氯化工艺技术的来源有有三条途径:一是采用国内自行开发技术,二是向国外工程公司全套引进,三是与国外技术咨询公司合作引进技术,立足国内供应设备。
采用国内自行开发技术,投资较省,但技术水平较差。我国与欧、美等发达国家在沸腾氯化技术上的主要差距表现在:①设备方面,目前国内自行设计投产的氯化炉最大为φ2400mm氯化炉,但无钛白应用业绩,而国外钛白生产用氯化炉最小为φ2440mm,大的已过φ6000mm,最小炉子产能在百吨以上。②工艺技术方面,国内沸腾氯化后产物经过两级除尘,三级或四级直接淋洗回收四氯化钛,粗四氯化钛经过过滤,泥浆返回氯化炉,流程复杂。而美、欧、澳大利亚等国在氯化后产物只经过一级除尘,经直接淋洗和间接冷凝回收四氯化钛,粗四氯化钛不经过滤,槽底泥浆大量返回氯化炉出气口,设备高效,流程简单。③自控技术方面,国外一般采用先进的DCS对整个氯化系统进行控制,国内控制水平较差,多数凭经验操作。④在环保治理方面与国外也有较大差距。故目前采用国内技术建设大型沸腾氯化装置,技术还不够成熟,项目建设风险太大。
我国同欧、美国家在熔盐氯化技术上的主要差距表现在:①我国熔盐氯化技术自主开发,已有在钛白工业运用的经验;②欧、美国家熔盐氯化技术开发较早,在海绵钛行业已成功运用多年,积累了较多经验;③设备方面,国内外熔盐氯化炉均能够实现120~150吨/天的产能,适合1.5万吨/年钛白生产需要,但国外熔盐氯化炉炉体和关键部位设备寿命长于国产氯化炉;④工艺方面,国外氯化炉可实现封闭排盐,环境较为友好,收尘和淋洗系统更简便,无设备堵塞的烦脑。
全套装置向国外引进,虽然技术先进可靠,但投资太高,不经济。
沸腾氯化制取TiCl4,在国际上采用非常广泛,技术保密不很严格,同时国内对沸腾氯化也有比较多的经验,因此,采用与国外技术咨询公司合作引进技术的方式较经济,技术上也较可靠。
(2)氧化工艺技术方案
氧化工艺技术是氯化法钛白生产的核心,氧化过程的难点在于控制产品的粒度以及粒度分布,同时要有效避免在氧化反应器内的“结疤”。整个氧化反应过程为高度连续化、自动化,任何细小环节,皆牵一发而动全局,因此,国内、外的钛白生产商和专家们对氧化工艺技术都保持着高度的重视。美国DuPont公司氯化法钛白技术被公认为世界一流技术,现已掌握单套氧化生产能力达15万吨/年的技术,但其技术高度保密,不愿转让。
国内氯化钛白装置氧化工艺技术是在我国试验研究基础上,通过特殊咨询、联合设计的方式形成的。主要特点:①对O2两步加热,即在预热炉内将O2预热到合适的温度,然后在与氧化反应器对接的甲苯燃烧器内,再将O2加热到反应所需温度。②TiCl4蒸发加热在TiCl4预热炉内一次完成。③采用较为先进的“气幕+喷盐”防疤、除疤措施。④AlCl3采用气相法引入。⑤采用较高的正压操作,给氧化尾气直接送往熔盐氯化创造了条件。⑥产品收集采用高温高效袋滤器一次完成。
国产氯化钛白氧化装置经多年的技术攻关,突破了氧化炉结疤堵塞难关,提高了氧化系统连续稳定运行的能力,氧化技术已基本成熟。
同国外氧化装置相比,国产氧化装置依然存在着以下不足:①在氧化反应器的运行周期上,经多年技术攻关,国产氧化反应器运行周期可达3周以上,但与国外氧化反应器长达六、七周的运行周期相比,尚有一定差距;②国产氧化反应器所产产品质量与国外氧化反应器尚有一定差距,主要体现在钛白粉的粒度和晶型控制并因此而表现出的白度、消色力、遮盖力、耐候性等指标上;③在O2和TiCl4预热器和AlCl3发生器等关键设备的制造上,国内制造质量尚不能与进口设备相比;④在单体设备产能上,国产钛白氧化装置仅有1.5万吨/年的生产能力,与国内单套氧化装置5~15万吨/年的生产能力相差甚远。
因此,在建设大型氯化钛白项目上,氧化部分工艺和装置建议结合国内氯化钛白攻关成果进行引进,具体可采取向国外技术咨询公司合作引进技术,立足国内供应设备,关键设备国外引进的方案,以在保证装置水平的同时降低投资成本。
(3)后处理工艺技术方案
后处理技术的核心是表面处理。表面处理是改善产品性能,获得不同牌号产品的主要途径。在获得氧化半成品后,往往由于半成品颗粒表面的缺陷而影响了成品的质量。通过不同的工艺配方,在颗粒表面包履一层特殊的膜,形成不同的产品特性,从而产生了不同的钛白品种牌号。
国内后处理技术,已经满足项目所需,工艺可立足于国内获取。后处理所需大部分设备,可以国内采购解决,但重点设备仍需要从国外引进,以满足生产和质量要求。
四.可能技术来源
技术来源可分为直接从二氧化钛技术拥有者购入技术许可、通过工程公司引进、采用咨询方式引进和自行设计等多种方式。
以往的经验表明,由于二氧化钛技术主要拥有者对技术的封锁,购买最为适宜的技术许可并不那么乐观。这主要是由于二氧化钛颜料市场价格和颜料性能的激烈竞争增加了生产成本的压力,而技术优势又在其中起着核心作用的原因。这种技术封锁在过去几十年的各种情形和诸多事件中已展现出来,而且这种技术封锁已被认为是该行业的文化模式。
获取技术的其它方式可能是通过对非最优技术的收购,例如从次要的缺乏竞争力的生产商手中收购、从各个熟知全部生产工艺的咨询公司购买,或者通过运用公开的普通技术自行开发取得。