017年新投产装置产能(不含技改扩能)860万吨,全部采用先进煤气化技术(包括干煤粉、水煤浆和碎煤加压气化技术)。截至2017年末,采用先进煤气化技术的甲醇产能4627万吨,占总产能的55.4%,同比增长21.9%。同时,随着落后合成氨产能的退出,我国部分联醇产能也相应停产退出。据协会统计,近年来联醇产能退出约250万吨。落后产能逐渐退出,采用先进煤气化技术的大型甲醇装置陆续投产,使我国甲醇行业产业结构得到优化,整体竞争力进一步提升。
    二是行业效益明显好转。
       据协会统计,2017年尿素累计平均出厂价1571元/吨,同比上涨310元/吨,涨幅24.6%。国家统计局数据显示,2017年氮肥行业主营业务收入为2277.8亿元,同比增长15.4%;全行业利润总额38亿元,在经历连续三年亏损之后,终于实现扭亏为盈。我国甲醇市场同样也明显回暖。据统计,2017年我国甲醇全年平均出厂价2565元/吨,同比上涨670元/吨,涨幅达到35.3%,行业效益显著改善,生产企业普遍处于盈利状态。
   三是优质产能的竞争优势逐渐提升。
     受环保治理以及天然气资源紧张等因素影响,2017年我国尿素全年平均开工率仅58%,同比下降了4个百分点,创下了2011年以来最低水平。开工率的下降直接导致2017年氮肥产量明显下降。据协会统计,2017年全国累计生产合成氨5630万吨,同比下降7.3%;生产氮肥(折纯)3821万吨,同比下降8.6%;生产尿素(实物量)5337万吨,下降幅度达13.8%。分析2017年合成氨、尿素产量,我们发现,尽管总产量大幅下降,但是以烟煤为原料、年产能50万吨及以上装置的产量占比明显提升。据统计,以烟煤为原料合成氨、尿素产量占比分别为37%和40%,比2016年分别提高了5和6个百分点;50万吨规模以上的合成氨、尿素产量占比分别为36%和75%,比2016年分别提高2和5个百分点。
    同样,甲醇产量向煤基大型单醇集中的趋势也更加明显。2017年我国甲醇总产量为6147万吨,同比增长16.5%,增幅上升4.7个百分点。其中,以煤为原料的甲醇产量达5056万吨,同比增长19.3%,占总产量的82.2%,60万吨/年以上的煤基甲醇,产量为3366万吨,占总产量的54.7%,占比提高6.7个百分点。
    以煤为原料,特别是以烟煤为原料、采用先进煤气化技术的大型合成氨、甲醇生产装置符合我国资源特性,并具有显著的技术优势,成为我国氮肥、甲醇产业的主力军,显示出强劲的竞争力,今后将会发挥越来越重要的作用。
    四是新型煤气化技术创新发展成果显著。
      煤基大型合成氨、甲醇装置的快速发展,离不开新型煤气化技术的研发和推广。近年来,经过不断自主创新和技术提升,我国煤气化技术已呈百花齐放、百舸争流之势。水煤浆水冷壁废锅气化炉技术(晋华炉)、航天粉煤加压气化技术、神宁炉煤气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化技术等成为具有我国自主知识产权先进煤气化技术的优秀代表。特别是水煤浆水冷壁废锅气化炉,具有显著的创新性,提高了系统热效率,经济效益和社会效益显著,综合性能优异,总体技术处于国际领先水平。
    五是生产装置大型化、高效化取得突破性进展。
      随着我国自主设计的大型合成氨、尿素、甲醇生产装置的陆续投运和新型高效催化剂的成功研发,合成氨、尿素和甲醇生产大型化、高效化进程得以加快。目前,中石油宁夏石化45万吨合成氨、80万吨尿素项目投料试生产,是首套国产化气头大化肥项目,国产化率高达95%,结束我国天然气大型化肥技术依赖进口的局面;国内自主设计的单套百万吨级尿素装置、气体净化装置、甲醇合成装置已投入运行;新型氨合成催化剂研发取得进展,采用铁钌联串工艺的万吨级示范装置投入运行,可实现以较低的成本提高氨净值,提高装置能力、降低了合成系统的动力消耗。
    六是行业清洁生产技术创新空前活跃。
       近年来,随着国家对环保要求日益提高,氮肥、甲醇生产企业以及相关技术单位,投入大量人力、物力、财力致力于环保技术的开发和应用,涌现了一批清洁生产新技术、新工艺和新装置。例如:大连瑞克科技有限公司的“合成气制乙二醇工艺中的硝酸还原技术”,是国内唯一一项针对煤制乙二醇工艺中含硝酸废水的治理技术,对煤制乙二醇安全生产、节能降耗和环境保护具有重要意义。南京常荣声学股份有限公司开发的“复合声波团聚高效除尘技术”,通过流场转化分离技术脱除气溶胶污染物,可实现烟尘超低排放。鲁西化工集团股份有限公司的“一种粉煤气化炉灰水的除硬装置及工艺”,利用CO2废气、烧碱废液有效去除灰水中Ca、Mg离子,在废物利用、减少废液处置工作的同时,降低灰水硬度,投资低、效果好,具有很好的借鉴意义。通过先进环保技术的不断推广和加强生产管理,行业清洁生产水平得到进一步提升,实现了全行业COD、氨氮、总氮等水污染物减排30%以上,二氧化硫、氮氧化物等大气污染物减排20%以上。
     七是两化融合、智能制造推进工作取得新进展。
       氮肥、甲醇行业推进两化融合、智能制造,有助于企业在生产调度、能源管理、设备全生命周期管理、安全环保、应急救援、质量追溯及电商物流等各个领域,实现信息化、自动化、智能化生产和管理,提高企业生产运营水平。我国氮肥、甲醇行业积极推进两化融合、智能制造相关工作,并已取得实质性进展。鲁西化工、河南心连心、中化化肥和中煤榆林被列入智能制造试点示范项目,将会发挥积极的带动引领作用。此外,“全国化肥电子防伪追溯体系平台”也已经建成并正式上线。利用这一平台,将建成产品质量信息可追溯体系,集企业扫描赋码系统、智能终端及行业门户网站为一体,实现对试点企业产品信息的实时可追溯,为广大消费者提供监督化肥质量的有效途径和手段,为生产企业提供防假冒、防窜货、产品流向追踪、农化服务等方面的帮助。

二、当前氮肥、甲醇行业技术创新存在的问题
    
    在新的发展阶段,深入分析面对的新形势和新需求,我国氮肥、甲醇行业技术创新方面还存在一些薄弱环节和亟待解决的突出问题。
    一是产业结构调整和优化升级任务依然艰巨。
      从产能总量来看,虽然近年来我国氮肥、甲醇行业落后产能不断退出,去产能工作取得一定进展,但行业仍存在大量落后产能,并且随着市场好转,部分能耗高、排放高、装置落后的老旧产能存在重新开车的可能,行业去产能任务依然艰巨。同时,从现有产能运行水平来看,部分装置技术水平和管理水平仍然相对落后,例如少数企业仍在使用净化程度低、能耗高、有氨水排放的铜洗工艺;早期建设的中小型尿素装置,含尿素工艺冷凝液的处理,仍有部分企业仅采用解吸技术,没有水解装置;个别小氮肥企业,氨合成压力30MPa左右,能耗高、效率低;吹风气余热回收装置、三废炉、燃煤锅炉单台设备规模偏小,环保设施不完善,效率低、排放高。这部分产能是行业发展的短板,也是行业实现高质量发展要突破的重点。
       二是清洁生产水平仍需进一步提升。
       各级政府和有关部门出台多项涉及污染防治的政策,如环保部等有关部委印发的《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》、《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》和《京津冀及周边地区2017-2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动强化督查方案》等,范围覆盖了我国一半以上的氮肥产能。另外,正在制订的《化肥工业大气污染物排放标准》,将替代现有《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)、《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993),成为史上最严的大气污染物排放标准。氮肥、甲醇行业作为高耗能、高排放行业,面临前所未有的环保压力,多项环保难题亟待攻克。例如,固定床煤气化造气循环水系统的含酚、氰、氨废气的无组织排放问题、尿素造粒塔粉尘排放问题等。
       三是技术创新有待进一步提高。
       首先,企业创新能力仍然薄弱。行业创新型企业较少,尤其缺乏具有国际竞争力的创新型领军企业,大多数企业仅有生产、技术管理部门,没有专门研发机构,技术创新能力不强;其次,创新资金投入不足,创新平台建设缓慢。目前,我们的企业普遍研发投入较低,即使一些技术比较先进的企业,研发投入也不足销售收入的2%。截至2017年,我国氮肥、甲醇行业国家级技术中心(或分中心)已有16家,但在最新一批(第24批)国家企业技术中心拟认定公示名单中,没有氮肥、甲醇行业中的企业,行业技术创新平台建设步伐需要加快;第三,创新体制和机制有待于改善,特别是创新模式基本还是延续过去以研究院和高校为主的形式,技术研发和生产应用依然存在相互脱节的问题。

三、氮肥、甲醇行业技术创新的重点和方向
   
       未来,行业技术创新重点应做好以下6方面工作。
       一是继续做好去产能工作,有效推动供给侧结构性改革。
       我国氮肥、甲醇行业存在一批落后产能和僵尸企业,要紧紧抓住这个“牛鼻子”,通过处置僵尸企业达到去产能的目的。首先要严格执行环保、能耗、质量、安全等相关法律法规和标准,利用市场竞争和环保政策淘汰落后产能,减少产业内的无效和低端供给;其次,要善于利用资本市场,通过企业兼并重组,积极有效地调整资本退出。
    二是紧抓“搬迁改造”和“退城入园”的有利时机,进一步促进产业转型升级。
       按照国务院办公厅发布的《安全生产“十三五”规划》、《关于印发危险化学品安全综合治理方案的通知》(国办发[2016]88号)以及《关于推进城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造的指导意见》(国办发[2017]77号)文件要求,各地要加快实施人口密集区域危化品和化工企业生产、仓储场所安全搬迁工程,到2020年现有位于城镇内人口密集区域的危化品生产企业全部启动搬迁改造,加快“退城入园”进程。氮肥、甲醇企业作为危险化学品生产企业,有不少企业处于搬迁范围,这对企业来说既是挑战也是发展机遇。首先,要按照《合成氨行业准入条件》、《关于推进化肥行业转型发展的指导意见》要求,实施等量或减量置换,严格控制新建装置规模;其次,企业要利用搬迁,做好产业结构或产品结构调整,要采用先进的工艺技术装备,建设智能管理体系,通过信息化、自动化、智能化改造提高企业本质安全水平,实现产品调整、技术升级、提质增效,使企业形成新的竞争力。
       三是推动存量产能高质量发展,提升行业整体运行水平。
       分析我国氮肥、甲醇产能情况,体量最大、占比最多的是现有的存量产能,这部分产能的运行水平,代表了行业的整体水平,是实现行业高质量发展的难点和重点。存量产能一是要立足现有实际,密切关注行业的新技术,选适用技术改造现有装置,不要贪大求洋,要积累一点一滴的成果和效益,积少成多,积沙成塔;二是要强化企业管理,企业管理是一门科学,同样一个企业,不同的人可以管出完全不同的效果。三是要充分利用智能制造和智能决策等先进手段,在局部最优的基础上,实现整体最优,为高质量发展提供保障。
        四是加大自主创新力度,突破一批关键核心技术。
       尽管近年来我国合成氨、甲醇生产技术装备水平有了较大的提升,但仍有一部分制约行业上、下游发展的关键、核心技术和装备受国外垄断和制约,急需攻关。例如,日投煤量3000吨的干煤粉气化炉尚在开发;采用高效钌系催化剂的氨合成装置还未大型工业化;单系列百万吨级的合成氨装置还需要进一步推进;自主设计的二氧化碳汽提尿素装置能耗水平还需进一步提高;空分、压缩机等关键运转设备的效率与国际先进水平相比,还有较大差距。强化自主创新是提升企业核心竞争力、摆脱受制于人的根本途径。全行业必须下大力气增强自主创新能力,着力突破战略性前瞻性领域关键核心技术,特别是提高原始创新能力,把核心技术的“命门”掌握在自己手里。
       五是努力攻克环保难题,提升行业清洁生产水平。
       面对日益严峻的环保形势,氮肥、甲醇行业的环保压力日趋增大。要加快开发先进环保技术的步伐,解决突出的环保难题,提升行业绿色发展水平。重点是:煤气洗涤冷却水系统,含酚、氰、氨等大气污染物排放问题;天然气转化加热炉烟气中氮氧化物浓度高的问题;脱硫、脱碳再生废气、放空二氧化碳气体中硫化物问题;尿素造粒尾气中颗粒物、氨气排放浓度高的问题;锅炉烟气氨逃逸、白羽、拖尾问题以及全行业的VOCs排放问题等。
   六是以推动技术创新为宗旨,积极开展行业协会的服务性工作。
     中国氮肥工业协会将继续为行业和企业做好服务工作。一是积极开展行业先进技术筛选、表彰、推荐和推广活动;二是搭建先进技术与管理经验交流平台;三是做好专项技术课题研究和标准制、修订工作;四是为会员单位提供政策解读、技术和专家支持、项目前期和设计审查、成果鉴定等咨询服务;五是做好行业信用评价体系和全国化肥电子防伪追溯体系平台建设;六是组织国内外专项调研活动;七是配合政府和有关部门做好相关工作。


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