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我国氯化法钛白粉技术工艺的发展现状

来源:钛棒,钛板,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2016-2-24 16:32:16

我国自上世纪70年代立足国内实际情况开发了氯化法白粉工艺技术,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。

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。 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。

长期以来,国外化工巨头对氯化法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。

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。

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