氯化法钛白粉:面壁十年图破壁

来源:LookChem.cn发布时间:2016/2/19 14:06:03

从2011年起,我国一直是世界第一大钛白粉生产国和消费国。但令行业尴尬的是,工艺和产品占优势的氯化法钛白粉生产线在世界范围内的总产能越来越高,我国目前却仅有锦州钛业可以正常生产熔盐氯化法钛白粉,其他企业在上马氯化法钛白粉生产线时,受制于自主技术未完全突破和国外技术保密等因素,一直未能顺利达产。

那么,为什么氯化法钛白粉会成为发展趋势?我国发展氯化法钛白粉经历了哪些曲折?未来我国氯化法钛白粉该怎么发展?中国化工报记者对此进行了采访。

产业升级寄望氯化法

钛白粉是仅次于合成氨和磷化工产品的世界第三大无机化工产品,广泛应用于涂料、塑料、造纸、化纤、油墨等领域。其需求与经济发展密切相关,其消耗水平是衡量一个国家国民经济发展和居民生活质量的重要指标。

数据显示,近10年来,全球钛化工行业年平均增长率达到5%,呈现出长期稳定增长趋势。从消费地区看,亚太地区是全球钛白粉的主要需求地区,钛白粉工业呈现快速发展势头。2014年亚太地区消费量占全球钛白粉市场份额40%,预计2015~2020年亚太地区钛白粉消费量平均增长率为7~8%。中国国内需求将保持10~15%的增幅,并且随着国内城镇化进程的加速,需求将更加强劲。

目前,全球钛白粉生产工艺只有硫酸法和氯化法两种技术。

硫酸法钛白粉生产工艺诞生于1916年,工艺污染重,生产一吨钛白粉产品同时会产出约8吨废酸;操作包含5大工段、24道工序,较为复杂;产品价格低,且只能间歇式生产,现已被国家列入“限制类”工艺。

氯化法钛白粉生产工艺,因具有工艺流程短、装置产能大、自动化程度高、产品品质好、环保效益突显、污染排放量小等众多优势而发展迅猛,在国际上已经成为十分成熟的先进工艺。自上世纪80年代起,世界钛白粉总产能中氯化法工艺生产钛白粉所占比例及其增速明显加快:1970年仅占23%;1980年为29%;1990年猛增至47%;到1999年达到56%,从此开始超过了硫酸法。国外自上世纪90年代以来,新建的钛白粉生产线基本均采用此工艺为主流生产工艺,氯化法工艺已占据主导地位,目前全球约有60%左右(除中国外)钛白粉产能采用氯化法工艺。

业内专家认为,全球钛白粉产业数十年的发展历程和趋势,可以总结为三个基本特征:一是,氯化法发展势头超过硫酸法。氯化法先进的工艺从根本上提高了产品品质,同时减少了污染物排放量。二是,钛白粉生产企业产能集中度不断提高,生产企业越来越少。三是,产品的品牌越来越少,但是产品品质趋向多功能化。世界前五位生产商的产能之和占除中国以外全球钛白粉总产能的78%左右,前五位生产商中即使规模最小的企业钛白粉产能也在40万吨/年以上。从全球范围来看,氯化法钛白粉生产工艺是国内钛白粉行业产业升级的方向。

项目上马却屡屡受挫

尽管氯化法发展势头在全球范围内已经如火如荼,但在我国由于技术的限制,企业上马项目却屡屡受挫。

云南新立有色金属有限公司氯化法钛白粉项目从2007年底开始实施,前后用了将近5年的时间,总投资近8亿元,其中仅主体设备和技术的引进就花费了3亿余元。截至2012年末,云南新立在该项目上累计完成投资22.58亿元。据悉,云南新立上马的是我国第一条采用沸腾氯化法工艺的氯化法钛白粉生产线。但2013年,公司宣告试车失败,此后公司开始继续单独完成氯化法钛白粉生产线的试车工作。

无独有偶,近期河南佰利联公司也在上马氯化法钛白粉生产线时,遭遇挫折。

近日,河南佰利联公司与德国钛康就氯化法钛白粉生产建设解除合约事宜闹得不可开交,德国钛康已向中国国际经济贸易仲裁委员会递交申请,请求裁决公司支付逾3189万元费用。1月21日,河南佰利联公司发布公告称该公司已经收到中国国际经济贸易仲裁委员会仲裁通知,就其与德国钛康公司纠纷事件进行仲裁。

其实,河南佰利联公司宣布与钛康进行合作,共同建设氯化法钛白粉生产线已经是4年前的事情。2012年11月公告显示,河南佰利联公司与德国钛康签署的《氯化法二氧化钛产品生产线设计、建造、操作技术转让和技术服务合同》约定:钛康给河南佰利联公司提供10万吨/年氯化法钛白粉生产技术(合同技术),技术资料包括设计、建造和操作一座氯化法钛白粉工厂所需全部文件,并承担与提供技术相关的其他义务,该技术转让价格为人民币1.05亿元。

河南佰利联公司在公告中表示,在整个项目建设过程中,该公司完全按照钛康公司要求进行元部件采购及安装。按双方协议,钛康公司应当在2015年上半年协助河南佰利联公司完成试生产任务,但钛康公司未能按期完成且在随后未作出解释说明。

据河南佰利联公司有关人士透露,该公司计划在2015年完成氯化法钛白粉生产线的调试工作,并生产出产品。但目前的进度已经滞后。

据记者了解,氯化法钛白粉生产装置无论是运转状态还是停滞状态都耗资巨大。尤其是运行后若要停止运转,需要施加特殊保护措施防止装置老化与腐蚀,而在重新开启前也需要重新对装置进行检测维护,防护与维护都需要消耗不小资金。河南佰利联公司在公告中也宣称,由于钛康公司的违约,河南佰利联公司的直接经济损失已达数千万元之巨。

因没能在规定时间内产出一吨合格氯化法钛白粉,遂河南佰利联公司向钛康发出通知书,单方面宣布解除合同,并拒绝支付尾款,但此举惹恼对方。据了解,关于河南佰利联公司试车失败的原因,双方各执一词。河南佰利联公司认为是由于钛康公司的人员在氯化炉的操作上存在明显的技术错误,而钛康认为是由于河南佰利联公司设备安装不符合要求及人员操作错误导致。业内人士认为,双方的分析还需专家组进行评估后才能做出判断。

中国钛白粉行业协会副秘书长、专家组组长刘长河针对河南佰利联公司氯化法钛白粉生产线项目提出了“较大风险”并有难度的观点。

受挫源于工艺发展滞后

其实我国为发展氯化法钛白粉工艺已经作出数十年努力。

我国自上世纪70年代立足国内实际情况开发了氯化法钛白粉工艺技术,先后在厦门电化厂建设1000吨/年和天津化工厂建设3000吨/年生产工艺装置,但因各种原因都已关闭。上世纪90年代,锦州铁合金厂率先引进国外技术,建设熔盐氯化法钛白粉生产线(1.5万吨/年)。

1989年,锦州铁合金厂开工建设国内第一套1.5万吨/年氯化法钛白粉装置。1994年该装置基本建成,经长达十余年的技术消化和攻关,于2002年实现达标达产。这也标志着中国氯化法钛白粉真正实现了工业化生产。

在第一条线取得成功基础上,锦州钛业于2004年着手建设第二条生产线。第二条生产线全部由国内自行设计、进行技术优化,并且设备全部国产化,一次开车成功。

这两条生产线生产稳定、产品质量优良,到目前为止,是国内唯一连续稳定运行并且达标达产的氯化法钛白生产装置,也是国际上唯一的熔盐氯化对接气相氧化工艺生产钛白粉工业装置。

值得一提的是,河南漯河兴茂钛业这家民营企业,早在2002年就开始对氯化法钛白粉工艺技术进行调研、跟踪和自主研发。漯河兴茂氯化法钛白粉项目首期工程项目6万吨/年(3万吨/年×2)于2012年进行全面建设,2013年8月基本建成(公辅系统全部建成竣工,主流生产线建成竣工一条线,在建二条线),并投入试生产。该公司已完整地掌握了氯化法钛白粉生产工艺技术体系,拥有多项独立的自主知识产权,在氯化法这条突破的道路上,漯河兴茂钛业不断创新,在钛白行业中取得了民营企业的历史新高度。

同时,遭遇损失的河南佰利联公司也在积极补救。目前,河南佰利联公司氯化法生产线已连续稳定运行超过11天,在此期间累计生产产品2600余吨,且产品质量达国际先进水平。

国家化工行业生产力促进中心钛白粉分中心主任毕胜透露,这仅仅是行业的佼佼者,锦州钛业的氯化法钛白粉生产技术源自引进吸收后成功。但其他企业引进国外技术上马的氯化法钛白粉生产线经历了关键技术尚未掌握的尴尬期,投资巨大却不能按时达产达标,以致造成了极大经济损失,云南新立与河南佰利联公司如出一辙的遭遇便是例子。

据悉,河南佰利联公司的氯化法钛白粉项目原计划采用波富门斯提供的技术。但孰料,2012年杜邦以窃取商业机密(氯化法钛白粉生产技术)为由,将波富门斯及其华裔股东刘元轩告上法庭。同样,科慕、特诺、亨斯迈等皆拥有氯化法技术,但也将此视为高度机密,拒绝对外转让。

长期以来,国外化工巨头对氯化法钛白粉生产技术高度垄断,国内现已建成并投入生产或者试产的氯化法钛白企业有辽宁锦州钛业、云南新立、漯河兴茂钛业、河南佰利联公司4家,合计产能为21万吨,仅占国内总产能的6.54%。这与国外氯化法钛白粉产能占总产能60%以上的比例存在巨大差距。

国内氯化钛白粉产业的发展滞后,主要受两大制约因素的限制。一是,国际化工巨头长期的技术垄断,即使是引进技术,无论是产能规模和技术水平上,也绝非是主流生产线和最先进的技术。国内仍要经历漫长的自主研发过程,这就决定了中国氯化法钛白粉产业难以大规模的快速发展和扩张。二是,核心设备问题,尤其是大型沸腾氯化炉的排渣系统,氧化反应器的防疤和除疤系统,以及主流生产线防堵防腐技术和设备设施全寿命使用周期的技术要求都十分严苛。近几年虽然设备国产化率在不断提高,但关键设备的结构设计、特殊材质和加工精度以及稳定运行时间都与进口设备存在一定的差距,这也是国内氯化法钛白粉产业大发展的主要制约因素之一。

我国自主技术生产的氯化钛白粉产品。

“抱团”攻关突破核心技术

东华工程科技股份有限公司副总工程师徐兴荣说:“从已经建设的几套氯化法钛白粉装置看,通过咨询方式引进的技术都存在不够完善、不够系统的问题。同时我们也应该看到,这些装置的关键工艺是成功的,关键设备是可行的,只是完整性、系统性、先进性不足。国内经过这几套装置的建设与开车,对氯化法工艺的认识已经有了很大的提高,培养了一批设计、建设、开车、管理、操作人员。目前阶段,在认真总结、消化吸收、相互借鉴、创新改进基础上,国内企业自行建设中等规模的氯化法钛白粉装置是可行的。在技术来源和改进突破上,建议开阔思路、集思广益,国内外结合,尽可能降低风险。”

中国钛白粉行业协会副秘书长付一江告诉中国化工报记者,在与氯化法钛白粉生产企业交流中他深深感到国内钛白粉企业“抱团”的重要:企业“抱团”取长补短,企业“抱团”交流经验,企业“抱团”走向世界。只有国内氯化法钛白粉生产企业“抱团”才能走出困境。由钛白粉协会牵头组织企业攻关,突破关键技术是发展氯化法钛白粉生产的可行措施。

付一江表示,我国钛白粉产业正在经历从几万吨的生产小国到世界生产大国、净出口大国的历程,氯化法钛白粉生产是国家鼓励产业。“十三五”期间,钛白粉行业企业也应立足于合作、创新,通过信息交流、资源共享、合作研发等方式,积极引入和运用合作创新资源,协同攻克共性关键的氯化法生产技术。