第一節(jié) 產(chǎn)品定義分析
煤瀝青,人造瀝青的一種,一般為粘稠的液體、半固體或固體。色黑而有光澤。煤瀝青煤焦油蒸餾加工去除液體餾分后的殘余物,約占煤焦油總量的50%~60%,屬大宗產(chǎn)品,現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 2290-2012。
煤瀝青是由多種多環(huán)芳烴化合物組成的混合物,在室溫下為黑色脆性塊狀物,有光澤、臭味,熔融時(shí)易燃燒,有毒,屬二級(jí)易燃固體,由煤干餾得到煤焦油再經(jīng)蒸餾加工制成。常采用甲苯( 或苯) 和喹啉為溶劑。煤瀝青分為苯可溶組分( BS) 、甲苯不溶物( TI) 、喹啉不溶物( QI) -α 樹脂以及甲苯不溶喹啉可溶組分-β 樹脂4 種組分。
圖表 1:煤瀝青溶劑分離族組成分析過程圖
第二節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域分析
根據(jù)軟化點(diǎn)的不同,煤瀝青分為低溫瀝青、中溫瀝青、高溫瀝青三類,每類有1號(hào)和2號(hào)兩個(gè)品級(jí)。
表格 1:煤瀝青不同產(chǎn)品特點(diǎn)
煤瀝青產(chǎn)品用途:
1、用作燃料,由于固體成分多,一般將其與重油混合或者制作成漿料使用,能夠起到部分代替重油的作用。
2、用于碳素電極的生產(chǎn),煤瀝青中的碳石墨化程度相對(duì)較高,可以作為電極材料生產(chǎn),也可以作為浸潤(rùn)劑和粘結(jié)劑使用,這方面產(chǎn)品種類多、涉及產(chǎn)品廣,是煤瀝青的主要用途。
3、涂料,主要經(jīng)處理加工后,用于建筑物及管材防水涂料。環(huán)氧煤瀝青涂料是其中應(yīng)用最廣的一種。
4、筑路及建筑材料,一般與石油瀝青混合使用,煤瀝青和石油瀝青相比,有明顯的質(zhì)量差距和耐久性差距。煤瀝青塑性差,溫度穩(wěn)定性差,冬季脆,夏季軟化,老化快,而兩者的混合瀝青性能優(yōu)于各自單獨(dú)使用。此外,煤瀝青有害物較多,其中不少對(duì)人體危害很大,經(jīng)無害化處理之后再使用才會(huì)比較環(huán)保。
5、針狀焦、活性炭、碳纖維等高附加值產(chǎn)品。煤瀝青殘?zhí)恐蹈?,石墨化成分多,加工容易,而針狀焦、碳纖維都是高端材料,附加值較高,以煤瀝青為原料相當(dāng)于變廢為寶。
6、油毛氈等其他用途。略……
第三節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
目前,煤焦油瀝青的深加工主要分為以道路瀝青、針狀焦以及活性炭等組成的傳統(tǒng)加工路線,和以中間相瀝青、中間相瀝青微球等組成的新興技術(shù)路線。國(guó)內(nèi)的煤焦油深加工利用技術(shù)起步較晚,同國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家水平相比有一定差距,尤其體現(xiàn)在以煤焦油瀝青為原料制備針狀焦、改性瀝青以及球形活性炭等傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品方面,高品質(zhì)產(chǎn)品依然廣泛依賴進(jìn)口。
第四節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點(diǎn)或流程
煤瀝青全稱為煤焦油瀝青,是煤焦油蒸餾提取餾分后的殘留物??梢苑譃榈蜏貫r青(軟化溫度為30-75度),中溫瀝青(軟化溫度為75-95度),高溫瀝青(軟化溫度為95-120度)和改質(zhì)瀝青(軟化溫度為105-120度)。
一、中溫瀝青的制備
中溫瀝青是煤焦油經(jīng)過360度蒸餾提取餾分后的殘留物。
煤焦油靜置脫水→用碳酸鈉脫鹽→用泵將煤焦油打入管式加熱爐的對(duì)流段→此階段煤焦油被加熱到120-130度→進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行脫水→塔頂蒸出輕油蒸汽經(jīng)泠凝器進(jìn)入油水分離器就行油水分離→塔底脫水后的的煤焦油流入無水焦油槽→煤焦油被泵入管式加熱爐的輻射段加熱→進(jìn)入二次蒸發(fā)器→煤焦油中的輕質(zhì)餾分立即蒸發(fā)進(jìn)入分餾塔分級(jí)收集,依次得到輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油→塔底排出中溫瀝青,溫度370度左右→經(jīng)汽化冷卻器至220-240度→進(jìn)入瀝青高位槽自然冷卻數(shù)小時(shí)得到中溫瀝青。
二、改質(zhì)瀝青的制備
1、高溫?zé)峋鄯?br />
常壓熱聚法
熱瀝青由煤焦油蒸餾裝置的二段蒸發(fā)器流入反應(yīng)釜→加熱到360-420度得到改質(zhì)瀝青→流入改質(zhì)瀝青中間槽→經(jīng)冷卻器送入瀝青高置槽→自然冷卻得到成品
加壓熱聚法
熱瀝青經(jīng)中溫瀝青中間槽泵入反應(yīng)釜,釜內(nèi)壓力為0.5-1.2MPA,其余與常壓熱聚法流程一直。加壓熱聚法的優(yōu)點(diǎn)是熱縮聚加強(qiáng),熱分解減弱,低分子組分較少,改質(zhì)瀝青結(jié)焦值大大提高
2、真空閃蒸法
自管式爐輻射段來的煤焦油進(jìn)入二段蒸發(fā)器→頂部溢出輕餾分→底部導(dǎo)出中溫瀝青→輸入真空蒸餾塔→得到的改質(zhì)瀝青在距塔底1.5m處噴滴出來(由于閃蒸塔頂部是真空狀態(tài),所以所以瀝青在此部位受到減壓蒸餾,餾分在閃蒸塔內(nèi)迅速揮發(fā),在很短的時(shí)間內(nèi)軟化溫度提高到110-120度)→從閃蒸塔排出的硬質(zhì)瀝青流入冷卻槽冷卻至180度→泵入瀝青成型嘴→擠入35-40度冷卻水中。
改質(zhì)瀝青的優(yōu)點(diǎn):1、結(jié)焦殘?zhí)恐蹈撸破窓C(jī)械強(qiáng)度高;2、軟化溫度高,夏天運(yùn)輸和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸問題容易解決;3、混捏成型過程中,瀝青溢出煙氣較少,減少環(huán)境污染;4、改質(zhì)瀝青具有較高的熱穩(wěn)定性,可以提高炭材料的質(zhì)量。 略……
第五節(jié) 原材料生產(chǎn)情況
一、原材料生產(chǎn)規(guī)模
圖表 9:2011-2015年我國(guó)煤焦油行業(yè)產(chǎn)量分析
二、原材料生產(chǎn)區(qū)域結(jié)構(gòu)
圖表 10:2015年我國(guó)煤焦油行業(yè)生產(chǎn)區(qū)域結(jié)構(gòu)
三、原材料生產(chǎn)規(guī)模預(yù)測(cè)
圖表 11:2016-2020年我國(guó)煤焦油行業(yè)產(chǎn)量預(yù)測(cè)
第六節(jié) 產(chǎn)品原材料價(jià)格走勢(shì)
一、產(chǎn)品原材料歷年價(jià)
圖表 12:2011-2015年我國(guó)煤焦油行業(yè)價(jià)格分析
二、產(chǎn)品原材料價(jià)格走勢(shì)預(yù)測(cè)
圖表 13:2016-2020年我國(guó)煤焦油行業(yè)價(jià)格預(yù)測(cè)
三、價(jià)格走勢(shì)對(duì)企業(yè)影響
煤瀝青原料市場(chǎng)仍是左右煤瀝青走勢(shì)的風(fēng)向標(biāo)。如果原料成本持續(xù)攀高,企業(yè)利潤(rùn)空間將嚴(yán)重受損,促使產(chǎn)品價(jià)格上漲;反之如果原材料成本下降,產(chǎn)品價(jià)格也隨著降低。
煤瀝青的主要材料行業(yè)產(chǎn)品的供給能力、供給結(jié)構(gòu)及供給價(jià)格任何一項(xiàng)發(fā)生改變都會(huì)給煤瀝青企業(yè)的生產(chǎn)造成影響從而影響整個(gè)行業(yè)的發(fā)展,形成波動(dòng)性。略……
第七節(jié) 投資行為分析
一、進(jìn)入/退出壁壘分析(一)原材料供給
我國(guó)煤瀝青行業(yè)的主要原材料為煤焦油,因此市場(chǎng)進(jìn)入者必須充分考慮其原材料供應(yīng)問題。
(二)銷售渠道
根據(jù)目前我國(guó)煤瀝青行業(yè)現(xiàn)狀,絕大部分產(chǎn)品都用于內(nèi)銷,因此擁有穩(wěn)定的客戶、全面的銷售渠道、
經(jīng)驗(yàn)豐富的銷售團(tuán)隊(duì)對(duì)于企業(yè)來說是至關(guān)重要的,也決定了企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)地位。
(三)產(chǎn)品質(zhì)量
產(chǎn)品產(chǎn)量是企業(yè)發(fā)展的源泉,因此制造企業(yè)必須建立一套完備的質(zhì)量檢驗(yàn)程序與手段,能夠保證持續(xù)的提供高質(zhì)量的產(chǎn)品,樹立和維護(hù)品牌形象,方可以在市場(chǎng)上獲得更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。
(四)成本控制
在充分競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)背景下,進(jìn)入本行業(yè)的企業(yè)應(yīng)在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),具備較強(qiáng)的成本控制能力。
本行業(yè)的原材料主要為鋼鐵,其供應(yīng)市場(chǎng)波動(dòng)較大,因此要求企業(yè)具備一定的成本控制能力。
(五)資金實(shí)力
進(jìn)入煤瀝青行業(yè)需要購(gòu)置一批生產(chǎn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)儀器,而此類設(shè)備的價(jià)值較高,因此新進(jìn)入者需要具備
一定的資金實(shí)力。
二、投資前景分析
近幾年我國(guó)煤瀝青產(chǎn)品市場(chǎng)需求量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)。相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展都對(duì)煤瀝青產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)
域的進(jìn)一步拓寬起到了積極作用,極大地帶動(dòng)了煤瀝青產(chǎn)品市場(chǎng)需求量的增加。
我國(guó)煤瀝青產(chǎn)品的發(fā)展使其將成為一個(gè)有著較高利潤(rùn)空間的產(chǎn)業(yè),同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)更多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其市場(chǎng)有著良好的發(fā)展前景,這些都將帶動(dòng)其關(guān)聯(lián)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,伴隨著我國(guó)煤瀝青產(chǎn)品市場(chǎng)政策的進(jìn)一步規(guī)范,與產(chǎn)業(yè)政策相關(guān)聯(lián)的上下游行業(yè)將有著良好的投資機(jī)遇。
三、新項(xiàng)目推薦地域
圖表 52:2016年我國(guó)煤瀝青行業(yè)地域推薦指數(shù)情況
第八節(jié) 投資發(fā)展建議
隨著煤焦化工的發(fā)展,煤焦油加工企業(yè)應(yīng)該在煤瀝青加工利用方面加大投入。在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi),煤瀝青應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤貙挘?a >研究開發(fā)煤瀝青下游相關(guān)產(chǎn)品,提高煤瀝青的應(yīng)用價(jià)值,滿足各領(lǐng)域的需求,對(duì)國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)建設(shè)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義
未來,對(duì)于煤瀝青生產(chǎn)企業(yè)來說,一方面需要進(jìn)一步延伸企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,提高上下游產(chǎn)品之間的配套能力,擴(kuò)大新材料品種范圍,降低市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)的穩(wěn)定并保持發(fā)展的能力;另一方面,也要使企業(yè)自身規(guī)模和實(shí)力迅速擴(kuò)大,提高與國(guó)外跨國(guó)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的能力,有助于我國(guó)民族產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
對(duì)于國(guó)內(nèi)煤瀝青生產(chǎn)企業(yè)來說,未來可以從三個(gè)方面加大創(chuàng)新力度,一是著力開發(fā)高性能品種,逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列化;二是研發(fā)新品種,穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量;三是加強(qiáng)對(duì)煤瀝青市場(chǎng)的研究,不斷拓寬應(yīng)用領(lǐng)域,加大新技術(shù)的開發(fā)。略……
第九節(jié) 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
1、國(guó)內(nèi)煤瀝青技術(shù)現(xiàn)狀
1)中溫瀝青的生產(chǎn)制備
從國(guó)內(nèi)各廠家生產(chǎn)的中溫瀝青質(zhì)量來看,軟化點(diǎn)、灰分和揮發(fā)分等均可達(dá)到電極瀝青的技術(shù)指標(biāo)且較穩(wěn)定,但甲苯不溶物TI波動(dòng)范圍比較大,而且國(guó)標(biāo)給定的TI范圍也太寬,要控制中溫瀝青TI達(dá)到較高值并保持穩(wěn)定比較困難。作為粘結(jié)劑中溫瀝青,一般希望TI含量盡量高一些,在煤焦油蒸餾制備中溫瀝青過程中可以通過以下措施來提高煤瀝青TI含量:提高管式爐輻射段出1:3油溫,但溫度不能高于420,溫度過高將使?fàn)t管結(jié)焦;適當(dāng)降低管式加熱爐進(jìn)料量,延長(zhǎng)煤焦油在爐管內(nèi)的加熱時(shí)間和在二次蒸發(fā)器底的停留時(shí)間;適當(dāng)提高二次蒸發(fā)器過熱蒸汽溫度。
我國(guó)焦?fàn)t型號(hào)多,加熱溫度差異較大,各地?zé)捊褂妹盒再|(zhì)差異也較大,再加上煉焦工藝各異,導(dǎo)致我國(guó)煤焦油性質(zhì)相差較大,這就是我國(guó)中溫瀝青生產(chǎn)方法相同而質(zhì)量卻相差較大的原因。
2)煤瀝青的改質(zhì)處理方法
國(guó)內(nèi)改質(zhì)瀝青的生產(chǎn)多采用高溫?zé)峋鄯?,各廠生產(chǎn)工藝有所差異。高溫?zé)峋鄯ò磯毫Ψ譃槌悍ê图訅悍ǎ垂に嚥僮鞣譃殚g歇流程和連續(xù)流程,其原理都是將煤瀝青或煤焦油放置在聚合釜內(nèi),于一定溫度和壓力下保持一定的時(shí)間進(jìn)行熱聚合,使瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到粘結(jié)劑質(zhì)量要求,這種方法對(duì)煤瀝青改質(zhì)幅度大,操作簡(jiǎn)便,目前被國(guó)內(nèi)廣為采用。
3)浸漬劑瀝青的開發(fā)
我國(guó)目前尚未廣泛采用炭素材料生產(chǎn)專用浸漬劑瀝青,各廠根據(jù)其實(shí)際情況,采用炭素生產(chǎn)用粘結(jié)劑中溫煤瀝青通過煤焦油或蒽油稀釋調(diào)質(zhì),得到合適粘度的稀瀝青進(jìn)行高壓浸漬處理。吉林炭素廠曾采用鞍鋼和本鋼產(chǎn)的中溫瀝青混合稀釋后作為浸漬劑瀝青使用,其質(zhì)量指標(biāo)如下:軟化點(diǎn)75—9O℃,甲苯不溶物15%-25%,灰分不大于0.3%,揮發(fā)分60-70%,QI不大于10%;合肥炭素廠曾采用中溫煤瀝青加人少許煤焦油,調(diào)低軟化點(diǎn)后作浸漬劑瀝青使用,其質(zhì)量指標(biāo)如下:軟化點(diǎn)75℃,揮發(fā)分60%,QI為6.35%,水分0.15%;南通炭素廠曾選擇軟化點(diǎn)相對(duì)較低并且QI含量較低的煤瀝青作為浸漬劑,其質(zhì)量指標(biāo)如下:軟化點(diǎn)83℃,密度1.25g/cm,甲苯不溶物18%,QI為6%,固定炭50%。
2、國(guó)外煤瀝青生產(chǎn)新技術(shù)
1)中溫瀝青的生產(chǎn)制備
國(guó)外工業(yè)運(yùn)行的煤焦油蒸餾工藝流程還有呂特格式焦油連續(xù)蒸餾、考伯斯式焦油連續(xù)蒸餾和帶來瀝青循環(huán)的焦油蒸餾。
2)煤瀝青的改質(zhì)處理方法
國(guó)外采用的其它幾種典型高溫?zé)峋鄯ń榻B如下:
(1)CHERRY—T法
這種方法是比較有代表性的熱聚法,是6o年代后期由日本大阪煤氣公司研究開發(fā)的,在煤焦油蒸餾過程中直接對(duì)煤瀝青進(jìn)行改質(zhì)來生產(chǎn)粘結(jié)劑瀝青。該方法可以生產(chǎn)軟化點(diǎn)范圍很寬(65-l10~C)、p樹脂含量大于23%的多品種改質(zhì)瀝青,并且其產(chǎn)率比常規(guī)熱聚法高約lO%。
原料焦油在脫水塔脫水后,再進(jìn)入低壓脫水塔,脫除殘余水和輕油,而后經(jīng)管式爐加熱到400℃左右,再送到反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有攪拌器。將脫水焦油在反應(yīng)器中加壓到0.5—2.OMPa及在320—400℃條件下保持5—20h,使不穩(wěn)定組分發(fā)生聚合轉(zhuǎn)變成瀝青質(zhì),然后閃蒸直接得到改質(zhì)瀝青。這樣制取的瀝青是由低分子組分聚合成高分子組分,其雖然不能溶于苯中,但卻能溶解于喹啉中,因此其p樹脂含量高,同時(shí)由于熱裂解產(chǎn)物少,所以改質(zhì)處理以后煤瀝青軟化點(diǎn)并不是很高。采用此法生產(chǎn)軟化點(diǎn)為8O℃的煤瀝青,其固定炭大于5O%,BI大于3O%,QI小于1O%,相對(duì)于煤焦油的產(chǎn)率為57%一61%,軟化點(diǎn)為100~C煤瀝青的固定炭大于56%,BI大于28%-35%,QI為8%一16%,相對(duì)于煤焦油的產(chǎn)率為50%-54%。CHERRY—T法的操作控制比較簡(jiǎn)單有效,BI、QI和p樹脂指標(biāo)由熱處理?xiàng)l件決定,只需要控制反應(yīng)釜的操作,軟化點(diǎn)指標(biāo)與含油量及回流量有關(guān),只需控制住閃蒸塔操作就可以達(dá)到。
閃蒸塔內(nèi)的餾分油汽經(jīng)該塔頂部的精餾段分成閃蒸油和重油,閃蒸油(flashoil)經(jīng)冷凝冷卻,油水分離后一部分用于塔頂回流,重油則由精餾塔底部側(cè)線引出。該過程的油類產(chǎn)品收率為39%,其余6o%為改質(zhì)瀝青。閃蒸塔出來的餾份油汽也可全部由塔頂引人二段反應(yīng)器,二段反應(yīng)溫度為430—450oC,壓力為1—3MPa,物料停留1O小時(shí)以上,由二次反應(yīng)器底部排出來的瀝青軟化點(diǎn)為7O一9O℃,甲苯不溶物23%一31%,喹啉不溶物0—2%,是優(yōu)質(zhì)浸漬劑瀝青。
(2)西歐傳統(tǒng)的熱聚法
熱瀝青連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器,在390—4oo℃溫度下進(jìn)行熱聚合,瀝青在反應(yīng)器中停留6—8h,使煤瀝青得到改質(zhì),用二葸油作為調(diào)節(jié)液對(duì)改質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié),高低軟化點(diǎn)改質(zhì)瀝青均可生產(chǎn),能滿足不同用戶之需要。
(3)管式爐連續(xù)流程
該法適用于大批量電極瀝青生產(chǎn),瀝青與改質(zhì)瀝青換熱后與循環(huán)瀝青同時(shí)進(jìn)人管式爐,加熱到370—39O℃后進(jìn)入反應(yīng)器,瀝青在反應(yīng)器里停留8-lOh,反應(yīng)器底部液相一部分作為循環(huán)瀝青,一部分進(jìn)人閃蒸塔,分離出閃蒸油后,產(chǎn)品改質(zhì)瀝青由閃蒸塔底部排出。其特點(diǎn)是通過改變循環(huán)瀝青量,可靈活地調(diào)整聚合程度。
第十節(jié) 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)生產(chǎn)技術(shù)區(qū)域優(yōu)勢(shì)
國(guó)內(nèi)煤瀝青生產(chǎn)廠商主要分布在上海、中原和東北地區(qū)。而當(dāng)前,我國(guó)的煤瀝青的技術(shù)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)區(qū)域?yàn)樯虾:臀錆h等地。這些地區(qū)企業(yè)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)交流較多,這一地區(qū)該行業(yè)的人才、產(chǎn)業(yè)和科技的聚集作用初見成效,在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。略……
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