延迟焦化除焦设备行业近年来的技术发展情况与发展趋势
思瀚产业研究院 涧光特种装备    2025-04-22

（1）行业技术发展现状

延迟焦化除焦设备行业的整体技术发展集中于如何更好实现延迟焦化装置除焦过程的自动化、安全化和环保化，即不断改进除焦设备的工艺技术以满足缩短生焦时间、提高生产效率、减轻劳动强度、改善工作环境、保证人身安全、提高装置自动化水平，较好解决了传统延迟焦化装置的安全环保问题，消除污染严重的形象，提高了安全性。具体如下：

① 水力除焦技术

延迟焦化技术广泛应用是在上世纪 50 年代初期。延迟焦化技术经过数十年的发展，在生产效率、生产工艺等方面持续改进。现代延迟焦化工艺过程的进步很大程度上取决于水力除焦技术的开发和应用。在水力除焦方法开发以前，普遍采用的是钢丝绳除焦方法。这种除焦方法常常因为钢丝绳太细被拉断造成危险，同时焦炭塔四周壁上的焦炭需要操作工进入焦炭塔内进行手工操作清除，常发生严重事故。

水力除焦（采用高压水射流从直立的焦炭塔中进行切割并清除石油焦的过程）技术的出现有效解决了传统除焦方法的相关问题，缩短了除焦过程所需的时间，提高了焦化装置的运行效率。水力除焦系统是延迟焦化装置的重要组成部分，对装置的“安、稳、长、满、优”生产具有重要作用。延迟焦化水力除焦技术的发展始终围绕着除焦过程自动化、安全化和高效化的目标，包括水力除焦设备、除焦控制系统的不断研发和升级换代，具体如下：

A. 水力除焦设备方面，水力除焦设备主要包括焦炭塔顶底盖机、水力马达、高压水泵、切换除焦器和除焦控制阀等单体设备。近年来，为了适应延迟焦化装置大型化的趋势、满足 HSE 需求以及对于人身安全的愈加重视，水力除焦设备的自动化水平持续提升。以焦炭塔顶底盖机为例，从早期需要人工完成拆卸工作，历经法兰密封技术自动顶底盖机、平板闸阀式顶底盖机、液压螺栓密封技术 BU 型平板底盖机，到目前最新研制的适用于密闭除焦技术和针状焦工艺的 BUM 型平板底盖机，焦炭塔顶底盖机的自动化水平、密封比压、运行寿命、运行效率等性能不断提升。

B. 除焦控制系统方面，由洛阳涧光特种装备股份有限公司开发的远程智能水力除焦控制系统，实现了远程和自动的新型除焦模式，相比较原来的传统除焦程控系统，实现了设计和功能上的迭代，本质上提高了人员、设备安全保障水平以及除焦工作效率。此外，为了打破国外对高品质针状焦生产工艺的垄断，洛阳涧光特种装备股份有限公司最新研制了针状焦自动化水力除焦系统，系国内首创。洛阳涧光特种装备股份有限公司水力除焦产品的不断升级与创新引领了近 10年国内水力除焦技术的发展方向。

② 密闭除焦技术

由于延迟焦化装置多数采用敞开式的焦池，石油焦在除焦、运输和储存过程经常产生大量粉尘和挥发性污染气体，给周边环境造成严重污染。近十年来，国家对环保持续提出更高的要求。密闭除焦系统系在水力除焦系统基础上研发而成的覆盖延迟焦化工艺、堆取料、装车、运输等多个环节全密闭大型自动化系统，能够有效解决延迟焦化装置的安全环保问题。

2013 年，中国石化实施包含 803 个环保综合整治项目的“碧水蓝天”计划，洛阳涧光特种装备股份有限公司受中石化委托参与合作研发螺旋提升机密闭除焦系统，该技术获得中国石化集团科学技术进步一等奖，并在镇海炼化、青岛炼化等多个项目投入工业应用，成为国内首次实现工业化应用的密闭除焦技术。

2021 年，洛阳涧光特种装备股份有限公司最新研制了箱式刮板密闭除焦系统，集储焦、脱水、输送功能于一体，在延迟焦化密闭除焦改造项目中具有明显的工艺优势，该技术施工周期更短、密闭程度和自动化程度更高。

生态环境部 2019 年印发的《重点行业挥发性有机物综合治理方案》提出“推进重点区域延迟焦化装置实施密闭除焦（含冷焦水和切焦水密闭）改造”，未来密闭除焦系统将逐渐成为炼化企业延迟焦化装置投产的必要条件。除了洛阳涧光特种装备股份有限公司拥有的上述密闭除焦技术外，目前市场上还有德国 Triplan AG 公司的 CCSS 密闭除焦技术和天澄环保的自动抓斗密闭除焦技术。在国内密闭除焦领域，洛阳涧光特种装备股份有限公司一直处于引领者的地位。

（2）行业业态及模式发展现状

①行业下游集中度高且炼厂规模有限，地方性炼化企业发展迅速

本世纪以来，伴随经济腾飞对能源的巨大需求，中国原油加工能力快速发展。截至2020 年末我国炼能已经达到 8.9 亿吨/年，是仅次于美国的第二大原油加工国。按目前在建、已批准建设和规划的项目测算，我国 2025 年炼能将升至 10.2 亿吨/年。从经营主体看，中石油、中石化、中海油、中化集团、地方性炼化企业等多元化主体参与的国内竞争格局继续发展从产能占比来看，国内炼油行业形成了中石化、中石油、其他炼油企业“三分天下”格局。

其中，中石化、中石油作为炼化行业龙头，其合计所拥有的炼能占全国总炼能的 50%以上8，且就炼厂规模和炼能而言已经达到世界水平；从炼厂规模来看，据隆众资讯统计，截至 2019 年末我国已有 29 家千万吨级炼厂，但同时由于众多中小规模炼厂的存在，国内炼厂平均规模仍与世界炼厂平均规模有较大差距。

数量众多的地方性炼化企业在市场中占据了重要的地位。受国家政策鼓励，近年来地方性炼化企业发展迅速。一方面，进口原油使用权的放开使得地方性炼化企业能够扩大产能和产量。根据商务部公告，2021 年原油非国营贸易进口允许量为 24,300 万吨，较 2020 年的 20,200 万吨允许量增加 20%，增量超过 4,000 万吨，原油配额的增长是驱动近年来地方性炼化企业增长的重要因素之一。

另一方面，随着国家提高对炼油项目规模的要求，地方性炼化企业正在逐步淘汰落后产能，新建大规模炼化装置，并配套二次加工装置。近几年已有多个地方性炼化企业投资的大型炼化一体化项目投产，如浙石化4,000 万吨/年炼化一体化项目（一期）等已投产。

②延迟焦化除焦设备呈现定制化、高可靠性特点，对设备供应商要求高

延迟焦化除焦设备需要满足苛刻工况环境下的高可靠性要求，同时兼具自动化程度高、定制化特点突出、单体价值较大等特点，是下游行业企业扩大规模、提升自动化水平、打造环境友好型发展路径的重要组成和必要装备。

延迟焦化除焦产品均为定制化非标专用设备和系统，需要针对不同炼化企业的不同需求、环境、体量等开展需求获取、方案设计、定制化生产等多项工作，各项目间涉及的产品差异较大。密闭除焦系统是炼化企业延迟焦化装置的关键设施，其顺利运转和如期交付，对炼化企业的装置稳定运行、生产组织、运行成本及经济效益等会产生重大影响。

同时，由于国内炼厂多为城市炼厂，对设备安全性、稳定性及环保性能要求更高，在炼厂分布或设备要求等方面与国外相比具有一定的特殊性，国内主要客户通常会要求供应商具备国内成功交付运行的设备业绩。此外，由于技术的复杂性以及工业化应用的较高要求，密闭除焦系统从设计、生产到安装调试、试运行、正式投运的整体周期较长。

以洛阳涧光特种装备股份有限公司螺旋提升机密闭除焦系统产品为例，2015 年该产品率先在中石化镇海炼化成功投入运行，洛阳涧光特种装备股份有限公司成为第一家具备国内成功交付运行业绩的密闭除焦系统产品供应商。螺旋提升机密闭除焦技术的首次成功应用，引起了行业内外众多炼化企业的高度关注，洛阳涧光特种装备股份有限公司新增客户达十余家。

因此，研发、生产能力薄弱的设备供应商难以应对上述差异，无法满足客户的定制化需求，无法取得客户的认可和信任，也就无法持续获取业务及订单。同时，面对客户需求、行业要求、宏观政策等多种因素的变化，设备供应商面临的要求和挑战不断升级，行业内形成充分的市场竞争及规模效应客观上存在一定难度。

③炼油企业对延迟焦化除焦设备存在定期/不定期维修维护需求

炼油企业一般对延迟焦化除焦设备的稳定运行采用持续维护、定期检修的方式，一则出于设备老化、效率下降考虑；二则出于生产稳定性、安全性的考虑。炼油企业定期检修期间，会停产将部分重要组件返厂进行维修、养护、更替，以保证维修后设备的稳定运行。对于其他非重要组件，炼油企业会结合设备实际情况，定期或不定期向设备供应商采购备品备件，在不影响其正常经营生产的前提下保障炼油设备持续、稳定的运行。

（3）行业和技术未来发展趋势

①大型炼化一体化项目成为炼油行业升级与发展的主要方向，延迟焦化设备等炼油、化工生产专用设备呈现大型化、智能化发展趋势

过去 10 年，我国经济快速发展对油品的需求快速增长，我国炼油产能进一步增长，同时炼油能力过剩问题日益严重。国家已经明确提出限制新建 1,000 万吨/年以下常减压装置和淘汰 200 万吨/年及以下常减压装置。

原油进口权、进口原油使用权授权给地方石油炼化企业的同时也对申请企业的规模提出了要求，要求“拥有一套及以上单系列设计原油加工能力大于 200 万吨/年（不含）的常减压装置”。在此背景下，国内炼油企业一方面加快建设规模化、大型化的炼化一体化炼厂，另一方面加速小炼厂整合。

以山东地方性炼化企业为例，按照“上大压小、废旧立新”原则，在推进 500 万吨/年及以下地方炼厂企业炼油产能减量整合的同时，规划建设两期共 4,000 万吨/年裕龙岛炼化一体化项目。总体而言，炼油行业将继续推进装置大型化、炼化一体化、产业集群化、园区化基地化建设，并将淘汰一批产品质量低劣、能耗高、资源利用不合理、安全隐患较大环保无法达标的炼油装置。

随着炼化行业朝大型化、规范化方向不断推进，炼油、化工生产专用设备企业将加快科研与技术开发的投入。技术含量高、更环保的新产品将增强企业自主创新能力和产业竞争力，炼油、化工生产专用设备制造企业将迎来全新的发展机遇。

面对竞争格局的深刻变化，炼化企业、设计院、设备商加快了延迟焦化技术更新的步伐，以便适应时代发展的需求。延迟焦化设备随着延迟焦化装置加工规模增加而呈现大型化的趋势，目前国内最大的延迟焦化装置加工能力达到 420 万吨/年。延迟焦化除焦设备的整体技术发展集中于如何更好实现除焦过程的自动化、安全化和环保化，即不断改进除焦设备的工艺技术以缩短生焦时间、提高生产效率、减轻劳动强度、改善工作环境、保证人身安全、提高装置自动化水平，较好解决了传统延迟焦化装置的安全环保问题，消除污染严重的形象，提高了安全性。

②原油重质化趋势凸显

延迟焦化等重渣油加工工艺的重要性近年来，随着世界原油需求的持续走高，原油资源的重质化越来越明显。同时据世界重油大会资料表明，全球的重油和油砂剩余储量相当巨大。据美国联邦地质调查局（USGS）2003 年的评价结果，全球大约 100,000 亿桶的剩余石油资源中，70%以上是重油资源。这些结果表明，在未来的炼油生产过程中重质原油的加工比例将越来越大。

与此同时，全球油品需求结构也在发生变化，锅炉及船用重燃料油的消费量在逐年减少，而化工用轻质油及优质车用燃料油的需求在逐年增加，因此将更多的重质渣油转化为优质的轻质油品已成为世界炼油技术发展的主要方向。延迟焦化工艺过程因其技术成熟、原料适应性强、产品灵活性大、操作可靠性高以及投资和操作费用相对较低，而在渣油加工工艺中被广泛应用，在炼油厂的地位也将持续上升。

③电弧炉炼钢、锂电池负极材料需求带动针状焦市场蓬勃发展，针状焦延迟焦化装置市场空间广阔

针状焦产品是石化行业近年来衍生出来的新应用，主要用于生产电弧炉炼钢用的高功率、超高功率石墨电极和锂电池负极材料。

A.超高功率电弧炉炼钢

超高功率石墨电极以针状焦为原料，主要用于超高功率电弧炉炼钢。电弧炉炼钢是以废钢为原料，比高炉转炉法基建投资少，且有利于废钢的回收利用。采用超高功率电弧炉炼钢可使冶炼时间缩短 30%-50%，节电 10%-50%，经济效益明显。

随着大容量、高效率、综合成本低的超高功率电弧炉数量增多，对石墨电极最大允许电流的要求也有所提高，促进超高功率石墨电极的发展。根据百川盈孚的统计，2021 年，国内超高功率石墨电极产量为 61.90 万吨，占全国石墨电极总产量的 61.34%，预计未来大直径超高功率石墨电极将会成为主导产品，比重有望进一步提升。

相较于美国、欧洲、日本等发达国家和地区，我国超高功率石墨电极行业发展起步晚，最早主要依靠进口，超高功率石墨电极的生产量远远供不上需求量。在钢铁工业发展及技术的进步的推动下，我国逐渐打破国外的技术垄断，超高功率石墨电极的生产能力不断攀升，产品质量也得了快速提高。目前，我国生产的超高功率石墨电极在大型电弧炉上已经取得良好的效果，产品的各项性能指标都能达到国际领先水平。我国超高功率石墨电极产品不仅供给国内市场，还大量出口到国外，市场前景广阔。

B. 锂电池负极材料

此外，锂电池负极材料应用前景广阔，未来主要发展驱动来自动力电池以及储能电池。随着新能源汽车行业的爆发，新能源汽车锂电池的需求将出现爆发式增长；同时，储能市场方面亦具备较大挖掘潜力，目前最具开发潜力的主要是风光电场、商业化削峰填谷电力项目、传统电厂和微电网等下游市场，可再生能源的加速建设，使得储能的商业化应用更加迫切。在动力电池、消费电池、储能电池的共同拉动下，锂电池负极材料出货量保持快速增长。

锂电池负极材料的需求快速增长，逐渐成为针状焦应用领域新的主力军，带动针状焦需求快速增长。全球负极产能主要分布在中国、日本、韩国，根据百川盈孚的统计，截至 2021 年末，全球负极材料名义总产能 110 万吨，中国占比 85%左右；2022 年末，全球负极材料总产能将达 190 万吨，中国负极材料总产能将达 170 万吨，占比提升至 90%，中国在全球负极材料领域的产能优势进一步加强。

2021 年，全球锂电池负极材料出货量（产量）达 94 万吨，同比增长 77%；中国锂洛电池负极材料出货量（产量）达 72 万吨，同比增长 95%。到 2025 年，全球锂电池负极材料出货量（产量）预计达 310 万吨，中国锂电池负极材料出货量（产量）预计达 260万吨，2021-2025 年中国负极材料市场将以 37.85%复合增长率快速发展。

目前我国针状焦行业正处于发展时期，高技术含量、高附加值的产品有相当数量的缺口，在高端产品市场，国外企业仍占据着较大的优势。随着我国炼钢行业生产技术水平的不断提升和锂电池负极材料的需求快速增长，进一步加剧了国内石油系针状焦供需失衡的局面，近年来石油系针状焦的进口价格一直呈上升趋势。供给缺口加大以及进口价格的不断上升使得石油系针状焦成为国内针状焦行业新的投资热点。

随着国内针状焦行业技术水平的发展，预计未来国内企业自主研发生产的针状焦高端产品在国内所占的市场份额将逐步扩大，市场竞争力将逐渐增强。目前，山西宏特煤化工有限公司、中钢集团煤系针状焦、锦州石化公司石油系针状焦装置均已达到 4 万~5万吨/年的规模，并能稳定运行。

据鑫椤资讯统计，2021 年全球针状焦生产能力增长至约 325 万吨/年，中国针状焦生产能力约 224 万吨/年，占全球产能的 68.92％，中国针状焦生产企业增加至 21 家。随着我国对针状焦研发的不断推进和石油焦产品质量的不断提高，在可预见的未来，将有更多的针状焦延迟焦化装置投入运行，满足石油系针状焦生产工艺的延迟焦化装置市场空间广阔。

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