我國自上世紀70年代立足國內(nèi)實際情況開發(fā)了氯化法鈦白粉工藝技術(shù),先后在廈門電化廠建設(shè)1000噸/年和天津化工廠建設(shè)3000噸/年生產(chǎn)工藝裝置,但因各種原因都已關(guān)閉。上世紀90年代,錦州鐵合金廠率先引進國外技術(shù),建設(shè)熔鹽氯化法鈦白粉生產(chǎn)線(1.5萬噸/年)。1989年,錦州鐵合金廠開工建設(shè)國內(nèi)第一套1.5萬噸/年氯化法鈦白粉裝置。1994年該裝置基本建成,經(jīng)長達十余年的技術(shù)消化和攻關(guān),于2002年實現(xiàn)達標達產(chǎn)。這也標志著中國氯化法鈦白粉真正實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。在第一條線取得成功基礎(chǔ)上,錦州鈦業(yè)于2004年著手建設(shè)第二條生產(chǎn)線。第二條生產(chǎn)線全部由國內(nèi)自行設(shè)計、進行技術(shù)優(yōu)化,并且設(shè)備全部國產(chǎn)化,一次開車成功。這兩條生產(chǎn)線生產(chǎn)穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良,到目前為止,是國內(nèi)唯一連續(xù)穩(wěn)定運行并且達標達產(chǎn)的氯化法鈦白生產(chǎn)裝置,也是國際上唯一的熔鹽氯化對接氣相氧化工藝生產(chǎn)鈦白粉工業(yè)裝置。值得一提的是,河南漯河興茂鈦業(yè)這家民營企業(yè),早在2002年就開始對氯化法鈦白粉工藝技術(shù)進行調(diào)研、跟蹤和自主研發(fā)。漯河興茂氯化法鈦白粉項目首期工程項目6萬噸/年(3萬噸/年×2)于2012年進行全面建設(shè),2013年8月基本建成(公輔系統(tǒng)全部建成竣工,主流生產(chǎn)線建成竣工一條線,在建二條線),并投入試生產(chǎn)。該公司已完整地掌握了氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝技術(shù)體系,擁有多項獨立的自主知識產(chǎn)權(quán),在氯化法這條突破的道路上,漯河興茂鈦業(yè)不斷創(chuàng)新,在鈦白行業(yè)中取得了民營企業(yè)的歷史新高度。
從2011年起,我國一直是世界第一大鈦白粉生產(chǎn)國和消費國。但令行業(yè)尷尬的是,工藝和產(chǎn)品占優(yōu)勢的氯化法鈦白粉生產(chǎn)線在世界范圍內(nèi)的總產(chǎn)能越來越高,我國目前卻僅有錦州鈦業(yè)可以正常生產(chǎn)熔鹽氯化法鈦白粉,其他企業(yè)在上馬氯化法鈦白粉生產(chǎn)線時,受制于自主技術(shù)未完全突破和國外技術(shù)保密等因素,一直未能順利達產(chǎn)。 鈦白粉是僅次于合成氨和磷化工產(chǎn)品的世界第三大無機化工產(chǎn)品,廣泛應用于涂料、塑料、造紙、化纖、油墨等領(lǐng)域。其需求與經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān),其消耗水平是衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展和居民生活質(zhì)量的重要指標。數(shù)據(jù)顯示,近10年來,全球鈦化工行業(yè)年平均增長率達到5%,呈現(xiàn)出長期穩(wěn)定增長趨勢。從消費地區(qū)看,亞太地區(qū)是全球鈦白粉的主要需求地區(qū),鈦白粉工業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展勢頭。2014年亞太地區(qū)消費量占全球鈦白粉市場份額40%,預計2015~2020年亞太地區(qū)鈦白粉消費量平均增長率為7~8%。中國國內(nèi)需求將保持10~15%的增幅,并且隨著國內(nèi)城鎮(zhèn)化進程的加速,需求將更加強勁。
目前,全球鈦白粉生產(chǎn)工藝只有硫酸法和氯化法兩種技術(shù)。硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝誕生于1916年,工藝污染重,生產(chǎn)一噸鈦白粉產(chǎn)品同時會產(chǎn)出約8噸廢酸;操作包含5大工段、24道工序,較為復雜;產(chǎn)品價格低,且只能間歇式生產(chǎn),現(xiàn)已被國家列入“限制類”工藝。氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝,因具有工藝流程短、裝置產(chǎn)能大、自動化程度高、產(chǎn)品品質(zhì)好、環(huán)保效益突顯、污染排放量小等眾多優(yōu)勢而發(fā)展迅猛,在國際上已經(jīng)成為十分成熟的先進工藝。自上世紀80年代起,世界鈦白粉總產(chǎn)能中氯化法工藝生產(chǎn)鈦白粉所占比例及其增速明顯加快:1970年僅占23%;1980年為29%;1990年猛增至47%;到1999年達到56%,從此開始超過了硫酸法。國外自上世紀90年代以來,新建的鈦白粉生產(chǎn)線基本均采用此工藝為主流生產(chǎn)工藝,氯化法工藝已占據(jù)主導地位,目前全球約有60%左右(除中國外)鈦白粉產(chǎn)能采用氯化法工藝。
長期以來,國外化工巨頭對氯化法鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)高度壟斷,國內(nèi)現(xiàn)已建成并投入生產(chǎn)或者試產(chǎn)的氯化法鈦白企業(yè)有遼寧錦州鈦業(yè)、云南新立、漯河興茂鈦業(yè)、河南佰利聯(lián)公司4家,合計產(chǎn)能為21萬噸,僅占國內(nèi)總產(chǎn)能的6.54%。這與國外氯化法鈦白粉產(chǎn)能占總產(chǎn)能60%以上的比例存在巨大差距。國內(nèi)氯化鈦白粉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展滯后,主要受兩大制約因素的限制。一是,國際化工巨頭長期的技術(shù)壟斷,即使是引進技術(shù),無論是產(chǎn)能規(guī)模和技術(shù)水平上,也絕非是主流生產(chǎn)線和最先進的技術(shù)。國內(nèi)仍要經(jīng)歷漫長的自主研發(fā)過程,這就決定了中國氯化法鈦白粉產(chǎn)業(yè)難以大規(guī)模的快速發(fā)展和擴張。二是,核心設(shè)備問題,尤其是大型沸騰氯化爐的排渣系統(tǒng),氧化反應器的防疤和除疤系統(tǒng),以及主流生產(chǎn)線防堵防腐技術(shù)和設(shè)備設(shè)施全壽命使用周期的技術(shù)要求都十分嚴苛。近幾年雖然設(shè)備國產(chǎn)化率在不斷提高,但關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計、特殊材質(zhì)和加工精度以及穩(wěn)定運行時間都與進口設(shè)備存在一定的差距,這也是國內(nèi)氯化法鈦白粉產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的主要制約因素之一。
業(yè)內(nèi)專家認為,全球鈦白粉產(chǎn)業(yè)數(shù)十年的發(fā)展歷程和趨勢,可以總結(jié)為三個基本特征:一是,氯化法發(fā)展勢頭超過硫酸法。氯化法先進的工藝從根本上提高了產(chǎn)品品質(zhì),同時減少了污染物排放量。二是,鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能集中度不斷提高,生產(chǎn)企業(yè)越來越少。三是,產(chǎn)品的品牌越來越少,但是產(chǎn)品品質(zhì)趨向多功能化。世界前五位生產(chǎn)商的產(chǎn)能之和占除中國以外全球鈦白粉總產(chǎn)能的78%左右,前五位生產(chǎn)商中即使規(guī)模最小的企業(yè)鈦白粉產(chǎn)能也在40萬噸/年以上。從全球范圍來看,氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝是國內(nèi)鈦白粉行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的方向。