責(zé)任編輯: 來(lái)源: 日期:2009-05-31
亞氨基二乙酸法草甘膦已成為我國(guó)主流工藝
1 概述
草甘膦以其高效、低毒、優(yōu)異的除草性能贏得市場(chǎng),應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,產(chǎn)量迅速增長(zhǎng),尤其是20世紀(jì)90年代以來(lái),隨著轉(zhuǎn)基因抗草甘膦作物(如大豆、玉米、棉花等)的大面積種植,以及生物能源植物的高速發(fā)展和新栽培技術(shù)(農(nóng)作物免耕栽培技術(shù))的積極推廣,其需求增長(zhǎng)迅速。目前,草甘膦已成為全球用量最大的農(nóng)藥,銷售量以每年接近15%的速度增長(zhǎng),預(yù)計(jì)2010年全球草甘膦的需求將達(dá)到100萬(wàn)t以上。
表1 草甘膦不同工藝主要原料 | ||
工藝 |
主 要 原 料 |
備注 |
二乙醇胺-IDA法 |
二乙醇胺、液堿、鹽酸、甲醛、三氯化磷、氧化劑 |
二乙醇胺主要依賴進(jìn)口,價(jià)格高 |
氫氰酸-甘氨酸法 |
氫氰酸、液堿、鹽酸、三氯化磷、甲醛、氧化劑 |
氫氰酸采用安氏法或輕油裂解法生產(chǎn), 或丙烯腈副產(chǎn) |
氫氰酸-甘氨酸法 |
氫氰酸、液堿、三乙胺、鹽酸、甲醛、三氯化磷、 多聚甲醛、甲醇 |
部分多聚甲醛需進(jìn)口 |
氯乙酸-甘氨酸法 |
氯乙酸、液氨、烏洛托品、三乙胺、液堿、鹽酸、 三氯化磷、多聚甲醛、甲醇 |
部分多聚甲醛需進(jìn)口 |
表2 草甘膦不同工藝的中間體及副產(chǎn)物
生產(chǎn)工藝 |
中 間 體 |
副產(chǎn)物/回收物 |
二乙醇胺-IDA法 |
亞氨基二乙酸鈉 亞氨基二乙酸 雙甘膦 |
氫氣 氯化鈉 鹽酸 |
氫氰酸-IDA法 |
羥基乙腈 IDAN 亞氨基二乙酸 雙甘膦 |
硫銨 氨氣或氨水 氯化鈉 鹽酸 |
氫氰酸-甘氨酸法 |
羥基乙腈 甘氨腈 甘氨酸 亞磷酸二甲酯 N,N-二羧甲基甘氨酸 N-(磷酰基甲基-二甲氧基)-N-羥甲基甘氨酸 |
硫銨 氨氣或氨水 氯化鈉 三乙胺 甲縮醛 鹽酸 甲醇 亞磷酸 |
氯乙銨-甘氨酸法 |
甘氨酸 亞磷酸二甲酯 N,N-二羧甲基甘氨酸 N-(磷?;谆?SPAN lang=EN-US>-二甲氧基)-N-羥甲基甘氨酸 |
氯化銨 氯甲烷 甲縮醛 鹽酸 甲醇 亞磷酸 三乙胺 氯化鈉 |
我國(guó)草甘膦從20世紀(jì)80年代開(kāi)始生產(chǎn),近30年來(lái),生產(chǎn)發(fā)展十分迅速。2007年底,我國(guó)草甘膦產(chǎn)能已達(dá)27.65萬(wàn)t/a,年產(chǎn)量在25萬(wàn)t左右。受全球能源及糧食價(jià)格高速上漲影響,2008年以來(lái)我國(guó)草甘膦產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)展,目前改擴(kuò)建新增產(chǎn)能在51萬(wàn)t/a以上。草甘膦的迅速發(fā)展使得業(yè)內(nèi)人士和科技人員對(duì)其生產(chǎn)工藝越發(fā)加以關(guān)注。
我國(guó)從1982年開(kāi)始生產(chǎn)草甘膦,直到2005年,國(guó)內(nèi)的產(chǎn)能才發(fā)展到18萬(wàn)t/a、年產(chǎn)量約11萬(wàn)t、生產(chǎn)企業(yè)約40家。而本輪行情啟動(dòng)后,國(guó)內(nèi)的產(chǎn)能迅速增加。到2007年,產(chǎn)能已達(dá)約30萬(wàn)t/a,年產(chǎn)量約20萬(wàn)t。預(yù)計(jì),2008年國(guó)內(nèi)草甘膦產(chǎn)能將達(dá)到40萬(wàn)t/a,產(chǎn)量將超過(guò)25萬(wàn)t。更有業(yè)內(nèi)專家估計(jì),目前國(guó)內(nèi)草甘膦的生產(chǎn)能力已達(dá)60萬(wàn)t/a,產(chǎn)量在30萬(wàn)t左右。
2002~2006年國(guó)內(nèi)草甘膦產(chǎn)量分別是5.5萬(wàn)t、7.1萬(wàn)t、9.5萬(wàn)t、11.7萬(wàn)t、17.2萬(wàn)t。2006年國(guó)內(nèi)需求量約為3.5萬(wàn)t左右。
據(jù)相關(guān)人士介紹,2007年,我國(guó)共出口草甘膦原藥12.25萬(wàn)t,同比增長(zhǎng)58.6%,占到全球使用量的近1/3。而2008年第一季度,我國(guó)草甘膦共出口4.78萬(wàn)t,同比大幅增長(zhǎng)443.6%。我國(guó)草甘膦目前出口到100多個(gè)國(guó)家和地區(qū),不但在阿根廷這樣擁有大型農(nóng)藥制劑廠的國(guó)家占有巨大的市場(chǎng)份額(阿根廷進(jìn)口的草甘膦89.59%來(lái)自我國(guó)),而且在世界最大草甘膦生產(chǎn)商孟山都公司所在的美國(guó),我國(guó)草甘膦也占其進(jìn)口量的73.47%。
草甘膦生產(chǎn)方法主要有兩種,即以亞氨基二乙酸(簡(jiǎn)稱IDA)為起始原料的IDA法和以甘氨酸為原料的甘氨酸法。世界主流工藝是IDA法。IDA法由于起始原料不同,又可分為二乙醇胺法和氫氰酸法。甘氨酸法又可分為氯乙酸法和氫氰酸法。
我國(guó)草甘膦生產(chǎn)按生產(chǎn)工藝變化情況,大致可分為三個(gè)發(fā)展階段。
第一階段:1980~1986年,主要采用氯乙酸經(jīng)甘氨酸生產(chǎn)草甘膦,裝置規(guī)模小,生產(chǎn)成本高,產(chǎn)品質(zhì)量低,只能生產(chǎn)10%的草甘膦水劑,是我國(guó)草甘膦的起步階段。
第二階段:1987~2005年,甘氨酸法成為主流,其中又以氯乙酸法為主。由于HCN合成工藝技術(shù)尚未成熟,國(guó)內(nèi)缺乏穩(wěn)定的低廉HCN來(lái)源,HCN合成甘氨酸及亞氨基二乙腈(簡(jiǎn)稱IDAN)技術(shù)存在一定的問(wèn)題。這一時(shí)期,IDA法受IDA生產(chǎn)成本影響,發(fā)展緩慢。二乙醇胺-IDA法受進(jìn)口二乙醇胺價(jià)格影響,生產(chǎn)成本居高不下,氯乙酸-甘氨酸法受產(chǎn)品質(zhì)量壁壘影響,在國(guó)際市場(chǎng)上銷售受到一定限制。這一時(shí)期國(guó)內(nèi)草甘膦生產(chǎn)發(fā)展緩慢。
第三階段:2006年至今,由于國(guó)內(nèi)氫氰酸合成技術(shù)的進(jìn)步,裝置大型化,IDAN合成技術(shù)取得突破,IDA法發(fā)展迅猛,逐漸成為我國(guó)草甘膦的主流工藝。
2 不同生產(chǎn)工藝對(duì)比
從2005年開(kāi)始,隨著重慶紫光化工IDAN裝置規(guī)模大型化發(fā)展,IDA法草甘膦迅速發(fā)展,各種工藝在原料、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本及“三廢”等方面的形勢(shì)均產(chǎn)生了明顯變化。
2.1 主要原料及來(lái)源
草甘膦生產(chǎn)由于采用工藝不同,需要原材料也有一定的差異,但二乙醇胺-IDA法與氫氰酸-IDA法類同,先要生成中間體IDA,然后再與三氯化磷、甲醛生成雙甘膦后,經(jīng)氧化生產(chǎn)成草甘膦。氯乙酸-甘氨酸法和氫氰酸-甘氨酸法都要先生成甘氨酸再與亞磷酸二甲酯(或三甲酯)和多聚甲醛反應(yīng)生產(chǎn)草甘膦。其中,亞磷酸二甲酯要由三氯化磷與甲醇生成。草甘膦不同工藝主要原料見(jiàn)表1。
從表1可以看出,這幾種工藝中所用原材料國(guó)內(nèi)基本上可以滿足。但二乙醇胺-IDA法所用二乙醇胺目前我國(guó)主要依賴進(jìn)口。部分多聚甲醛需進(jìn)口。
值得一提的是氫氰酸-IDA法中主要原料氫氰酸,隨著苯胺基乙腈、草甘膦等下游產(chǎn)品的快速增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)天然氣安氏法制氫氰酸的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術(shù)有很大的提高、單套裝置規(guī)模提高到1.0萬(wàn)t/a。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有天然氣安氏法氫氰酸裝置年產(chǎn)量已達(dá)到12.1萬(wàn)t以上。氫氰酸生產(chǎn)技術(shù)和裝置規(guī)模大型化,為IDA法草甘膦的快速發(fā)展提供了充足的基礎(chǔ)原料保障。
2.2 中間體及副產(chǎn)物
各種工藝的草甘膦生產(chǎn)過(guò)程的中間體及副產(chǎn)物都較多,相對(duì)而言,二乙醇胺-IDA法和氫氰酸-IDA法中間體和副產(chǎn)物較少,中間體及副產(chǎn)物多少反映了工藝的繁雜程度,也反映出裝置投資費(fèi)用、操作運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和污染物治理費(fèi)用的情況。草甘膦不同工藝的中間體及副產(chǎn)物見(jiàn)表2。
從表2可以看出,氫氰酸-IDA法與其它三種相比,工藝簡(jiǎn)單,中間過(guò)程簡(jiǎn)便,副產(chǎn)物品種少、便于處理和綜合利用,環(huán)境效益好,操作簡(jiǎn)便,產(chǎn)品純度高,成本低。在國(guó)內(nèi),由于實(shí)現(xiàn)了天然氣-氫氰酸-氰化物-最終產(chǎn)品生產(chǎn)一體化,包括原料氫氰酸以及羥基乙腈、IDAN等中間體在內(nèi)很多環(huán)節(jié)均已實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化、規(guī)模化生產(chǎn),使我國(guó)氫氰酸-IDA法生產(chǎn)發(fā)展迅速。
2.3 污染物治理
污染物治理和綜合利用是化工生產(chǎn)的瓶頸,草甘膦生產(chǎn)也如此。
表3列出了氯乙酸-甘氨酸法生產(chǎn)草甘膦三廢排放與治理方式,表4列出了氫氰酸-IDA法生產(chǎn)草甘膦三廢排放與治理方式。
表3 氯乙酸-甘氨酸法生產(chǎn)草甘膦三廢排放與治理方式
序號(hào) |
三廢名稱 |
單位PMG 排放量/(t·t-1) |
主要成分 |
排放工序 |
治理方式 |
1 |
反應(yīng)尾氣 |
|
氯化氯 |
亞磷酸二甲酯工序 |
水吸收,單位PMG副產(chǎn)鹽酸2.2t/t |
2 |
反應(yīng)尾氣 |
|
氯甲烷 |
亞磷酸二甲酯工序 |
加壓精制,單位PMG回收氯甲烷0.45t/t |
3 |
精餾殘液 |
|
亞磷酸 |
亞磷酸二甲酯工序 |
單位PMG回收亞收亞磷酸0.15t/t |
4 |
酯化/精餾真空泵下水 |
|
甲醇 |
亞磷酸二甲酯工序 |
循環(huán)套用,回收甲醇 |
5 |
氯甲烷堿洗廢水 |
0.1 |
4000mg/L COD |
亞磷酸二甲酯工序 |
生化 |
6 |
反應(yīng)尾氣 |
|
氯甲烷 |
酸解工序 |
加壓精制,單位PMG回收氯甲烷0.45t/t |
7 |
甲醇塔廢水 |
3.0 |
1500mg/L COD |
甲醇回收工序 |
生化 |
8 |
母液 |
0.3 |
甲縮醛等 |
甲醇回收工序 |
回收甲縮醛 |
9 |
稀酸 |
1.0 |
4%HCl、3.5%甲醇 |
脫羧工序 |
循環(huán)套用,加收甲醇及鹽酸 |
10 |
濃縮母液 |
2.0 |
4%草甘膦、磷酸鹽、氯化鈉 |
母液濃縮工序 |
副產(chǎn)10%草甘膦水劑(含鹽存在隱患) |
11 |
氯化鈉 |
0.1 |
氯化鈉等 |
母液濃縮工序 |
難以治理 |
12 |
脫羧真空泵下水 |
|
少量鹽酸及甲醇 |
脫羧工序 |
循環(huán)套用,回收甲醇及鹽酸 |
13 |
母液 |
|
氯化銨、甲醇 |
甘氨酸工序 |
蒸餾回收甲醇、氯化銨 |
表4 氫氰酸-IDA法生產(chǎn)草甘膦三廢排放與治理方式 | |||||
序號(hào) |
三廢名稱 |
單位PMG 排放量/(t·t-1) |
主要成分 |
排放工序 |
治理方式 |
1 |
含氰尾氣 |
|
HCN |
HCN工序 |
焚燒 |
2 |
濃縮母液 |
0.3 |
有機(jī)腈類 |
IDAN工序 |
焚燒 |
3 |
水解尾氣 |
|
氨 |
PMIDA工序 |
單位PMG回收氨,0.23t/t |
4 |
縮合尾氣 |
|
氯化氫 |
PMIDA工序 |
水吸收,副產(chǎn)鹽酸 |
5 |
縮合母液 |
|
雙甘膦、甲醛、氯化鈉 |
PMIDA工序 |
濃縮,回收氯化鈉后循環(huán)套用 |
6 |
取晶母液 |
|
草甘膦 |
氧化工序 |
副產(chǎn)10%草甘膦水劑 |
7 |
真空泵水 |
|
少量甲醛、CN- |
IDAN、PMIDA工序 |
物化+生化 |
從表3和表4可以看出,氯乙酸-甘氨酸法三廢或副產(chǎn)物達(dá)13種之多,而氫氰酸-IDA法僅7種,且處理量少,易處理和綜合利用。
從原料合成技術(shù)看,國(guó)內(nèi)氫氰酸-IDA法原料氫氰酸的生產(chǎn)已有幾十年的經(jīng)驗(yàn),氫氰酸合成技術(shù)已接近世界先進(jìn)水平,并配套開(kāi)發(fā)了含氰尾氣綜合利用技術(shù),實(shí)現(xiàn)了尾氣無(wú)污染排放,IDAN工序產(chǎn)生的含氰尾氣及濃縮母液通過(guò)焚燒處理已完全做到了無(wú)害化,并副產(chǎn)蒸汽??s合尾氣及水解尾氣分別回收鹽酸和氨。真空泵廢水量較少,采用物化+生化技術(shù)處理可以達(dá)標(biāo)準(zhǔn)排放。
氯乙酸-甘氨酸法的原料氯乙酸,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)大而不強(qiáng),仍采用落后的硫磺催化工藝。該工藝存在的主要問(wèn)題是:①間歇操作,工藝穩(wěn)定性差,勞動(dòng)強(qiáng)度大;②反應(yīng)周期長(zhǎng),單套生產(chǎn)能力小,一般為500~2500t/a;③氯化反應(yīng)物中副產(chǎn)物高(質(zhì)量產(chǎn)率為4%~8%),生產(chǎn)中有母液產(chǎn)生(質(zhì)量產(chǎn)率為10%~20%),原料單耗高;④采用普通結(jié)晶法,吸濾或離心純化,單耗高,產(chǎn)品質(zhì)量低;⑤對(duì)環(huán)境污染大(國(guó)內(nèi)按50萬(wàn)t/a計(jì)算,排放SO2約12000~15000t/a)。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)甘氨酸生產(chǎn)發(fā)展迅速,已成為世界生產(chǎn)大國(guó)。但我國(guó)甘氨酸生產(chǎn)技術(shù)仍較落后,企業(yè)仍沿用國(guó)外已淘汰的氯乙酸氨解法生產(chǎn)。該方法雖然原料易得,工藝簡(jiǎn)單,但反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),除去反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化銨比較困難,產(chǎn)品質(zhì)量較差,精制成本高;作為催化劑的烏洛托品回收困難,造成環(huán)境污染。每生產(chǎn)1t甘氨酸產(chǎn)品將產(chǎn)生3t以上的廢水。廢水中含有大量的無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物,包括劇毒的甲醛和氯乙酸、二氯乙酸等。經(jīng)國(guó)家環(huán)境分析測(cè)試中心測(cè)試,廢水中劇毒物質(zhì)的含量,超過(guò)國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)十倍至數(shù)百倍。
近年,國(guó)內(nèi)已基本探索出解決氯乙酸氨解法生產(chǎn)甘氨酸環(huán)境污染問(wèn)題的清潔生產(chǎn)工藝技術(shù),它包括:改進(jìn)氯乙酸法生產(chǎn)甘氨酸的催化劑,脫醇廢水或脫銨廢液的無(wú)害化處理,最后生產(chǎn)無(wú)機(jī)、有機(jī)復(fù)混肥料;氯乙酸尾氣采用三級(jí)冷凝法回收有機(jī)、無(wú)機(jī)氯化物,生產(chǎn)合格鹽酸或高純氯化氫;冷凝液回用等。
目前國(guó)內(nèi)氫氰酸-羥基乙腈法合成甘氨酸技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn),但還沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化裝置投產(chǎn)。清華紫光、重慶三峽油漆股份公司等投入力量開(kāi)展科研并正在建設(shè)工業(yè)化裝置。
正在制定的有機(jī)磷酸酯類農(nóng)藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(已公示),意味著農(nóng)藥行業(yè)門檻進(jìn)一步提高。其實(shí),早在標(biāo)準(zhǔn)制定前,一些地方政府對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥已開(kāi)始執(zhí)行嚴(yán)格的地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。以新安化工為例,兩年之前在位于新安江的草甘膦生產(chǎn)裝置上投資5000萬(wàn)元左右建設(shè)環(huán)保治理裝置,每年的污染物治理運(yùn)行費(fèi)用維持在2000萬(wàn)元左右。這一污染物治理成本,對(duì)于國(guó)內(nèi)相當(dāng)部分的草甘膦中小企業(yè)而言是難以承受的。
2.4 生產(chǎn)成本
表5為不同工藝草甘膦原料成本對(duì)比。氫氰酸-甘氨酸法因氫氰酸合成甘氨酸技術(shù)還未取得成功,未納入。
表5 不同工藝草甘膦原料成本對(duì)比
名稱 |
單價(jià)/(元·t-1) |
氯乙酸-甘氨酸法 |
氫氰酸-IDA法 |
二乙醇胺-IDA法 | |||
單耗/(t·t-1) |
單項(xiàng)成本/(元·t-1) |
單耗/(t·t-1) |
單項(xiàng)成本/(元·t-1) |
單耗/(t·t-1) |
單項(xiàng)成本/(元·t-1) | ||
原、輔料 |
|
|
32 511.27 |
|
27 439.18 |
|
35 615.66 |
95.0%IDAN |
20 000 |
|
|
0.678 9 |
13 578.02 |
|
|
97.5%氯乙酸 |
7 000 |
0.780 7 |
5 465.12 |
|
|
|
|
99.0%二乙醇胺 |
33 000 |
|
|
|
|
0.682 1 |
22 510.93 |
99.0%液氨 |
3 100 |
0.426 0 |
1 320.69 |
|
|
|
|
99.0%甲醇 |
3 360 |
1.971 4 |
6 624.12 |
|
|
|
|
96.0%多聚甲醛 |
8 100 |
0.410 0 |
3 321.09 |
|
|
|
|
98.0%三氯化磷 |
7 000 |
1.305 6 |
9 139.52 |
1.143 0 |
8 001.34 |
1.164 8 |
8 153.55 |
37.0%甲醛 |
1 800 |
|
|
0.704 6 |
1 268.26 |
0.744 4 |
1 340.01 |
31.0%鹽酸 |
700 |
2.172 4 |
1 520.71 |
2.142 3 |
1 499.58 |
0.554 8 |
388.36 |
42.0%液堿 |
924 |
2.459 1 |
2 272.21 |
1.732 8 |
1 601.12 |
1.068 6 |
987.34 |
其它輔料 |
|
|
2 847.8 |
|
1 490.68 |
|
2 235.47 |
副產(chǎn)品回收 |
|
|
-5 962.00 |
|
-2 313.82 |
|
-1 847.42 |
亞磷酸 |
4 200 |
-0.15 |
-630.00 |
|
|
|
|
鹽酸 |
700 |
-2.20 |
-1 540.00 |
-2.59 |
-1 812.93 |
-2.64 |
-1 847.42 |
氯甲烷 |
1 700 |
-0.45 |
-765.00 |
|
|
|
|
甲縮醛 |
1 500 |
-0.45 |
-675.00 |
|
|
|
|
甲醇 |
3 360 |
-0.70 |
-2 352.00 |
|
|
|
|
99.0%氨 |
2 170 |
|
|
-0.23 |
-500.89 |
|
|
合計(jì) |
|
|
26 549.27 |
|
25 125.18 |
|
33 768.24 |
表5中,氯乙酸-甘氨酸法草甘膦收率以甘氨酸計(jì)85%(目前行業(yè)最好水平)。甘氨酸采用氯乙酸氨解法自制,收率以氯乙酸計(jì)82%(目前行業(yè)較好水平),亞磷酸二甲酯采用三氯化磷自制,收率以三氯化磷計(jì)85%(目前行業(yè)較好水平)。氫氰酸-IDA法草甘膦收率以IDAN計(jì)82.8%(目前行業(yè)最好水平),其中雙甘膦收率以IDAN計(jì)90%(目前行業(yè)較好水平),氧化收率以雙甘膦計(jì)92%(目前行業(yè)較好水平)。二乙醇胺-IDA法草甘膦收率以二乙醇胺計(jì)87.4%(目前行業(yè)最好水平),其中雙甘膦收率以二乙醇胺計(jì)95%(目前行業(yè)最好水平),氧化收率以雙甘膦計(jì)92%(目前行業(yè)較好水平)。
從表5可以看出,氫氰酸-IDA法成本優(yōu)勢(shì)明顯,較氯乙酸-甘氨酸法低1 424元/t,如果采用空氣氧化法,成本可再降低1 000元/t左右。
二乙醇胺-IDA法草甘膦工藝由于主要原料二乙醇胺主要依靠進(jìn)口,從2005年起國(guó)家對(duì)進(jìn)口二乙醇胺征收反傾銷稅,使二乙醇胺價(jià)格居高不下(目前市場(chǎng)價(jià)33 000元/t),成本遠(yuǎn)高于其它兩條工藝,較氫氰酸-IDA法高出8 643元/t,比氯乙酸-甘氨酸法高出7219元/t。已無(wú)法參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
表6 國(guó)內(nèi)部分草甘膦企業(yè)新擴(kuò)建情況 | |
企業(yè)名稱 |
新擴(kuò)建能力/(萬(wàn)t·a-1) |
紅太陽(yáng)集團(tuán) |
7.0 |
浙江新安股份有限公司 |
5.0 |
浙江嘉化集團(tuán) |
2.0 |
上海泰禾集團(tuán) |
2.0 |
江蘇安邦電化有限公司 |
1.0 |
山東僑昌化學(xué)有限公司 |
2.0 |
太倉(cāng)農(nóng)藥廠有限公司 |
1.0 |
青島海利爾藥業(yè)集團(tuán) |
1.0 |
重慶農(nóng)化集團(tuán) |
2.0 |
山東京博農(nóng)化公司 |
1.5 |
江蘇快達(dá)農(nóng)化有限公司 |
1.5 |
南通江山農(nóng)藥化工股份公司 |
2.5 |
湖北沙隆達(dá)股份有限公司 |
3.5 |
江蘇揚(yáng)農(nóng)化工股份有限公司 |
3.0 |
江蘇好收成韋恩農(nóng)化有限公司 |
1.2 |
安徽華星化工股份有限公司 |
2.5 |
南通飛天化學(xué)工業(yè)公司 |
1.25 |
江蘇匯豐科技有限公司 |
1.25 |
其它 |
10.0 |
合計(jì) |
51.2 |
注:所有擴(kuò)建裝置全采用氫氨酸-IDA法。 |
3 市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)向分析
隨著近期世界草甘膦行情高漲,國(guó)內(nèi)很多草甘膦廠家紛紛擴(kuò)產(chǎn)或新建生產(chǎn)裝置。據(jù)調(diào)查2007年底國(guó)內(nèi)采用氫氰酸-IDA法企業(yè)產(chǎn)能為14.5萬(wàn)t/a(雙甘膦折草甘膦原粉產(chǎn)能,不同),2008年采用該工藝在建裝置新增產(chǎn)能達(dá)到23.2萬(wàn)t/a,2009~2010年擬建裝置新增產(chǎn)能還將達(dá)到28萬(wàn)t/a。表6為國(guó)內(nèi)部分草甘膦企業(yè)新擴(kuò)建情況。
由表6可以看出,國(guó)內(nèi)新擴(kuò)建草甘膦裝置基本上都采用氫氰酸-IDA法生產(chǎn),預(yù)期今后國(guó)內(nèi)現(xiàn)有二乙醇胺-IDA法及氯乙酸-甘氨酸法生產(chǎn)企業(yè)將會(huì)不失時(shí)機(jī)機(jī)地會(huì)轉(zhuǎn)向氫氰酸-IDA法。
從以上分析可以看出,氫氰酸-IDA法與氯乙酸-甘氨酸法、二乙醇胺-IDA法相比無(wú)論從原料、中間體及副產(chǎn)物產(chǎn)生情況、污染物產(chǎn)生、治理與排放情況及原材料生產(chǎn)成本對(duì)比看,均具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在建和擴(kuò)建裝置基本都采用氫氰酸-IDA法工藝。由此看來(lái),氫氰酸-IDA法已當(dāng)然成為我國(guó)草甘膦生產(chǎn)的主流工藝。
4 IDAN工藝技術(shù)評(píng)價(jià)
在氫氰酸-IDA法生產(chǎn)草甘膦中IDA是最重要的中間體,IDA由IDAN在堿性條件下水解后酸化制得。由此可見(jiàn),IDAN是IDA的最重要的起始原料。據(jù)測(cè)算IDAN占草甘膦原料總成本50%以上,增建草甘膦裝置需要配套IDAN 25.5萬(wàn)~26.5萬(wàn)t/a。因此,對(duì)IDAN工藝技術(shù)、裝置產(chǎn)能滿足程度、產(chǎn)品質(zhì)量、安全環(huán)保進(jìn)行較全面評(píng)價(jià)是非常必要的。
重慶紫光化工于2004年底成功開(kāi)發(fā)并掌握了以天然氣為原料采用安氏法合成氫氰酸,進(jìn)一步合成羥基乙腈,然后經(jīng)氨解得到IDA的前驅(qū)體IDAN技術(shù),迅即大規(guī)模工業(yè)化。其核心技術(shù)包括:氫氰酸合成、羥基乙腈合成和羥基乙腈氨解。近年不斷完善、優(yōu)化安氏法氫氰酸技術(shù),取得了很大的突破,使HCN單線裝置產(chǎn)能由0.15萬(wàn)t/a提升至1.0萬(wàn)t/a,收率由55%提高到72%,采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)和反應(yīng)器專有技術(shù),配套開(kāi)發(fā)了HCN合成尾氣綜合利用技術(shù),實(shí)現(xiàn)了尾氣無(wú)污染排放,裝置運(yùn)行安全、穩(wěn)定、收率不斷提高,已接近國(guó)際先進(jìn)水平。
據(jù)了解,重慶紫光化工自主研發(fā)的采用管式反應(yīng)器羥基乙腈氨解技術(shù),自動(dòng)化程度高,易于大規(guī)模生產(chǎn),反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高達(dá)94%以上。該技術(shù)經(jīng)中試、大規(guī)模生產(chǎn)檢驗(yàn),運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可控。該技術(shù)單套產(chǎn)能已擴(kuò)大到1.0萬(wàn)t/a。
經(jīng)過(guò)近幾年的不斷開(kāi)發(fā),重慶紫光化工在IDAN工藝技術(shù)方面已逐漸形成包括結(jié)晶、分離、母液濃縮、干燥、包裝以及三廢治理等一套較完整的技術(shù)體系,并利用該技術(shù)已建成了10.0萬(wàn)t/a的IDAN產(chǎn)業(yè)化裝置,為氫氰酸-IDA法草甘膦提供了充足的原料保障。IDAN工藝技術(shù)已成為我國(guó)草甘膦行業(yè)打破國(guó)外技術(shù)封鎖的重要支柱,促進(jìn)了國(guó)內(nèi)氫氰酸-IDA法工藝快速發(fā)展。
目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有IDAN裝置產(chǎn)能為11.5萬(wàn)t/a,其中紫光化工為10萬(wàn)t/a,占總產(chǎn)能的87%。目前國(guó)內(nèi)在建和擬建新增IDAN裝置產(chǎn)能為14.1萬(wàn)t/a,其中紫光化工新增5.0萬(wàn)t/a,占新增總產(chǎn)能的35%。表7為國(guó)內(nèi)IDAN企業(yè)現(xiàn)有/新建裝置情況及建設(shè)條件分析。
表7 國(guó)內(nèi)IDAN企業(yè)現(xiàn)有/新建裝置情況及建設(shè)條件分析
企業(yè)名稱 |
現(xiàn)有/新建能力/(萬(wàn)t·a-1) |
優(yōu)勢(shì) |
劣勢(shì) |
重慶紫光化工股份有限公司 |
10.0/5.0 |
擁有安氏法氫氰酸、羥基乙腈、IDAN等技術(shù)自主知識(shí) 產(chǎn)權(quán);為國(guó)內(nèi)最大HCN生產(chǎn)裝置并配套有合成氨、甲 醛等裝置;有豐富的天然氣資源;有長(zhǎng)期從事HCN研 究的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和生產(chǎn)、管理隊(duì)伍;有較完善的污染物 治理和綜合利用措施和設(shè)施。 |
|
四川省天然氣化工研究院 |
1.5/2.0 |
有IDAN技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán);有安氏法HCN生產(chǎn)裝置 |
地處成都雙流,天然氣資源受限 |
四川禾浦化工有限責(zé)任公司 |
/4.0 |
擁有豐富合成氨及天然氣資源 |
未從事過(guò)HCN及其衍生物開(kāi)發(fā) |
重慶華歌生物化學(xué)有限公司 |
/1.4 |
擁有草甘膦生產(chǎn)裝置 |
未從事過(guò)HCN及其衍生物開(kāi)發(fā) |
安徽華星化工股份有限公司 |
/0.7 |
擁有草甘膦生產(chǎn)裝置 |
未從事過(guò)HCN及其衍生物開(kāi)發(fā) |
上海泰禾(集團(tuán))有限公司 |
/1.0 |
擁有草甘膦生產(chǎn)裝置 |
未從事過(guò)HCN及其衍生物開(kāi)發(fā) |
從表7可以看出,紫光化工擁有生產(chǎn)和發(fā)展IDAN充分優(yōu)勢(shì)。
5 對(duì)發(fā)展我國(guó)草甘膦及配套原料IDAN的建議
目前國(guó)內(nèi)草甘膦有快速發(fā)展,引起了業(yè)內(nèi)人士的高度重視,多次指出,國(guó)內(nèi)草甘膦快速發(fā)展存在很多風(fēng)險(xiǎn):一是產(chǎn)能迅速擴(kuò)張,但需求量短期內(nèi)難于大幅度增長(zhǎng),新增產(chǎn)能絕大部分要靠出口消化,不可避免地會(huì)加劇市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),引起國(guó)際貿(mào)易摩擦。二是產(chǎn)品在相關(guān)國(guó)家注冊(cè)難度大,特別是新興市場(chǎng)開(kāi)拓難度更大。三是環(huán)保壓力大。根據(jù)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策,行業(yè)中新批企業(yè)項(xiàng)目的獲批難度提高。有機(jī)磷農(nóng)藥污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施,將產(chǎn)品污染治理和
綜合利用設(shè)施投入和運(yùn)行費(fèi)進(jìn)一步抬高,污染治理成本提高。四是草甘膦屬精細(xì)化工產(chǎn)品,其技術(shù)水平高,專利技術(shù)多,對(duì)職工素質(zhì)要求較高,不同工藝之間以及同類工藝的關(guān)鍵技術(shù)間差異大。短期內(nèi)掌握較高技術(shù)水平難度大。因此,新進(jìn)入這一領(lǐng)域的企業(yè)工藝成本將很高。鑒于此,建議國(guó)家制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,嚴(yán)格控制草甘膦裝置的盲目擴(kuò)張。
(1)IDAN生產(chǎn)屬高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品。特別對(duì)西部地區(qū)利用當(dāng)?shù)靥烊粴赓Y源深加工,延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,提高附加值,國(guó)家在產(chǎn)業(yè)政策上應(yīng)予以扶植。
?。?SPAN lang=EN-US>2)HCN屬劇毒危險(xiǎn)化學(xué)品,應(yīng)建立經(jīng)濟(jì)規(guī)模、生產(chǎn)應(yīng)相對(duì)集中,組建產(chǎn)業(yè)化基地,實(shí)行安全生產(chǎn)許可證制度,定點(diǎn)生產(chǎn)管理。
?。?SPAN lang=EN-US>3)制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策制止無(wú)序競(jìng)爭(zhēng),盲目發(fā)展。
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