硫酸行业“十二五”发展规划思路
2017-09-12

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。

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。