從2011年起,我國一直是世界第一大鈦白粉生產國和消費國。但令行業尷尬的是,工藝和產品占優勢的氯化法鈦白粉生產線在世界范圍內的總產能越來越高,我國目前卻僅有錦州鈦業可以正常生產熔鹽氯化法鈦白粉,其他企業在上馬氯化法鈦白粉生產線時,受制于自主技術未完全突破和國外技術保密等因素,一直未能順利達產。
那么,為什么氯化法鈦白粉會成為發展趨勢?我國發展氯化法鈦白粉經歷了哪些曲折?未來我國氯化法鈦白粉該怎么發展?中國化工報記者對此進行了采訪。
產業升級寄望氯化法
鈦白粉是僅次于合成氨和磷化工產品的世界第三大無機化工產品,廣泛應用于涂料、塑料、造紙、化纖、油墨等領域。其需求與經濟發展密切相關,其消耗水平是衡量一個國家國民經濟發展和居民生活質量的重要指標。
數據顯示,近10年來,全球鈦化工行業年平均增長率達到5%,呈現出長期穩定增長趨勢。從消費地區看,亞太地區是全球鈦白粉的主要需求地區,鈦白粉工業呈現快速發展勢頭。2014年亞太地區消費量占全球鈦白粉市場份額40%,預計2015~2020年亞太地區鈦白粉消費量平均增長率為7~8%。中國國內需求將保持10~15%的增幅,并且隨著國內城鎮化進程的加速,需求將更加強勁。
目前,全球鈦白粉生產工藝只有硫酸法和氯化法兩種技術。
硫酸法鈦白粉生產工藝誕生于1916年,工藝污染重,生產一噸鈦白粉產品同時會產出約8噸廢酸;操作包含5大工段、24道工序,較為復雜;產品價格低,且只能間歇式生產,現已被國家列入“限制類”工藝。
氯化法鈦白粉生產工藝,因具有工藝流程短、裝置產能大、自動化程度高、產品品質好、環保效益突顯、污染排放量小等眾多優勢而發展迅猛,在國際上已經成為十分成熟的先進工藝。自上世紀80年代起,世界鈦白粉總產能中氯化法工藝生產鈦白粉所占比例及其增速明顯加快:1970年僅占23%;1980年為29%;1990年猛增至47%;到1999年達到56%,從此開始超過了硫酸法。國外自上世紀90年代以來,新建的鈦白粉生產線基本均采用此工藝為主流生產工藝,氯化法工藝已占據主導地位,目前全球約有60%左右(除中國外)鈦白粉產能采用氯化法工藝。
業內專家認為,全球鈦白粉產業數十年的發展歷程和趨勢,可以總結為三個基本特征:一是,氯化法發展勢頭超過硫酸法。氯化法先進的工藝從根本上提高了產品品質,同時減少了污染物排放量。二是,鈦白粉生產企業產能集中度不斷提高,生產企業越來越少。三是,產品的品牌越來越少,但是產品品質趨向多功能化。世界前五位生產商的產能之和占除中國以外全球鈦白粉總產能的78%左右,前五位生產商中即使規模最小的企業鈦白粉產能也在40萬噸/年以上。從全球范圍來看,氯化法鈦白粉生產工藝是國內鈦白粉行業產業升級的方向。
項目上馬卻屢屢受挫
盡管氯化法發展勢頭在全球范圍內已經如火如荼,但在我國由于技術的限制,企業上馬項目卻屢屢受挫。
云南新立有色金屬有限公司氯化法鈦白粉項目從2007年底開始實施,前后用了將近5年的時間,總投資近8億元,其中僅主體設備和技術的引進就花費了3億余元。截至2012年末,云南新立在該項目上累計完成投資22.58億元。據悉,云南新立上馬的是我國第一條采用沸騰氯化法工藝的氯化法鈦白粉生產線。但2013年,公司宣告試車失敗,此后公司開始繼續單獨完成氯化法鈦白粉生產線的試車工作。
無獨有偶,近期河南佰利聯公司也在上馬氯化法鈦白粉生產線時,遭遇挫折。
近日,河南佰利聯公司與德國鈦康就氯化法鈦白粉生產建設解除合約事宜鬧得不可開交,德國鈦康已向中國國際經濟貿易仲裁委員會遞交申請,請求裁決公司支付逾3189萬元費用。1月21日,河南佰利聯公司發布公告稱該公司已經收到中國國際經濟貿易仲裁委員會仲裁通知,就其與德國鈦康公司糾紛事件進行仲裁。
其實,河南佰利聯公司宣布與鈦康進行合作,共同建設氯化法鈦白粉生產線已經是4年前的事情。2012年11月公告顯示,河南佰利聯公司與德國鈦康簽署的《氯化法二氧化鈦產品生產線設計、建造、操作技術轉讓和技術服務合同》約定:鈦康給河南佰利聯公司提供10萬噸/年氯化法鈦白粉生產技術(合同技術),技術資料包括設計、建造和操作一座氯化法鈦白粉工廠所需全部文件,并承擔與提供技術相關的其他義務,該技術轉讓價格為人民幣1.05億元。
河南佰利聯公司在公告中表示,在整個項目建設過程中,該公司完全按照鈦康公司要求進行元部件采購及安裝。按雙方協議,鈦康公司應當在2015年上半年協助河南佰利聯公司完成試生產任務,但鈦康公司未能按期完成且在隨后未作出解釋說明。
據河南佰利聯公司有關人士透露,該公司計劃在2015年完成氯化法鈦白粉生產線的調試工作,并生產出產品。但目前的進度已經滯后。
據記者了解,氯化法鈦白粉生產裝置無論是運轉狀態還是停滯狀態都耗資巨大。尤其是運行后若要停止運轉,需要施加特殊保護措施防止裝置老化與腐蝕,而在重新開啟前也需要重新對裝置進行檢測維護,防護與維護都需要消耗不小資金。河南佰利聯公司在公告中也宣稱,由于鈦康公司的違約,河南佰利聯公司的直接經濟損失已達數千萬元之巨。
因沒能在規定時間內產出一噸合格氯化法鈦白粉,遂河南佰利聯公司向鈦康發出通知書,單方面宣布解除合同,并拒絕支付尾款,但此舉惹惱對方。據了解,關于河南佰利聯公司試車失敗的原因,雙方各執一詞。河南佰利聯公司認為是由于鈦康公司的人員在氯化爐的操作上存在明顯的技術錯誤,而鈦康認為是由于河南佰利聯公司設備安裝不符合要求及人員操作錯誤導致。業內人士認為,雙方的分析還需專家組進行評估后才能做出判斷。
中國鈦白粉行業協會副秘書長、專家組組長劉長河針對河南佰利聯公司氯化法鈦白粉生產線項目提出了“較大風險”并有難度的觀點。
受挫源于工藝發展滯后
其實我國為發展氯化法鈦白粉工藝已經作出數十年努力。
我國自上世紀70年代立足國內實際情況開發了氯化法鈦白粉工藝技術,先后在廈門電化廠建設1000噸/年和天津化工廠建設3000噸/年生產工藝裝置,但因各種原因都已關閉。上世紀90年代,錦州鐵合金廠率先引進國外技術,建設熔鹽氯化法鈦白粉生產線(1.5萬噸/年)。
1989年,錦州鐵合金廠開工建設國內第一套1.5萬噸/年氯化法鈦白粉裝置。1994年該裝置基本建成,經長達十余年的技術消化和攻關,于2002年實現達標達產。這也標志著中國氯化法鈦白粉真正實現了工業化生產。
在第一條線取得成功基礎上,錦州鈦業于2004年著手建設第二條生產線。第二條生產線全部由國內自行設計、進行技術優化,并且設備全部國產化,一次開車成功。
這兩條生產線生產穩定、產品質量優良,到目前為止,是國內唯一連續穩定運行并且達標達產的氯化法鈦白生產裝置,也是國際上唯一的熔鹽氯化對接氣相氧化工藝生產鈦白粉工業裝置。
值得一提的是,河南漯河興茂鈦業這家民營企業,早在2002年就開始對氯化法鈦白粉工藝技術進行調研、跟蹤和自主研發。漯河興茂氯化法鈦白粉項目首期工程項目6萬噸/年(3萬噸/年×2)于2012年進行全面建設,2013年8月基本建成(公輔系統全部建成竣工,主流生產線建成竣工一條線,在建二條線),并投入試生產。該公司已完整地掌握了氯化法鈦白粉生產工藝技術體系,擁有多項獨立的自主知識產權,在氯化法這條突破的道路上,漯河興茂鈦業不斷創新,在鈦白行業中取得了民營企業的歷史新高度。
同時,遭遇損失的河南佰利聯公司也在積極補救。目前,河南佰利聯公司氯化法生產線已連續穩定運行超過11天,在此期間累計生產產品2600余噸,且產品質量達國際先進水平。
國家化工行業生產力促進中心鈦白粉分中心主任畢勝透露,這僅僅是行業的佼佼者,錦州鈦業的氯化法鈦白粉生產技術源自引進吸收后成功。但其他企業引進國外技術上馬的氯化法鈦白粉生產線經歷了關鍵技術尚未掌握的尷尬期,投資巨大卻不能按時達產達標,以致造成了極大經濟損失,云南新立與河南佰利聯公司如出一轍的遭遇便是例子。
據悉,河南佰利聯公司的氯化法鈦白粉項目原計劃采用波富門斯提供的技術。但孰料,2012年杜邦以竊取商業機密(氯化法鈦白粉生產技術)為由,將波富門斯及其華裔股東劉元軒告上法庭。同樣,科慕、特諾、亨斯邁等皆擁有氯化法技術,但也將此視為高度機密,拒絕對外轉讓。
長期以來,國外化工巨頭對氯化法鈦白粉生產技術高度壟斷,國內現已建成并投入生產或者試產的氯化法鈦白企業有遼寧錦州鈦業、云南新立、漯河興茂鈦業、河南佰利聯公司4家,合計產能為21萬噸,僅占國內總產能的6.54%。這與國外氯化法鈦白粉產能占總產能60%以上的比例存在巨大差距。
國內氯化鈦白粉產業的發展滯后,主要受兩大制約因素的限制。一是,國際化工巨頭長期的技術壟斷,即使是引進技術,無論是產能規模和技術水平上,也絕非是主流生產線和最先進的技術。國內仍要經歷漫長的自主研發過程,這就決定了中國氯化法鈦白粉產業難以大規模的快速發展和擴張。二是,核心設備問題,尤其是大型沸騰氯化爐的排渣系統,氧化反應器的防疤和除疤系統,以及主流生產線防堵防腐技術和設備設施全壽命使用周期的技術要求都十分嚴苛。近幾年雖然設備國產化率在不斷提高,但關鍵設備的結構設計、特殊材質和加工精度以及穩定運行時間都與進口設備存在一定的差距,這也是國內氯化法鈦白粉產業大發展的主要制約因素之一。
我國自主技術生產的氯化鈦白粉產品。
“抱團”攻關突破核心技術
東華工程科技股份有限公司副總工程師徐興榮說:“從已經建設的幾套氯化法鈦白粉裝置看,通過咨詢方式引進的技術都存在不夠完善、不夠系統的問題。同時我們也應該看到,這些裝置的關鍵工藝是成功的,關鍵設備是可行的,只是完整性、系統性、先進性不足。國內經過這幾套裝置的建設與開車,對氯化法工藝的認識已經有了很大的提高,培養了一批設計、建設、開車、管理、操作人員。目前階段,在認真總結、消化吸收、相互借鑒、創新改進基礎上,國內企業自行建設中等規模的氯化法鈦白粉裝置是可行的。在技術來源和改進突破上,建議開闊思路、集思廣益,國內外結合,盡可能降低風險。”
中國鈦白粉行業協會副秘書長付一江告訴中國化工報記者,在與氯化法鈦白粉生產企業交流中他深深感到國內鈦白粉企業“抱團”的重要:企業“抱團”取長補短,企業“抱團”交流經驗,企業“抱團”走向世界。只有國內氯化法鈦白粉生產企業“抱團”才能走出困境。由鈦白粉協會牽頭組織企業攻關,突破關鍵技術是發展氯化法鈦白粉生產的可行措施。
付一江表示,我國鈦白粉產業正在經歷從幾萬噸的生產小國到世界生產大國、凈出口大國的歷程,氯化法鈦白粉生產是國家鼓勵產業。“十三五”期間,鈦白粉行業企業也應立足于合作、創新,通過信息交流、資源共享、合作研發等方式,積極引入和運用合作創新資源,協同攻克共性關鍵的氯化法生產技術。









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