硫酸工业:踏平坎坷成大道

硫酸被誉为化学工业之母, 在国民经济中发挥着重要作用。作为基础化学工业的重要产品, 硫酸是许多企业的生产原料, 其发展状况与下游行业息息相关。

2014年中国硫酸工业发展情况如何?2015年的发展趋势又是怎样?行业未来的工作重点应该放在何处?就此问题, 中国硫酸工业协会副秘书长李崇表达了自己的看法。

现状:产销稳中向好

据国家统计局数据, 2014年全国硫酸产量8846.3万吨, 同比增长6.8%。其中, 12月份全国硫酸产量778.8万吨, 环比上升2.7%, 同比上升8.5%。

与此同时, 得益于下游磷肥行业市场略有转好, 自2014年1月开始, 硫酸价格从底部持续攀升, 截至2015年1月底, 98%商品酸全国均价为320元/吨, 同比上升80元/吨。

2014年, 我国累计进口硫酸140.5万吨, 比上年上升21.6%;平均进口价格35.9美元/吨, 比上年下降4.5%;剔除高价硫酸后, 平均进口价格32.2美元/吨, 比上年下降2.7%。2014年我国进口硫酸主要来自韩国、日本、菲律宾和朝鲜。其中来自韩国的硫酸达117.6万吨, 比上年上升24.8%, 占总进口量的84%。

得益于硫酸价格的上升, 2014年硫酸企业开工率在75%左右, 行业整体情况较前两年有所提升。

目前, 硫酸生产主要有3种原料:硫黄制酸、硫铁矿制酸和冶炼烟气制酸, 分别占硫酸总产量的45%、25%和30%。这3种原料制酸情况各有不同。

硫黄制酸较为依赖进口硫黄。近年来, 我国的硫黄对外依存度大致保持在65%左右, 国内硫黄价格受国际硫黄价格影响很大。2014年, 我国进口硫黄1023.8万吨, 比上年下降3.0%;平均进口价格154.3美元/吨, 比上年上升14.7%。进口硫黄主要来自中东、中亚、前苏联地区和东亚, 沙特、哈萨克斯坦、伊朗、日本、韩国是最大的5个进口来源国, 其中韩国硫黄98.9万吨, 其余4国硫黄均超过100万吨。硫黄制酸的主要特点是生产流程简单, 产生污染物少, 环保压力小。但由于我国硫黄对外依存度高, 2014年国际硫黄价格的持续上涨, 使硫黄制酸的成本压力不断增大。

目前硫铁矿制酸企业规模普遍较小, 环保压力大, 利润较低。但是, 随着硫铁矿选矿技术的不断进步、高含硫硫精砂的大量应用, 以及焙烧技术的不断改进, 硫铁矿制酸企业将原本是废弃物的烧渣变成了优质的炼钢原料, 既消除了固废污染, 同时也很大程度上提升了企业效益。

冶炼烟气制酸是利用有色金属冶炼过程中产生的废气来制造硫酸。近年, 我国冶炼酸产量不断增加, 由于其原料是金属冶炼产生的含硫废气, 原料成本几乎为零, 因此制造的硫酸售价最低。受市场成本和环保压力及需求减缓的倒逼, 技术革新成为近年推动硫酸行业转型发展的重点, 冶炼烟气制酸技术水平因此大幅提高。目前, 冶炼烟气制酸最大单装置达90万吨/年。随着富氧冶炼技术的应用, 烟气制酸了实现了高浓度二氧化硫转化, 也成功开发和应用了低浓度或非连续性烟气回收二氧化硫制酸工艺。

由于成本和下游需求的压力, 硫黄制酸产量在经过了多年的高速增长后增速放缓。近两年, 硫黄制酸年均增速仅1.6%。受限于硫铁矿资源和环保的压力, 我国硫铁矿制酸产量增幅较小。得益于近年来大型铜冶炼和铅锌冶炼新装置的陆续投产, 我国冶炼酸增速依旧强劲, 近两年年均增速达7.8%。

从生产经营情况看, 目前我国硫酸工业还存在以下问题。我国中小型硫酸企业占企业总数的80%左右, 产量占总产量的55%左右, 其生产工艺、设备和环保等技术水平相对较落后, 原材料消耗高, 设备效率低, 环境污染较严重, 经济效益较差, 与大型企业相比仍有相当大的差距, 严重影响了这些企业的市场竞争力。因此, 硫酸行业应从四个方面进行改进。

第一, 严格执行《硫酸污染物排放标准》、《工业硫酸单位产品能源消耗限额》、清洁生产标准等标准和法规, 以节能和污染物排放为标尺, 坚决关停不达标装置, 淘汰落后产能。

第二, 引导鼓励回收利用硫资源, 最大限度提高我国硫资源自给率。对各种形式回收硫资源的企业予以补贴或税费减免, 鼓励企业回收硫资源, 既有利于环境保护, 又可抑制国际硫黄的高价, 促进我国硫酸工业持续健康发展。

第三, 引导产业结构调整, 优先利用冶炼酸, 将有色金属冶炼副产硫酸纳入资源综合利用鼓励体系。通过政策的杠杆, 优化硫酸产业结构, 逐步减少硫黄制酸及硫铁矿制酸产量的比例。

第四, 推广系统能源管理、安全生产管理体系, 提高行业整体安全环保水平。通过能效领跑者发布及安全生产管理体系推广等机制, 扎实推进硫酸行业节能和安全水平的进一步提高。

展望:2015喜忧参半

目前, 整个化工行业处于产能过剩的状态, 全行业首次出现了利润负增长的情况, 行业总体效益呈现恶化趋势, 产能过剩、存量增加、利润下滑已成为经济增速放缓的具体体现, 在这种经济大背景之下, 硫酸作为大宗化工原料产品也很难逃脱产能过剩的命运。

在市场经济中, 要想化解产能过剩, 除了减产之外只能加大市场需求, 但是硫酸工业开拓新的市场非常困难, 市场前景并不是非常乐观。目前硫酸的下游产品包括化肥、钛白粉、氟化氢、柠檬酸、已内酰胺等。其中化肥是硫酸最主要的用户, 我国生产的硫酸产品约70%用于生产化肥, 可以说化肥的市场情况决定着硫酸的命运。然而我国化肥行业产能过剩已经成为常态, 2014年我国化肥总产能已达到13167万吨, 化肥产量达到8011.73万吨, 而我国化肥需求量仅为6610万吨。因此, 化肥对硫酸的需求不容乐观;而其他工业耗酸行业如钛白粉、柠檬酸、已内酰胺等也均出现不同程度的产能过剩, 用酸需求接近饱和。2015年我国硫酸的需求形势堪忧。

当然, 硫酸作为传统周期性产业, 在2015年除了刚才说的这些不利因素, 还是有不少有利因素。

首先, 随着国际铜价的下跌, 不少铜冶炼项目暂停或推迟上马, 这将降低配套的冶炼酸产量, 防止硫酸产能过快增长。

其次, 由于国际油价下跌, 炼厂使用高硫油的比例将明显下降, 国际硫黄产量增速有望放缓, 预计2015年国际硫黄价格将保持坚挺, 硫酸价格将得到有力的支撑。

再次, 今年1月1日起《2015年关税实施方案》启动, 对部分种类化肥的出口暂定税率进行调整, 不再实行淡旺季差别税率, 这将利好化肥出口。从目前的情况来看, 2015年1月, 我国共出口各种矿物肥料及化肥269万吨, 同比增长了110.7%;出口金额7.69亿美元, 同比增长了118.5%。这创造了历年来1月份化肥出口量的历史最高纪录。化肥出口量的增长, 有望提高我国化肥产量, 带动硫酸的需求量增长, 对硫酸价格会有明显促进作用。

环保:未来重中之重

提到硫酸工业, 无论如何也绕不开环保问题。硫酸行业的主要污染物是二氧化硫、酸性废水以及硫铁矿烧渣。

酸性废水是硫铁矿制酸和冶炼烟气制酸生产过程中, 在工艺气净化工段所产生的含有多种重金属及其他杂质的废水。因酸性废水中含有铅、砷等重金属, 对环境的危害较大, 一直都是硫酸企业着力解决的重点污染物。通常处理酸性废水的方法主要有石灰铁盐法和硫化钠法等。随着国家对环保的要求日益严格, 新的酸性废水处理方法不断涌现, 硫化钠-石灰铁盐法及改性硫化钠法或已在硫酸装置上应用, 或已建成中试装置, 其脱除重金属的效率高、消耗低、投资少, 若在行业内广泛推广, 将使硫酸行业的环保水平达到新高度。

硫铁矿烧渣是生产硫酸时硫铁矿产生的废渣, 其主要成分是三氧化二铁、四氧化三铁、金属的硫酸盐、硅酸盐和氧化物, 以及少量的铜铅锌金银等有色金属。由于硫铁矿烧渣中杂质多、成分复杂, 处理不当很容易造成重金属污染。每生产1吨硫酸会产生0.8~0.9吨烧渣。

近年, 行业对硫铁矿烧渣进行综合利用, 在现有制酸装置、生产工艺的基础上进行工艺改革, 对原料进行严格的处理和配制, 改造和调整现有制酸装置的工艺设备, 可使矿渣平均含铁量提高到65%, 残硫低于1%, 且质量稳定均匀。这不仅有利于提高铁的品位, 减轻后续生产过程, 还有利于深加工和开发, 减少硫铁矿烧渣的排放量。

目前硫酸行业执行的是2010年颁布的《硫酸工业污染物排放标准》, 该标准将二氧化硫排放限值由之前的960mg/m3大幅降低到400mg/m3, 在此之后硫酸行业的二氧化硫排放量仅占到全国二氧化硫排放总量的0.9%, 并且处于逐年下降的态势。

虽然硫酸行业目前交出了一份令人满意的环保成绩单, 但通过一些设备的改进、技术的提升, 企业的二氧化硫排放仍有可以降低的空间。

要降低二氧化硫排放, 首先要从源头上提高二氧化硫到三氧化硫的转化率。目前硫酸企业主要采用的是钒催化剂催化氧化的工艺, 催化剂的效率是提高转化率的关键。目前, 绝大多数硫酸企业并没有生产催化剂的能力, 通常需要对外采购。当下, 国产催化剂的价格在两万元左右, 而进口催化剂价格高达七八万元, 虽然价格高了三四倍, 但转化率的提升远远赶不上价格的差距, 国内催化剂厂商没有掌握生产高性能催化剂的技术, 这也是进口催化剂可以卖出如此高价的主要原因。为了解决这个问题, 我们建议, 国家相关部门能否为硫酸催化剂进行立项研究, 或者通过企业和高校、研究所合作的模式, 共同研究开发高性能的催化剂, 打破国外技术垄断, 降低催化剂成本, 提高二氧化硫的转化率。

尾气治理是二氧化硫减排的另一个手段。目前企业主要采取的尾气治理方法包括氨法、钠碱法、新型催化法、过氧化氢法、有机胺法和活性焦法等。要提高尾气的吸收率, 主要还应通过技术革新和设备升级。如北京化工大学开发的超重力脱硫法曾获中国石化联合会技术发明奖一等奖, 并获美国发明专利。该方法拥有很好的处理二氧化硫尾气的效果, 在国际上已实现工业化运行, 具有良好的经济效益和社会效益, 不仅可用于硫酸工业的尾气处理, 还可用于冶炼工业尾气及热电锅炉烟气的二氧化硫深度脱除和资源化利用。中国硫酸工业协会也正在向全国推广这种优秀技术, 一旦在全国范围内普及, 行业的二氧化硫排放量会进一步下降。

在新的一年, 对硫酸行业从业者也提出一些建议。再先进的设备、再高超的技术, 都是要通过人来操作。只有硫酸工业从业者都有一份安全的意识, 知晓自己身上的环保责任, 在生产中的每一个细节上恪守规范, 从点点滴滴做起, 才能撑起整个硫酸工业环保的一片天。