羅宗恬

(成都樂(lè)氏化工工程有限公司 四川成都 610041)

氮肥企業(yè)聯(lián)產(chǎn)甲酸鉀、磷酸二氫鉀和氯基三元復(fù)合肥技術(shù)

羅宗恬

(成都樂(lè)氏化工工程有限公司 四川成都 610041)

針對(duì)氮肥行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩、企業(yè)發(fā)展空間越來(lái)越小的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)了氮肥企業(yè)聯(lián)產(chǎn)甲酸鉀、磷酸二氫鉀和氯基三元復(fù)合肥技術(shù)。概述了甲酸鉀和磷酸二氫鉀的特點(diǎn)、用途以及市場(chǎng)供需情況，測(cè)算了聯(lián)產(chǎn)裝置的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)可充分利用氮肥企業(yè)原有各類(lèi)資源，延伸企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

甲酸鉀；磷酸二氫鉀；氯基三元復(fù)合肥；聯(lián)產(chǎn)

1 聯(lián)產(chǎn)技術(shù)概述

近年來(lái)，國(guó)家逐漸取消了化肥優(yōu)惠政策，中小氮肥企業(yè)的發(fā)展空間越來(lái)越小，成本不斷增加；同時(shí)，我國(guó)氮肥行業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張并沒(méi)有伴隨需求的同步增長(zhǎng)，過(guò)多的產(chǎn)能沒(méi)有釋放的空間，而落后產(chǎn)能的退出卻嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致行業(yè)效益嚴(yán)重下滑，絕大多數(shù)中小氮肥企業(yè)處于虧損狀態(tài)。因此，中小氮肥企業(yè)應(yīng)充分利用已有的CO，H2等資源，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，加大對(duì)精細(xì)化工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)力度，生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品才是企業(yè)發(fā)展的根本。

成都樂(lè)氏化工工程有限公司通過(guò)反復(fù)調(diào)研，開(kāi)發(fā)了利用天然氣轉(zhuǎn)化氣經(jīng)處理得到的高純CO和H2為原料，與氫氧化鉀反應(yīng)生產(chǎn)甲酸鉀、合成氨，再利用合成氨生產(chǎn)磷酸二氫鉀并聯(lián)產(chǎn)氯基水溶性三元復(fù)合肥技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)對(duì)企業(yè)原有的合成氨生產(chǎn)裝置稍加改造，新增甲酸鉀生產(chǎn)裝置、磷酸二氫鉀和氯基水溶性三元復(fù)合肥聯(lián)合生產(chǎn)裝置，可同時(shí)生產(chǎn)3種新產(chǎn)品，其工藝流程如圖1所示。

圖1 氮肥企業(yè)聯(lián)產(chǎn)甲酸鉀、磷酸二氫鉀和氯基三元復(fù)合肥工藝流程

根據(jù)中小氮肥企業(yè)裝置規(guī)模及市場(chǎng)情況，適宜的聯(lián)產(chǎn)規(guī)模為40 kt/a甲酸鉀、20 kt/a磷酸二氫鉀和14 kt/a氯基水溶性三元復(fù)合肥。

2 新增產(chǎn)品市場(chǎng)分析

2.1 甲酸鉀

甲酸鉀(CHKO2)主要用作石油及天然氣行業(yè)的鉆井液、完井液、修井液，特別是應(yīng)用在高密度鉆井完井液體系中，效果更突出，用甲酸鉀配制的鉆井液具有強(qiáng)抑制、配伍性好、保護(hù)油層、環(huán)境污染小等突出優(yōu)點(diǎn)。隨著石油開(kāi)采的不斷擴(kuò)大，對(duì)甲酸鉀的需求量也越來(lái)越大。據(jù)調(diào)查，一般每口井完成鉆井工程所需要的甲酸鉀用量約60～80 t，全球的需求量非常可觀。甲酸鉀也是很好的融雪劑，其為非氮鹽低氯產(chǎn)品，不會(huì)引起環(huán)境污染，對(duì)人體和水生動(dòng)物無(wú)毒害，在水體中可完全被生物降解，克服了乙酸鹽融雪劑的種種弊端，被稱為環(huán)保型融雪劑。此外，甲酸鉀還可用作印染行業(yè)的還原劑、水泥漿的早強(qiáng)劑、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的葉面肥、飼料工業(yè)的添加劑等。

國(guó)外甲酸鉀的生產(chǎn)主要集中在美、德、英、日等國(guó)，目前全球總產(chǎn)能約為577 kt/a，消費(fèi)量約為441 kt/a，主要消費(fèi)領(lǐng)域是油田(約占93%)、融雪劑、皮革、印染及其他。近年來(lái)，甲酸鉀消費(fèi)量增速較快，如油田年增速達(dá)到8.9%左右，其他方面的年增速在5.0%～6.0%。

我國(guó)是甲酸鉀主要生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，2014年國(guó)內(nèi)裝置總產(chǎn)能150 kt/a，消費(fèi)總量達(dá)到140 kt，主要消費(fèi)領(lǐng)域依次為油田(93.0%)、融雪劑(2.5%)、皮革(1.5%)、印染(1.5%)及其他(1.5%)。近年來(lái)，我國(guó)甲酸鉀消費(fèi)量年均增長(zhǎng)速度較快，如油田達(dá)到20.5%，其他行業(yè)達(dá)到了21.0%～22.0%。

2.2 磷酸二氫鉀

磷酸二氫鉀(KH2PO4)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，在制藥工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品工業(yè)、生物工程和化學(xué)生產(chǎn)中得到了大量應(yīng)用。

我國(guó)是磷酸二氫鉀主要生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，2015年國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能為1 300 kt/a，國(guó)內(nèi)消費(fèi)量1 100 kt，出口量100 kt，總需求量1 200 kt/a，其中農(nóng)用磷酸二氫鉀消費(fèi)量占總消費(fèi)量的70%左右。隨著農(nóng)業(yè)部在全國(guó)深入推廣“補(bǔ)鉀工程”和“測(cè)土施肥”工程，磷酸二氫鉀在農(nóng)業(yè)上的需求量不斷增加，僅統(tǒng)計(jì)大豆、棉花兩類(lèi)作物，新疆和黑龍江就有4 660 000 hm2種植面積，以每季作物施用磷酸二氫鉀45 kg/hm2計(jì)，年需求量就在200 kt以上。此外，工業(yè)領(lǐng)域年消費(fèi)量280～320 kt，飼料工業(yè)年消費(fèi)量約20 kt。

近年來(lái)，我國(guó)磷酸二氫鉀出口量在100 kt/a左右，北美、東亞、大洋洲、非洲、東南亞等是我國(guó)磷酸二氫鉀主要出口地區(qū)。統(tǒng)計(jì)資料顯示，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)磷酸二氫鉀的需求量不斷擴(kuò)大。

2.3 氯基水溶性三元復(fù)合肥

氯基水溶性三元復(fù)合肥是指鉀源于氯化鉀，w(Cl-)>3.5%，w(N+P2O5+K2O)>40%的復(fù)合肥，為白色顆粒產(chǎn)品，能全溶于水。氯基復(fù)合肥是目前生產(chǎn)量和施用量較大的肥料之一，適用于耐氯力中等以上的作物上，特別適合滲透性好、具有澆水條件、降雨量較大的南方地區(qū)或鹽堿土壤。

我國(guó)復(fù)合(混)肥工業(yè)始于20世紀(jì)70年代末，隨著我國(guó)化肥工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，復(fù)合(混)肥作為一種營(yíng)養(yǎng)成分較齊全的肥料，近20年來(lái)得到了迅速發(fā)展。尤其是隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的改變、土地的大規(guī)模流轉(zhuǎn)、農(nóng)業(yè)規(guī)?；图s化生產(chǎn)的發(fā)展，為復(fù)合(混)肥的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了有利的條件。隨著農(nóng)化服務(wù)工作的深入和農(nóng)民科學(xué)施肥意識(shí)的提高，促進(jìn)了復(fù)合(混)肥的施用，為復(fù)合(混)肥的生產(chǎn)提供了可靠保障。目前，我國(guó)肥料的復(fù)合化率已達(dá)50%，但與世界發(fā)達(dá)國(guó)家復(fù)合化率70%相比，仍有差距，因此，復(fù)合(混)肥仍將是我國(guó)化肥發(fā)展的主要方向之一。

3 技濟(jì)效益測(cè)算

建設(shè)40 kt/a甲酸鉀、20 kt/a磷酸二氫鉀聯(lián)產(chǎn)14 kt/a氯基水溶性三元復(fù)合肥裝置所需的主要原材料為氫氧化鉀、磷酸和氯化鉀，這些原料都易于采購(gòu)。裝置所需的水、電、氣量不大且要求不高，企業(yè)現(xiàn)有的公用工程及輔助生產(chǎn)設(shè)施不增或稍增即可滿足要求。聯(lián)產(chǎn)技術(shù)能耗低，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物少，利用企業(yè)原有的環(huán)保設(shè)施即可滿足環(huán)保要求。裝置占地面積小，無(wú)需另外征地，企業(yè)原有的職工稍加培訓(xùn)即可上崗。

據(jù)測(cè)算，40 kt/a甲酸鉀裝置的建設(shè)投資為 5 600萬(wàn)元，噸產(chǎn)品完全生產(chǎn)成本為5 681.4元，產(chǎn)品售價(jià)按7 000.0元/t計(jì)，噸產(chǎn)品稅前利潤(rùn)為1 318.6元，年稅前利潤(rùn)5 274.4萬(wàn)元。20 kt/a磷酸二氫鉀聯(lián)產(chǎn)14 kt/a氯基水溶性三元復(fù)合肥裝置建設(shè)投資為2 388萬(wàn)元，噸產(chǎn)品完全成本為6 107.7元(1 t磷酸二氫鉀聯(lián)產(chǎn)700 kg三元復(fù)合肥)，磷酸二氫鉀和氯基水溶性三元復(fù)合肥售價(jià)分別按6 500.0元/t和1 800.0元/t計(jì)，噸產(chǎn)品稅前利潤(rùn)為1 652.3元，年稅前利潤(rùn)3 304.6萬(wàn)元。兩者合計(jì)，裝置總投資為7 988萬(wàn)元，年稅前利潤(rùn)8 579萬(wàn)元，建成后2年即可收回投資。

4 結(jié)語(yǔ)

氮肥企業(yè)聯(lián)產(chǎn)甲酸鉀、磷酸二氫鉀和氯基水溶性三元復(fù)合肥技術(shù)可充分利用現(xiàn)有合成氨裝置的公用工程和輔助生產(chǎn)設(shè)施，無(wú)需新征土地和增加操作、管理人員，具有生產(chǎn)成本低、建設(shè)投資省、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)、經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)，并可充分利用企業(yè)已有的各類(lèi)資源，延伸企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

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《氮肥與合成氣》雜志是經(jīng)國(guó)家新聞出版廣電總局批準(zhǔn)，由上海化工研究院編輯出版的全國(guó)性刊物。辦刊宗旨和定位為：交流推廣國(guó)內(nèi)外氮肥，大型合成氨、甲醇，新型煤氣化流程包括水煤漿氣化、粉煤氣化、加壓固定床氣化、流化床氣化，現(xiàn)代煤化工，合成氣等行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)、節(jié)能減排新工藝、產(chǎn)業(yè)鏈延伸，生產(chǎn)、安全、管理經(jīng)驗(yàn)的交流和推廣等，以促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和管理水平提高。本刊內(nèi)容可供全國(guó)從事氮肥、煤化工行業(yè)的工廠、設(shè)計(jì)、科研、高等院校及各省市主管部門(mén)的工程技術(shù)人員和管理人員參考。

《氮肥與合成氣》為月刊，大16開(kāi)，32頁(yè)，封面彩印，國(guó)內(nèi)、外公開(kāi)發(fā)行，每期定價(jià)3.00元，全年定價(jià)36.00元。全國(guó)各地郵政局已辦理2017年《氮肥與合成氣》期刊征訂工作，郵發(fā)代號(hào)4- 933，請(qǐng)廣大讀者前往當(dāng)?shù)鼐徒]政局辦理訂閱手續(xù)，也可以直接向本刊編輯部訂閱。

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《氮肥與合成氣》編輯部

TechnologyofCo-ProductionofPotassiumFormate-MonopotassiumPhosphate-ChlorineBasedNPKCompoundFertilizerforNitrogenousFertilizerEnterprise

LUO Zongtian

(Chengdu Le Chemical Engineering Co., Ltd., Chengdu 610041, China)

In connection with actual situation of excess capacity and less room for development of nitrogenous fertilizer industry, a technology of co-production of potassium formate- monopotassium phosphate-chlorine based NPK fertilizer is developed. The characteristics, use and market supply and demand situation of potassium formate and monopotassium phosphate are summarized, and the economic benefit of co-production unit is estimated. The technology can make full use of original resources of nitrogenous fertilizer enterprise, extend industrial chain of enterprise and strengthen its ability of market competition.

potassium formate; monopotassium phosphate; chlorine based NPK compound fertilizer; co- production

羅宗恬(1938—)，男，高級(jí)工程師，從業(yè)領(lǐng)域包括磷化工、肥料工業(yè)、精細(xì)化工(碳一化工、燃料化工和藥用化工)，歷任車(chē)間主任、技術(shù)處長(zhǎng)、廠長(zhǎng)、設(shè)計(jì)研究所所長(zhǎng)、化工工程公司董事長(zhǎng)；13980677144@163.com

TQ113.2

:A

：1006- 7779(2017)03- 0053- 03

2017- 04- 24)