關于我國精細磷化工發展的幾點建議

       精細磷化工這里是指除大宗磷肥外，以磷為原料的磷化工產品，大宗磷肥主要包括磷酸一銨(MAP)、磷酸二銨(DAP)、普通過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、氮磷鉀復合肥等，而用量較少的葉面肥、花肥等也算在精細磷化工范圍之內。通常我們也稱精細磷化工產品為磷酸鹽。
       1 國內外精細磷化工生產狀況
       目前，全世界磷化工產品品種近200種，加上相同種類、不同規格的產品，總數可能達到上千種。其生產能力約2700萬t/a(以P2O5計)，產量每年以4%左右的速度遞增。國外磷酸鹽生產保密性較強，相關資料報道較少。磷酸鹽生產主要集中在美國、俄羅斯、西歐、日本和中國。生產公司主要有：羅地亞(Rhodia)集團、美國IMC公司、美國FMC公司、德國Hearst公司、英國A&W化學公司等。近幾年國際上資產重組頻繁，大公司之間不斷進行跨國間的整合，磷酸鹽的生產技術和市場向進一步壟斷的方向發展。
       目前我國磷化工生產企業在500家以上，磷酸鹽生產能力約300萬t/a，產量約200萬t/a，共有60多個品種、100多個規格，就產量而言，可能是世界上僅次于美國的第二大磷酸鹽生產大國。經過幾十年的發展，我國已形成一批磷酸鹽骨干生產廠家，這些廠家大部分集中在云、貴、川、鄂等磷資源比較豐富的地區，以及江蘇、上海等靠近市場而技術力量又相對較強的地區。
       我國磷酸鹽生產存在的主要問題：一是生產技術落后，消耗大，生產成本高，經濟效益差；二是產品結構不夠合理，大部分以黃磷、三聚磷酸鈉、磷酸為主，基本磷酸鹽產品多，精細磷化工產品少；三是產品規格少，低檔次產品多，高檔次產品少，初級產品多，深加工產品少；四是產品不能適應市場需求，基礎產品多，高新產品少；五是生產規模小而散，我國的磷酸鹽生產廠家有好幾百家，而國外磷酸鹽生產一個國家只有一兩個或幾個公司生產。由于這些問題的存在，造成一方面磷酸鹽總量過剩，一方面高新產品、專用品又依靠進口；出口產品競相壓價，拼資源、拼設備，出口數量越來越大，出口單價越來越低，創匯收入越來越少，國外公司還不斷地出現“反傾銷”的局面。
       2 我國磷酸鹽市場發展前景
       2.1 磷酸鹽生產的主要特點
       (1) 產品應用范圍廣
       磷酸鹽品應用范圍之廣是很少化工產品能與之相比的，它廣泛應用于化工、建材、醫藥、農藥、塑料、電子、食品、飼料、涂料、染料、陶瓷、阻燃、水處理、金屬加工、耐火材料、催化劑、石油開發等幾十個領域。磷酸鹽產品屬于應用型產品，其產品的應用范圍雖然還在不斷地被開發，但它的用量有限，用途大部分為增強產品性能、改善質量、提高產品檔次，因此，它被廣泛地譽為“工業味精”。
       (2) 生產技術水平要求高
       除基本磷酸鹽產品如三聚磷酸鈉、黃磷等需采用通用的技術外，其他大部分精細磷化工產品都需采用專用技術。國外公司這方面比我國開發得早，生產技術先進，但他們信息封鎖嚴，技術壁壘高，很少有資料報道磷酸鹽生產技術，也很少有國外公司來華進行技術交流。當然也有一些外商愿意轉讓技術，但大都是世界二三流技術，或者是市場已經接近飽和的產品。我國企業經過幾十年的努力，也摸索出一些實用技術，但在一些高、精、尖技術方面，與國外還有很大差距。
       (3) 市場開發難度大
       磷酸鹽產品還具備“專、精、特、新”的特點。“專”就是“專業化”。不同的用戶對磷酸鹽有不同的要求，其中包括對主、副產品含量和產品物理性能等，這就要求生產出不同的產品來滿足用戶需要。“精”就是“精細化”。磷酸鹽產品在各個行業中的應用大部分是扮演“調味劑”的角色，其市場要求磷酸鹽產品用量少、性能好，這就要求磷酸鹽產品要做到少而精。“特”就是“特殊化”。即使是同樣行業同一個產品的不同用戶，對產品要求也不盡相同，如牙膏級磷酸氫鈣，不同的廠家對含水有不同的要求。“新”就是“新型化”。因為市場在變化，用戶的要求也在變化，要求我們不斷地開發出新的產品來滿足市場需求。正是因為以上這些原因，磷酸鹽產品的開發難度比較大。
       (4) 產品附加值高
       通常一般的基礎化工原材料項目，經濟效益指標大約為：項目貸款償還期在5～10年，內部收益率10%左右；而精細磷化工項目的效益大都高于這些，一般貸款償還期在5年左右，內部收益率在15%以上，有的甚至還要更好，內部收益率達25%以上。而且，產品加工度愈深，其附加值愈高，有時產值和效益可以成倍增長。
       2.2 磷酸鹽行業的孟點發展領域
       我國要實現全面小康社會，今后的國民生產總值每年要以7%的速度遞增，這就為發展磷酸鹽提供了非常好的外部環境。借鑒國外發達國家的經驗，美國、日本和西方國家的磷酸鹽也就是在二十世紀六七十年代發展起來的，尤其是日本。這主要是因為在六七十年代，他們的國民經濟發展迅速，各個行業都要求磷酸鹽行業快速發展。我國現在正處在上述國家六七十年代的水平，估計磷酸鹽快速發展的時期即將來臨。最近，筆者也做了一些調查，分析認為，磷酸鹽在以下幾個領域會有很大的發展。
       (1) 阻燃劑
       塑料是阻燃劑的最大用戶，2002年全國塑料制品產量1400多萬噸，居世界第2位。隨著經濟的發展，塑料愈來愈廣泛地應用于生產和生活的各個領域，近幾年，尤其是建筑和裝飾材料的大量應用，使塑料消費量大幅度增加，每年約以15%的速度遞增。據有關資料報道，現在我國是世界上最大的塑料制品消費國，國內的生產遠遠滿足不了市場需求。目前，全國五大樹脂每年進口量占消費量的50%左右，2001年進口量為1167萬噸，國內產量為 070萬噸，今后，五大樹脂的市場需求還會大幅度增加，估計至少以10%的速度遞增。
       發達國家從六七十年代開始就注意使用阻燃塑料，而且每年以6%～7%的速度遞增，避免了很多事故。目前世界阻燃劑的年用量為120萬噸，已成為塑料助劑中的第2位，僅次于增塑劑。美國是世界上阻燃劑最大的生產國和消費國，年消耗量55萬噸(其中無機型產品占一半)，歐洲35萬噸，日本和亞太地區各15萬噸。預計今后5年全球阻燃劑增長率可達5%，2007年全球總用量可達150萬噸。
       我國對阻燃劑的研究起步較晚，阻燃劑的用量很少，2002年用量6萬～8萬噸(估計值)，有人預測，今后5年我國阻燃劑將以每年12%的速度遞增。現有的塑料生產有的添加了阻燃劑，有的為了降低生產成本并沒有添加，有的添加量不夠，產品耐燃性能不高，阻燃效果不好。而且我國的阻燃劑檔次低，其中約70%為含氯型，10%為含溴型，而發達國家鹵族類阻燃劑僅占30%。鹵系阻燃劑的阻燃效果不好，在使用過程中容易產生有毒氣體和大量煙霧，對人體有害。有統計表明，80%以上的火災死亡與吸入有毒煙霧有關。
       目前，世界阻燃劑的發展方向是開發無鹵阻燃劑取代鹵素阻燃劑、無機阻燃劑取代有機阻燃劑，開發新型阻燃劑，以提高塑料的難燃性、自熄性和消煙性。磷系阻燃劑是一種性能優良的阻燃劑，國外對此進行了大量研究，含磷無機阻燃劑主要品種有紅磷阻燃劑、磷酸銨鹽和聚磷酸銨等；有機阻燃劑主要有磷酸三苯酚、甲基磷酸二甲酯和丁苯系磷酸酯等。含磷無機阻燃劑因其熱穩定性好、揮發少、毒性低等特點而得到廣泛的應用，如ABS樹脂的阻燃劑有很多種，而磷系阻燃劑兼有阻燃和增塑的雙重效果，是今后ABS樹脂阻燃劑開發的方向。磷—氮系列的膨脹阻燃劑(如多元醇磷酸酯三聚氰胺鹽)，由于在阻燃效果、環保和價格等方面有比較好的綜合平衡，今后可能會得到更快發展。
       隨著社會的發展，不僅塑料和高分子材料要阻燃，其他產品也要阻燃。現在新的理論已經提出，對木材、紙張、布料、粘結劑甚至鋼鐵也要阻燃。鋼鐵雖然不能燃燒，但它是熱的良導體，在高溫下會降低強度并會熔化，會在發生火災時使建筑物坍塌，美國的“9.11”事件就是如此。可以在鋼鐵上外涂防火涂料或外加防火板，這樣至少可以延長人們逃生的間。日常用品阻燃是發展的必然趨勢，目前高檔飯店的窗簾、救火隊員的服裝等都要求有阻燃性。
       為了避免火災事故的頻繁發生，應呼吁國家盡快制訂“阻燃法”。一旦立法，阻燃劑的用量會大幅度增加，磷酸鹽的用量也會大量增加。
       (2) 水處理劑
       我國是水資源嚴重短缺的國家，我國政府為了滿足經濟發展和人民生活的需要，采取了很多措施：一方面花巨資解決給水的問題，如南水北調工程；一方面要求各行各業節約用水，提高水的重復利用率。政府在“十五”規劃中明確要求，水的重復利用率由2000年的不足50%達到2005年的60%以上；每增加1萬元產值的工業用水量從340m3下降到170m3。實現這一節水目標，必須依靠工業水處理行業的技術進步。
       目前，我國水處理化學品有100多種，生產廠家有200家左右，年產量約7萬～8萬噸，年產值7億～8億元，各種水處理化學品從數量到質量已基本滿足國內的需要，且有部分出口。估計“十五”期間以至更長的一段時間，水處理化學品會有更大的發展。2005年總需求量達到12萬噸，產值達12億元。水處理化學品主要包括緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑、絮凝劑等。磷酸鹽在水處理化學品配方中占有相當重要的地位，尤其在緩蝕劑和阻垢劑中，磷酸鹽是主打產品，PBTC(膦酞基丁烷-1,2,4-三羧酸)、HPA(羧基膦酰基乙酸、膦羧酸共聚物)和PAPEMP(多氨基多醚基甲叉膦酸)等磷化物是今后重點發展的品種。
       (3)紡織助劑
       紡織業是我國近年發展很快的行業，每年我國出口的服裝和布料占出口額的很大比例。紡織業的生產離不開紡織助劑，紡織助劑在紡織中可起到平滑和抗靜電的作用，磷酸鹽(如酸性磷酸酯)可以減少纖維之間的摩擦、消除靜電、提高纖維表面的成膜強度，使布料和成衣更加美觀、挺括。目前，我國很多紡織助劑依靠進口，特別是高檔纖維的紡織助劑。滌綸纖維是我國生產量最大的化學纖維之一，其紡織助劑尚需進口，新引進的大型丙綸、腈綸和簾子布裝置的紡織助劑也靠進口，這些助劑大部分是復合型的，其中磷酸鹽占有很大比例，其市場前景廣闊。
       (4) 燃料添加劑
       燃料添加劑即石油添加劑，主要應用于汽油、柴油、煤油和燃料油。按作用分，主要有抗爆劑、抗氧劑、金屬鈍化劑、抗靜電劑、抗磨防銹劑、流動改進劑等，磷酸鹽或磷酸鹽衍生物也是燃料添加劑的主要成分，既可以起到抗磨防銹作用，又可以起到抗氧化、抗老化的作用。我國是燃油消費大國，2002年三大成品油消費量大約為1.7億噸，近幾年以年均10%以上的速度遞增，隨著最近個人小轎車和旅游交通業迅猛發展，尤其是汽車工業每年以30%以上的速度增長，這給燃油添加劑提供了非常廣闊的市場。
       (5) 食品添加劑
       食品磷酸鹽品種繁多，作用各異。其主要功能為：一是品質改良劑，利用磷酸鹽的特殊結構和功能，絡合金屬離子和對蛋白具有增強作用等，從而提高食品的品質，使食品味道更鮮美；二是營養強化劑，很多磷酸鹽本身含有鐵、鈣等營養元素，用于食品中，可以作為鐵和鈣的強化劑；三是替代劑，如飲料可口可樂以前用檸檬酸或酒石酸作酸化劑，現用質量分數75%的食品磷酸替代，其在可口可樂中質量分數為0.013%～0.084%，pH為2～3，每公斤的食品磷酸的用量相當于4.25kg的檸檬酸和5.20kg的酒石酸。國外從20世紀50年代就開始應用食品磷酸鹽，目前已經非常成熟，據報道，現食品磷酸鹽已達17類、近百個品種。2001年全球食品磷酸鹽的消費量達120萬噸左右，歐美發展較早，用量較大，歐洲消費量大約占總量的45%，亞洲占20%。近幾年國內食品工業以年均10%以上的速度遞增，尤其近年來隨著快餐食品和各類熟食的大量增加，磷酸鹽的用量也不斷增加。今后我國的食品工業還會有很大的發展。
       (6)農 藥
       磷酸鹽在農藥中的應用也是非常普遍的。含磷的農藥有很多種，有殺蟲劑、殺螨劑、殺菌劑、除草劑、殺線蟲劑和植物生長調節劑等。僅有機磷類殺蟲劑世界上就有200個品種左右，我國常用有機磷殺蟲劑品種約25種，20世紀末，其產量占農藥總產量的65%。其中生產能力在5000t/a以上的有樂果、氧化樂果、敵百蟲、敵敵畏、甲胺磷、久效磷和對硫磷(包括甲基對硫磷)等，這類殺蟲劑高效廣譜，防治對象廣泛，作用方式多樣，在20世紀的各類殺蟲劑中，它以品種最多、生產噸位最大、應用范圍最廣而獨居榜首。雖然有機磷農藥面臨毒性高、農藥的附加值低、部分產品被替代的問題，但目前還是我國主要的農藥品種。我國有機磷農藥產品品種齊全、生產量大、勞動成本低、價格低廉，在國際上很有競爭力。如喹硫磷、丙溴磷、毒死蜱和殺撲磷等同國際同類產品比較，質量屬上乘，我國有機磷農藥合格率在95%以上，有些產品的質量超過了跨國公司同類產品。
       在醫藥、染料、涂料、電子、飼料等行業中，磷酸鹽也有一定的發展的空間，這需要我們去不斷地開拓。
       3 關于磷酸鹽發展的建議
       3.1 基礎磷酸鹽產品應做大做強
       (1)黃磷
黃磷是磷酸鹽產品的母體產品。我國發展黃磷生產具有得天獨厚的條件，這主要是因為我國有豐富的磷礦資源和電力資源。近10多年全國的黃磷生產能力和產量每年以大約10%以上的速度遞增，目前黃磷不僅能滿足國內需求，每年還能出口。我國黃磷生產95%以上集中在云、貴、川、鄂四省，現有生產能力估計在100萬t/a左右，2002年黃磷產量69.39萬噸，近幾年出口都在10萬噸以上。我國現有黃磷生產廠家100多家，其中規模在30000t/a以上的只有云南馬龍化建公司、四川川投電冶有限責任公司、湖北興發集團、貴州天和磷業股份有限公司等，其余的廠家規模較小，最小的才1000t/a。國內最大的單套黃磷裝置生產能力為1.5萬t/a，是20世紀70年代引進的德國技術和20世紀90年代引進的俄羅斯技術。我國黃磷生產的主要問題是生產規模過小，過于分散，形不成經濟規模，消耗高、能耗高，效益差，不利于副產物的綜合利用和“三廢”治理。發展黃磷生產主要取決于磷和電的條件，生產It黃磷大約需要8～9噸的磷礦和15000kWh的電，因此，不宜在遠離磷礦資源的地方建廠，也不宜在電力缺乏的地區建廠。今后黃磷發展的主要方向是，在條件較好的地方建設幾個大型或特大型的黃磷生產裝置，如靠近非常便宜的水電資源的地方。對缺乏竟爭力的小企業可以集中精力發展黃磷的下游產品，讓出黃磷市場空間。
       目前我國黃磷生產還存在副產的CO回收和磷渣綜合利用問題。每噸黃磷產品副產3000m3爐氣(或稱尾氣)，其組成為(體積分數)：CO 85%～90%、CO2 1%～4%、H2 1%～8%、N2 2%～5%、H2O 5%，它可以用來生產甲醇、甲醛、聚甲醛、甲酸、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等重要的化工產品，但目前多數廠由于規模較小，不好利用，只能放空，僅有一部分廠用作燃料或生產價值很低的甲酸鈉或甲酸鈣。目前CO回收的主要問題是如何將尾氣中的磷雜質脫除出去，現在已有研究單位在做這方面的工作，并取得了中試成果，預計在不久的將來會實現工業化。
       黃磷生產中副產的廢渣，目前少量用作建材原料，大部分堆放。磷渣可以用于生產硅肥，硅肥有廣闊的市場發展空間，我國的很多地區土壤缺硅，硅肥對糧食作物、經濟作物等有明顯的增產效果，我們應予以重視。
       (2)磷酸
       磷酸生產有濕法和熱法之分。濕法磷酸大部分用于磷肥生產，還有一部分用于飼料磷酸氫鈣生產；熱法磷酸一般用于磷酸鹽生產。我國的濕法磷酸現有生產能力約500萬t/a，熱法磷酸生產能力約150萬t/a。熱法磷酸是由黃磷加工生產，也是黃磷的主要用戶，我國熱法磷酸一般占黃磷消費的70%左右，而國外熱法磷酸消耗僅占黃磷消費量的30%～40%。熱法磷酸的生產成本較高，一般每噸3000元左右(折100%磷酸)；而濕法磷酸由磷礦和硫酸直接加工而得，生產成本較低，一般每噸1100元左右(折100%磷酸)，二者相差很大。為了降低磷酸鹽的生產成本，國外公司采用濕法磷酸精制的辦法，取得了比較好的效果。我國磷酸鹽的生產也應該學習國外的做法，一方面適當地引進國外技術；一方面開發濕法磷酸精制技術。以前國內有些研究單位做了一些工作，但離工業化還有一段距離。一旦技術引進或開發成功，可以將其用于現有的大型磷肥生產企業，將一部分質量比較好的磷酸經過濕法精制生產磷酸鹽，其余的磷酸用于磷肥生產，互相結合，取長補短，以取得最佳的經濟效益。當然，我們并不提倡為了采用濕法磷酸精制技術而新建濕法磷酸裝置，應該在現有的磷肥企業進行濕法磷酸的精制是比較合理的。
       (3) 三聚磷酸鈉
       三聚磷酸鈉是熱法磷酸的主要后加工產品，大約60%以上的熱法磷酸用于三聚磷酸鈉的生產。三聚磷酸鈉主要用于合成洗滌劑、軟水劑、分散劑和助溶劑，合成洗滌劑是三聚磷酸鈉的主要消費用戶。近年來，合成洗滌劑發展較快，從而帶動了三聚磷酸鈉的發展。2002年三聚磷酸鈉的產量為94.23萬噸，全國生產廠家40多家，較大的生產廠有貴州黔南州五鈉廠、云南馬龍化建公司、江陰澄星化工集團、宜昌興發集團、徐州天富化工公司、合肥四方化工公司等幾家，產量最大的為10多萬t/a，大部分為1萬～2萬t/a的小廠。裝置規模大，有利于采用新技術、集中控制，有利于降低原材料消耗、穩定產品質量，有利于“三廢”治理、降低原材料的運輸費用、提高企業的競爭力。近幾年，生產合成洗滌劑的外商來華合資、獨資的較多，國內比較大的洗滌劑企業幾乎都被外商控制，這些企業的規模大，品牌知名度高，他們對所用原料要求嚴格，一是在數量上要穩定供貨；二是要產品化學成分穩定。我國的一些小廠達不到上述要求，只能被拒之門外，出口產品更是如此。因此，三聚磷酸鈉的生產規模立足于做大做強，才是發展的方向。
       3.2 加強磷酸鹽產品的市場營銷
       磷酸鹽行業是一個競爭激烈的行業，誰贏得了市場誰就贏得了主動。磷酸鹽很多產品是一種產品多種用途，而且在實踐中還可以不斷地開發出新的用途。如有的產品按雜質含量的多少，分飼料級、食品級和電子級，產品級別的提高，可使產品效益大幅度提高，有的甚至翻番。要使磷酸鹽產品效益實現最大化，一方面要提高生產技術，更重要的是要開拓市場，更好地服務于用戶。這方面民營企業做得較好，據說有的廠家為了贏得用戶，先后100多次免費送樣，最終獲得了用戶的認可。現在的國有企業還做不到這一點，尤其是用國產產品去代替進口的產品或開發新的產品用途，難度就更大。我們一是要有耐心，二是要虛心聽取用戶的意見，不斷改進產品質量，生產服務于用戶。這也就是所謂市場營銷的“真經”。目前世界流行“定制化學品”，這是在精細化學品、專用化學品之后又一新的提法，這里主要體現的是市場營銷的基本理念。
       3.3 加強磷酸鹽生產的技術創新
       磷酸鹽產品屬于精細化工范疇。其生產技術保密性很強，有的產品往往因某單個雜質含量達不到用戶要求，如磷酸鹽的砷含量，如何除砷、除砷達到何種程度決定了產品的價值，也就是說，除砷是技術的關鍵。羅地亞公司要求黃磷原料含砷質量分數小于150×10-6，最好小于30×10-6，而現在云南黃磷中砷質量分數多是大于300×10-6。我國磷酸鹽生產已經有幾十年的歷史，生產企業已摸索出了一定的經驗，有些科研單位，如天津化工研究設計院、成都化工研究院和云南化工研究院等，在磷酸鹽科研方面取得了一些成果，但與國外還有很大差距，還有很多領域存在空白。要在精、深的磷酸鹽產品技術上下工夫，開發高附加值產品的技術。如國外黃磷精細產品中，用磷化氫進行黃磷精制后產出的黃磷主要用于電子工業，其銷售價格是國內現有黃磷市場價格的10倍左右。我們的科研單位還應與企業聯合，找準切入點，不要把研究的重點鋪得太寬，爭取在某一方面有所突破。我們要從開始就注重項目的工業化和實用性問題。國外磷酸鹽的技術多是出自生產企業，這一點值得我們借鑒。
       3.4 鼓勵大型企業進入磷酸鹽行業
       長期以來，我國磷酸鹽因生產規模小、工藝技術落后、市場開拓不利等問題困擾著行業的發展。近幾年，有些企業和自身相比發展很快，但與國外公司比，是“小巫見大巫”。為了增強競爭力，最近國外公司也在整合，羅地亞集團、FMC集團和英國A&W公司合并為一個公司，成為世界最大的磷酸鹽公司，在世界500強中列第11位。該公司幾年前就進入我國，目前已有二三十個生產點、5個辦事處。據悉，日本、法國等國的磷酸鹽公司也要來我國建廠。因此，我國現有的磷酸鹽生產企業僅靠自身滾動發展，在短時間內是無法趕上世界發達國家水平的，差距有可能還要進一步拉大。我國大型化工企業有足夠的實力，在資金、技術、人才等方面有很強的優勢。大型企業進入磷酸鹽行業，可以收購或重組現有企業，加大資金投入，提高生產技術水平；可以利用現有的技術力量，加大科技投入，開發自己的專有技術；也可以利用自己在全國的知名度，進行產品的市場開拓；還可以用自己的資金和信譽與國外公司合資建設磷酸鹽裝置。這些往往是小企業做不到的。因此，從國家的大局出發，應該提倡大型企業進入磷酸鹽行業，以趕超世界先進水平。