历经环保核查风暴,行业整合风暴之后的福华通达,在访谈中详细介绍了其完整循环产业链,以及在草甘膦、草铵膦等产品开发过程中的资源化集成等技术。我们可以通过这些介绍来理解福华的循环产业发展理念。
请介绍福华从零开始的草甘膦技术创新,以及福华是如何充分利用自身的矿产等基础原材料资源,打通整个产业链？
公司草甘膦生产采用甘氨酸法,关键的生产工艺包括合成、水解、副产物及溶剂回收。多年来,公司一直致力于提高草甘膦生产产能并降低生产成本,减少生产过程中的废弃物产生量和排放量,提高废弃物的资源化利用率。经过不断的技术创新和改进,现已形成草甘膦生产装置及配套设施核心技术,主要有连续水解技术、变压吸附回收氯甲烷技术、草甘膦母液资源化处理分级回收集成技术、亚磷酸二甲酯强化工艺生产技术、氯乙酸法甘氨酸清洁生产技术等,拥有草甘膦相关核心技术专利30余件。其中,“甘氨酸法草甘膦循环技术开发及产业化研究”和“氯乙酸法制高品质甘氨酸清洁生产技术研发与工业化生产”项目分别于2016年、2019年荣获四川省科学技术进步奖,从减量化、节能化、资源化利用等方面解决了草甘膦生产成本和“三废”环境污染问题,形成了完整的循环产业链,突显出整体的成本优势。
依托乐山的资源优势,公司拥有储量达8000万吨的磷矿、9000万吨的盐矿、12万吨铅锌矿金属以及45万吨萤石矿。公司积极发挥区位资源优势,用科技创新提升资源价值,用科技强链补链,打造垂直一体化循环产业链,打造了从卤水到烧碱到甘氨酸再到草甘膦的垂直一体化循环产业链,纯外购原料仅有4种,产业对外依赖程度很低,供应链稳定。公司将草甘膦作为制造平台,通过垂直一体化循环产业链,生产多达十余种的副产物。以资源的高效利用和循环利用为核心,形成了碳、氯、氢、磷、钠等元素的循环利用链,全产业链磷资源的利用率达到99.8%,氯资源利用率达到99.99%以上。
福华在湿法草甘膦生产中,如何变废为宝,使草甘膦废水产生收益？
草甘膦母液资源化利用集成技术是一项“膜处理-催化湿式氧化-蒸发浓缩结晶”的集成技术,草甘膦母液经预处理,膜浓缩母液中的总磷,浓缩液进入高温系统,采用公司自制催化剂及专用设备,进行高温催化氧化反应,使母液中有机物分解成二氧化碳和水；有机膦化合物转化成磷酸盐,有机胺化合物分解成无机氨；氧化液经冷却结晶、过滤干燥得到十二水磷酸氢二钠或三聚磷酸钠；膜处理后稀滤液经除磷工艺,集成膜分离除杂,制备符合烧碱生产标准的精制盐水,多效膜蒸发浓缩回收氯化钠固体产品。该技术可最大化实现磷的回收,副产氯化钠可作为电解生产的化工原材料,同时,还解决了重金属污染、恶臭等环保问题。“草甘膦母液的资源化处理集成技术”被中国石油化工联合会列为“石油和化工行业环境保护与清洁生产重点产支撑技术”,获得中国农药工业协会“第九届中国农药创新贡献奖”,形成了草甘膦母液处理及含磷废水处理等10余项专利。
草甘膦母液催化氧化技术作为垂直一体化循环经济重要一环,其成果广泛应用在草甘膦产业链中,形成了有特色的完整循环利用链,资源利用达到最大化,为公司带来显著的经济效益和环保效益。通过对草甘膦母液中“磷”、“盐”的回收利用,开创了草甘膦产业“磷元素”、“回收氯化钠”循环经济模式,从根本上解决了困扰草甘膦行业多年的母液出路问题,实现了草甘膦母液的综合利用。一方面,降低了废水中含磷浓度,草甘膦母液中回收盐得到了充分的利用,同时减少了对环境的影响；另一方面,每年可节约含磷废水处理成本约13000万元；提取原粉增加经济效益4000万元,处理得到十二水磷酸氢二钠产品,增加经济效益约9000万元,减少生产草甘膦原材料7500万元,项目环境和经济效益显著。
请介绍福华近几年在草铵膦技术路线方面的研发动向和成果。
目前,全球草铵膦主要有3种产业化生产路线,分别为热裂解-ACA工艺、铝法-Strecker工艺、格式-Strecker工艺,这3种工艺在成本、原料、损耗、反应机理、环境友好性和收率方面有较大区别。福华草铵膦生产采用的是铝法-Strecker工艺,相比于拜耳公司的高温高压条件,公司自主开发的合成MDP路线可在常温常压条件下合成甲基二氯化磷,反应条件温和,原材料成本较低。项目以草甘膦副产氯甲烷为原料,采用三元络合法将氯甲烷、三氯化磷、三氯化铝络合后再在催化剂存在下解络合得到甲基二氯化磷,实现了氯甲烷内部消化,同时拓宽了公司产业链。在生产过程中,公司持续对该工艺进行优化和调整,降低生产成本,降低安全环保风险,使工艺技术达到国内先进水平。
在铝粉合成MDP的工艺中,公司开发了新三步制备MDP的工艺以取代车间老四步工艺,减少了转位反应步骤,避免了三氯化铝的使用,缩短工艺流程,减少工艺的废渣量。新三步工艺在负压条件下进行,使三氯化磷在汽化时带走反应产生的热量,在冷凝器中换热,避免了产生的络合物粘附在反应釜壁上导致换热效率降低,大幅提升了反应效率,且能更精准地控制反应温度,减少副反应发生,提高反应收率。草铵膦副产废渣资源化回收,利用废渣中的磷元素以及铝元素,将其溶解过滤后分别制成次磷酸铝和聚合氯化铝,既解决了废渣的环保问题,又实现了废渣的资源化利用,形成产品,增加销售收入,降低草铵膦生产成本。
通过新三步法制甲基二氯化磷技术改进及副产废渣综合利用,形成了相关专利9项,项目副产废渣量显著降低,现阶段公司草铵膦车间生产运行较稳定。2021年7月,“福华铝法-Strecker路线草铵膦工艺技术”通过中国农药工业协会组织的鉴定评审会,与会专家一致认为项目工艺技术达到国内先进水平,具有较强的市场竞争力。