一、煤化工行业

煤化工是以煤炭为主要原料生产化工产品的行业，根据生产工艺和产品对象的不同可以分为煤焦化、煤电石、煤气化和煤液化四条产业链。其中煤焦化、煤电石、煤气化（合成氨制化肥）属于传统的煤化工产业。煤气化制醇醚燃料和煤制液化燃料属于现代煤化工领域，也即通常所说的“煤制油”。

（1）“煤制油”工艺技术

1、煤制油和石化制油的根本区别在于原料的不同。石化制油的原料是液态的原油，其工艺重点在于裂解过程。而煤制油的原料是固态的煤，其工艺重点在于气化过程。气化技术的发展由最早的鲁奇炉、德士古水煤浆炉、壳牌干煤粉炉以及西门子GSP气化技术，使煤的转化率大大提高，对煤质的要求大大降低，高新技术的发展使工艺的稳定性和生产成本逐步趋于工业化、市场化、商业化。

2、“煤制油”的工艺方法：“煤制油”是以煤炭为原料，通过化学加工方法将固态的煤转化合成为液态的石油燃料产品，其工艺可分为直接液化和间接液化两种。直接液化是把煤炭先磨成煤粉与溶剂配制成油煤浆，然后在高温、高压、加氢处理的条件下转化成油品。间接液化是先把煤炭在高温下气化，再在催化剂作用下加氢处理合成油品。

   不论是直接液化或间接液化制油，其共同的工艺特点都是：高温（350～480℃）、高压（20～30MPa）、易燃、易爆、腐蚀、磨损，有很高的技术难度。

3、煤直接液化的工艺过程：按1926年由德国柏吉斯发明的高压加氢液化的方法。即把干燥的煤碳磨成粒度小于200目的细粉配成油-煤浆料，在460℃和20～30MPa的压力下高压加氢，煤开始软化、热解，变为粘胶状液体物质，在反应釜内的高温、高压及催化条件下，通过加氢反应而得到粗液化油，再通过催化加氢提质工艺处理，得到合格的汽油、柴油等油品。我国内蒙神华集团的“煤制油”就是采用的直接液化工艺技术。

4、煤间接液化的工艺过程：按1923年由费、托两位科学家发明的F-T合

成法，先把煤块经干馏气化处理生成一氧化碳（CO）合成气，再采用南非Sasol的浆态床、流化床或壳牌Shell固定床进行加氢提质处理，将由煤气化产生的CO在250～350℃和20～30MPa压力下生成合成油或液体燃料-甲醇、二甲醚等。我国内蒙伊泰集团已成功的将煤间接液化工艺应用于工业生产。

   （2）“煤制油”的经济对比

     早在上个世纪30年代，由于石油紧缺，德国首先开始研究煤制油技术，二战前德国就建成了17个工厂，生产过420多万吨汽柴油。到了40、50  年代，随着中东石油大开发，每桶2～10美元的低价石油大量充斥市场，这时再搞煤制油在经济上就很不合算，此时煤制油技术的进展受到影响。直到70年代中东战争爆发，产油大国实施石油禁运，此时油价被炒到每桶30多美元（相当现在的80美元），迫使美、日、德等发达缺油国又掀起了煤制油研发的高潮，纷纷投巨资研究、试验。当2007年～2008年国    际油价上涨至150多美元一桶时，美、日、德等国的工艺日趋成熟，中国的煤制油项目也应运而生了。南非是世界上典型的多煤少油国家，也是世界上“煤制油”技术发达的  国家。从上世纪50年代开始到70年代，已建成世界上最大的商业运行“煤制油”工厂，其中的Sasol公司是目前世界上最出名的“煤制油”厂家。当前世界上直接液化工艺技术接近工业化的有：德国的JGOR工艺、美国的HTI工艺、日本的NEDOI工艺。已经成熟工业化运行的有：南非的Sasol固定床、流化床、浆态床工艺和壳牌（Shell）公司的固定床工艺。世界上间接液化工艺技术已经工业化的有：南非Sasol的费-托（F-T）工艺和壳牌（Shell）公司的固定床工艺。据专家测算，每五吨煤可以转化为一吨合成油，当世界原油价格在28 美元一桶时，“煤制油”从经济上比较合算。南非Sasol公司2006年进行测算，国际原油价格每桶45美元时，煤制油的毛利率约为40%。我国内蒙某煤化集团曾测算，其“煤制油”项目在国际油价22～30美元一桶时，仍有较强竞争力。山东某煤化集团预测，在国际油价不低于23美元一桶时“煤制油”就有竞争力。国际能源署和美国能源部预测，未来20年内国际平均油价将保持在60美元一桶，前一段时间的国际油价长期维持在80多美元一桶的水平上，最近由于北非产油大国的政局动荡，原油价格又回升到每桶100美元以上，因此我国的“煤制油”项目在经济效益方面还是具有较强竞争力的。

（3）我国“煤制油”行业的发展趋势

煤炭是中国的主要化石能源，也是许多重要化工产品的主要原料，随着近年来中国社会经济高速、持续发展，能源和化工产品出现较高的需求增长，煤化工在中国能源和化工领域占有重要地位。我国总的能源特征是“富煤、少油、有气”，其能源消费比例为煤炭占67.8%、石油占23.4%、天然气占2.5%、水电占5.4%、核能占0.83%。煤炭由于其储量大和价格稳定，成为我国动力生产的首选燃料。但中国的石油紧缺和油品消费增大的矛盾日渐突出，对进口的依赖越发严重。2009年5月国务院下发《石化产业调整和振兴规划》中明确要求：积极引导煤化工行业健康发展，重点抓好煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇和煤制二甲醚等五类示范工程。在未来的几年里，国家逾投资上万亿元大力发展煤化工产业，到2020年中国的煤制油能力将达到年产5000万吨，届时15家具有商业规模的煤液化工厂的总产量将可以替代2020年中国石油总进口量的15%，大大缓解国家对进口原油依赖的压力。煤直接液化、间接液化的产品以汽油、柴油、航空煤油以及烯烃为主，产品市场潜力巨大、工艺技术创新的集中度高，是中国新兴煤化工产业的重要发展方向。

（4）“煤制油”行业用阀门特点

“煤制油”行业的生产设备主要是由反应炉的塔器、罐釜和管道组成的系统装置，阀门是其中重要的控制设备。通用的闸、截、止、球、蝶阀自然是必不可少。但由于其核心装置的阀门需要承受工艺条件具有：高温（可达480℃）、高压（可达30MPa）、临氢、走氧、易燃、易爆、腐蚀、磨损的特点，其结构形式以高温高压金属密封耐磨球阀为多。这也正好符合我们凯泰阀门（集团）公司的产品方向。“煤制油”金属密封耐磨球阀按安装部位和工艺条件的区别，大致可有以下四种结构形式：1、          两体式金属密封球阀：这种阀门是采用固定球硬密封球阀的结构，由于可以耐高温、实现双面密封、结构刚性好、密封性能可靠，

多用于要求高、易燃易爆的加氢装置高温部位管道2、          对分式金属密封球阀：这种阀门是采用以球杆中心线对分阀体的固定球硬密封球阀，球杆为同轴度高的连体轴结构。本阀具有耐高温、双面密封、结构刚性好、密封性能可靠。由于对分两阀体填料部位结合面密封结构的限制，多用于中压级别管道、扭矩较小的料斗、反应釜的灰渣泄流部位，作为锁渣阀、锁灰阀、锁斗阀等。3、金属密封偏心半球阀：球体采用具有径向偏心结构的铸造半球形式，可有V形缺口，密封部位是环形的球面。阀杆与球体上部采用受力均匀、对中性良好的尖齿花键配合连接，球体下部与底盖轴套定心。由于本阀可以耐高温、单面密封性能好、启闭灵活、密封副脱开后避免密封面之间的磨损，延长了使用寿命。多用在需要进行调节和关闭的灰渣、浆料介质管道上4、金属密封轨道(Orbitar)球阀：球体采用铸造空心的半球结构形式，密封部位是环形的球台面。球体上部的两个横销与阀杆下部7°～10°的楔面配合，球体下部与阀底盖孔采用球头配合。阀杆上既有负责阀杆升降的梯形螺纹，又有在支架固定销套作用下使阀杆同时旋转90°的螺旋槽。球体在开启或关闭的旋转过程中，球体摆动使密封面脱开或贴紧阀座，实现阀门的启闭动作，避免了球面密封副之间的空转摩擦、减少了密封面的磨损。由于阀杆下端楔面和横销在启闭动作极限位置时受力状况苛刻，因此阀门多用于中低压力、中小口径的灰渣、浆料介质管道上，起启闭作用。以上几种阀门的压力等级范围在150Lb～1500Lb，最高可达2500Lb。常用阀门口径范围在2”～16”，最大可达24”。阀门的主体材料视工况条件的不同，分别选用碳钢（WCB）、耐热钢（WC9）、奥氏体不锈钢(CF8M)或通道内衬（F51）双向不锈钢。球体采用奥氏体不锈钢（316），表面喷涂硬质合金材料。阀杆、球体可有连体杆结构，阀杆为热处理的沉淀硬化不锈钢。阀座前主密封表面喷涂硬质合金材料，辅助后部密封结构具有弹性、防火、防渣和刮切功能。这类阀门驱动装置的输出扭矩要比同规格的软密封球阀的扭矩大3～5倍。阀内件的球面密封副是该阀门的核心部位，要从结构设计、耐磨材料、喷涂工艺和球面磨削配研上解决这些技术关键。球面一般要在304、316基体上采用超音速喷涂镍基碳化钨（Ni-WC），以提高密封面的结合强度（≥70Mpa）、低的空隙率(3~5%)，表面硬度达到HV≥832(HRC≥65)。其喷涂粉料可选用德国斯达克、美国普勒克斯或日本富基米的进口产品。阀座主密封是在304、316的基体上采用热熔喷涂镍基合金（Ni55、Ni60），表面硬度达到HRC55～60。球体密封面要经过粗磨，然后用碗型金钢石沙轮或镶有金钢石沙条的磨盘精磨，最后再进行阀座和球面的单个对研，使球体的正圆度达到0.01～0.02㎜，球面的表面粗糙度达到0.4，以此来保证阀门密封付的吻合度，实现密封零泄漏的要求。由于此类阀门的材料成本高、技术含量高、工艺难度大、质量风险大。主体材料和密封材料的选用以及对球体正圆度、球面光洁度、密封面吻合度和球轴同心度的要求都很高，因此阀门的价位按进口同类阀门价格也很高，约为同规格软密封球阀的6-10倍。金属密封耐磨球阀的使用寿命一般都不长，能超过半年就算良好的了，如从美国专门制作耐磨阀门的厂家Moges或Everlasting公司进口的耐磨阀门，使用不到一年就需要维修了，这也给阀门制造厂家提供了新建项目和维修更换两大更加广阔的市场前景。近年来我们滨诺阀门公司为冶金行业的喷煤、除渣系统和煤化工、多晶硅行业提供了多种耐磨阀门，实现了部分高端阀门的以国代进，取得了良好的经济效益和社会效益。