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热法磷酸仍是中国磷化工的主流

来源 : 广西越洋化工实业集团       发布时间 : 2010-03-09   点击量 :  

广西越洋化工实业集团   林明


摘要:

本文是林明董事长在2007年10月上海磷化工会议上的发言,针对磷化工行业内对湿法磷酸、窑法磷酸和热法磷酸三种工艺优劣长短的争论,提出了热法磷酸仍然是磷化工主流的观点,并从中国近期磷化工现状、对黄磷“两高一资”传统观念的新理解等方面论述了该观点的正确性。

近期,国内磷化工行业出现一种新现象,湿法磷酸产量剧增,并大量用于生产磷酸盐产品。一些企业纷纷上马湿法磷酸设备,并极力推广使用湿法磷酸制磷酸盐。尤其是贵州宏福实业集团湿法磷酸提纯工艺制备建成投产后,以其低廉的价格,大量冲击磷酸市场,湿法磷酸的用量不断增加,更有人提出了今后湿法磷酸将会取代热法磷酸成为中国磷化工的主流的观点。本人一直在关注这一现象,并多方调查研究,结合实践,我们认为中国磷化工的主流仍然是热法磷酸。

众所周知,传统的湿法磷酸生产工艺是用磷矿石与无机酸反应, 将沉淀分离后制得,其优点是生产成本比较低,因此湿法磷酸的市场价格也比较低;而湿法磷酸的缺点是杂质太多,产品质量比较差,只能用于肥料行业。热法磷酸的生产工艺是将黄磷燃烧,然后与水反应后可得到工业级磷酸或食品磷酸。 热法磷酸的生产成本比较高,但其质量好、杂质少,所以热法磷酸的市场价格稍高于湿法磷酸。最近,湿法磷酸工艺有新的改进,以贵州宏福实业集团为代表,其新增精制湿法磷酸工艺生产线投入使用,该种新工艺相对传统工艺而言,湿法精制酸的质量提高,杂质相对少许多,这种湿法精制酸已被一些企业所接受,应用于生产工业级磷酸盐。 而热法磷酸的原料是普遍认定为“两高一资”产品——黄磷,生产工艺较严谨,在激烈的市场竞争下,低成本的湿法精制酸被客户接受并迅速发展,这一现象引起了磷化工行业业内人士的争议,更有一些呼声认为湿法磷酸在未来将会取代热法磷酸成为中国磷化工的主流。

一、近期中国磷化工的状况。

本人从事磷化工二十年,对于磷化工的每一点动向都密切关注,面对新的现象,本人经过实践比较,反复论证,发现黄磷及黄磷制酸与湿法磷酸工艺相比较, 污染及耗能都低,况且热法酸的应用范围都是科技含量比较高的行业,是食品级、医药级等精细磷酸盐产品的原料,与人类的生活息息相关,拥有湿法磷酸无法取代的优势,由此可见,不能将黄磷及黄磷制酸单纯地定义为高污染、高能耗产品,由此我们大胆地预言:现在以及今后很长一段时间内,黄磷及黄磷制酸仍然是中国磷化工的主流。

1、黄磷生产的主要能耗是电能,但2003年开始,由于国家限电,电价上涨,使黄磷成本也大幅上涨,限电政策使得黄磷的生产开工不足,出现了2003到2006年之间黄磷企业暴利现象,价格由原来的每吨7000多元急剧上涨到每吨20000多元。面对暴利的诱惑,大量资金涌入黄磷企业,许多黄磷厂纷纷建立起来,2006年以后黄磷产量开始增大, 出现供过于求的局面, 这为热法磷酸的生产提供了机遇, 并打下了良好的原料基础。 2006年到2007年黄磷价格开始回落, 虽然目前黄磷的价格在11000元/吨左右,与之前的7000元/吨相比稍贵一些,但是已回落到正常的利润时期。

2、随着国际石油价格的不断上涨,以美国为代表的发达国家开发研究新能源,目前已开发出生物柴油和低成本酒精,并大量使用这些新能源,这些新能源已部分替代石油应用。生物柴油及酒精的制备是由农作物、植物提炼而成,农作物、植物的生长需要大量的磷肥,因此,新能源的大量应用也带动磷肥行业的发展,导致磷肥价格上涨,同时也间接带动磷肥的原料——湿法磷酸的发展,其价格也相应水涨船高,已逼近热法磷酸的价格,这无疑给热法磷酸腾出了价格空间,热法磷酸将会有新的价格优势。

3、传统的观念中,黄磷被普遍定义为“二高一资”产品,即高污染、高能耗、资源性。面对传统观念,我们不只停留在表面认识,对黄磷“两高一资”有新的理解,新的定义。

(1)高污染

一直有一种说法是:黄磷及黄磷制酸是高污染的产品,实践证明,恰恰与其相反。首先,在将磷矿转变成黄磷的过程中,磷的转换率在99%以上,各种有害物质也在高温加热的过程中转变或减少,同时,黄磷生产热法磷酸的生产工艺过程中,磷的回收率也达到99%左右,在黄磷制酸的过程磷的损失量很少,只在1%左右,并将各种微量元素的含量都降到了无害无毒的标准以下。其次,黄磷及黄磷制酸的生产过程中产生的废渣很少,只在磷矿制黄磷的时候会有大量的水渣产生,经过资源再利用将磷渣制做建材原料和制硅肥,用磷渣制水泥混合材,降低了水泥生产成本,可以给水泥厂带来较好的收益。黄磷及黄磷制酸基本上把污染控制在生产地,基本上没有存在污染转移。再者,黄磷及黄磷制酸的生产过程中所有的工艺用水都可以循环使用,可以做到没有废水排放。黄磷及黄磷制酸的生产过程还能产生大量的热能,企业可以减少热能设备的投入。黄磷及黄磷制酸的生产过程的废气可以用作能源和生产甲酸的原料,废气中的磷含量只有50ppm左右,对大气的污染很小。

相比之下,在湿法磷酸生产过程中,磷的转换率只有90%左右,有10%左右的磷在生产中流失,且废渣中含有较多的有毒物质,较难处理;同时,湿法磷酸的生产废水量很大,废水中含氟量相对比较高,属于酸性物质;湿法磷酸的生产废气排放量很大,废气中含有有毒物质。另外,湿法磷酸生产使用的无机酸主要为硫酸,硫酸的原料――硫磺中含有许多的有害物质,由于我国的硫磺主要是以进口为主,相当于把国外原料中的污染源带入中国,无形中扩大了国内的污染层面,增加了国内的治污难度。湿法磷酸的纯度不高,存在着较多的杂质、有毒物质,用它来生产其他产品时,这些杂质、有毒物质难以处理,会出现二次污染。

两种工艺比较,黄磷及黄磷制酸的生产排放的三废基本上没有,是湿法磷酸生产无法比拟的。由此结论:黄磷及黄磷制酸在磷酸生产工艺中是污染最低的生产方式。

(2)高能耗

黄磷及黄磷制酸生产过程的确消耗大量的能源,但是我们认为这样的能耗是值得的,因为它给人类带来了高品质的产品。我们不能单纯地将黄磷及黄磷制酸定义为“两高一资”的产品,也应考虑产品其他方面的优势,例如:该产品是否是高科技含量、环保技术是否过硬,产品是否无可取代等等。热法磷酸的生产工艺由来已久,在国内是成熟的工艺技术,其产品浓度高、杂质少、特别是氟及重金属等元素的含量很少,可以生产出适合于各种高质量、高标准的精细磷酸盐及有机磷产品,这是湿法磷酸不能达到的技术范畴。随着经济的发展,人们已经非常重视人体健康以及环保问题,对各类产品的质量要求将会越来越高,而且从以人为本的角度出发, 各种磷化工产品的标准都将会逐步提升。湿法磷酸中含有许多有毒物质,其中氟含量和砷含量无法降到更低,若将湿法磷酸用于食品、医药等高端行业将直接影响到人类的健康,同时,我们必须要摈弃一些传统的观念和做法,例如:为了追求低成本,饲料级的磷化工产品目前都是用价格低廉湿法磷酸来生产,湿法磷酸中的有害物质会通过食物链转稼到人的身体中,对人类的身体健康造成一定的危害。人类的健康关系着未来,任重道远,因此,我们应该提倡多采用高质量的、对人体没有危害的原料产品,即黄磷制酸工艺的产品,宣扬绿色食物、倡导绿色环境。 在以人为本的前提下,虽然湿法磷酸的价格相对低廉,仍然无法取代热法磷酸高质量、高品位的地位。

(3)耗资源

我们认为黄磷及黄磷制酸是磷化工行业中最节约资源的生产方式。 热法磷酸生产方式中磷的回收率是高达98%以上, 而湿法制磷酸生产的磷的回收率只有85%~90%,在同时生产1吨磷酸盐的时候,热法磷酸要比湿法磷酸少消耗资源10%~20%。而且黄磷及黄磷制酸生产的副产品再利用的比例及价值都比较高,三废的排放量很少或基本上没有排放。如:废水可以回收循环利用,可做到废水零排放。废气中的一氧化碳可以收集用作制备甲酸、甲酸钠、甲酸钙等的原料。1吨黄磷排放出的尾气量为2700-3000m3, 其中CO含量85%~90%,其热值相当于5500~6500m3的城市煤气,因而黄磷尾气是很好的热源和合成气原料。目前国内已有相当多的企业利用黄磷尾气做燃料,如烘干矿石、硅石或做热源用于三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的热缩聚反应。黄磷尾气的综合利用大有文章好做,只需将尾气以适当的方法净化提纯。目前国内已有整套的黄磷尾气净化提纯技术,处理后的尾气中CO纯度达到95%左右,磷、硫、砷化物及氟的含量达到标准,完全可以满足化工合成对原料纯度的要求。利用先进的生产技术,变废为宝,改变耗资源为最节约资源,是黄磷及黄磷制酸的又一突出特点及优势。

我国热法磷酸生产及使用量占的比重是比较大的,磷酸工业中黄磷制酸达70%左右, 大多数企业基本上是黄磷-热法磷酸-三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。 许多磷化工产品特别是食品级或食品级以上的产品要求较高,必须采用黄磷为最原始的原料来生产, 如:电子级磷酸、固体磷酸、有机磷、三氯化磷、高纯磷酸盐等等。据数据统计,约90%的热法磷酸是用来制备精细磷酸盐。 以黄磷和热法磷酸为原料进行精、深加工,其产品的科技含量和附加值都是非常大的,发展前景很大。

综上所述,黄磷及黄磷制酸已不是传统定义的高污染、高能耗、耗资源的生产方式,相反黄磷及黄磷制酸是磷化工行业中污染最低、最节约资源的生产方式,而且其产品品质高、资源可再利用, 这些优势都是湿法磷酸无可代替的,随着湿法磷酸的价格日益上涨,这也决定了湿法磷酸无法成为中国磷化工的主流,热法磷酸才是中国磷化工的主流。

二、世界磷化工的现状

目前中国的一体化黄磷热法路线比欧洲的湿法路线在成本上占有优势,发达国家产品将逐渐退出国际磷化工产品市场。随着我国磷化工的崛起,生产工艺日渐成熟,且国际市场对精细磷酸盐产品的需求日益增加,产品结构往高、精、尖方向靠拢,对我国热法磷酸的需求量将会持续增长。有数据显示,近年我国精细磷酸盐生产保持较快增长,业内专家认为,未来还有巨大发展潜力,特别是五个助剂领域有待进一步开拓。

中国精细磷化工利用一体化优势吸引全球产能转移,中国企业未来全球磷化工市场的占有份额将继续扩大,热法磷酸市场前景广阔,实践将会证明:热法磷酸仍是中国磷化工的主流!

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