佟麗萍
(沈陽石蠟化工有限公司 遼寧 沈陽 110141)
近幾年盡管國內(nèi)在燒堿下游產(chǎn)品的開發(fā)方面得到了很大發(fā)展,但耗燒堿產(chǎn)品的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上燒堿產(chǎn)能的增長速度。特別是化工行業(yè)耗用燒堿方面,國外約占50%,而國內(nèi)僅為25%~30%,遠(yuǎn)沒有達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平。因此,應(yīng)加速耗燒堿產(chǎn)品的開發(fā)。本文介紹了幾種耗堿產(chǎn)品,在產(chǎn)品性能、技術(shù)及市場發(fā)展前景等方面極具競爭力,值得氯堿相關(guān)企業(yè)的大力關(guān)注和發(fā)展。
速溶層狀偏硅酸鈉是一種新型硅酸鹽精細(xì)化學(xué)品,是以石英砂(或泡花堿)和燒堿為主要原料而合成的新型偏硅酸鈉晶體。其具有非常優(yōu)異的性能,去污力強(qiáng),吸油值可達(dá)70%;與表面活性劑有協(xié)同作用;有良好的軟水作用;能乳化油污沉積物;有較好的pH值緩沖作用,能維持二次洗滌溶液較高的堿度;有非常好的水溶性;可生物降解,對人類、動物和水生物沒有毒性,不會污染環(huán)境。目前,國內(nèi)速溶層狀偏硅酸鈉主要用做洗衣粉、洗滌劑、工業(yè)清洗劑、重垢洗滌劑的添加成分[1]。
目前,在洗滌劑中普遍使用的助劑是三聚磷酸鈉(STPP),雖然用其所生產(chǎn)的洗滌劑能達(dá)到良好的洗滌效果,但由于三聚磷酸鈉是一種含磷產(chǎn)品,作為生產(chǎn)洗衣粉和其他洗滌劑的主要助劑,會直接對水質(zhì)造成嚴(yán)重污染。近年來,隨著國際上禁磷呼聲越來越強(qiáng)烈,以及中國大部分沿海及江河湖地區(qū)立法禁磷的要求越來越嚴(yán)格,急待研制和開發(fā)無毒、無害、無污染且不含磷的環(huán)保型產(chǎn)品來替代STPP。目前,被認(rèn)為可替代STPP產(chǎn)品無機(jī)物主要有沸石、偏硅酸鈉及其衍生物—速溶層狀偏硅酸鈉等,后者不僅不含磷、無污染、去污力強(qiáng),而且生產(chǎn)成本較低。
中國洗滌劑市場潛力巨大,市場量超過600萬t/a。隨著人們環(huán)保和健康意識的增強(qiáng)及各地政府禁磷措施的出臺,無磷洗滌劑將徹底取代有磷洗滌劑。速溶偏硅酸鈉是磷酸鹽助劑的理想更新?lián)Q代產(chǎn)品,國內(nèi)洗滌行業(yè)對這種產(chǎn)品的需求量為15萬t/a(若全部取代水合偏硅酸鈉,將達(dá)35萬t/a),在非洗滌劑行業(yè)的需求量為15萬t/a。同時還有大量出口。
目前,國內(nèi)生產(chǎn)速溶層狀偏硅酸鈉,生產(chǎn)工藝成熟,流程簡單,自動化程度高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。生產(chǎn)1 t該產(chǎn)品的耗堿量約為600 kg,若以其消費(fèi)量為50萬t/a計,耗堿為30萬t/a。從耗堿量和國內(nèi)市場前景及產(chǎn)品出口情況看出,該產(chǎn)品值得氯堿企業(yè)開發(fā)。
目前,國內(nèi)已有部分企業(yè)進(jìn)行該產(chǎn)品的生產(chǎn)。從建設(shè)經(jīng)驗及資料報道,建設(shè)3萬t/a速溶層狀偏硅酸鈉固定資產(chǎn)投資約6 900萬元,項目建成后,預(yù)計實(shí)現(xiàn)年銷售收入12 000萬元,利稅3 000萬元。
可以說,建設(shè)該產(chǎn)品生產(chǎn)裝置,不但具有廣闊的市場發(fā)展前景,且具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
羧甲基淀粉鈉(CMS)是一種冷水可溶的陰離子型淀粉衍生物,具有優(yōu)良的增稠、乳化、分散、粘合等性能,其黏度與羧甲基纖維素相似,具有價格低,白度好,易溶解,粒度細(xì),不結(jié)塊等優(yōu)點(diǎn)。在電焊條、紡織、印染、造紙、日化、食品、石油、選礦、粘合劑等領(lǐng)域中已獲得廣泛的應(yīng)用,被譽(yù)為“工業(yè)味精”,是世界上公認(rèn)的安全、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的化工助劑。
CMS由于對人體無毒無害,并且具有很好的穩(wěn)定性,在食品行業(yè)中被廣泛用作穩(wěn)定劑和保鮮劑。在醫(yī)藥行業(yè)具有抑制腫瘤的作用,也可作為崩解劑、血液擴(kuò)張劑等。在紡織工業(yè),由于其具有較好的乳化性,與許多親水性高分子化合物有很好的混溶性,對天然纖維有較好的粘附性,而被廣泛用作棉紗、麻紗等的漿料,也可用作印花增稠劑。在造紙行業(yè),在紙張涂布中用作黏著劑,可使涂料具有良好的均涂性和粘度穩(wěn)定性,其保水性控制了粘合劑對紙基的滲透,使涂布具有良好的印刷性能。另外,在石油鉆井、吸濕材料、污水處理等多個行業(yè)有著極其廣泛的應(yīng)用[2]。
CMS的工業(yè)生產(chǎn)是以淀粉為原料,用堿液處理得到堿淀粉,然后,與氯乙酸反應(yīng),再經(jīng)過中和、脫水、干燥等處理即得成品。目前,CMS生產(chǎn)大致可歸納為懸浮法、水媒法、溶劑法和干法,這些均為較成熟的工藝方法,其中,有機(jī)溶劑法是制取CMS的理想工藝,被廣泛應(yīng)用。
CMS在國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005年本)中為鼓勵類。目前,國內(nèi)CMS生產(chǎn)規(guī)模小、品種少,處于起步階段和待開發(fā)階段。據(jù)專家預(yù)測,淀粉深加工工業(yè)在中國將很快形成一大產(chǎn)業(yè),市場潛力很大,亦可出口創(chuàng)匯,是投資少、見效快、效益高的項目。
由于CMS的主要原料淀粉來源豐富,價格低廉,因而,生產(chǎn)成本及市場價格遠(yuǎn)低于羧甲基纖維素(CMC),但性能卻優(yōu)于CMC,比 CMC黏度高,穩(wěn)定性好,所以CMS應(yīng)用范圍更為廣泛。國內(nèi)市場需求極大,因此,市場前景極其廣闊。
據(jù)資料介紹,建設(shè)3 000 t/aCMS生產(chǎn)裝置,總投資預(yù)計3 600萬元,將實(shí)現(xiàn)銷售收入6 000萬元,年利潤1 500萬元。
雙乙酸鈉是糧食、食品及飼料添加劑的優(yōu)秀品種,具有高效的防霉、防腐、保鮮、增加營養(yǎng)價值等功效,是聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)推薦使用的食品添加劑,并有逐步取代傳統(tǒng)防霉劑的趨勢。在美國、日本、德國、加拿大等國家普遍使用。中國衛(wèi)生部也把雙乙酸鈉列為正式批準(zhǔn)使用的食品和飼料防霉劑之一。雙乙酸鈉是繼丙酸鹽、富馬酸二甲酯、山梨酸后,研發(fā)和推廣使用的新型防霉、保鮮劑[3]。
在糧食防霉劑方面,雙乙酸鈉具有較強(qiáng)的殺滅霉菌能力,可以抑制谷物霉變,被廣泛用于糧食、飼料和食品的加工貯存。據(jù)報道,在水含量21.5%的谷物中,添加0.1%~0.8%的雙乙酸鈉,貯存期可由3個月延長至7個月。世界發(fā)達(dá)國家目前普遍使用SDA科學(xué)貯存糧食。中國作為農(nóng)業(yè)大國,推廣應(yīng)用SDA無疑會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
在食品保鮮劑方面,SDA應(yīng)用于食品中,既是一種高效防腐保鮮劑,又是一種優(yōu)良的整合劑。據(jù)報道,在熟食表面噴0.2%~1.0%的雙乙酸鈉,可延長保鮮期;用10%雙乙酸鈉噴于面包表面,再經(jīng)自然干燥,可使面包10天不減風(fēng)味。另外,雙乙酸鈉還可用于冷飲、面醬、腌制品中,起到防霉和保鮮作用。
在飼料添加劑方面,雙乙酸鈉可抑制霉菌的滋生。在飲料中添加0.1%~0.8%的雙乙酸鈉,可有效防止飼料霉變,貯存期可延長3個月以上[3]。
另外,在青貯飼料中添加雙乙酸鈉,可改善畜禽對飼料的適口性,提高飼料利用率。
雙乙酸鈉的合成方法較多,醋酸—?dú)溲趸c法是近年來新開發(fā)的工藝。該方法原料價廉易得,反應(yīng)時間短,產(chǎn)率高,是理想的合成路線。該法生產(chǎn)1 t雙乙酸鈉耗用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氧化鈉約1 t。
目前,國內(nèi)約有二十幾家SDA生產(chǎn)企業(yè),其中,山西三維歐美科化學(xué)有限價公司生產(chǎn)能力為1萬t/a,是亞洲最大的SDA生產(chǎn)企業(yè),其他企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模均在3 00 t/a左右。目前,國內(nèi)雙乙酸鈉總產(chǎn)量僅五千多噸,而國內(nèi)總需求年量達(dá)四五萬噸。其中,飼料行業(yè)需求量約2.5萬t/a,糧食、食品方面需求量約2萬t/a。有資料預(yù)測,國內(nèi)需求可達(dá)25萬t/a。因此,SDA遠(yuǎn)不能滿足市場需求。隨著產(chǎn)品的推廣,其需求量還將增大,有廣闊的市場前景。
雙乙酸鈉是國家鼓勵發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品之一,符合中國產(chǎn)業(yè)政策;與同類產(chǎn)品相比,具有多種優(yōu)越性;國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)成熟,原料貨源充足、投資少、附加值高、效益顯著、國內(nèi)市場潛力大、發(fā)展前景廣闊。對于氯堿企業(yè)或有部分資源的精細(xì)化工企業(yè)來講,利用現(xiàn)有資源,建設(shè)雙乙酸鈉生產(chǎn)裝置是可行的。據(jù)介紹,建設(shè)1 000 t/a雙乙酸鈉裝置總投資約700萬元,可實(shí)現(xiàn)年銷售收入1000萬元,利潤總額約200萬元。
保險粉的化學(xué)名稱為連二亞硫酸鈉(Na2S2O4),是一種強(qiáng)還原劑,廣泛用于紡織、印染工業(yè),作為助染劑及漂白劑,可作為醫(yī)藥工業(yè)、合成染料的原料,也應(yīng)用于銅版印刷及分析試劑等,也是造紙、食品等行業(yè)不可替代的化工助劑。由于保險粉對于機(jī)械木漿、二次纖維等紙漿漂白效果良好,對紙頁強(qiáng)度和不透明度影響很小,且成本低、漂白過程簡單、投資小、污染小,在歐美,特別是北美和俄羅斯廣泛應(yīng)用。
目前,國內(nèi)保險粉的生產(chǎn)工藝有鋅粉法、甲酸鈉法。就規(guī)模而言,甲酸鈉法的產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的90%;就技術(shù)而言,甲酸鈉法是國內(nèi)最近10年才實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的技術(shù),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)量高、生產(chǎn)能力大、制造成本低、污染小,遠(yuǎn)比鋅粉法先進(jìn)。由于甲酸鈉法保險粉不含有毒的重金屬離子,故可作為食品、合成橡膠除氧劑,可以達(dá)到國際先進(jìn)水平[4]。
中國是世界上最大的保險粉生產(chǎn)基地和消費(fèi)市場,國內(nèi)甲酸鈉法保險粉裝置的生產(chǎn)能力約為68.5萬t/a,年實(shí)際產(chǎn)量約39.5萬t。保險粉近年主要應(yīng)用領(lǐng)域需求旺盛,增長較快,特別是紡織、印染工業(yè)對保險粉需求穩(wěn)步上升,每年都有10%~15%的上升幅度。伴隨著國內(nèi)高檔新聞紙的生產(chǎn)開發(fā),高嶺土品質(zhì)的提高,這一潛在的保險粉市場慢慢凸顯,市場潛力也在快速增大。目前,國內(nèi)用量為25~30萬t/a,大部分集中在廣東、江蘇、浙江、上海等地。且中國每年保險粉出口量為8~10萬t,是世界上保險粉的主要出口國。隨著中國保險粉生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高,在國際上的競爭力將進(jìn)一步加強(qiáng),從而能贏得更多的市場份額。
保險粉是理想的耗堿產(chǎn)品,生產(chǎn)1 t保險粉耗燒堿0.8 t,氯堿企業(yè)可以充分利用燒堿資源的優(yōu)勢開發(fā)該產(chǎn)品,促進(jìn)燒堿的生產(chǎn)。
以目前國內(nèi)市場需求及保險粉今后發(fā)展來看,建設(shè)5萬t/a保險粉生產(chǎn)裝置是可行的??偼顿Y約20000萬元,裝置投產(chǎn)后,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值約28000萬元,實(shí)現(xiàn)利潤約4 500萬元。
參與文獻(xiàn):
[1]韓世豪.速溶層狀偏硅酸鈉的生產(chǎn)技術(shù)與市場前景.無機(jī)鹽工業(yè),2002,(1):13-14.
[2]安俊捷,李新平.羧甲基淀粉鈉(CMS)的合成與應(yīng)用現(xiàn)狀.湖南造紙,2005,(1):27-30.
[3]孟翠敏,田 華.雙乙酸鈉的生產(chǎn)技術(shù)與應(yīng)用.中國氯堿,2006(2):15-17.
[4]高 虹.保險粉清潔生產(chǎn)工藝.合肥學(xué)院學(xué)報,自然科學(xué)版,2006,(3):25-27.