我國純堿工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

作為基本的化工原料，純堿在經(jīng)濟的建設和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，是一種不可替代的產(chǎn)品?？v觀全球的形勢,隨著美國、歐洲、日本等發(fā)達國家的經(jīng)濟進入市場成熟期,純堿行業(yè)的供求也達到了基本平衡。近幾年我國的純堿工業(yè)得到了長足的發(fā)展,無論是在產(chǎn)品產(chǎn)量、品種、質量,還是在生產(chǎn)技術水平和設備水平方面,均取得了長足進步,部分工序已躋身世界先進行列。自2003年起我國的純堿產(chǎn)量超過1100萬t,躍居世界首位;2004年達1250萬t,2005年繼續(xù)增產(chǎn),全國純堿產(chǎn)量達到了1400萬t,成為世界純堿生產(chǎn)第一大國。生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量位居全球首位,生產(chǎn)工藝方法最全,我國的純堿生產(chǎn)工藝不僅包括傳統(tǒng)的氨堿工藝、天然堿工藝也有我國自行開發(fā)的聯(lián)堿工藝。1該技術1.1幾種重堿結晶塔傳統(tǒng)的索爾維碳化塔已有100多年的歷史,隨著科學技術的現(xiàn)代化及新材料、新技術的出現(xiàn),我國的制堿工作者向傳統(tǒng)的碳化塔提出了挑戰(zhàn)。近年來研制開發(fā)了多種新型碳化塔:1)大型異徑笠帽碳化塔:該塔的優(yōu)點是生產(chǎn)能力大、制堿周期長、冷卻效率高、轉化率高、結晶質量好。目前許多大中型氨堿廠及聯(lián)堿廠已采用這種碳化塔。2)篩板碳化塔:它的特點是生產(chǎn)能力大、塔中溫度高、結晶質量好、容易清洗、操作彈性好。氨堿法是連續(xù)生產(chǎn)、設備多、流程長,生產(chǎn)中易出現(xiàn)波動,篩板塔抗波動性強。3)外冷碳化塔:該塔具有設備結構簡單、投資省、可連續(xù)長周期運轉、生產(chǎn)能力大、結晶質量好、吸收率高等優(yōu)點,適用于聯(lián)堿廠。4)不冷碳化塔:環(huán)流式碳化塔又稱不冷碳化塔,生產(chǎn)的重堿結晶粒度大、塔的生產(chǎn)能力大、設備結構簡單、造價低,作業(yè)周期長、操作簡單。該塔適合于聯(lián)堿工藝。1.2濾堿在純堿中的應用濾過工序的操作質量、工藝指標的優(yōu)劣,影響著純堿工藝多相消耗指標的水平,影響著制造成本的高低;影響著產(chǎn)品質量的好壞。1)濾堿洗水添加助濾劑技術的應用:由大連化工研究設計院研制開發(fā)的系列ZL助濾劑,專用于純堿制造過程的重堿濾過,已在10多家純堿廠應用,現(xiàn)已由單一品種發(fā)展為適合不同純堿生產(chǎn)廠操作工況的系列產(chǎn)品。經(jīng)不斷改進,該產(chǎn)品及其應用技術已實現(xiàn)更新?lián)Q代,可實現(xiàn)降水分3%,提高燒成率2%,節(jié)省洗水量。對純堿成品無不良影響,得到用戶好評。2)用離心機二次過濾重堿:為了降低重堿水份和鹽份,提高產(chǎn)品質量,節(jié)約能源,提高煅燒爐能力,先后有幾家堿廠分別引進離心機,將真空過濾機過濾洗滌后的濕重堿直接進離心機進行二次分離。3)噴嘴在濾堿機洗水系統(tǒng)上的應用:青島堿廠根據(jù)本廠洗水消耗當量及濾過設備的特點,經(jīng)過多次、多品種的噴嘴試驗和改進,確定噴嘴的流體結構,使洗水得到了很好的霧化;改變了純堿行業(yè)濾堿機的傳統(tǒng)洗水淋灑方法,解決了由于洗水分布不均勻,引起局部鹽份變化大,對產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性造成的影響及洗水利用率低的問題。降低了母液的處理量,減少了生產(chǎn)成本,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。4)真空轉鼓濾堿機:多年來我國一直采用真空轉鼓濾堿機過濾重堿,由成都天寶公司生產(chǎn)的真空轉鼓濾堿機已推出了高性能的第3代產(chǎn)品。該產(chǎn)品已在全國40多家企業(yè)使用,并遠銷國外。該產(chǎn)品主體材料堅持采用超低碳不銹鋼,在噴淋裝置、壓輥結構、攪拌裝置、分配頭、錯氣盤等部位進行了改進。5)帶式濾堿機:分別于2004年建成投產(chǎn)的河南新鄉(xiāng)中新化工有限責任公司、2006年投產(chǎn)的河南金大地公司在舞陽的聯(lián)堿裝置,都選用了核工業(yè)煙臺同興實業(yè)有限公司的DLJ帶式濾堿機過濾重堿,打破了我國純堿行業(yè)真空轉鼓濾減機濾過重堿的一統(tǒng)天下。1.3外返堿煅燒技術在純堿生產(chǎn)中,重堿的煅燒技術一直是制堿行業(yè)的主要研究課題,因為煅燒爐的運行工況直接影響產(chǎn)品的質量,其能耗的高低又影響著經(jīng)濟效益。國內外堿廠的重堿煅燒工序均采用蒸汽煅燒技術,蒸汽煅燒技術又分為外返堿煅燒爐和自身返堿爐。1)φ3×30m外返堿煅燒爐:技術領先的φ3×30m外返堿煅燒爐,是大化集團化機廠在吸收國內外同類產(chǎn)品的先進經(jīng)驗基礎上研制出來的,適用于大中型堿廠。2)自身返堿煅燒爐:小型聯(lián)堿廠大多采用自身返堿蒸汽煅燒爐。近年來自身返堿蒸汽煅燒爐在技術上有了較大的改進;使用返堿連續(xù)進爐結構;爐頭設預混段;改進了爐體密封結構、進汽裝置、排水裝置等等,使技術經(jīng)濟指標有了顯著的提高。1.4高鹽廢水的回收利用技術隨著科學技術的進步和各工業(yè)領域的發(fā)展,基本化工產(chǎn)品純堿也相應發(fā)生了較大的變化,加快發(fā)展低鹽重質純堿,已成為純堿行業(yè)的一項重要任務。它的主要生產(chǎn)方法有:1)液相水合法:由天津堿廠自行開發(fā)設計的液相水合法生產(chǎn)重質純堿的生產(chǎn)過程中,中間產(chǎn)品一水碳酸鈉的質量直接影響重質純堿的質量。其關鍵設備是水合結晶器,在多年生產(chǎn)實踐基礎上,將攪拌機改為帶導流筒的雙層螺旋槳式。改造后設備運轉可靠,生產(chǎn)能力提高,操作彈性大。2)固相、改良固相水合法:以大連化工研究設計院為主,聯(lián)合開發(fā)的固相及改良的固相水合法重質純堿生產(chǎn)技術,已在多家企業(yè)應用。目前我國純堿行業(yè)的固相水合法生產(chǎn)重質純堿的企業(yè),根據(jù)自身的特點采用了各種干燥設備:青島的流化床,山東?；姆序v床,唐山三友、湖北雙環(huán)的回轉爐等。3)擠壓法重質純堿:擠壓法生產(chǎn)重質純堿與前面講述的液相水合法及固相水合法均不相同,它是純物理的方法,生產(chǎn)過程中無化學反應發(fā)生。現(xiàn)在自貢鴻鶴及唐山三友都有該方法的重質純堿生產(chǎn)。該法過程簡單,設備小型,布置緊湊,操作簡單,管理方便,制得的成品顆粒均勻、強度高、耐磨損,可根據(jù)用戶要求調整粒度,具有投資、能耗低的優(yōu)點;缺點是無法改變輕灰的成分,只能用低鹽輕灰制低鹽重質堿。只適用在重質純堿生產(chǎn)過程中不需要脫鹽的場合。2亞洲市場主導的經(jīng)濟增長態(tài)勢,在發(fā)展中處于強力增長勢頭縱觀全球純堿生產(chǎn)形勢,質高價廉的美國天然堿繼續(xù)受到歡迎,受出口及自身經(jīng)濟發(fā)展增長的需求其產(chǎn)量繼續(xù)增長,處于經(jīng)濟發(fā)展成熟期的歐洲市場基本持平,而處于發(fā)展中的亞洲卻處于強力增長勢頭;除了異軍突起的中國外,伊朗(由中國天辰化工工程公司設計兩個能力共400kt/a氨堿裝置,烏茲別克(由中國成達工程公司設計100kt/a氨堿裝置)、印度等均有新建、擴建項目。此外土耳其的天然堿項目也在考慮中。2.1純堿下游產(chǎn)品生產(chǎn)情況伴隨美國經(jīng)濟的增長,2004年美國國內純堿最大的用戶玻璃行業(yè)的產(chǎn)銷勢頭看好。玻璃容器的銷量較2003年有所增長,庫存下降。2005年美國的純堿銷售玻璃行業(yè)占49%,化學品制造業(yè)占29%,肥皂和洗滌劑占11%,煙氣脫硫占2%,紙漿和造紙2%,水處理1%,其他7%。2005年我國純堿下游產(chǎn)品生產(chǎn)情況:平板玻璃36573.6萬重量箱,同比增長16.8%;日用玻璃制品871.8萬t,同比增長15.0%;合成洗衣粉294.1萬t,同比增長10.1%;氧化鋁860.87萬t,同比增長23.2%。從發(fā)展上看,隨著廢玻璃瓶罐回收率的提高、玻璃容器的重量趨于減輕和PET聚酯塑料容器的廣泛應用,預計若干年后玻璃容器對純堿的需求量將逐年減少,玻璃工業(yè)對純堿的總需求量不會有明顯增長。2.2純堿出口規(guī)模美國因其得天獨厚的天然堿優(yōu)勢,多年來在世界上一直保持著產(chǎn)能第一、出口量第一的地位。2005年美國純堿產(chǎn)量1170萬t、出口量達480萬t,其中向亞洲出口占了40%。2005年我國純堿出口量177萬t,比2004年增加34萬t,同比增長23.78%;2005年進口量是7萬t,比2004年減少13萬t。3價格補充我國純堿工業(yè)繼續(xù)發(fā)展面臨的主要困難與挑戰(zhàn)是能力增長過快、美國天然堿的威脅、環(huán)保問題、搬家問題、廠家過多能力分散、勞動生產(chǎn)率低。3.1企業(yè)純堿市場截止2005年底我國已有純堿生產(chǎn)裝置55套,總產(chǎn)量達1400萬t。其中生產(chǎn)能力超過800kt/a的大型企業(yè)有4家,超過600kt/a是7家,超過300kt/a為13家,100kt/a以上32家,其余為小于100kt的小廠,形成以大型企業(yè)為主的純堿市場格局。全行業(yè)共有8家企業(yè)的純堿產(chǎn)品、4家企業(yè)的氯化銨產(chǎn)品被評為“中國名牌產(chǎn)品”,?；傍S都”、連云港“長江三角”、唐山“三友”、大化“工聯(lián)、天堿”、天堿“紅三角”、青島“自力”、湖北“紅雙環(huán)”、自貢“鶴牌”,這8個品牌2005年的純堿產(chǎn)量為768萬t占總產(chǎn)量的55%;同時大化“大地”、湖北“紅雙圈”、自貢“鶴牌”、天堿“海王星”牌氯化銨在2005年也被評為“中國名牌產(chǎn)品”。3.2我國玻璃工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀下游產(chǎn)品前幾年的快速發(fā)展得益于有新項目,自2004年新投產(chǎn)24條浮法線,2005年投產(chǎn)23條浮法線,目前仍有25條浮法線在建;2005年氧化鋁耗堿30萬t,2006年氧化鋁的產(chǎn)量無明顯增長;2005年五鈉和洗衣粉共耗堿106萬t,預計2006年五鈉和洗衣粉的耗堿總量將達110萬t。我國目前正處于工業(yè)化的中期階段,也是城鎮(zhèn)化水平提高最快的時期,需增加大量住房和全面改善住房條件。再加上國家繼續(xù)執(zhí)行積極的財政政策、西部大開發(fā)、2008年奧運、2010年世博會,建筑節(jié)能政策及強制性法規(guī)的出臺等都將不斷擴大玻璃的應用領域,為玻璃工業(yè)提供廣闊的發(fā)展空間和美好的發(fā)展前景。據(jù)2003年美國鹽湖城國際純堿大會專家預測,到2007年平板玻璃需求年增長率將達4%,建筑市場玻璃需求將增長4.3%,汽車行業(yè)玻璃需求將增長2.2%。與世界發(fā)達國家相比我國的人均純堿消耗量不足10kg(美國23kg、法國20kg、俄羅斯15kg),所以今后幾年,拉動我國經(jīng)濟增長的主要產(chǎn)業(yè)是房地產(chǎn)業(yè)和汽車行業(yè),這兩個行業(yè)都與純堿行業(yè)有關。而建設小康社會必然推動農村人口向城鎮(zhèn)轉移,從而帶動房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,增加玻璃用量,增大純堿需求。隨著人民生活水平的提高,合成洗滌劑的用量將增加。3.3問題和困難3.3.1自動化水平低我國純堿企業(yè)數(shù)量過多,綜合平均技術水平還比較落后.現(xiàn)有大中小企業(yè)50余家,占全球純堿企業(yè)總數(shù)的1/3,生產(chǎn)能力僅占1/4,平均能力低于世界平均水平。生產(chǎn)裝置自動化水平不高,勞動生產(chǎn)率低。20世紀80年代,世界純堿生產(chǎn)控制技術已進入微機綜合控制階段,德國萊茵堡堿廠的制堿過程控制已實現(xiàn)了全部自動化;進入20世紀90年代國外堿廠的控制已實現(xiàn)全廠網(wǎng)絡化,包括生產(chǎn)、銷售、儲運、公用工程、能源和管理等實現(xiàn)自動化和智能化。我國純堿制造業(yè)的自動化水平一直很低,20世紀80年代在重要工段、主要設備上引進了國外技術,由于種種原因并沒有起到應有的作用,自控裝置只作為集中顯示儀表。隨著計算機技術的普及,國內配套裝置的技術進步,使純堿企業(yè)的自動化水平得到了提高。但各企業(yè)的發(fā)展水平參差不齊,大部分堿廠處在部分車間的DCS監(jiān)控和常規(guī)儀表控制水平上,一些重要的控制點還沒有實現(xiàn)自控;有些廠的生產(chǎn)控制仍然處于手工操作階段,自動化程度不高。到目前為止還沒有一個堿廠達到全自動化。3.3.2不同的工方法及其堿土產(chǎn)品質量差、結構不合理是我國純堿行業(yè)目前存在的另一大問題。美國由于其得天獨厚的高品位天然堿,其原料含鹽低、加工方法簡單,所以產(chǎn)品純度高、含鹽低、粒度均勻、白度高。而我國目前純堿仍以普通輕質純堿和普通重質純堿為主,產(chǎn)品粒度不均勻、鹽分高,尤其是聯(lián)堿法純堿的Ca,Mg水不容物含量比天然堿和氨堿法純堿都高,一些特殊行業(yè)的市場只能被進口堿所取代。尚無低鹽輕質純堿,重質純堿的比例較低,特別是低鹽重質純堿的比例更低,與先進國家相比仍有較大差距。3.3.3各堿廠的環(huán)保問題亟待解決環(huán)保問題是許多純堿企業(yè),特別是氨堿企業(yè)發(fā)展面臨的主要難題之一。現(xiàn)已引起各堿廠的高度重視,因為環(huán)保問題已直接關系到某些氨堿企業(yè)的生死存亡,目前大化集團、天津堿廠、青島堿廠、福州耀隆、合肥四方、杭州龍山等幾家企業(yè)正因為城市發(fā)展及環(huán)保問題面臨搬遷改造。3.4存在問題及建議面對全球性純堿市場供過于求的大環(huán)境,我國的純堿工業(yè)該如何發(fā)展?21世紀,我國純堿工業(yè)面臨國內、國際兩個市場的挑戰(zhàn),國內市場將要求純堿企業(yè)不斷提高產(chǎn)品質量、增加品種、降低成本,國際市場將面臨天然堿的挑戰(zhàn)。面對美國天然堿強有力的競爭,部分原有合成堿生產(chǎn)的國家,紛紛進行戰(zhàn)略結構調整,有的投資美國天然堿,逐漸退出純堿的生產(chǎn)領域。而中國作為當前全球第一合成堿大國,如何變成世界純堿強國,是擺在我國純堿工業(yè)面前的一大課題,純堿工業(yè)科技發(fā)展的任務十分艱巨。無論從滿足國內市場的要求出發(fā),還是從參與國際競爭的角度考慮,都必須把我國純堿工業(yè)生產(chǎn)技術提高到一個新的水平。這就要求我國純堿工業(yè)要不斷實行技術進步,練好內功,努力趕超世界先進水平。首先要解決好以下幾個問題:1)提高純堿產(chǎn)品質量、增加產(chǎn)品品種、擴大重質純堿尤其是低鹽優(yōu)質重灰的產(chǎn)量;2)解決好純堿生產(chǎn)過程中廢液廢渣的綜合利用;3)降低原材料動力消耗及成本;4)全面提高自動化水平,提高勞動生產(chǎn)率。立足國內,抓住西部大開發(fā)、全面建設