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构筑磷化工发展技术高地

发布者:    发布时间:2020-05-11  

——记科技进步二等奖项目湿法磷酸高值化与清洁生产的微化工技术

  湿法磷酸高值化和清洁生产是保证磷矿这一战略性资源价值化利用的关键,湿法磷酸净化技术是我国磷化工产业实现转型升级和绿色可持续发展的紧迫需求,也是我国攻关近半个世纪未能取得突破的重大产业难题。获得2019年国家科技进步二等奖的湿法磷酸高值化与清洁生产的微化工技术,针对湿法磷酸生产特点,创造性地提出解决湿法磷酸高值化和清洁生产这一世界难题的新模式,支撑了磷化工转型升级和可持续发展,为我国步入国际磷化工强国行列奠定了坚实基础。

  自主研发 中试成功

  湿法磷酸净化技术是发展精细磷化工的基础。近半个世纪以来,由于磷制品在化工、制药、食品等领域的应用,全球工业、食品级磷酸的年消费量达600多万吨,其中热法磷酸260万吨、湿法净化磷酸约340万吨,我国磷酸盐产品生产需用的磷酸为120万吨/年。国内工业、食品级磷酸在2013年以前主要来源于热法磷酸,热法磷酸的原料主要是黄磷,由于电力紧张和资源紧缺,热法磷酸的成本高且产量呈逐年萎缩的趋势。而以湿法磷酸净化技术生产工业级和食品级磷酸,代替传统的高能耗、高污染、高成本热法黄磷制酸生产技术,已成为现代磷化工技术发展的主流。

  然而这项前沿技术一直被国外公司所垄断。国外主流技术虽然针对湿法磷酸杂质种类多且含量高、金属离子脱除难、体系腐蚀性强等特点提供了解决方案,但技术发展缓慢,特别是由于工艺复杂、设备体积庞大、过程效率低,难以适应我国资源禀赋和磷加工特点,投资大、效率低、安全和环保隐患大等问题突出,无法支撑磷矿资源的清洁高效利用。

  核心技术岂能受制于人。2003年4月,瓮福集团与四川大学携手合作,开展溶剂槽式萃取法净化湿法磷酸中间试验,建成3000吨/年净化湿法磷酸中试装置,并生产出合格产品。这项中试成果取得了《用湿法磷酸制备工业级磷酸和食品级磷酸的方法》和《一种净化湿法磷酸的生产工艺及其设备》2项国家发明专利,为瓮福集团探索湿法磷酸净化技术工业化开辟了新途径。

  技术先进 替代进口

  中试成功后,瓮福集团立即着手将该技术实现工业化,于2004年12月组建了净化磷酸厂,投资5亿元开始10万吨/年湿法磷酸净化项目的工程建设。2006年8月,这套当时世界最大的单套净化磷酸装置成功建成。8月26日,这套采用塔式结构萃取法净化湿法磷酸先进技术的装置开始投料试车,并于9月22日打通流程,生产出合格的工业级产品。

  他们又依靠自有技术力量,对装置核心工艺进行优化和调整,于2007年1月13日成功生产出食品级磷酸,并在半年后实现装置达标达产,使中国的湿法磷酸工业一举跨入世界先进行列。

  从2008年5月起,瓮福的净化磷酸开始出口,改变了我国磷化工产业存在的产品初级、技术落后的状况,结束了贵州省无食品级磷酸出口的历史。目前,食品级磷酸已成为贵州省最大的出口单一产品之一,销往东南亚、欧洲、美洲等地。湿法净化磷酸的发展,解开了我国磷化工产业和产品层次的低端锁链,迈向中高端。

  与此同时,瓮福集团作为国内唯一一家生产湿法净化磷酸的企业,所拟定的工业和食品级净化磷酸产品企业标准被提升为行业标准。

  深度开发 产业升级

  就在2008年,凭借已取得的技术成果,瓮福集团与清华大学展开深度合作,继续深度开发湿法磷酸净化核心技术,采用拥有自主知识产权的微萃取技术进行攻关,解决了数十项技术难题,形成了由多方面前沿理论、关键技术、新材料、新结构等组成的100多项系统成果和专利,构建了萃取净化磷酸完整的技术体系。

  经国家科技成果鉴定,湿法磷酸萃取净化新型技术及装备成果达到国际领先水平。其清洁生产的微化工技术,更是填补了大规模微设备设计和系统构建及其维护方法的空白,支撑了磷化工转型升级和可持续发展,为我国步入国际磷化工强国行列奠定了坚实基础。

  依托这项核心技术,瓮福磷化集团在四川达州和福建上杭的生产基地,建成了25万吨/年的生产装置,并与湖北兴发化工集团合作建设10万吨/年装置。2017年,该集团对福泉、达州、上杭的净化磷酸装置进行扩能,到2018年基本形成100万吨的年产能规模,推动了中国湿法磷酸工业的产业升级,产能规模居全球第一,更铸就了瓮福集团全球最大最具竞争力的工业级食品级磷酸原料及产品供应商地位。

  目前,贵州“两磷”整合重组成立贵州磷化集团后,瓮福集团的净化磷酸核心技术已进入第四代工业化阶段,2019年12月在贵州磷化集团开阳化工园区开工建设的40万吨/年湿法净化磷酸项目就采用了第四代技术。下一步,贵州磷化集团将继续优化现有技术,在全面提升湿法净化磷酸产能规模的基础上,为第五代技术的研发做好技术储备,构筑起世界磷化工发展技术高地

来源:中国无机盐工业协会  



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