高纯磷酸二氢钾制备技术

发布时间:2015-03-17

所属高新技术领域：  先进制造

单位名称：  中化重庆涪陵化工有限公司

单位性质：  企业

推荐单位：  重庆市涪陵区科委

成果简介：

    1.1科技成果简介

    本科技成果是公司根据我国钾资源相对贫瘠，每年需要进口大量钾肥，同时公司拥有湿法磷酸净化技术，为公司生产工业磷酸二氢钾产品提供原料基础，为满足国内市场对钾肥的需求，支持工农业生产的发展，公司组织科研人员开工采用溶剂萃取法生产高纯度磷酸二氢钾产品。本项目为重庆市2008年技术创新项目指导性计划（第一批）（渝经高新[2008]8号文），课题立项名称为：高纯磷酸二氢钾制备技术，编号08-1-086，起止时间：2008.1-2009.12。批准登记单位为：重庆市涪陵区科委，批准登记号：涪陵科成字2013Y088，批准登记日期为：2013年11月5日。

成果创新性：

    1.2创新性

    1、工艺路线创新。本技术以湿法净化磷酸为原料替代热法磷酸，具有能耗低、低成本的优势（与热法磷酸生产磷酸二氢钾相比节约生产成本2000元/吨）。项目无废渣、废水排放，废气经过循环水洗涤后达标排放，能耗远低于同类产业，属国家鼓励类发展的低能耗功能性产品。

    2、优化工艺组合创新。本技术采用复分解法法和溶剂萃取提纯相结合的高新技术。解决了结晶法的设备腐蚀问题，开发了新型专用萃取剂以及萃取剂的回收和再循环使用技术，实现了副产物的资源化利用。

    3、核心设备技术创新。研制了集浓缩、结晶、分级于一体的高效结晶设备。

    本成果已申请专利4件，其中发明专利“以湿法净化磷酸为原料萃取法生产工业磷酸二氢钾及氮磷钾复合肥的方法”（201010543993.9）；发明专利“一种磷酸三丁脂的再生工艺”（201010546968.6）已授权；实用新型专利“湿法净化磷酸生产磷酸二氢钾的装置”（201020633124.0）已授权；实用新型专利“一种奥斯陆结晶器”（201220220109.2）已授权。

成果独占性：

    1.3独占性

    本科技成果为国内首创采用湿法净化磷酸为原料溶剂法生产高纯度磷酸二氢钾生产技术，该成果通过涪陵区科委组织的鉴定组鉴定本成果达到国内同行业领先水平。

成果盈利性：

    1.4盈利性

    目前热法磷酸（85％H3PO4）的价格普遍在5000元/吨以上，氢氧化钾（95%）达9000元/吨，采用传统中和法，其原料成本高达约8055元/吨，而本科技成果采用湿法净化磷酸为原料生产实际成本约6100元/吨，目前公司市场销售价格在7500-8500元/吨，平均每吨销售利润在2000元/吨左右，装置达标达产后，年均实现销售收入可达1.6亿元，利润4000万元。

成果持续性：

    1.5持续性

    我国是世界上最大的磷酸二氢钾生产国和消费国，目前我国磷酸二氢钾产销量200万吨/年，随着我国经济稳步、健康、持续发展，磷酸二氢钾在农业、工业、医药级食品行业得到较快发展，预计在未来5年将出现新一轮发展高峰。但是，我国的磷化工始终停留在基础和中间产品阶段，各种精细磷酸盐品种很少，与国外相比仍然存在巨大的差距，高纯度磷酸盐生产是80%以上离不开磷酸。

    在我国，生产工艺多采用中和法，主要采用热法磷酸为原料，成本高、能耗高、污染高的“三高”特点，而且大多数以生产纯度为95％的磷酸二氢钾，限制了其应用。本技术以湿法净化稀磷酸为原料，采用复分解法（即稀磷酸与KCI直接反应）与先进的溶剂萃取相结合的工艺技术，以替代传统热法磷酸的生产工艺，获得高附加值、低能耗、低成本的和符合市场发展需求的高纯磷酸二氢钾产品。

    因此该技术具有广泛的推广价值、能产生较高的经济效益和社会环保效益。特别对于磷化工行业循环健康发展起到推动作用，减少“三废”排放，该技术的成功开发，丰富和完善了我国磷酸二氢钾生产工艺技术，推动了我国磷酸盐行业技术进步，增强了我国磷酸二氢钾在国际市场上的竞争力。

成果先进性：

    1.6先进性

    目前国内进行溶剂萃取法生产精细磷酸盐研究也非常多，但由于萃取剂的选择及多种原因，多数停留在实验室阶段，极少部分处于小试和中试都不尽完善和理想。因此，我司在拥有国内行业领先的具有自主知识产权的湿法磷酸净化技术基础上，结合我国磷矿及磷酸二氢钾生产现况，进一步延伸湿法磷酸盐产品，研究开发先进的高纯磷酸二氢钾制备技术。本项目技术研发完成后，将成为我国磷酸二氢钾制备技术的重要转折点，在能源、资源日益匮乏、环境形式日益严峻的今天，该技术有望逐步并完全代替传统的生产技术方法，该技术不但能节约大量的电能和宝贵的黄磷资源，而且实现了肥盐结合，大大减少了传统方法生产带来的环境污染；还具备良好的社会经济效益：丰富和完善我国磷酸二氢钾生产工艺技术，推动我国磷酸盐行业技术进步，形成符合我国国情的特有技术，增强我国磷酸二氢钾在国际市场上的竞争力。

    本项目于2010年9月通过了重庆市经信委组织的验收和鉴定，与会的专家们一致认为该工艺在技术上有重大创新，各项技术经济指标先进，对促进我国磷化工和精细磷酸盐工业发展有主要意义，具有国内领先和国际先进水平。

    2013年11月5日本项目通过重庆市涪陵区科委组织的专家组进行成果鉴定，鉴定委员会一致认为：该项目创新性强，技术处于国内同行业领先水平，同意通过科技成果鉴定。

成熟度：  大批量

市场分析：

    2.1市场分析

    磷酸二氢钾被誉为“化肥精”,是一种高效速效磷钾复合肥,有效含量很高,按现行行业标准,合格品主含量为92%,一等品主含量为96%,除了水分,几乎无杂质。磷酸二氢钾是钾肥之王,价格是氯化钾的近4倍,其利用率几乎可达100%,兼具磷肥和钾肥的双重作用,增产效果惊人,施用磷酸二氢钾可少投入多产出。我国磷酸二氢钾较广泛用于瓜果、蔬菜、烟草等作物的喷灌,这类消费多集中在东北、新疆、内蒙古等地。目前我国84%土壤缺钾,国家农业部“九五”期间开始在全国实施补钾工程,随着我国农业经济的发展,农民对高效肥料的使用会越来越重视,当前影响磷酸二氢钾的诸多因素正朝着积极的方向转化,相信其市场空间将快速扩大。近几年国内磷酸二氢钾需求量已逐年递增,现年需求量已达200万吨。

商业模式分析：

    2.2商业模式分析

    本成果所生产的高纯度磷酸二氢钾产品公司成立微肥销售处，主要采用公司总销售，各地方进行分销，公司提供田间服务和使用指导，同时利用属于中化化肥集团的下属公司的优势，利用集团公司的销售网络，产品运销全国各地。

营销状况：

    2.3营销状况

    本公司生产的高纯度磷酸二氢钾产品主要销售往山东、新疆、东北及重庆市周边地区，销售价格为市场平均价格8000-10000元/吨，主要由公司微肥处进行市场推广和销售，大批采购采用招投标模式进行推广。

拟采取的转化方式：  技术转让

应用推广的已投入情况：  3700万元

资金需求额：  5000万元

融资用途：  产品研发

核心管理团队人员情况：

    核心管理团队人员情况

    中化重庆涪陵化工有限公司是隶属于中化化肥集团的下属子公司，具有一支高素质的管理和研发团队，拥有年龄层次合理，高学历的管理层。

    盛  勇：男，1966年出生，1989年毕业于北京科技大学，工学学士，化工工艺高级工程师，华东理工大学兼职工程硕士生导师，重庆市涪陵区科技拔尖人才；全国标准化技术委员硫和硫酸分委会委员，中国磷肥协会和中国硫酸工业协会磷肥、硫酸行业专家，核心期刊《硫酸工业》编委委员，重庆市环评技术专家，重庆市化危品生产企业设立审批技术专家。获国家、市（区）级科技成果鉴定7项目，获得省部级科技进步奖3项，区级科技进步奖多项，申请发明专利16件，获授权发明及实用新型专利8件；在国内核心期刊及行业年会上发表了多篇学术论文，如“300kt/a硫磺制酸装置的建设与管理”、“24万吨MAP、24万吨DAP装置利用国产化成果发展磷铵生产”、“硫磺制酸低温位热能回收与CDM项目”等论文。

    李  兵：男，1975年出生，1998年毕业于四川理工学院，2005 重庆大学化工学院化学工程专业硕士学位毕业，高级工程师、经济师，现任中化重庆涪陵化工有限公司总工程师。全国废弃化学品处置技术标准化委员会专家委员、重庆化学化工学会化学工程专委会专家委员。获得涪陵区科技进步奖3项，申报发明专利3项，授权2项，实用新型专利4项，授权2项，发表论文3篇“CASS工艺在合成氨工业废水处理中的应用探析”、“浅析磷系阻燃剂的机理及应用进展”、“利用工业废渣制备硫酸钙晶须的研究进展”。先后主持参与公司“磷铵十二改二十四”、“20万吨/年料浆法MAP装置”、“20万吨合成氨20万吨尿素项目”、“湿法磷酸净化国家科技支撑计划”等项目的设计及管理，拥有丰富的工程设计及管理经验。

治理结构：

    5.1治理结构

    中化重庆涪陵化工有限公司始创办于1966年，是世界500强企业之一的中国中化集团公司（Sinochem）控股的，以生产高浓度磷复肥为主的现代化大型化肥生产企业,是重庆市工业企业50强、重庆市首批市级创新型企业。公司分别由中化化肥有限公司、涪陵区国资委、苏州复合肥厂控股。通过规范化的公司组织形式，提高公司的经营管理水平，实现资产的保值增值，保护公司和公司股东的合法权益，使公司最大限度的实现经济效益和社会效益。

管理结构：

    5.2管理结构

    中化重庆涪陵化工有限公司才有董事会负责制，下设公司董事长，总经理，拥有15个职能部门，10个分厂，各职能部门及分厂团结协作，按照公司制定的相关管理制度进行日常运行，在重大事项采用董事会和股东会决策，内部控制采用经济责任制制度进行管理。

主营业务名称：  主要产品有尿素、磷酸一铵、磷酸二铵、复混（合）肥料肥等系列化肥产品，以及缓控/释肥、全水溶性肥（如磷酸二氢钾）等新型肥料。

近三年主营收入：  1047099万元

净利润：  5310万元

毛利率：  9.3%

评价意见：

    7.3评价意见

上报单位：  重庆市科技局