2007年中国合成氨行业发展形势分析报告

本报告由北京华经天众经济咨询中心研究部编写，旨在提供给本中心的特定客户及其专业人士，报告版权仅为我中心所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。合成氨行业Page12007年中国合成氨行业发展形势分析报告Theanalysisreported–DevelopmentofSyntheticammoniaprofession本报告由北京华经天众经济咨询中心研究部编写，旨在提供给本中心的特定客户及其专业人士，报告版权仅为我中心所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。合成氨行业Page22007年中国合成氨行业发展形势分析报告报告撰写背景国家发改委颁布的《国家节能中长期规划》，已将合成氨列为节能降耗的重点领域和重点工程。根据规划要求，未来15年，国家一方面将加快推进以洁净煤或天然气替代石油合成氨的工业改造，以节约宝贵的石油资源；另一方面将大力推动节能降耗技术的开发和推广应用，将大型合成氨单位能耗由目前的1372千克标准煤/吨降低到1000千克标准煤/吨。因此，进一步加快合成氨装置的节能改造，已成为众多大化肥生产企业节能降耗的必经之路。而节能降耗的方法有：扩大生产规模、选择与原料相适应的净化方法、采用新工艺及余热的回收利用等。我们将在报告第一部分就以上几个方面进行深度分析。煤气化工艺目前国内比较看好的主要有Texaco(GE)，Shell，GSP(Germany)等，都属于大规模气流床气化技术（见图表3），一般为大中型以上的合成氨厂采用。近年来国内兴起了引进壳牌（Shell）干粉煤气化技术的热潮，特别是部分“油改煤”尿素厂家更为积极。企业在引进先进技术的时候，技术调试消化的时间较长，比如华鲁恒升的国产新型水煤浆技术在鲁南化肥厂有实践经验的情况下调试了将近一年，而双环科技的Shell气化炉在数次推迟开车后试运行半年以上，先后出现了大量的控制系统，设备磨合和技术参数调解等问题，目前仍然有一些细节小问题需要解决。所以，企业在投资前必须做好调研和思想准备，不同区域在煤气化技术的选择上还要考虑企业本身的技术基础和本地可选煤炭的品种。在这份报告里我们将从各方面分析煤气化技术情况，特别是Shell干粉煤气化技术和国产多喷嘴水煤浆气化技术的差异，希望能对国内企业选取适合自己的工艺路线提供参考意见。报告主要观点通过煤气化-合成氨制造化肥，是煤化工的又一途径。我们知道合成氨的原料大约有以下几种：煤（不同气化工艺：水煤浆（气流床），粉煤（气流床），块煤（固定床，化石能源煤石油天然气世界总探明可采储量9831亿t1636亿t179.8亿m3中国探明可采储量1886亿t22亿t2.35亿m3中国所占比例19.1%1.3%1.3%世界总产量55.5亿t38.95亿t2.76亿m3中国产量21.2亿t1.8亿t0.05亿m3中国所占比例38%4.6%1.8%世界储采比177.440.665.1中国储采比9612.147资料来源：北京华经天众经济咨询中心研究部。图表1：中国化石能源资源储采比联系人：任真电话：[phone]传真：[phone]电邮：[e-mail]网址：北京华经天众经济咨询中心市场部。图表2：全球合成氨行业景气度预测资料来源：北京华经天众经济咨询中心研究部。北京华经天众经济咨询中心BeijingHuajingTianzhongEconomicConsultationCenter合成氨咨询中心行业研究部电话:[phone]E-mail:[e-mail]网址：本报告由北京华经天众经济咨询中心研究部编写，旨在提供给本中心的特定客户及其专业人士，报告版权仅为我中心所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。合成氨行业Page3流化床（粒度略小））；天然气：蒸汽转化，部分氧化，催化转化；榨油：部分氧化（目前很多厂都改为煤为原料了，比如洞氮/枝江化肥厂等）；石脑油：催化部分氧化，目前基本上都油改煤了；受国内石油和天然气资源制约，以煤为原料生产合成氨是今后发展的方向，见图表1，我们预计会达到60%以上。我国从上世纪70年代开始引进大型合成氨装置，这些合成氨装置投产若干年后，大多经过油改煤、煤改油、油改气和无烟煤改粉煤等多次反复的原料路线改造和节能改造，先后在烃类蒸气转化工段、变换工段、脱碳工段、控制系统等进行了数十项大型改造，其中造气炉、炉况监测与系统优化、脱硫系统等技改始终是重点。随着能源价格的不断上涨，在上述改造的基础上，对生产装置实施第二轮、第三轮以节能、增产以及原料路线改造为目标的系统技术改造或局部改造已成为一种趋势。合成氨下游主要生产尿素等氮肥，图表2反映了全球合成氨行业的景气度，从中可以看出今后几年全球合成氨产能会持续增长，产能利用率会在2010年进入低潮；目前国内尿素等氮肥产能过剩的迹象已经出现，而2007年国际原油均价有可能下调至60美元/桶，尿素价格存在下跌的可能，但是幅度不会很大；我们认为未来氮肥生产企业只有通过技术改造降低成本或者进行行业整合才能获得发展。另外，过去被人为压低的天然气价格让气头尿素装置享受了一定时期的超额利益，随着化肥用天然气价格优惠的取消和持续上涨，气头尿素装置将会面临原料成本的刚性上涨。图表3：几种煤气化技术指标比较资料来源：北京华经天众经济咨询中心研究部。数据观点说明2007年中国合成氨行业发展形势分析报告是本中心煤化工小组2006-2007年度推出的主要课题报告，报告对目前我国合成氨生产企业节能降耗的现状与技术发展形势作了实地调查分析，重点研究了主要企业利用煤气化技术对旧合成氨装置的改造情况。煤气化打开的下游产品空间比较广阔，主要包括合成氨、甲醇、二甲醚和醋酸等，我们将会在第三部分重点预测分析未来一段时期国内外合成氨及尿素等氮肥行业的市场发展前景。报告数据主要来源于国家统计局、中国氮肥工业协会、中国煤炭工业协会和中国石油和化学工业协会，出于务实审慎的原则，本中心对所有数据都作了严格校对；在报告撰写的过程中我们还得到了煤炭科学研究总院以及合成氨方面专家的观点支持，我们还参阅了大量的国外文献，报告分析严谨，观点明确，是合成氨生产企业、投资机构和个人准确把握产业发展形势，正确制定企业发展和投资策略的可靠参考。课题组人员从2006年下半年开始进行调研，历时半年撰写而成，在此，我们对有关机构领导和专家的指导和帮助表示诚挚的谢意。技术类型间歇式煤气化Texaco煤气化Shell煤气化有效成分CO+H270%77.06%89.03%碳的转化率75%96%99%吨氨耗煤（吨）1.681.501.33煤种要求范围窄有一定要求范围广使用原料无烟块煤水煤浆干煤粉氧耗（M3）空气0.3550.43动力电（KWh）6077.67（不含空分）55.4（不含空分）蒸汽（吨）1.7-0.7（扣除气化用气）-1.07（扣除气化用气）冷却水（吨）6015-2041.9本报告由北京华经天众经济咨询中心研究部编写，旨在提供给本中心的特定客户及其专业人士，报告版权仅为我中心所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。合成氨行业Page4报告目录第一部分我国合成氨生产企业节能降耗现状与技术发展形势分析（合成氨生产是一个非常典型的化工生产过程，本部分首先讨论了氨合成的化学基础，据此就其最佳反应条件的选择、生产设备和工艺流程的确定进行了研究。围绕氨合成的反应的特点，对原料气的制造和净化做了介绍，并分析比较了合成氨全流程。特别是对合成氨生产进行了技术经济分析，重点涉及节能降耗、综合利用、联合生产等方面；最后通过对合成氨生产企业节能降耗案例分析，提供一些新的思路措施。）第一章合成氨生产流程研究与技术经济分析第一节合成氨原则流程及氨合成理论基础一、合成氨的原料及原则流程二、氨合成理论基础研究1、氨合成反应的热效应2、化学平衡及平衡常数3、影响平衡氨含量的因素4、合成氨反应的动力学第二节氨的合成与分离一、最优工艺条件二、合成塔第三节原料气的制造和净化一、原料气的制造二、原料气的净化第四节合成氨全流程分析第五节技术经济分析和综合利用一、不同原料制氨的技术经济比较二、工艺参数的影响三、生产规模大型化四、节能降耗和能源的综合利用第六节联合生产一、合成氨-尿素联合生产二、合成氨-纯碱联合生产第二章我国不同规模合成氨生产企业节能技术状况及发展方向研究第一节我国大型合成氨装置节能技术措施一、烃类蒸汽转化五、弛放气回收二、变换六、机泵三、脱碳七、控制系统四、氨合成及合成回路八、其他第二节我国中型合成氨生产企业节能技术措施分析第三节小合成氨节能技术分析一、推广低温变换工艺技术，淘汰中变或中串低技术二、采用聚乙二醇二甲醚(NHD)脱碳技术三、普遍推广优化的合成氨蒸汽自给技术四、尿素合成双塔并联工艺五、推广造气炉改造技术本报告由北京华经天众经济咨询中心研究部编写，旨在提供给本中心的特定客户及其专业人士，报告版权仅为我中心所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。合成氨行业Page5六、其他第四节合成氨节能技术发展方向和重点分析第三章我国合成氨生产企业其他节能措施研究第一节合成氨余热回收利用途径分析一、余热回收利用主要途径二、热管技术第二节国内外新型催化剂的生产和技术进展一、合成氨催化剂近年的开发状况二、新开发的合成氨催化剂三、我国研发和生产合成氨催化剂最新动向调查四、对我国化肥催化剂的评价第三节合成氨机器设备节能措施研究一、合成氨生产应采用节能设备二、主要机器设备节能措施分析第四章我国合成氨生产企业节能降耗案例分析第一节大型合成氨装置技改中的自控改造方案研究一、现场仪表改造的实施方案1、流量计选型多样化及对节流元件上永久压力损失的考虑2、V形球阀的采用及双向流动控制阀的选型二、自控系统与程控系统改造的实施方案1、自控系统的改造2、程控系统的增设三、可供选择的自控改造方案1、透平-压缩机的综合控制2、合成氨装置的先进控制第二节淠河化肥厂节能降耗减污增效的清洁生产措施分析一、清洁生产-能源效率方案二、成果及经济效益分析三、结论第二部分我国合成氨厂煤气化装置技术发展形势与改造状况调查（对于我国合成氨厂来说，先进的洁净煤气化技术的实施，可以降低公司的生产成本、解决合成氨的产能瓶颈并为未来煤化工下游产品的拓展提供了良好的平台。目前，国内在建或计划建设的煤气化装置的下游应用各不相同，多数并不存在竞争关系。所以，在这部分我们将重点分析煤气化技术的发展状况，并就几个重点煤气化技术工艺进行对比分析，通过对一些主要企业煤气化装置技术改造的调查分析为国内企业选取适合自己的工艺路线提供参考意见。）第五章国内外主要煤气化技术发展状况调查分析第一节国内外先进的煤气化技术一、国外主要煤气化技术分析二、国内煤气化技术进展情况调查第二节粉煤加压气化技术分析一、技术特点和难点分析二、中试装置流程及运行状况三、中试运行结果本报告由北京华经天众经济咨询中心研究部编写，旨在提供给本中心的特定客户及其专业人士，报告版权仅为我中心所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。合成氨行业Page61、中试装置典型合成气组成2、几种不同气化装置运行指标比较3、总结分析第三节煤质对Texaco气化装置运行的影响及其选择一、水煤浆加压气化适宜的煤种二、Texaco水煤浆加压气化工艺对煤质的要求1、煤质适应性的指标分析2、Texaco煤气化工艺对原料煤的其它关键要求3、对煤质不要求的指标三、Texaco煤气化工艺中的最关键因素——煤灰的熔融性、粘温特征1、决定煤的灰熔融性温度的因素分析及其计算方法2、煤灰的熔融性对Texaco气化装置运行的影响3、煤灰熔渣对耐火内衬的侵蚀破坏机理4、所选原料煤的最佳操作温度的确定第四节型煤在煤气发生炉中的气化及工艺条件的优化一、试验部分1、气化型煤的工业化生产2、型煤在固定床煤气发生炉中的气化二、型煤气化结果及操作条件