循环经济引领磷化工产业突围,以节能减排构建绿色产业链

今年以来,磷化工行业如何延伸产业链成为业界关注的焦点。面对当前复杂多变的国内外市场形势,磷化工行业正处于结构调整的重要关头。只有加强循环经济与科技创新,打造绿色产业链,才能突破瓶颈求发展。这是记者从4月中旬在南宁召开的2011磷及磷制品市场研讨会上获得的信息。
专家指出,由于近年来磷矿资源日益紧张,以及生产磷化工产品所造成的环境污染严重,使得磷化工产品生产成本逐年提高,环保压力越来越大。大宗基础磷化工产品的生产正从发达国家向发展中国家转移,而国外磷化工则逐步转向了新产品、新技术的开发和研究。
中国五矿化工进出口商会副会长李晓妮说,目前磷化工产业正面临市场饱和、节能减排要求提高、效益下降等诸多挑战,企业必须意识到,要在新一轮市场竞争中立足站稳,只有发展循环经济,加快技术创新,延伸磷化工产业链,增加产品附加值。
“国内磷肥产业在磷矿采选、料浆法磷铵、磷石膏制硫酸联产水泥、黄磷生产技术方面都具有较高的水平,但形成完整的循环经济产业链仍显滞后。”中国科学院院士赵玉芬指出,欧盟已经规定磷化工生产不得全部以磷矿石为原料,至少需要有50%为回收磷,资源的利用需重视多元化。清华大学化工系生态工程中心胡山鹰教授认为,向自然生态运行模式学习,是解决当前行业高速发展与资源短缺、能源匮乏、环境污染矛盾的唯一出路。
四川大学化工学院教授钟本和指出,磷化工行业要积极开发精细磷化工产品,开发高纯度黄磷、磷酸,尤其是有机磷化工产品。如以黄磷和热法磷酸为原料的深加工产品,阻燃剂、增塑剂等有机磷化物。要增加深加工产品的科技含量,提高资源利用效率。
钟本和认为,要改变中国磷化工行业目前散、小、乱,资源利用和环保水平较低的现状,迫切需要大型磷化工企业的介入,以提高整体水平。大型企业的介入将会给行业的竞争格局带来变化。小型企业的生存和发展,必须通过节能降耗和向精细化产品发展来实现,否则将面临淘汰。
钟本和提出,中国磷化工行业目前已逐渐形成母体产品靠近原料产地、沿海地区重点发展磷系衍生物和精细化学品的格局。构建绿色产业链、大型磷化工生产基地,应从上游磷矿开采就考虑综合利用的问题,高品位的块矿可用于生产黄磷,其余的高品位粉矿可直接用于生产湿法磷酸,中低品位矿可经选矿后再生产湿法磷酸;湿法磷酸的生产规模应达到经济规模,实现大型化;部分磷酸可直接用于生产磷肥产品,部分磷酸经精制后达到工业级或食品级,精制过程中副产的残酸液进入磷肥生产单元作原料。如此,整个过程实现了资源利用率最大化,也将催生一批整体竞争力强的企业。
据了解,近年来,国内一些地区和磷肥企业正在打造循环经济产业链。泰州富彤化工有限公司研发了三氯化磷、三氯氧磷等新型磷化工下游产品,重点生产磷酸酯以及阻燃剂等新产品。目前公司三氯化磷、三氯氧磷两种产品的产能均居全国前列。
湖北兴发集团目前拥有磷矿储量达1.44亿吨,磷矿石除了自给还可部分外销。目前该集团拥有十多座水电站,用电自给率达到40%以上。该集团常务副总经理明兵说,丰富的磷矿资源为兴发发展下游磷化工产业奠定了坚实基础。目前公司形成了磷矿石-电厂-磷化工完整的产业链,下游磷化工产品链在不断延伸。
贵州省福泉市高度重视循环经济发展,逐步形成了磷化工产业链循环发展态势,以节能降耗为目标开展技术创新,将“三废”变废为宝。
针对我国紧缺的磷矿资源,磷化工研发的重点也转移到提高资源的综合利用率上,并涌现出了一批成果。如磷石膏的综合利用,已经有多家研究机构和企业不断进行创新开发,并付诸实践。黄永卓

2006年中国磷化工行业总产能超过1200万吨,产品品种约100个,产量为800万吨,已成为全球第一大磷化工生产国。目前中国已建立起较为完善的磷化工生产体系,从资源开采到基础原料生产,从各种大宗磷化工产品生产,到精细的无机、有机磷化工产品生产,已基本满足国内各行业的需求,并有大量产品出口。

我国“重肥轻化”的历史背景使磷化工行业在节能减排、循环经济等方面颇受诟病。随着我国磷矿资源因粗放生产而日益减少,磷化工行业的可持续发展面临巨大挑战。前瞻产业研究院磷化工行业研究员宋桢雨表示,我国磷化工行业需尽快转变“重肥轻化”的观念,在满足国内化肥需求的前提下重点扶持精细磷化工等非肥产业发展,促使磷化工行业向精细化、专用化和高端化方向发展。
我国“重肥轻化”的历史背景使磷化工行业在节能减排、循环经济等方面颇受诟病。随着我国磷矿资源因粗放生产而日益减少,磷化工行业的可持续发展面临巨大挑战。前瞻产业研究院磷化工行业研究员宋桢雨表示,我国磷化工行业需尽快转变“重肥轻化”的观念,在满足国内化肥需求的前提下重点扶持精细磷化工等非肥产业发展,促使磷化工行业向精细化、专用化和高端化方向发展。
目前具备矿电磷一体化的企业在行业内具有较强的竞争力,而产品结构不合理、精细化程度不高的企业则面临较严峻的竞争形势,行业的兼并重组趋势明显。
磷化工行业发展困局
磷化工产业由磷酸、中间原料黄磷、磷肥、磷酸盐、磷化物等产业组成,是国民经济各个领域必不可少的基础原材料行业,主要包括磷肥和磷酸盐两个子行业。
在我国,大约有71%的磷矿石用于磷肥生产。由于肥料生产门槛较低、行业又长期享受国家特殊电价、支农补贴等优惠政策,我国磷化工行业“重肥轻化”倾向严重。据统计,早在2009年,中国磷肥产能已经达到2000万吨以上,产量也在1400万吨左右;而中国精细磷化工产品品种上百个,产能仅1200万吨,产量约800万吨。
当前,国内磷肥产品早已实现自给,而且产量严重过剩,只好蜂拥出口;而大量中高端精细磷化工产品却需要高价进口。更为严重的是,“重肥轻化”的行业定位使磷化工行业的节能减排、循环经济等都受到很大压力。随着中国磷矿资源因粗放生产而日益减少,磷化工行业的可持续发展面临巨大挑战。
前瞻产业研究院最新发布的《2012-2016年中国磷化工行业深度调研与投资战略规划分析报告》显示,虽然我国磷资源储量相对丰富,仅次于摩洛哥位居第二,但磷资源分布不平衡,主要磷资源特别是富矿,集中在云、贵、鄂、湘、川五省,北方和东部地区可供利用的储量少,形成了依赖云、贵、鄂三省供应全国的局面。
但是,国内磷矿资源却并没有得到合理的利用,一是,矿山开采上仍存在着采富弃贫,资源浪费严重、矿山采矿工艺落后、浪费大、污染严重,工作环境恶劣;二是在磷资源使用方面,不同品位磷矿价位差距不大,导致可用低品位矿的也用高品位,没有做到优矿优用,低品位矿富集利用,造成资源利用中的二次浪费;三是,磷矿的伴生资源,如碘、氟、硅、镁等回收和利用技术还处于初始阶段。
不可否认,国内磷化工产业已形成“磷矿石――基础产品――下游产品”磷化工产业链。但三大环节发展仍不协调。不仅磷矿开采较分散,需要整合,磷化工产品又处于精细化率不高,产业链较短,尚未达到循环经济发展模式。
此外,磷加工生产过程中的“三废”治理和综合利用有待进一步提高,如黄磷生产副产物综合利用率低,目前尾气利用的不到总量的1/3,已利用的很大部分还仅仅作燃料使用,深度净化生产高附加值碳一化学品还需进行工业化检验。工生产过程中的“三废”治理不完善,将直接危害生态环境。
最主要的是,我国虽然磷化工企业数量多,但平均规模小,厂点分散,普遍存在着管理粗放、技术水平低、市场开拓能力差等问题,特别是西部中小型企业,缺乏必要的研发手段、市场信息不灵、发展缓慢。此外,新产品开发研发时程长,一旦开发成功,往往形成其它企业一哄而上,产品质量鱼目混珠,影响了行业正常发展。企业研发和技术创新能力已经成为磷化工企业前进路上的一道鸿沟。
综上所述不难看出,我国磷化工状况与磷资源大国的地位极不相称,磷化工产业的整体水平亟待提高。
精细化和一体化才是未来
中国是全球第一磷化工产品生产大国,但产能和产量增长主要集中在基础和通用产品上,高端、精细、专用产品发展不足,仍依赖进口。为优化磷化工产业结构,国家出台了一系列政策,鼓励磷化工行业向科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、安全有保障的健康道路发展,未来提高产品附加值,大力发展精细化磷化工将成为发展的必然趋势。
不同于磷肥、工业级磷酸等磷化工产品面临国家宏观调控,出口受限,精细磷酸盐产品等属于国家鼓励范围,对其设置关税壁垒的概率很小;且限制磷矿出口稳定了国内磷矿的供应量和价格,将提升企业毛利率。
前瞻产业研究院磷化工行业研究员宋桢雨表示,从磷化工的生产路线看,精细磷化工行业发展可以通过有机磷和磷酸盐两条路径进行。
在有机磷方面,目前市场研制开发的有机磷化合物广泛应用于医药和电子产业。在医药领域,研究表明含磷药物在抗菌抗病毒、抗寄生虫抗肿瘤、消炎镇痛及神经、心血管等药物方面具有重要应用,如肉醇磷酯就是一种治疗慢性缺血性心脏病的新型强心药物。在电子工业方面,随着锂离子电池用量增加及锂离子电池生产厂家的相继投产,六氟磷酸锂的市场需求将不断扩大。另外,其他行业的发展也增加了对各种有机磷中间体与助剂的需求。
磷酸盐产品的研制开发是精细磷化工拓展的又一主流方向。磷酸盐广泛用于阻燃剂、抗氧剂、水处理剂、纺织助剂、燃料添加剂、食品添加剂、医药和农药等生产领域,发展前景广阔,目前世界磷酸盐的生产能力超过2000万吨/年,年增长速度达到3%。
近几年我国食品级磷酸消费量呈稳步增长态势,预计未来需求增速可达15%左右。与此同时,受益于我国IT和电子行业的高速发展,电子级磷酸的用量将会有大幅增长。
今后,伴随国际磷化工产业链向中国的转移,我国磷酸盐产品开发应着眼于全球市场,重点开发处于需求成长期的产品,如食品级磷酸盐、磷系阻燃剂、磷系医药级、电子级化学品、金属磷化物、有机磷化物等。同时,将磷酸盐的发展与我国新材料、环保、医药、食品等优势产业及新兴产业的发展想结合,为这些产业的发展做好配套服务。
宋桢雨指出,由于磷矿石和电力价格占据了产品成本中较大的比重,在磷矿资源价格上涨、电力供应紧张、国家政策限制等诸多因素下,在磷化工产业中具有一体化能力的企业将是未来磷化工产业发展的必然趋势。
具体而言,企业向上游的一体化进程将能抵御上游成本增长带来的压力,而向下游的一体化进程则能使企业实现技术升级,规避国家政策风险。由此可见,磷化工企业一体化的进程将使企业在竞争中处于有利地位。
前瞻产业研究院磷化工行业研究小组分析认为,目前具备矿电磷一体化的企业具有较强的竞争力,而产品结构不合理、精细化程度不高的企业则面临较严峻的竞争形势,行业的兼并重组趋势明显。

但同时,近年来由于磷矿资源日益紧张,以及生产磷化工产品所造成的环境污染严重,使得磷化工产品生产成本逐年提高,环保压力越来越大。大宗基础磷化工产品的生产正从发达国家向发展中国家转移,而国外磷化工则逐步转向了新产品、新技术的开发和研究。因此,今后中国磷化工的发展必须遵循循环经济的原则,构建绿色发展产业链。

重视磷矿资源的合理开发利用磷矿资源的开发和利用要本着可持续发展的思路,进行统一、科学的规划,实现资源的合理开发和综合利用。要以磷矿资源的有效保护与合理开发利用、控制开采总量为主线,推进规模开发、全层开采、采选配套、矿肥结合、矿化结合的发展,同时优化矿山布局,调整开发结构,促进资源永续利用。

要重视对中低品位磷矿的开发利用,这对规范磷矿开采、实现资源综合利用、提高整体经济效益、保持磷化工行业可持续发展具有重要意义。要着重研究开发适合于各地不同品质磷矿的选矿技术,促进选矿工艺的不断完善,加强采选结合,这是保护磷矿资源、提高资源利用率惟一有效的途径,其关键是要有技术上过关、经济上可行的选矿装置。要大力开展磷石膏的综合利用研究,做到少排放甚至零排放。要按照“优矿优用、各得其所”的原则,加快中低品位磷矿浮选产业化进程,对优质磷矿资源实行保护性开发。

强化节能降耗与废物循环利用与国外*相比,中国黄磷生产平均电耗、焦耗比国外高12.3%和8.5%,国内磷化工行业节能降耗的潜力很大。在资源配置上要优先遵循“电磷结合,矿化结合”的原则,实现上下游一体化的发展,将副产物“吃干榨净”。如采用蒸馏法将磷泥中的磷大部分提出,再利用残渣生产磷酸;将磷渣加工成超流态微粉体,用作水泥掺合料或加工成微晶玻璃。

电炉法生产黄磷要求以块状原料入炉,而目前国内许多企业采取统矿入炉,造成磷泥多、电耗高、管道堵塞等。在设备方面,应积极推广国产15000kVA以上电炉,淘汰5000kVA以下小型电炉,提高机械化、自动化程度。