我国纯碱工业现状及发展趋势

我国纯碱工业现状及发展趋势

作为基本的化工原料，纯碱在经济的建设和发展中发挥着重要作用，是一种不可替代的产品。纵观全球的形势,随着美国、欧洲、日本等发达国家的经济进入市场成熟期,纯碱行业的供求也达到了基本平衡。近几年我国的纯碱工业得到了长足的发展,无论是在产品产量、品种、质量,还是在生产技术水平和设备水平方面,均取得了长足进步,部分工序已跻身世界先进行列。自2003年起我国的纯碱产量超过1100万t,跃居世界首位;2004年达1250万t,2005年继续增产,全国纯碱产量达到了1400万t,成为世界纯碱生产第一大国。生产企业数量位居全球首位,生产工艺方法最全,我国的纯碱生产工艺不仅包括传统的氨碱工艺、天然碱工艺也有我国自行开发的联碱工艺。1该技术1.1几种重碱结晶塔传统的索尔维碳化塔已有100多年的历史,随着科学技术的现代化及新材料、新技术的出现,我国的制碱工作者向传统的碳化塔提出了挑战。近年来研制开发了多种新型碳化塔:1)大型异径笠帽碳化塔:该塔的优点是生产能力大、制碱周期长、冷却效率高、转化率高、结晶质量好。目前许多大中型氨碱厂及联碱厂已采用这种碳化塔。2)筛板碳化塔:它的特点是生产能力大、塔中温度高、结晶质量好、容易清洗、操作弹性好。氨碱法是连续生产、设备多、流程长,生产中易出现波动,筛板塔抗波动性强。3)外冷碳化塔:该塔具有设备结构简单、投资省、可连续长周期运转、生产能力大、结晶质量好、吸收率高等优点,适用于联碱厂。4)不冷碳化塔:环流式碳化塔又称不冷碳化塔,生产的重碱结晶粒度大、塔的生产能力大、设备结构简单、造价低,作业周期长、操作简单。该塔适合于联碱工艺。1.2滤碱在纯碱中的应用滤过工序的操作质量、工艺指标的优劣,影响着纯碱工艺多相消耗指标的水平,影响着制造成本的高低;影响着产品质量的好坏。1)滤碱洗水添加助滤剂技术的应用:由大连化工研究设计院研制开发的系列ZL助滤剂,专用于纯碱制造过程的重碱滤过,已在10多家纯碱厂应用,现已由单一品种发展为适合不同纯碱生产厂操作工况的系列产品。经不断改进,该产品及其应用技术已实现更新换代,可实现降水分3%,提高烧成率2%,节省洗水量。对纯碱成品无不良影响,得到用户好评。2)用离心机二次过滤重碱:为了降低重碱水份和盐份,提高产品质量,节约能源,提高煅烧炉能力,先后有几家碱厂分别引进离心机,将真空过滤机过滤洗涤后的湿重碱直接进离心机进行二次分离。3)喷嘴在滤碱机洗水系统上的应用:青岛碱厂根据本厂洗水消耗当量及滤过设备的特点,经过多次、多品种的喷嘴试验和改进,确定喷嘴的流体结构,使洗水得到了很好的雾化;改变了纯碱行业滤碱机的传统洗水淋洒方法,解决了由于洗水分布不均匀,引起局部盐份变化大,对产品质量的稳定性造成的影响及洗水利用率低的问题。降低了母液的处理量,减少了生产成本,创造了良好的经济效益。4)真空转鼓滤碱机:多年来我国一直采用真空转鼓滤碱机过滤重碱,由成都天宝公司生产的真空转鼓滤碱机已推出了高性能的第3代产品。该产品已在全国40多家企业使用,并远销国外。该产品主体材料坚持采用超低碳不锈钢,在喷淋装置、压辊结构、搅拌装置、分配头、错气盘等部位进行了改进。5)带式滤碱机:分别于2004年建成投产的河南新乡中新化工有限责任公司、2006年投产的河南金大地公司在舞阳的联碱装置,都选用了核工业烟台同兴实业有限公司的DLJ带式滤碱机过滤重碱,打破了我国纯碱行业真空转鼓滤减机滤过重碱的一统天下。1.3外返碱煅烧技术在纯碱生产中,重碱的煅烧技术一直是制碱行业的主要研究课题,因为煅烧炉的运行工况直接影响产品的质量,其能耗的高低又影响着经济效益。国内外碱厂的重碱煅烧工序均采用蒸汽煅烧技术,蒸汽煅烧技术又分为外返碱煅烧炉和自身返碱炉。1)φ3×30m外返碱煅烧炉:技术领先的φ3×30m外返碱煅烧炉,是大化集团化机厂在吸收国内外同类产品的先进经验基础上研制出来的,适用于大中型碱厂。2)自身返碱煅烧炉:小型联碱厂大多采用自身返碱蒸汽煅烧炉。近年来自身返碱蒸汽煅烧炉在技术上有了较大的改进;使用返碱连续进炉结构;炉头设预混段;改进了炉体密封结构、进汽装置、排水装置等等,使技术经济指标有了显著的提高。1.4高盐废水的回收利用技术随着科学技术的进步和各工业领域的发展,基本化工产品纯碱也相应发生了较大的变化,加快发展低盐重质纯碱,已成为纯碱行业的一项重要任务。它的主要生产方法有:1)液相水合法:由天津碱厂自行开发设计的液相水合法生产重质纯碱的生产过程中,中间产品一水碳酸钠的质量直接影响重质纯碱的质量。其关键设备是水合结晶器,在多年生产实践基础上,将搅拌机改为带导流筒的双层螺旋桨式。改造后设备运转可靠,生产能力提高,操作弹性大。2)固相、改良固相水合法:以大连化工研究设计院为主,联合开发的固相及改良的固相水合法重质纯碱生产技术,已在多家企业应用。目前我国纯碱行业的固相水合法生产重质纯碱的企业,根据自身的特点采用了各种干燥设备:青岛的流化床,山东海化的沸腾床,唐山三友、湖北双环的回转炉等。3)挤压法重质纯碱:挤压法生产重质纯碱与前面讲述的液相水合法及固相水合法均不相同,它是纯物理的方法,生产过程中无化学反应发生。现在自贡鸿鹤及唐山三友都有该方法的重质纯碱生产。该法过程简单,设备小型,布置紧凑,操作简单,管理方便,制得的成品颗粒均匀、强度高、耐磨损,可根据用户要求调整粒度,具有投资、能耗低的优点;缺点是无法改变轻灰的成分,只能用低盐轻灰制低盐重质碱。只适用在重质纯碱生产过程中不需要脱盐的场合。2亚洲市场主导的经济增长态势,在发展中处于强力增长势头纵观全球纯碱生产形势,质高价廉的美国天然碱继续受到欢迎,受出口及自身经济发展增长的需求其产量继续增长,处于经济发展成熟期的欧洲市场基本持平,而处于发展中的亚洲却处于强力增长势头;除了异军突起的中国外,伊朗(由中国天辰化工工程公司设计两个能力共400kt/a氨碱装置,乌兹别克(由中国成达工程公司设计100kt/a氨碱装置)、印度等均有新建、扩建项目。此外土耳其的天然碱项目也在考虑中。2.1纯碱下游产品生产情况伴随美国经济的增长,2004年美国国内纯碱最大的用户玻璃行业的产销势头看好。玻璃容器的销量较2003年有所增长,库存下降。2005年美国的纯碱销售玻璃行业占49%,化学品制造业占29%,肥皂和洗涤剂占11%,烟气脱硫占2%,纸浆和造纸2%,水处理1%,其他7%。2005年我国纯碱下游产品生产情况:平板玻璃36573.6万重量箱,同比增长16.8%;日用玻璃制品871.8万t,同比增长15.0%;合成洗衣粉294.1万t,同比增长10.1%;氧化铝860.87万t,同比增长23.2%。从发展上看,随着废玻璃瓶罐回收率的提高、玻璃容器的重量趋于减轻和PET聚酯塑料容器的广泛应用,预计若干年后玻璃容器对纯碱的需求量将逐年减少,玻璃工业对纯碱的总需求量不会有明显增长。2.2纯碱出口规模美国因其得天独厚的天然碱优势,多年来在世界上一直保持着产能第一、出口量第一的地位。2005年美国纯碱产量1170万t、出口量达480万t,其中向亚洲出口占了40%。2005年我国纯碱出口量177万t,比2004年增加34万t,同比增长23.78%;2005年进口量是7万t,比2004年减少13万t。3价格补充我国纯碱工业继续发展面临的主要困难与挑战是能力增长过快、美国天然碱的威胁、环保问题、搬家问题、厂家过多能力分散、劳动生产率低。3.1企业纯碱市场截止2005年底我国已有纯碱生产装置55套,总产量达1400万t。其中生产能力超过800kt/a的大型企业有4家,超过600kt/a是7家,超过300kt/a为13家,100kt/a以上32家,其余为小于100kt的小厂,形成以大型企业为主的纯碱市场格局。全行业共有8家企业的纯碱产品、4家企业的氯化铵产品被评为“中国名牌产品”,海化“鸢都”、连云港“长江三角”、唐山“三友”、大化“工联、天碱”、天碱“红三角”、青岛“自力”、湖北“红双环”、自贡“鹤牌”,这8个品牌2005年的纯碱产量为768万t占总产量的55%;同时大化“大地”、湖北“红双圈”、自贡“鹤牌”、天碱“海王星”牌氯化铵在2005年也被评为“中国名牌产品”。3.2我国玻璃工业的发展现状下游产品前几年的快速发展得益于有新项目,自2004年新投产24条浮法线,2005年投产23条浮法线,目前仍有25条浮法线在建;2005年氧化铝耗碱30万t,2006年氧化铝的产量无明显增长;2005年五钠和洗衣粉共耗碱106万t,预计2006年五钠和洗衣粉的耗碱总量将达110万t。我国目前正处于工业化的中期阶段,也是城镇化水平提高最快的时期,需增加大量住房和全面改善住房条件。再加上国家继续执行积极的财政政策、西部大开发、2008年奥运、2010年世博会,建筑节能政策及强制性法规的出台等都将不断扩大玻璃的应用领域,为玻璃工业提供广阔的发展空间和美好的发展前景。据2003年美国盐湖城国际纯碱大会专家预测,到2007年平板玻璃需求年增长率将达4%,建筑市场玻璃需求将增长4.3%,汽车行业玻璃需求将增长2.2%。与世界发达国家相比我国的人均纯碱消耗量不足10kg(美国23kg、法国20kg、俄罗斯15kg),所以今后几年,拉动我国经济增长的主要产业是房地产业和汽车行业,这两个行业都与纯碱行业有关。而建设小康社会必然推动农村人口向城镇转移,从而带动房地产业的发展,增加玻璃用量,增大纯碱需求。随着人民生活水平的提高,合成洗涤剂的用量将增加。3.3问题和困难3.3.1自动化水平低我国纯碱企业数量过多,综合平均技术水平还比较落后.现有大中小企业50余家,占全球纯碱企业总数的1/3,生产能力仅占1/4,平均能力低于世界平均水平。生产装置自动化水平不高,劳动生产率低。20世纪80年代,世界纯碱生产控制技术已进入微机综合控制阶段,德国莱茵堡碱厂的制碱过程控制已实现了全部自动化;进入20世纪90年代国外碱厂的控制已实现全厂网络化,包括生产、销售、储运、公用工程、能源和管理等实现自动化和智能化。我国纯碱制造业的自动化水平一直很低,20世纪80年代在重要工段、主要设备上引进了国外技术,由于种种原因并没有起到应有的作用,自控装置只作为集中显示仪表。随着计算机技术的普及,国内配套装置的技术进步,使纯碱企业的自动化水平得到了提高。但各企业的发展水平参差不齐,大部分碱厂处在部分车间的DCS监控和常规仪表控制水平上,一些重要的控制点还没有实现自控;有些厂的生产控制仍然处于手工操作阶段,自动化程度不高。到目前为止还没有一个碱厂达到全自动化。3.3.2不同的工方法及其碱土产品质量差、结构不合理是我国纯碱行业目前存在的另一大问题。美国由于其得天独厚的高品位天然碱,其原料含盐低、加工方法简单,所以产品纯度高、含盐低、粒度均匀、白度高。而我国目前纯碱仍以普通轻质纯碱和普通重质纯碱为主,产品粒度不均匀、盐分高,尤其是联碱法纯碱的Ca,Mg水不容物含量比天然碱和氨碱法纯碱都高,一些特殊行业的市场只能被进口碱所取代。尚无低盐轻质纯碱,重质纯碱的比例较低,特别是低盐重质纯碱的比例更低,与先进国家相比仍有较大差距。3.3.3各碱厂的环保问题亟待解决环保问题是许多纯碱企业,特别是氨碱企业发展面临的主要难题之一。现已引起各碱厂的高度重视,因为环保问题已直接关系到某些氨碱企业的生死存亡,目前大化集团、天津碱厂、青岛碱厂、福州耀隆、合肥四方、杭州龙山等几家企业正因为城市发展及环保问题面临搬迁改造。3.4存在问题及建议面对全球性纯碱市场供过于求的大环境,我国的纯碱工业该如何发展?21世纪,我国纯碱工业面临国内、国际两个市场的挑战,国内市场将要求纯碱企业不断提高产品质量、增加品种、降低成本,国际市场将面临天然碱的挑战。面对美国天然碱强有力的竞争,部分原有合成碱生产的国家,纷纷进行战略结构调整,有的投资美国天然碱,逐渐退出纯碱的生产领域。而中国作为当前全球第一合成碱大国,如何变成世界纯碱强国,是摆在我国纯碱工业面前的一大课题,纯碱工业科技发展的任务十分艰巨。无论从满足国内市场的要求出发,还是从参与国际竞争的角度考虑,都必须把我国纯碱工业生产技术提高到一个新的水平。这就要求我国纯碱工业要不断实行技术进步,练好内功,努力赶超世界先进水平。首先要解决好以下几个问题:1)提高纯碱产品质量、增加产品品种、扩大重质纯碱尤其是低盐优质重灰的产量;2)解决好纯碱生产过程中废液废渣的综合利用;3)降低原材料动力消耗及成本;4)全面提高自动化水平,提高劳动生产率。立足国内,抓住西部大开发、全面建设