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改革开放40年我国磷复肥工业发展纪实


文献来源:【出版源】胡敏.我国磷肥工业改革开放40年发展纪实[J].磷肥与复肥,20183312):1-5.

[摘要]全面梳理我国磷肥行业改革开放40年以来取得的辉煌成就:在磷肥生产技术、装备制造、品种数量、绿色发展、产业发展等方面取得了较大的进步。并对未来10年磷肥行业的发展方向进行了展望:产业发展方式向质量增长型转变,建立全生命周期绿色标准体系,继续推进创新驱动战略以及以需求为导向推进产业进步。

[关键词]磷肥工业;发展历程;技术装备;绿色发展;展望


0引言

新中国的诞生让中国人民从此站立起来,也让我国磷肥工业得到了从无到有、从有到大、从大到强的历史发展机遇,完成了由进口大国向制造大国,再到出口大国的历史性跨越,成为全球产量第一、出口量第一的磷肥工业大国,令世界瞩目。

尤其是改革开放40年以来,磷肥生产技术、装备制造、品种数量、磷石膏利用以及综合能耗、规模效益、产业集中度都发生着量变到质变的跨越,走出了一条从“引进来”到“走出去”,从低浓度到高浓度,从单一化到复合化的成功发展之路。

1起步篇——自主开发与引进并举,初步形成磷肥生产能力

新中国建立之初,在第一个五年计划期间(19531957年),我国磷肥工业承受着技术、资金和资源的制约,为满足农业对磷肥的需要,1958年南京磷肥厂率先建成投产,宣告我国磷肥工业的诞生。我国选择了以生产磷矿粉为主,同时增加过磷酸钙进口的发展之路,奠定了早期的磷肥工业基础。与此同时,加快过磷酸钙、钙镁磷肥、硝酸磷肥、磷酸铵等产品的生产工艺自主研发步伐。

1978年,化学工业部组织考察团前往欧美发达国家,对磷、硫、钾矿和复合肥进行专题调研和考察,确定了我国磷肥工业实行“自主开发和引进技术并举”的发展方针。自1980年开始,国家和地方先后投入500亿元人民币,大力发展高浓度磷复肥和配套建设磷、硫、钾矿;从国外引进技术和装备建设15家大中型高浓度磷复肥厂,使我国高浓度磷复肥工业产能、产量、技术装备水平大幅度提高,迅速缩小了与国外先进水平的差距。

与此同时,从我国磷矿资源以中低品位为主的实情出发,一方面在引进的同时,加大消化、吸收力度,大力发展高浓度磷复肥;另一方面,继续保持一定比例的低浓度磷复肥,形成高、低浓度并存的局面。

靠着“两条腿”同时发力,我国磷肥工业在从无到有过程中奠定了扎实的基础,为行业的腾飞提供了强劲动力。

2腾飞篇——建成完整的磷肥工业体系

2.1从初具规模到世界第一

1980年,全国建成磷肥生产企业739家,工业总产值16.45亿元;2000年,全国磷复肥生产企业1020家,其中磷肥生产企业554家,工业总产值314.09亿元;2015年,全国共有规模以上磷复肥生产企业1429家,其中磷肥生产企业215家。经历上述发展,我国磷肥工业产能位列全球第一,以磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP)为主要产品的大中型高浓度磷复肥装置生产技术与世界先进水平同台共舞。19802017年我国磷肥产量见图11980年我国磷肥产量为P2O5 230.66t2005年磷肥产量跃升至P2O5 1125t,实现产量世界第一;2007年,磷肥产量达到P2O5 1351t,首次实现磷肥净出口;中国磷复肥工业协会统计口径,2017年我国磷肥总产能为P2O5 2460t,产量为P2O5 1641t,占世界磷肥产量的36%20002010年,我国磷肥产量完成了从初具规模到世界第一的跨越,从此稳坐“首位”。

2.1.1装置规模从小到大

除过磷酸钙和钙镁磷肥装置保持中小型规模外,磷酸二铵装置单系列最大规模达到60t/a,磷酸一铵装置单系列最大规模达到40t/a,二水法工艺的磷酸装置单系列最大规模为40t/a,硫黄制酸装置单系列最大规模为80t/a,生产规模也与国际先进水平并驾齐驱。

2.1.2产品从低浓度到高浓度

与世界磷复肥工业发展相同,我国磷复肥工业走的也是产品从低浓度到高浓度的发展道路。

新中国成立初期到20世纪80年代末,我国磷肥工业中过磷酸钙和钙镁磷肥等低浓度磷复肥产量占磷肥总产量的95%,而当时发达国家高浓度磷复肥产量占磷肥总产量的70%。这其中既有资金紧缺的因素,也有未攻克磷矿选矿技术的客观原因。从1990年起,引进的大型化肥装置陆续建成投产,高浓度磷复肥产量开始增长,但是由于进口肥长期占据国内市场,形成一定的口碑,国产高浓度磷复肥有产量却没有销路。面对这种状况,中国磷复肥工业协会一方面向政府呼吁,为国产磷肥争取到“以产顶进”的优惠政策,一方面从2000年开始首次举办“国产高浓度磷复肥产销会”,树立国产高浓度磷复肥的形象,打开了销路。2017年,高浓度磷复肥产量为P2O5 1535.4t,占磷复肥总产量的93.6%;低浓度磷复肥产量为P2O5 105.3t,占磷复肥总产量的6.4%;完成了产品结构的调整,国产高浓度磷复肥成为名副其实的市场主力。19902017年我国高浓度、低浓度磷复肥产量占比见图2

2.1.3从净进口到进出口

19912017年我国磷复肥净出口量见图320世纪90年代以前,每年我国进口相当数量的磷酸二铵和NPK复合肥产品。1991年我国磷肥对外依存度高达39%1998年磷肥净进口量达P2O5 294t,占当年磷肥表观消费量的31%,其中DAP进口实物量高达550t,占当年世界DAP贸易量的35%,占我国当年需求量的85%2002年磷肥净进口量仍然达到P2O5 169t,之后随着国产磷肥产量的增加,进口量逐年减少。2006年,我国净进口磷肥P2O5 2.6t,基本实现自给,结束了依赖进口的历史。2007年之后,我国磷肥在实现自给有余的基础上开始部分出口,且出口整体呈现出增加的态势。2015年我国进口磷复肥P2O5 28.2t,继续呈现同比下降态势;净出口磷复肥P2O5 550t,其中磷酸一铵和磷酸二铵出口实物量为创历史新高的274.2t801.9t,占当年磷肥总产量的32.2%,占全球贸易量的39.3%;随后,出口份额虽然小幅度下降,但始终保持高位,2017年净出口磷复肥P2O5 470t,其中磷酸一铵出口实物量为271.2t,磷酸二铵出口实物量为640.4t

磷肥实现自给有余,意味着我国农民真正用上了物美价廉的国产肥。同时,既有效缓解了企业连续生产、季节销售的矛盾,又提升了我国磷肥企业的国际竞争力。

2.1.4从单一到复合

我国复合肥进口始于20世纪70年代。20世纪90年代初,国内开始自行生产复合肥,特别是1993年,山东红日化工股份有限公司研发的氯化钾低温转化法生产硫酸钾三元复合肥获得成功,简化了流程,节省了投资,降低了成本,复合肥生产和施用量迅速增加。根据国家统计局《中国统计年鉴》统计,经过30年的发展,国内复合肥施用量连年增长,1980年复合肥施用量(折纯)仅有27.3t,到2017年复合肥施用量(折纯)增长至2207.2t(见图4)。

从复合肥企业发展史来看,也基本能看出近30年来,尤其是从1998年以来,我国复合肥企业飞速发展的轨迹,且其在推动产品结构调整方面始终走在前列,缓控释肥和水溶肥料等新型肥料产品正是在复合肥企业中落地、发芽。

2.1.5从分散到集中

我国磷肥工业经历了从分散到集中的发展过程。发展初、中期根据当时的工业水平采取“一县一厂”的建设方针,磷肥厂普遍开花,有效地满足了农业用肥需求和运输半径,产品以过磷酸钙、钙镁磷肥为主,产业集中度非常低。随着世界磷肥产品结构由低浓度向高浓度调整,生产规模由小型化转向大型化,我国磷肥工业的产业布局也在悄然改变。

以降低生产成本为先导,大型高浓度磷复肥生产装置建设向原料配套条件较好的磷矿资源产地集中成为趋势,我国“七五”、“八五”期间建设的大中型高浓度磷复肥装置基本分布在云南、贵州、湖北、安徽等省区,实现了产磷大省的新时代工业布局。三元复合肥和二次加工肥料生产向市场所在地转移,满足了农业发展需求。

20002017年磷肥产量排名前5的省份与其他省份磷肥产量占比见图52000年,磷肥产量前5名的省份有云南、湖北、山东、四川、贵州,其产量之和占全国磷肥总产量的47.61%;之后我国磷肥产量向资源地集中的趋势更加明显,到2017年云、贵、川、鄂、皖5省磷肥产量之和达到P2O5 1350t,占总产量的86.1%

2.2技术装备创新引领行业发展

整体来看,改革开放40年,我国磷复肥工业飞速发展,成为具有自主工艺装备,产业集中,产品配套,产量巨大,满足国内农业需求,占据国际市场的完整工业体系。

2.2.1走具有中国特色的技术发展道路

2.2.1.1过磷酸钙奠定了早期磷肥工业基础

1953年,我国重工业部化工局决定以锦屏磷矿为原料,试验研究过磷酸钙生产工作。1955年,在上海建成了1t/a过磷酸钙中试装置,为工业化设计提供数据。1958年,采用立式搅拌、回转化成工艺,分别在太原和南京建成了20t/a40t/a的大型粒状过磷酸钙装置。同期,哈尔滨、辽阳、济南、衡阳分别建设了2万~6t/a的小型过磷酸钙厂。19581978年,各地兴建了更多生产能力10t/a以内的过磷酸钙厂,形成了我国以小型过磷酸钙产业群为主,大型过磷酸钙企业引领的早期产业格局。

2.2.1.2开创高炉法钙镁磷肥生产

鉴于我国磷矿杂质含量较高,硫资源不足的限制,在1953年确立了磷肥加工路线实行酸法、热法并举的方针。同年,四川、云南、浙江、北京等地的工厂、研究和设计单位相继开展了钙镁磷肥的研制工作。19581959年,北京化工实验厂和浙江兰溪化肥厂等先后采用冷风直筒型高炉生产出钙镁磷肥,但炉龄短,消耗高。19631964年,江西东乡磷肥厂先后将2台高炉改造,连续生产钙镁磷肥取得成功,生产能力分别达到3t/a6t/a,从而开创了我国采用高炉法生产钙镁磷肥的历史。1976年,郑州工业大学提出玻璃结构因子配料方法,可以使用wP2O5)≥16%的低品位磷矿,为钙镁磷肥直接利用低品位磷矿开创了一条新路。

2.2.1.3高浓度磷复肥发展

20世纪50年代初,在世界高浓度磷复肥刚刚起步之际,我国就意识到这是今后磷肥工业的发展方向,开始安排上海化工研究院在研制过磷酸钙的同时,利用我国磷矿进行湿法磷酸、热法磷酸、重过磷酸钙、磷酸铵、硝酸磷肥以及脱氟磷肥等产品的研制和中间试验工作,并在20世纪60年代先后取得了科研成果,为我国发展高浓度磷复肥奠定了基础。

1)积极探索热法磷酸生产高浓度磷复肥的可行性

1976年,广西磷酸盐化工厂建成了年产黄磷1.5t、热法磷酸(以P2O5计)2.5t、热法重过磷酸钙和三聚磷酸钠5t等的生产装置。投产后,由于热法重过磷酸钙生产成本高,不能用作肥料,只能少量生产供糖厂作净化剂使用。20世纪80年代,为了发挥云南省的磷电优势,决定试点建设6t/a黄磷(2台电炉)、14t/a热法磷酸(以P2O5计)、40t/a热法重过磷酸钙装置,总投资约30亿元,并于1997年建成。由于这期间电站和磷肥基础建设投资增加了数倍,电价也由当初0.102/kW·h)上升到0.126/kW·h),重过磷酸钙成本超过售价,只能用泥磷制的磷酸生产少量重过磷酸钙作肥料使用。

2)为摆脱硫资源不足的制约开展硝酸磷肥试点

1984年,开封化肥厂采用磷酸、硝酸混酸法建设了13t/a硝酸磷肥(NP)和3.5t/a NPK复合肥装置。济南化肥厂采用间接冷冻法建成了15t/a硝酸磷肥装置,因技术和经济方面的原因,设备处于封存停产状态。1987年,山西(潞城)化肥厂建成了以煤为原料的30t/a合成氨、54t/a硝酸、90t/a NP装置,当时总投资约16亿元,引进挪威NorskHydro间接冷冻法技术,成为世界上最大的NP生产装置。

3)重点发展以湿法磷酸为基础的高浓度磷肥

①重过磷酸钙。1982年,依靠国内自主开发的技术和设备,在云南磷肥厂内建成了110 t/d磷酸(以P2O5计)和10t/a重过磷酸钙装置。1997年,引进技术在湖北荆襄磷化工(集团)有限责任公司建成了670t/d磷酸(以P2O5计)、56t/a化成造粒法重过磷酸钙装置,总投资约28亿元。

②磷酸铵。1966年,南京化学工业有限公司采用国内开发的技术和设备,建成了50t/d磷酸(以P2O5计)和3t/a DAP生产装置,从而揭开了我国磷铵生产的历史。19831994年,为加快国内磷复肥技术的发展,我国有11个工厂同时引进磷酸/磷铵装置,除鹿寨化肥厂外,其他全部建成投产。1988年,四川银山磷肥厂与成都科技大学(现四川大学)合作,针对金河磷矿杂质含量高的特点,采用氨中和稀磷酸、双效浓缩料浆工艺,建成了3t/a工业生产装置。1991年,四川大学又开发了喷浆造粒机内返料工艺,节省了投资和成本。料浆法磷酸铵是结合我国磷矿资源特点、自主开发的磷酸铵生产工艺,为当时增加国内供应、满足国内磷肥需求发挥了重要作用。

③硫酸基复合肥料。1993年,山东红日化工股份有限公司研发的氯化钾低温转化法生产硫酸钾三元复合肥技术获得成功,取得了很好的经济效益和社会效益,开启了高端肥“平民化”的时代。

进入20世纪之后,在行业创新驱动发展战略的推动下,磷复肥行业技术快速发展,行业一批关键共性技术,取得较大进展:半水法、半水-二水及二水-半水法磷酸生产产业化、大型化取得明显进展;磷矿中氟、碘的回收规模进一步扩大;湿法磷酸深度净化技术取得积极进展,磷酸MER值(wFe2O3+Al2O3+MgO/wP2O5))均小于0.08,最低达到0.04,不仅满足了磷酸梯级利用的要求,也提高了氟的回收率;聚磷酸与聚磷酸铵工艺研究有了新的突破,为磷的高效利用提供了更多途径。

2.2.2高水平技术装备推动“走出去”步伐

在行业技术跨越式发展的同时,磷复肥的装备水平也大幅度提高。大型硫酸装置的硫铁矿焙烧炉、硫黄焚烧、废热锅炉、净化及转化设备,大型磷酸装置的萃取、过滤、浓缩设备,大型磷铵装置的造粒和转鼓干燥、提升、冷却及除尘设备等均实现了国内自主设计、制造、安装,运行状况良好。我国自主开发的硫基氮磷钾生产技术和装备,利用中低品位磷矿生产高浓度的三元复合肥为国际首创。

目前我国磷复肥行业技术和装备水平已经达到了世界先进水平,我国磷复肥人用自己的智慧实现了从技术引进到技术输出的根本转变。

贵州瓮福(集团)有限责任公司中低品位磷矿高效综合利用系列技术及装备的研发与集成应用达到世界先进水平,在2007年击败欧美及中东地区多个国际工程公司,成功中标Sabic选矿工程总承包项目。

中国五环工程公司早在2000年就成功中标巴基斯坦ENGRO化工有限公司NPK项目;随后在突尼斯、印度尼西亚磷酸项目中中标。

江苏新宏大集团有限公司近年来积极开拓国际市场,并取得了国外总承包工程资质,产品远销美国、法国、英国、巴西、刚果、突尼斯、伊朗、约旦、塞尔维亚、以色列、印度、巴基斯坦、孟加拉国、越南、缅甸、韩国、朝鲜、印度尼西亚、巴布亚新几内亚等50多个国家和地区。

2.3绿色发展

绿色发展已经成为我国五大发展战略之一。产业前期发展累积的环保问题已经开始一一显现,并演变成为阻碍行业继续发展的“绊脚石”。

磷肥生产中所产生的废气、废水和废渣中含有多种有害物质。这些物质不合理排放,会对空气、水源和土壤造成污染,直接危害人类和生物。

近年来,企业为了提高回收率,降低消耗,将废气净化及废气中有害组分的回收利用作为工艺改进的一个方向,将废气进行严格的处理,既能提高产量,又能减少对大气的污染。近几年废气的处理技术不断完善,净化设备逐步以高效、节能设备代替低效率吸收设备,使排入环境的污染物大大减少。

目前国内所有的大中型磷肥企业和部分小型磷肥企业均已经建设了污水处理工程装置,治理设施覆盖率较高,近几年来运行正常,污染物去除效果较好。因此,近几年来我国磷肥工业污水排放总量下降很快,排放污水中污染物的浓度也有大幅度下降,为环境保护做出了贡献。

我国磷石膏的综合利用取得举世瞩目的成绩,利用途径逐渐拓宽,利用水平和利用率逐年提高。2017年利用量已达到2900t,当年利用率38.7%,并逐年提高。磷石膏综合利用装置如制水泥缓凝剂、建筑石膏粉、石膏砌块、石膏模盒等产能不断扩大,开车率不断提高;化学法处理磷石膏装置的运行和新技术的研发取得新进展;无害化预处理技术、制备高强石膏技术的研发为促进磷石膏资源化利用打下了坚实基础。

3展望未来——迈向强国

可以肯定地说,未来10年将是磷复肥行业实现由大向强、由内而外变革的关键时期。

3.1产业发展方式向质量增长型转变

尽管我国现在是肥料大国,但无论从资源禀赋还是管理水平来看,与国外先进产业相比,仍然存在着差距,必须转变原有的规模增长型发展方式,切实做到3个提高:以提质增效为目标做精、做细产品,以提高磷矿伴生资源的整体利用率为目标加速创新、延伸产业链,以提高主营业务利润率为目标整合产业,通过增品种、提品质、创品牌,提升产业竞争力,来实现质量增长型生产方式。

3.2构建行业全生命周期绿色标准体系

十九大报告明确将“坚持人与自然和谐共生”作为新时代坚持和发展中国特色社会主义的基本方略之一,绿色发展已经是我国一项基本国策。根据肥料行业绿色产品评价标准,推出一批绿色产品,培育一批绿色工厂,建立一批清洁生产示范装置,打造行业绿色产业链,构建全生命周期绿色标准体系已成为我国化肥界的历史使命。

3.3继续推进创新驱动战略

产业创新是一个市场前景巨大、技术含量高、产品附加值诱人的尖端领域。经过多年的发展,我国磷肥产业在选矿技术、生产技术装备水平、技术人才培养方面已有一定的积累,为继续提升产业发展水平奠定了坚实的基础。未来一段时间,淘汰落后、搬迁改造、“一带一路”、智能制造等都将成为行业发展的新契机、新动能,行业应该抓住机遇,加大创新力度,促进产业整体水平的提升。

3.4以需求为导向推进产业进步

当前,农业产业正在向着“产出高效、产品安全、资源节约、环境友好”的现代化发展道路稳步迈进,现代农业的高速发展对化肥质量、品种、性能等方面提出了更新、更高的要求,化肥作为重要的农业投入品要以农业需求为导向,切实改进产品性能、提高服务能力和水平,带动产业发展。

文章来源:《磷肥与复肥》; 作者:胡敏(中国磷复肥工业协会,北京  100120

[作者简介]胡敏(1983-),女,江西进贤人,工程师。E-mail365203878@qq.com

[收稿日期]2018-12-04

[文章编号]10076220201812000105

[文献标志码]A

[中图分类号]TQ442


时间:2019-01-10 来源:未知

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