4萬噸年針狀焦項目建議書

1、4萬噸/年針狀焦項目建議書1項目背景1.1項目名稱針狀焦項目1.2項目建設規(guī)模建設規(guī)模：4萬噸/年1.3項目建設地址黑龍江省七臺河新興煤化工循環(huán)經濟產業(yè)園區(qū)1.4項目提出背景2011年七臺河市焦炭產能達到1000萬噸，可以產生總量為25億立方米的剩余煤氣、45萬噸煤焦油、12萬噸粗苯。如果從黑龍江省范圍考慮，按黑龍江省焦炭產量1500萬噸計算，可以產生37.5億立方米剩余煤氣、67.5萬噸煤焦油、18萬噸粗苯。已經具備了向產品品種結構上深度開發(fā)的條件。目前生產的多數是化工的基礎原料，是化工產品產業(yè)鏈的基礎產品，是精細化工產品的“糧食”。要改變現(xiàn)有“只賣原糧”的局面，向精細化工領域邁進。七臺河市

2、煤化工產業(yè)下步發(fā)展要繼續(xù)以建立完善循環(huán)經濟體系為重點，按照“穩(wěn)煤、控焦、興化”的總體發(fā)展思路，依托煤焦油、焦爐剩余煤氣、粗苯這三條線，整合資源、集中優(yōu)勢，繼續(xù)尋求延伸產業(yè)鏈條，搞好資源綜合利用和延伸轉化，實現(xiàn)資源循環(huán)利用、綜合開發(fā)、高效增值，不斷擴大煤化工產業(yè)的整體規(guī)模，形成全市工業(yè)經濟加快發(fā)展新的增長極。新興煤化工產業(yè)園區(qū)位于七臺河市新興區(qū)轄區(qū)內，園區(qū)現(xiàn)有面積約4.7平方公里，一期增加2.9平方公里，達到7.6平方公里；二期將長興鄉(xiāng)馬鞍村整村搬遷至長興村，增加5.5平方公里，總體達到13.1平方公里；三期增加8.7平方公里，最終園區(qū)面積將達到21.8多平方公里，新興煤化工產業(yè)園區(qū)是一個以煤焦

3、化及下游產品為主體的產業(yè)園區(qū)。園區(qū)功能齊備，水、電、路等基礎設施建設基本到位?；谏鲜稣吆唾Y源條件，提出一系列煤焦油項目，4萬噸針狀焦項目是其中之一。2針狀焦的性質及用途2.1針狀焦的性質針狀焦按原料不同分為油系和煤系兩種。以石油重油為原料生產的針狀焦為油系，以煤焦油瀝青及其餾分為原料生產的針狀焦為煤系。兩種針狀焦生產工藝不完全相同，但用途基本相同。石油系以美國為代表，煤系則以日本為代表。日本的三菱化成和新日化公司的生產裝置于20世紀70年代末和80年代初投產。美國大湖炭素公司卻在1950年首先開發(fā)成功。針狀焦具有電阻率小、熱膨脹系數小、耐沖擊性能強、機械強度高、抗氧化性能好、消耗低等優(yōu)點。

4、瀝青針狀焦在外觀上和普通瀝青焦不同。普通瀝青焦與焦炭形狀類似，氣孔率可達50%；瀝青針狀焦為針狀結晶，呈纖維流線狀結構，其特點是膨脹系數小、比電阻小、假密度大（氣孔率?。?、真密度大、反應性小、容易石墨化等。2.2產品用途針狀焦是制造超高功率電極的骨料，應用于超高功率電爐煉鋼生產中。超高功率電爐煉鋼，須使用超高功率電極（UHP），以針狀焦為原料生產UHP最佳，但要求原料瀝青中喹啉不溶物（QI）含量小于6%，甲苯不溶物（TI）含量在24%26%。電爐使用由針狀焦制造的超高功率電極和使用普通相比，前者可縮短冶煉時間30%，噸鋼耗電可節(jié)省50%，生產能力可增加1.3倍，同時消耗電極較少。國外電爐煉鋼超

5、高功率電極消耗情況：俄羅斯生產碳素鋼和高合金鋼企業(yè)石墨電極單耗3.7千克/噸鋼；日本為5.2千克/噸鋼；瑞典為6.7千克7.2千克/噸鋼。全球石墨電極產量的2/3消耗于電爐煉鋼中。3國內外針狀焦生產的現(xiàn)狀及市場形勢3.1國內針狀焦生產現(xiàn)狀國內生產針狀焦的企業(yè)主要有：山西宏特煤化工有限公司，年設計生產能力為能力5萬噸（已投產）；中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司，年設計生產能力為8萬噸，2009年7月進行了試生產；錦州石化公司，10萬噸/年石油針狀焦裝置，是目前國內唯一能夠連續(xù)穩(wěn)定運轉的裝置；寶山鋼鐵股份公司化工分公司正在進行中試，且針狀焦質量已與日本新日鐵和三菱的相當。3.2國外針狀焦生產的現(xiàn)狀全

6、世界針狀焦產能在100萬噸左右，生產企業(yè)在全世界只有7家，集中在美國、英國、日本等幾個國家。煤系針狀焦目前世界上僅日本三菱和新日鐵掌握其生產技術，技術高度保密。國際上針狀焦生產技術也主要被美國、英國、日本、德國等少數國家壟斷。全世界七個廠家中四家在日本：三菱針狀焦（煤系）、新日鐵針狀焦（煤系）、水島制油所（油系）和興亞株式會社（KOA）（油系）；兩家在美國：美國碳/石墨集團海波針狀焦公司（CGG）（油系）和Conoco INC（美國休斯敦工廠）（油系）；一家在英國：Conoco INC（英國HUMBER工廠）（油系）。目前國內炭素企業(yè)進口國外幾家重點針狀焦生產企業(yè)的簡況見表1。企業(yè)名稱年設計能

7、力/萬噸產品類別Conoco INC(英國HUMBER工廠)23油系Conoco INC(美國休斯敦工廠)14油系美國碳/石墨集團海波針狀焦公司（CGG）14油系日本興亞株式會社（KOA）8油系日本水島制油所7油系日本新日鐵化學株式會社14煤系三菱化學株式會社6煤系表1國外各針狀焦生產企業(yè)年設計生產能力3.3針狀焦的市場形勢美國在上個世紀50年代后期開發(fā)和掌握了石油針狀焦的生產技術，但后來由于石油加工趨向催化、裂化等輕質化深加工方向發(fā)展，致使油系針狀焦原料大幅減少，加之70年代兩次石油危機影響，更使人們認識到原料供應的不穩(wěn)定。上世紀70年代，日本等國生產大規(guī)格超高功率石墨電極的國際知名企業(yè)，在

8、應用石油針狀焦的同時，開始致力于煤系針狀焦技術的開發(fā)和應用。1979年，日本煤系針狀焦已實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產，形成油系、煤系針狀焦共存的現(xiàn)象。目前，全球針狀焦年產能大約在100多萬噸，集中在美國、日本和英國。我國電爐鋼年產量以每年8.75%的速度遞增，目前年電極消耗量近50萬噸。我國現(xiàn)有75噸以上的電爐50多臺，年需要大規(guī)格超高功率電極6萬噸左右。國內能生產超高功率石墨電極的企業(yè)有吉林炭素、方大炭素（原蘭州炭素）、南通炭素、大同炭素等，產量加起來不到2萬噸，滿足不了電爐鋼發(fā)展的需要。我國的大規(guī)格超高功率石墨電極基本靠進口解決，從2000年開始，我國每年進口大規(guī)格超高功率電極在2萬噸左右。2000

9、年，此類電極噸價為2500美元，后來價格不斷上漲，到2006年時已達到4500美元/噸，目前有可能突破5000美元/噸。近年來，隨著我國鋼鐵工業(yè)調整產品結構力度的加大，電爐鋼產量增多，急需大規(guī)格超高功率石墨電極。經過多年的發(fā)展，我國目前已經具備了生產大規(guī)格超高功率電極的條件。吉林炭素、方大炭素、南通炭素等國內生產電極和炭素制品的老牌企業(yè)，通過技術改造、引進國外先進技術裝備，使我國大規(guī)格超高功率電極研制開發(fā)有了新的起色，而開封炭素的投產更使我國加入了能夠生產大規(guī)格超高功率石墨電極國家的行列。開封炭素機制新、裝備新，其主要工藝技術和生產設備全部由國外引進，產品全部為大規(guī)格超高功率石墨電極，這使得我

10、國的大規(guī)格超高功率石墨電極國產化已取得階段性成果。生產大規(guī)格超高功率石墨電極離不開高質量的針狀焦，隨著市場對大規(guī)格超高功率石墨電極需求量的增加，針狀焦產品的市場需求量還將逐年增加。我國針狀焦生產雖已初步工業(yè)化，但其產品的性能仍不能滿足生產大規(guī)格超高功率石墨電極的要求。多年來，我國電極生產企業(yè)的針狀焦大部分依賴進口，年進口量在2萬噸左右。平煤集團開封炭素有限責任公司在其發(fā)展規(guī)劃中，考慮到進口針狀焦價格嚴重影響企業(yè)成本，且運輸線長、受制于人，因此將石油針狀焦開發(fā)列為企業(yè)發(fā)展的一項主要內容，并且已與有關石化企業(yè)達成共識，初步決定合作開發(fā)該產品，以滿足企業(yè)自己的需要，滿足我國生產大規(guī)格超高功率電極的需

11、要。目前，我國針狀焦年需求量約10萬噸，但現(xiàn)在產能僅5萬噸。有關專家統(tǒng)計，2010年我國針狀焦需求量突破12萬噸。因此，從我國鋼鐵產業(yè)發(fā)展前景看，加大針狀焦開發(fā)力度，使優(yōu)質針狀焦國產化，不但可以改變我國生產大規(guī)格超高功率石墨電極受制于人的現(xiàn)狀，而且還可以促進我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。國家有關部門應從宏觀方面給與指導，盡快整合技術資源、人才資源，確定重點發(fā)展方向，從開發(fā)政策和產品研制方面給與重點資金扶持，并組織協(xié)調好有關方面配合。我國要搞出高質量的針狀焦，更需要石化、煤化部門給予充分重視，依靠行業(yè)、原料、技術、資金優(yōu)勢，和冶金行業(yè)聯(lián)合，使我國的針狀焦（油系和煤系）形成規(guī)?；a，質量達到國際先進水平，

12、從而滿足我國鋼鐵工業(yè)和其他領域對炭素制品的要求。制約炭素行業(yè)發(fā)展的針狀焦問題解決了，我國的航空、航天、醫(yī)用等領域的炭素制品和我國的大規(guī)格超高功率石墨電極發(fā)展一定會取得更大的進步。4針狀焦的生產工藝方法4.1煤系針狀焦的生產工藝簡介煤系針狀焦的制取方法主要包括：溶劑萃取法、真空蒸餾法、M-L法、改質法和機械離心法。其中只有溶劑萃取法在日本己工業(yè)化生產。4.1.1真空蒸餾法真空蒸餾法工藝過程為：將煤焦油軟瀝青進行加熱、真空閃蒸，閃蒸塔頂油氣經冷凝冷卻后，得到QI為0%的精料油，再經延遲焦化和煅燒得到優(yōu)質針狀焦，其煅后針狀焦收率約75%（對軟瀝青）。塔底殘留瀝青用以制取普通瀝青焦。4.1.2M-L法

13、M-L法也稱兩段法，是日本丸善與美國魯瑪斯公司合作研制的方法，其工藝過程為：原料預處理用真空蒸餾的方法，而延遲焦化是采用改進的焦化與干燥兩段進行的方法。所得針狀焦質量更高。4.1.3改質法改質法的工藝過程為：將煤焦油軟瀝青進行加熱、真空閃蒸，得到QI為0%的精料油，再經加壓縮聚到一定軟化點并除去部分硫、氮、氧元素的純凈縮聚瀝青，然后用以制取針狀焦，其煅后針狀焦收率約25%（對軟瀝青）。4.1.4溶劑萃取法溶劑革取法在煤焦油軟瀝青中加溶劑（芳烴和烷烴組分配制），經攪拌溶解并對其中的雜質有一定凝聚作用，然后進行沉淀分離，其上層液體，經加熱、蒸溜除去并回收輕沸點溶劑后得到QI為0.1%0.5%的精油

14、料，再經焦化與煅燒后得針狀焦，其收率也較高。沉淀后的下層液體經加熱、蒸餾除去并回收輕沸點溶劑后得到殘留瀝青加入輕油后用以配制中溫瀝青和制作普通瀝青焦。4.1.4機械離心法機械離心法在煤焦油軟瀝青中加入芳烴輕沸點油和極少量烷烴溶劑等稀釋劑，然后用超級離心機離心分離，上部離心輕液再進行加熱、真空閃蒸以除去稀釋劑，得到QI含量為0.1%0.5%的精料，下部離心液須回配一定量輕油才能用作普通瀝青焦的原料。其煅后針狀焦收率約45.4%（對軟瀝青）。4.2建議生產工藝本項目推薦使用溶劑萃取法。針狀焦工業(yè)生產工藝分原料預處理、延遲焦化、煅燒三部分。原料預處理：目的是去除原料軟瀝青中的雜質，主要指喹啉不溶物，

15、制取精制瀝青。延遲焦化：把精制瀝青在加熱爐內快速加熱到反應溫度后，立即送入焦化塔，利用其自身顯熱使瀝青裂解和縮合，生產出延遲焦，俗稱生焦。煅燒：將延遲焦經1450左右高溫煅燒，對針狀焦進行煅燒可達到以下目的：排除其中的揮發(fā)性組分和水分；提高密度和機械強度；提高導電性能；提高化學穩(wěn)定性4.1.1原料預處理將煤焦油生產產出的直餾軟瀝青或中溫瀝青回配蒽油制備的軟瀝青經溶劑萃取，去除原料瀝青中的QI，生產精制瀝青。工藝路線如下：4.1.2延遲焦化將精制瀝青與焦化重油或蒽油按一定比例混配，經加熱爐加入至一定溫度送至焦化塔，利用其自身顯熱使瀝青裂解和縮合，生產出延遲焦。工藝路線如下：圖2針狀焦延遲焦化工藝

16、流程4.1.3煅燒將延遲焦經1450左右高溫煅燒，對針狀焦進行煅燒可達到以下目的：排除其中的揮發(fā)性組分和水分；提高密度和機械強度；提高導電性能；提高化學穩(wěn)定性。工藝路線如下：圖3針狀焦煅燒工藝流程圖5項目實施的經濟效益和社會效益簡要分析5.1項目經濟效益分析：本項目建成后年產針狀焦4萬噸，按目前市場產品及原料價格計算，總營業(yè)收入6.5億，產品生產總成本4.8億，營業(yè)稅及附加1.04億，利潤9500萬元。本項目總投資3億元，按上述年利潤計算，投資回收期為3.2年（不含建設期）。序號項目名稱單位數量1總投資萬元300002營業(yè)收入（年平均）萬元650003營業(yè)稅金及附加（年平均）萬元9504總成本費用（年平均）萬元480005利潤總額（年平均）萬元125006所得稅（年平均）萬元35007稅后利潤（年平均）萬元9500表2針狀焦項目經濟分析表5.2項目實施的社會效益從目前情況看，該項目的社會效益，主要體現(xiàn)在如下方面：1、本項目符合國家產業(yè)政策，有利于優(yōu)化地區(qū)產業(yè)結構，帶動周邊地區(qū)經濟發(fā)展，增加人民收入。2、帶動相關產業(yè)發(fā)展。該項目所需建材、原料、包裝及服務均可在當地解決，有利于促進建材、機械、建筑、包裝、運輸、服務等多種產業(yè)的發(fā)展，激活相關產品生產和服務企業(yè)，加快當地經濟發(fā)展和社會進步。3、增加就業(yè)機會。在項目的建設過程中，可直接為建筑、安裝部門提供就業(yè)機會，并間接