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        針狀焦的研究與生產現狀
        發表時間:2021-01-09     閱讀次數:     字體:【

        1. 針狀焦分類與應用


        早在20世紀50年代,美國大湖炭素公司就通 過延遲焦化工藝生產得到針狀焦;1960年, 美國大陸油公司(Conoco,后與 Phillips 合并)申請了生產針狀焦的專利 ;1969年 , 標準油品公司 (Standard Oil)的首套針狀焦工業生產裝置在洛杉磯投產,自此以后,以大湖炭素公司為代表的美國公司在世界范圍內壟斷了80%的油系針狀焦市場。


        我國針狀焦研究起始于 20世紀70年代,中國石化石油化工科學研究院(簡稱石科院)通過實驗室試、 中試試驗, 以熱裂化渣油、FCC澄清油為原料,相繼在撫順石油二廠、大慶石化總廠、安慶石化總廠進行工業化試驗,均獲得成功,但都因 為原料、 市場、技術等種種原因,未能實現持續的工業化生產。1995年,錦州石化應用石科院技術建設的0.1Mt/a 針狀焦裝置順利開車,填補了國內油系針狀焦的空白,經過技術改造后,錦州石化成為國內首家能夠穩定生產油系針狀焦的企業。 從某種意義上來說,石科院、錦州石化對于中國的針狀焦發展起到篳路藍縷之功。 除石科院外,中國石油大學在熱反應、焦化反應機理方面也有所探索,也取得了一定的成績。


        近年來,隨著社會經濟的快速發展,國內針狀焦需求量大幅增加,作為具有較高附加值的石油制品,針狀焦再次成為石化領域關注的熱點之一,不僅現有生產企業競相通過技術改造進行產能擴充,上海石化、茂名石化、金陵石化等傳統石化企業也有意進入針狀焦市場。 上海石化以催化油漿為原料, 于2015年通過“蒸餾切割-加氫精制”等工藝進行原料預處理,在 1.0Mt/a 延遲焦化裝置上進行工業化試驗,得到符合高功率石墨電極指標要求的優質針狀焦產品。


        根據所使用的生產原料不同,可以將針狀焦分為油系和煤系兩種:以石油煉制產品為原料生產的針狀焦稱為油系針狀焦,以煤焦油瀝 青及其餾分油 為原料生產的針狀焦稱為煤系針狀焦。 以石油產品生產針狀焦具有明顯的環保優勢, 且實施難度較小,生產成本低,日益得到人們的重視。


        油系針狀焦又可分為生焦和熟焦(煅后焦)兩 種,其中生焦用于生產各種電池負極材料,熟焦用于生產高功率石墨電極。 近年來,隨著環保形勢的日益嚴峻,新能源汽車得到快速發展,帶動電池負極材料需求高漲;與此同時,鋼鐵企業的落后轉爐被電爐所取代。 雙重作用之 下,針狀焦市場需求量大幅增加。 目前,世界范圍內油系針狀焦生產以美國企業為主,我國國內實現穩定生產的僅有錦州石化、京陽石化及益大新材料等少數幾家,高端針狀焦產品主要依賴進口, 不僅浪費了大量的資金,還容易受人遏制。 加快推進針狀焦生產工藝研究,早日實現以產頂進,具有非常重要的戰略意義。


        現階段,國內油系針狀焦的生產均以延遲焦化工藝為基礎進行,生產流程主要包括原料預處理、 延遲焦化、煅燒三個階段。


        2. 市場現狀


        中國作為全球最大的鋼鐵生產國,隨著近年來石墨電極行業產品結構的持續優化,超高功率石墨電極比重不斷增加,針狀焦的需求量也越來越大。根據中國炭素行業協會不完全統計:2019年石墨電極產量69萬噸,與上年同期相比增長6.15%。

        2015-2019年中國石墨電極產量

        資料來源:中國炭素行業協會、智研咨詢整理


        中國是針狀焦的最大消費國,也是全球未來針狀焦消費增量的主要貢獻國。雖然國內針狀焦的生產能力有爆發式增長,但是下游行業對針狀焦的需求也將長期保持較快增長,特別是質量等級高的針狀焦將長期供不應求。2019年中國針狀焦產量為44.5萬噸,較2018年的35.5萬噸同比增長25.35%。其中油系針狀焦產量為19.5萬噸,占針狀焦總產量的43.82%;煤系針狀焦產量為25萬噸,占針狀焦總產量的56.18%。


        2011-2019年中國針狀焦產量

        資料來源:智研咨詢整理

        國外針狀焦生產企業主要集中在美國、英國、日本等幾個國家,針狀焦產能排在前五的企業分別是英國菲利浦66、美國菲利浦66、美國海波、日本JX、日本水島等。


        國內針狀焦生產近10年來才快速發展,目前已建成的針狀焦生產裝置設計產能達600kt?a-1以上,但受工藝技術、環保高壓態勢、石墨電極等下游產品限產等的影響,裝置的開工率較低,產能利用率低。


        3. 發展方向


        目前中國針狀焦行業處于快速發展階段,市場規模不斷擴大,需求旺盛,價格不斷攀升;但受限于技術、工藝等原因,新增產能并未真正釋放,仍需大量進口。針狀焦行業應加大研發力度,提高技術工藝成熟度,充分利用原料優勢,抓住發展機遇,生產出高質量的煤系針狀焦。

         
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