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我國氯化法鈦白粉技術工藝的發展現狀

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-2-24 16:32:16

我國自上世紀70年代立足國內實際情況開發了氯化法白粉工藝技術,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。

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。 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。

長期以來,國外化工巨頭對氯化法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。

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。

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