中国硫化碱产业的发展与展望

中国硫化碱产业的发展与展望

戴承志;武鹤婷

【摘要】介绍了中国硫化碱产业自1925年诞生以来在生产技术、工艺装备、产品质量、产业规模、市场及价格等方面的发展历程,根据时代对环境的要求,提出中国现有的硫化碱主流生产工艺——高温法煤粉还原无水芒硝终将会被淘汰的观点,芒硝溶液电解生产硫化碱工艺将成为硫化碱主流生产工艺.并对硫化碱行业未来的发展趋势做了展望.

【期刊名称】《无机盐工业》

【年(卷),期】2014(046)008

【总页数】5页(P1-5)

【关键词】硫化碱;产业;发展;展望

【作者】戴承志;武鹤婷

【作者单位】阿克塞县泰戈化工发展有限公司,甘肃酒泉736400;中国科学院新疆理化技术研究所

【正文语种】中文

【中图分类】TQ125.12

1 硫化碱的发展过程

自然界中，无天然硫化碱（硫化钠）存在，人类生产硫化碱的历史至少可以追溯到350 a以前。据英国《应用化学全书》记载，早在中世纪时，炼丹术士用硫磺与草

木灰的提取物（碳酸钾）加热制取了硫化碱（硫化钾）。到1658年，荷兰人格劳柏（J.R.Glauber）用硫酸钠（无水芒硝）与木炭共热制取了硫化钠。此后若干年，全世界硫化碱的生产均采用煤炭或焦炭还原无水芒硝法生产。直至20世纪50年代，其他方法制取的硫化碱还非常有限，绝大多数硫化碱产品均以煤炭或焦炭还原无水芒硝法制取。

中国硫化碱的生产始于1925年天津渤海化工厂［1］（天津化工厂的前身），此

后在辽宁大连、上海、河北辛集、山西洪洞、陕西富平等地相继开始生产（均为煤粉还原无水芒硝法）。起初硫化钠产品质量分数只能达到42%，到20世纪40年代，硫化钠产品质量分数已经达到52%。中华人民共和国成立初期，中国硫化碱

总产量为 4155 t/a［1］。

中华人民共和国成立后，硫化碱产业在中国得到了快速发展。20世纪50年代，

山西运城、河北辛集、山东济南、四川彭山等地率先实现规模化固体硫化碱生产，产品质量开始执行苏联硫化钠63.5%（质量分数）的标准。20世纪50年代中期，中国硫化碱生产清一色使用反射炉的局面被打破，天津化工厂在中国率先采用了苏联援建的间隙机械转炉生产硫化碱［1］，使中国机械化生产硫化碱迈开了坚实的第一步。1958年，新疆天山化工厂正式投入硫化碱的生产。

在20世纪60年代，中国硫化碱行业制定了首个硫化碱行业标准（见表1），山

西运城盐化二厂、河北辛集化工厂间隙短转炉正式投产，另外新疆哈密红星化工厂、巴里坤石人子化工厂、湖南益阳化工厂等化工企业也投入硫化碱的生产。

表1 HGB 1010—1960《工业硫化钠》指标 %w（Na2S） w（Fe） w（水不溶物）≥63.5 ≤0.25 ≤1.0

20世纪70年代初期，连续长转炉首先在河北辛集化工厂投入使用（1971年7月）、接着又在山西运城盐化二厂落户（1972年左右）。到20世纪70年代末，经不完全统计，中国硫化碱生产厂达42家之多，遍布中国山西、四川、新疆、陕

西、河北、山东、湖南、河南、江苏、安徽、浙江、江西、福建、云南、广东、宁夏、辽宁、天津、上海等近20个省市，间隙短转炉已基本遍布全国上规模的硫化碱厂，产量达到17万t/a［2］，占世界硫化碱总产量的 30%以上，其中山西运城硫化碱产量已达到7万～8万t/a，位居全国第一，新疆12个硫化碱厂合计产量5万t/a，位居全国第二。此时山西运城已成为中国硫化碱生产、科研的中心。随着中国硫化碱生产装备水平和生产技术水平的提高，中国硫化碱行业新标准（见表2）顺势而生，为中国硫化碱产品质量提出了更高的要求。

表2 HG 1—1017—1977《工业硫化钠》指标 %w（水不溶物）甲种一级品

≥60.0≤0.15 ≤5.0 ≤0.40二级品≥60.0 ≤0.20 —≤0.80乙种一级品≥52.0

≤0.10 ≤3.0 ≤0.40二级品≥52.0 ≤0.20 —≤0.80项目 w（N a 2 S）w w（F e）（N a 2 C O 3）

20世纪80年代到90年代中期，中国硫化碱产业发展迅猛，硫化碱生产厂家和规模剧增。生产区域又扩展到内蒙古（1985年生产）、甘肃（1982年生产）、青海、广西等省区，其中发展速度最快的是内蒙古和新疆的巴里坤县。1990年中国硫化碱年产能达42万t，20世纪90年代中期达到64万t/a。此时仅内蒙古硫化碱就超过20万t/a，一跃成为中国最大的硫化碱生产基地。在此期间，中国出台首个硫化碱国家标准（见表3），这标志着中国硫化碱生产工艺和设备已经进入成熟、稳定、健康的发展阶段。此外，这一时期产品包装形式开始改变，1982年片状硫化碱首先在河北辛集化工厂投产。

表3 GB 10500—1989《工业硫化钠》指标 %项目 w（N a 2 S）w w w w（N a 2 S O 3）（N a 2 S 2 O 3）（F e）（N a 2 C O 3）w（水不溶物）优等品

≥60.0 ≤2.0 ≤2.0 ≤0.04 ≤3.0 ≤0.20一等品≥60.0 ——≤0.15 ≤5.0 ≤0.40合格品≥60.0 ——≤0.20 —≤0.80乙种一级品≥52.0 ——≤0.15 ≤4.0 ≤0.60甲种

这一时期，中国在继续消化国外传统生产硫化碱技术的同时，开始追赶世界硫化碱生产先进水平，自主研发了符合中国国情的芒硝法生产高档硫化碱生产技术。1988年，新疆天山化工厂引进的美国布兰诺克公司蒸汽外加热6#镍（美国牌号200#镍）列管蒸发器投用成功，掀开了中国硫化碱行业蒸发器浓缩产品的第一页，同时自主研发的煤粉还原芒硝法生产硫化碱碱水用氧化锌（或二氧化锰等）一次脱铁后再冷却结晶→加热融晶脱铁脱杂技术生产低铁硫化碱（黄片碱）也取得了成功。1999年，内蒙古伊利集团磴口利川化工公司低铁硫化碱投产，同时自主开发生产Na2S质量分数为42%～46%的结晶硫化碱、无水硫化碱技术也取得成功。

20世纪末，中国硫化碱生产厂达70多家，机械化转炉（包括长、短转炉）已发

展到占总产能的80%以上，蒸发器浓缩产品5家，浓缩能力达16万t/a，普通、结晶、无水类产品均实现工业化，通过分检分装生产的多种规格低铁硫化碱（黄片碱）亦可解救市场之急（新疆天山化工厂研发的低铁硫化碱生产技术因含9水硫

化碱结晶、融化过程，工业化实施工艺长、成本高，无厂家采用，其他除铁技术尚不能人为控制产品铁含量）。以此为契机，GB/T 10500—2000《工业硫化钠》（见表4）将中国低铁硫化碱产品列入到国家标准监控范围。中国1999年硫化碱总产量为55.63万t，占世界硫化碱总产量的40%～53%，是世界上硫化碱最大

的生产国和消费国。

表4 GB/T 10500—2000《工业硫化钠》指标 %注：1类为普通硫化钠（俗称红碱）；2类为低铁硫化钠（俗称黄碱）；3类为高含量硫化钠。项目w（N a 2 S）w w w w（N a 2 S O 3）（N a 2 S 2 O 3）（F e）（N a 2 C O 3）w（水不溶物）优等品≥60 ≤2 ≤2 ≤0.03 ≤3.5 ≤0.2一等品≥60 ——≤0.12 ≤5.0 ≤0.4合格品≥60 ——≤0.20 —≤0.82类一级品≥60 ——≤0.003 ≤2.0 ≤0.05合格

品≥60 ——≤0.005 ≤3.0 ≤0.103类≥65 ——≤0.003 ≤1.0 ≤0.301类

进入21世纪后，中国硫化碱产业发展更为迅猛，主要表现在以下方面。