以煤為原料是我國小氮肥企業(yè)最顯著的特點。從占據(jù)半壁江山,到幾乎退出市場競爭,再到經(jīng)過優(yōu)勝劣汰發(fā)展成為行業(yè)領軍企業(yè),小氮肥的發(fā)展始終和一個“煤”字緊緊聯(lián)在一起。通過梳理小氮肥發(fā)展之路,可以發(fā)現(xiàn),在其發(fā)展的每一個節(jié)點,無不以煤氣化技術的進步與升級為核心,或者說,正是不斷地圍繞“煤”字作文章,不斷地提高煤氣化技術,才有了今天小氮肥的脫胎換骨。
根據(jù)單套合成氨日產(chǎn)能力,我國曾把氮肥企業(yè)分為大氮肥、中氮肥和小氮肥,劃分標準為單套裝置年產(chǎn)合成氨生產(chǎn)能力分別為30萬噸以上、6~30萬噸和6萬噸以下。
1958年,采用上海化工研究院自主開發(fā)技術建造的中國第一套年產(chǎn)2000噸合成氨、8000噸碳酸氫銨的小氮肥裝置誕生,拉開了我國小氮肥企業(yè)發(fā)展的序幕,歷史上最多時(20世紀80年代初期)全國曾經(jīng)有上千家小氮肥企業(yè),其合成氨和氮肥的產(chǎn)量、能力,一直占整個氮肥工業(yè)的一半以上,占據(jù)了我國氮肥工業(yè)的半壁江山。
經(jīng)過改革開放的優(yōu)勝劣汰,到2006年,全國小氮肥廠的數(shù)量減至470個,年產(chǎn)合成氨3669萬噸,占全國合成氨產(chǎn)量的71%;全國小尿素企業(yè)剩下132個,年產(chǎn)尿素2898萬噸,占全國尿素產(chǎn)量的58.1%。
但剩下的小氮肥企業(yè)逐步發(fā)展壯大,特別是部分企業(yè)的合成氨/尿素產(chǎn)能達到百萬噸規(guī)模,在產(chǎn)能上甚至超過了傳統(tǒng)大中型氮肥企業(yè)。鑒于此,中國氮肥工業(yè)協(xié)會在2006年12月1日召開的第四次會員代表大會上宣布,該協(xié)會下屬的小氮肥分會正式撤銷,同時撤消的還有該協(xié)會下屬的大中氮分會,至此全國所有的氮肥企業(yè)均納入到中國氮肥工業(yè)協(xié)會直接管理的范疇。
此舉標志著經(jīng)歷近50年的發(fā)展尤其是30年改革開放大潮的洗禮,中國小氮肥已經(jīng)成長壯大,進入與大氮肥齊頭并進之列。小氮肥這個稱謂成為已成為歷史的印記。
在這個過程中,小氮肥的“煤”是變化最大的。
從1978年開始,小氮肥行業(yè)開始了以節(jié)能特別是節(jié)煤為中心進行的技術改造。當時,進口的31套大氮肥裝置合成氨綜合能耗甚至只有小氮肥裝置的一半,而小氮肥企業(yè)所用的氣化工藝基本上依舊是清一色的常壓固定層間歇氣化工藝。后經(jīng)“水壓改油壓”、優(yōu)化工藝控制等措施,全國小氮肥行業(yè)能耗下降了35.8%,對于改變小氮肥企業(yè)的落后面貌起到了重要作用。
從1983年開始,有500多家小氮肥廠進行了以設備特別是氣化裝置更新定型為重點的技術改造,也就是行業(yè)所說的“填平補齊”。改造后這些企業(yè)每年合成氨生產(chǎn)能力增加了180多萬噸,節(jié)約標煤230多萬噸。
從1989年開始,全國小氮肥進行了以提高裝置整體水平為主要內(nèi)容的節(jié)能技術改造,進一步消化吸收了引進大型合成氨裝置的設計思想。小氮肥行業(yè)重點推廣了壽光化肥廠合成氨生產(chǎn)蒸汽自給的技術。該技術在全國500多家小氮肥廠得到了應用。全國小合成氨能耗又下降了6.9%,產(chǎn)量增加了16.1%。
合成氨生產(chǎn)蒸汽自給的技術的核心是通過建設“三廢混燃爐”對“三氣”(吹除氣、弛放氣、造氣吹風氣)進行回收,實現(xiàn)“兩煤”(原料煤、燃料煤)變一煤,正是這項技改使眾多小氮肥企業(yè)得以生存。
從1995年開始,小氮肥行業(yè)繼續(xù)進行以優(yōu)化工藝、優(yōu)化設備、優(yōu)化控制為主要內(nèi)容的技術改造。這時的小氮肥工藝更為先進,裝備進一步向中型氮肥廠靠攏。改造后,100多家小氮肥廠的合成氨工藝能耗進入噸氨1.75噸標煤的先進水平。在這個階段,多家企業(yè)新上了型煤裝置,將造氣末煤制成煤球、煤棒等型煤進行綜合利用,實現(xiàn)了對原料煤的“吃干榨凈”。
2008年以來,以河南心連心化肥有限公司、魯西化工集團股份有限公司、江蘇靈谷化工有限公司為代表的一批曾經(jīng)的小氮肥企業(yè)開始全面實施原料路線改造,以粉煤替代無煙塊煤,以加壓連續(xù)氣化替代常壓間歇氣化,單套裝置生產(chǎn)規(guī)模達到年產(chǎn)合成氨30萬噸、尿素52萬噸(即30/52)或年產(chǎn)合成氨45萬噸、尿素80萬噸(即45/80),從氣化、凈化到氨合成以及尿素合成所采用的工藝技術均代表目前國內(nèi)外煤化工領域的最先進水平,真正邁入“大氮肥”行列,實現(xiàn)了企業(yè)從規(guī)模小、能耗高、技術落后到大型化、低能耗、裝備和水平國內(nèi)領先的華麗轉(zhuǎn)身。在這輪改造中,不同的企業(yè)結(jié)合自身實際進行氣化技術的全面升級,可謂是“百花齊放,百家爭鳴”。
在氣化工藝的選擇上,有以褐煤為原料的恩德粉煤氣化,以煙煤為原料的水煤漿氣化,也有以無煙煤為原料的加壓粉煤氣化。
在技術來源上,有國外引進的技術,如水煤漿采用GE公司的技術、干煤粉采用殼牌公司的技術,但更多的是國產(chǎn)化技術,如“清華爐”、“航天爐”(HT-L)、華東理工大學多噴嘴對置式水煤漿氣化技術。
在裝置規(guī)模上,既有18/30、24/40等中型裝置,更有30/52、45/80等大型裝置。
經(jīng)過以煤氣化技術升級為核心內(nèi)容的數(shù)輪技改,小氮肥行業(yè)脫胎換骨。一是部分小氮肥企業(yè)已有了質(zhì)的變化,逐步成為行業(yè)領軍企業(yè),且目前均在實施加壓粉煤氣化改造擴能項目,以實現(xiàn)合成氨裝置的技術升級。這批企業(yè)也是目前國內(nèi)最有活力的氮肥企業(yè)之一。二是經(jīng)過先進煤氣化改造項目的實施,企業(yè)的噸氨綜合能耗普遍下降了20%以上,從60GJ以上下降到50GJ以下甚至接近40GJ,污水排放穩(wěn)定達標。三是徹底實現(xiàn)了原料路線改造,擺脫了多年來制約企業(yè)發(fā)展的原料束縛,實現(xiàn)了原料來源的多元化和本地化,完全替代了無煤塊煤(白煤),為企業(yè)的后續(xù)發(fā)展提供了廣闊空間。
河南省小氮肥企業(yè)的發(fā)展之路就是中國小氮肥企業(yè)發(fā)展的縮影。河南省氮肥產(chǎn)量曾經(jīng)有很長一段時間高居國內(nèi)第一,最多時有100余家小氮肥企業(yè),到目前只剩下約20家企業(yè)仍在堅持生產(chǎn),但可喜的是目前以河南心連心化肥有限公司、昊華駿化集團有限公司為代表的小氮肥企業(yè)合成氨及尿素規(guī)模已進入國內(nèi)前50強,同時在技術進步方面成效顯著。
業(yè)內(nèi)預計,2015年全國尿素產(chǎn)能將達到8000萬噸,而同期以原來的小氮肥企業(yè)為代表企業(yè)集群的尿素產(chǎn)能將達到4000萬噸,依舊占據(jù)國內(nèi)氮肥行業(yè)的半壁江山。