概述
硫酸的生产原料主要有硫磺、硫铁矿、天然石膏、磷石膏以及含SO2的冶炼烟气。对于新建硫酸装置,必须对原料的来源,技术经济,环境卫生等因素进行综合考虑。
据中国硫酸工业协会统计,2023 年全国硫酸总产量1.115 亿吨,同比增长4.2%;占全球硫酸总产量的 33.2%。其中,硫磺制酸产量 4418.5 万吨,同比下降0.1%;冶炼酸产量 4589.9 万吨,同比增长 7.8%,近 20 年保持连续增长走势;硫铁矿制酸产量1902.8万吨,同比增长 7.8%;其他制酸产量 235.4 万吨,同比下降7.6%。
我国硫酸产量主要分布在磷资源较丰富的云贵川鄂四省,以及安徽、山东、内蒙古、广西、河南等冶炼酸产能较大的省份。硫磺制酸主要集中在云贵川鄂四个磷资源地以及工业发达的华东地区;冶炼酸产量分布较为分散,内蒙古、云南、河南、广西、安徽、甘肃、山东是我国冶炼酸产量最大的七个省份,产量均超过300 万吨。
硫铁矿制酸主要分布在安徽、江西、广东等硫铁矿资源地,以及云贵川鄂等硫酸需求较大的省份。据中国硫酸工业协会统计,2023 年度我国硫磺总产能为1712.8 万吨,同比上升6.5%,其中,石油炼化副产硫磺产能为 1242.9 万吨,同比上升7%,占比72.6%;天然气炼化副产硫磺产能为 347 万吨,同比持平,占比 20.3%;煤化工副产硫磺产能为111.9万吨,同比上升 23.1%,占比 6.5%。硫磺消耗量基本平稳;库存不断攀升;价格同比大幅下降。
未来几年,我国硫磺产能还有不小的增长预期;需求在磷酸铁锂产业发展的带动下,也有一定的发展。我国硫铁矿主要分布在广东、江西、安徽三个省份,2023 年三省硫铁矿产量占全国总产量的比例分别为 23.9%、13%、9.9%。2023 年全国硫铁矿产量1760 万吨(折含S35%,下同),同比增长 8.0%。硫铁矿消费量分布与硫铁矿制酸分布一致,2023 年我国硫铁矿消费量超过 100 万吨的省份有七个,依次是湖北、安徽、广东、云南、四川、江西、河北。
从合理利用资源和控制环境污染方面考虑,利用冶炼烟气来生产硫酸是一条较合理的原料路线,但其必须依托于相关的有色冶金工业。硫磺是生产硫酸的理想原料,国外硫酸工业 80%以上是以硫磺为原料。硫磺制酸具有工艺流程简单,投资少,热能利用率高,环境效益好等优点。相同规模的硫磺制酸装置,其投资约为硫铁矿制酸装置投资的一半。且动力消耗和公用工程费用低,无废渣、废水的排放。另外,硫磺制酸建设周期短,操作管理方便,因此,只要硫磺价格合理,供应渠道稳定,其经济效益是十分显著的。
2、硫磺供求预测
硫磺制酸的优点很多,但关键在于其价格及供货渠道的稳定性,对本项目硫酸装置年耗固(或液)硫磺量 19.86 万吨,必须对硫磺的国内外供求市场进行预测。
(1)世界硫磺供求预测
硫磺的来源以石油和天然气回收硫为主,产地较多。据Acuity 统计,2023年全球硫磺产量总计 7051.6 万吨,同比上升 4.6%;全球硫磺消费量总计6549.4 万吨,同比上升0.4%。国际硫磺市场总体处于供过于求的状态。
2023 年中东、东亚、北美以及中亚地区依次是全球最大的四个硫磺供应地区,它们 2022 年的硫磺产量均有不同幅度的上涨,供应量均超过 1000 万吨。
2023 年度我国硫磺总产能为 1712.8 万吨,同比上升6.5%。其中,石油炼化副产硫磺 1242.9 万吨,占全国硫磺总产能的比例为 72.6%;天然气炼化副产硫磺347万吨,占比 20.3%;煤化工副产硫磺 111.9 万吨,占比 6.5%。
产地主要分布在沿海地区和天然气资源地。截止 2023 年底,四川、浙江、广东、山东、辽宁、江苏是我国硫磺产能最大的六个省份,产能均超过 100 万吨。我国进口硫磺主要来自北美、中东和日韩,2023 年我国进口硫磺来源排名前五的国家分别是加拿大、韩国、阿联酋、沙特、日本。
据海关统计,2023 年我国进口硫磺883.3万吨,同比上升 15.5%;平均进口价格 127.0 美元/吨,同比下降57.9%。世界上硫磺之所以供应充足的一个主要因素是从石油和天然气回收硫的产量不断增加。据国际肥料协会(IFA)资料,目前回收硫已占世界硫磺供应量的85%以上。随着环保要求越来越严格,回收硫的产量呈上升趋势,这位硫磺的稳定供应提供了有利条件,因此,国际硫磺的供应是有保证的。
(2)硫磺的价格及其变化趋势
硫磺资源也是影响中国磷肥工业的一大问题。硫磺主要来源有两个方面:其一是天然硫磺矿,其二是从石油、天然气、硫铁矿、冶炼烟气中回收。长期以来,天然硫磺矿,所获得硫磺一直占硫磺生产的主导地位。近年来,随着各国严格环保条例,从石油、天然气等中回收的硫磺产量在不断增加,且其产量有逐年增加的趋势。
2023 年,国际硫磺价格走势虽有起伏,但整体较弱,平均价格较去年明显下降。年初时,中东硫磺 FOB 价在 150-160 美元/吨,之后连续下跌至6 月底的63-73 美元/吨,然后经历了两个多月的回调,至 104-114 美元/吨,之后再次下跌,至年底时价格在75-80美元/吨。
(3)国内硫磺供求情况
我国硫磺资源较少,多年来硫磺产量一直在 30 万吨/年左右。目前从天然气和石油中回收硫磺的能力为 500 万吨/年以上,其中中石化普光天然气净化厂,产能达250万吨/年以上。中石油三个天然气净化厂,罗家寨、铁山波、渡口河三地产能达153万吨以上。近年来我国沿海地区一些炼油厂开始炼制中东高硫原油,进口原油量达5000 万吨可副产硫磺 75~100 万吨。
我国内硫磺的现有产量,进出口情况以及今后其它行业的需求情况来看,国内硫磺是有一定的供应生产硫酸的潜力。目前我国硫磺产量基本上只能满足部分硫酸行业用硫磺的需求。我国内陆河近海石油气正在不断开发,给回收硫磺创造了良好的前景。
如华北地区有含 H2S 达 9.2%的油田气,青海的天峻硫矿区的 H2S 含量更高达81.3%,目前正在研究开发其回收技术,今后有望成为重点硫资源之一。我国煤资源丰富,炼焦煤中含硫大于 1%的贮量占全国炼焦总量的76.1%。此外,油页岩中平均含硫为 1.67%。据估计,九十年代燃烧高硫煤的电厂每年就要向大气排放硫约 210 万吨,只要把这些烟气硫加于回收,并用于生产硫酸,其年产量可达600万吨以上。另外,我国每年的用煤量超过 10 亿吨,除电厂外,其它行业每年也可望回收近130万吨硫。
因此,随着国家环保条例的严格,这些巨大的硫资源有望加速开发和利用。可以预计,随着国内天然气、油页岩等硫资源的回收,以及进口高含硫原油的增加,国内硫磺的产量会有较大幅度的增加,并将有一部分替代硫铁矿来生产硫酸。据协会统计,2022-2025 年,我国新建硫磺产能总计659 万吨,这些项目若能全部投产,我国硫磺总产能将达到 2200 万吨。
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