氮肥企业联产甲酸钾、磷酸二氢钾和氯基三元复合肥技术

罗宗恬

(成都乐氏化工工程有限公司 四川成都 610041)

氮肥企业联产甲酸钾、磷酸二氢钾和氯基三元复合肥技术

罗宗恬

(成都乐氏化工工程有限公司 四川成都 610041)

针对氮肥行业产能过剩、企业发展空间越来越小的实际情况，开发了氮肥企业联产甲酸钾、磷酸二氢钾和氯基三元复合肥技术。概述了甲酸钾和磷酸二氢钾的特点、用途以及市场供需情况，测算了联产装置的经济效益。该技术可充分利用氮肥企业原有各类资源，延伸企业产业链，增强市场竞争能力。

甲酸钾；磷酸二氢钾；氯基三元复合肥；联产

1 联产技术概述

近年来，国家逐渐取消了化肥优惠政策，中小氮肥企业的发展空间越来越小，成本不断增加；同时，我国氮肥行业的产能扩张并没有伴随需求的同步增长，过多的产能没有释放的空间，而落后产能的退出却严重滞后，导致行业效益严重下滑，绝大多数中小氮肥企业处于亏损状态。因此，中小氮肥企业应充分利用已有的CO，H2等资源，延长产业链，加大对精细化工产品的开发力度，生产高附加值的产品才是企业发展的根本。

成都乐氏化工工程有限公司通过反复调研，开发了利用天然气转化气经处理得到的高纯CO和H2为原料，与氢氧化钾反应生产甲酸钾、合成氨，再利用合成氨生产磷酸二氢钾并联产氯基水溶性三元复合肥技术。该技术通过对企业原有的合成氨生产装置稍加改造，新增甲酸钾生产装置、磷酸二氢钾和氯基水溶性三元复合肥联合生产装置，可同时生产3种新产品，其工艺流程如图1所示。

图1 氮肥企业联产甲酸钾、磷酸二氢钾和氯基三元复合肥工艺流程

根据中小氮肥企业装置规模及市场情况，适宜的联产规模为40 kt/a甲酸钾、20 kt/a磷酸二氢钾和14 kt/a氯基水溶性三元复合肥。

2 新增产品市场分析

2.1 甲酸钾

甲酸钾(CHKO2)主要用作石油及天然气行业的钻井液、完井液、修井液，特别是应用在高密度钻井完井液体系中，效果更突出，用甲酸钾配制的钻井液具有强抑制、配伍性好、保护油层、环境污染小等突出优点。随着石油开采的不断扩大，对甲酸钾的需求量也越来越大。据调查，一般每口井完成钻井工程所需要的甲酸钾用量约60～80 t，全球的需求量非常可观。甲酸钾也是很好的融雪剂，其为非氮盐低氯产品，不会引起环境污染，对人体和水生动物无毒害，在水体中可完全被生物降解，克服了乙酸盐融雪剂的种种弊端，被称为环保型融雪剂。此外，甲酸钾还可用作印染行业的还原剂、水泥浆的早强剂、农业生产中的叶面肥、饲料工业的添加剂等。

国外甲酸钾的生产主要集中在美、德、英、日等国，目前全球总产能约为577 kt/a，消费量约为441 kt/a，主要消费领域是油田(约占93%)、融雪剂、皮革、印染及其他。近年来，甲酸钾消费量增速较快，如油田年增速达到8.9%左右，其他方面的年增速在5.0%～6.0%。

我国是甲酸钾主要生产国和消费国，2014年国内装置总产能150 kt/a，消费总量达到140 kt，主要消费领域依次为油田(93.0%)、融雪剂(2.5%)、皮革(1.5%)、印染(1.5%)及其他(1.5%)。近年来，我国甲酸钾消费量年均增长速度较快，如油田达到20.5%，其他行业达到了21.0%～22.0%。

2.2 磷酸二氢钾

磷酸二氢钾(KH2PO4)应用领域十分广泛，在制药工业、发酵工业、农业生产、食品工业、生物工程和化学生产中得到了大量应用。

我国是磷酸二氢钾主要生产国和消费国，2015年国内总产能为1 300 kt/a，国内消费量1 100 kt，出口量100 kt，总需求量1 200 kt/a，其中农用磷酸二氢钾消费量占总消费量的70%左右。随着农业部在全国深入推广“补钾工程”和“测土施肥”工程，磷酸二氢钾在农业上的需求量不断增加，仅统计大豆、棉花两类作物，新疆和黑龙江就有4 660 000 hm2种植面积，以每季作物施用磷酸二氢钾45 kg/hm2计，年需求量就在200 kt以上。此外，工业领域年消费量280～320 kt，饲料工业年消费量约20 kt。

近年来，我国磷酸二氢钾出口量在100 kt/a左右，北美、东亚、大洋洲、非洲、东南亚等是我国磷酸二氢钾主要出口地区。统计资料显示，国际市场对磷酸二氢钾的需求量不断扩大。

2.3 氯基水溶性三元复合肥

氯基水溶性三元复合肥是指钾源于氯化钾，w(Cl-)>3.5%，w(N+P2O5+K2O)>40%的复合肥，为白色颗粒产品，能全溶于水。氯基复合肥是目前生产量和施用量较大的肥料之一，适用于耐氯力中等以上的作物上，特别适合渗透性好、具有浇水条件、降雨量较大的南方地区或盐碱土壤。

我国复合(混)肥工业始于20世纪70年代末，随着我国化肥工业和农业生产的发展，复合(混)肥作为一种营养成分较齐全的肥料，近20年来得到了迅速发展。尤其是随着农业生产方式的改变、土地的大规模流转、农业规模化和集约化生产的发展，为复合(混)肥的推广应用创造了有利的条件。随着农化服务工作的深入和农民科学施肥意识的提高，促进了复合(混)肥的施用，为复合(混)肥的生产提供了可靠保障。目前，我国肥料的复合化率已达50%，但与世界发达国家复合化率70%相比，仍有差距，因此，复合(混)肥仍将是我国化肥发展的主要方向之一。

3 技济效益测算

建设40 kt/a甲酸钾、20 kt/a磷酸二氢钾联产14 kt/a氯基水溶性三元复合肥装置所需的主要原材料为氢氧化钾、磷酸和氯化钾，这些原料都易于采购。装置所需的水、电、气量不大且要求不高，企业现有的公用工程及辅助生产设施不增或稍增即可满足要求。联产技术能耗低，生产过程中产生的污染物少，利用企业原有的环保设施即可满足环保要求。装置占地面积小，无需另外征地，企业原有的职工稍加培训即可上岗。

据测算，40 kt/a甲酸钾装置的建设投资为 5 600万元，吨产品完全生产成本为5 681.4元，产品售价按7 000.0元/t计，吨产品税前利润为1 318.6元，年税前利润5 274.4万元。20 kt/a磷酸二氢钾联产14 kt/a氯基水溶性三元复合肥装置建设投资为2 388万元，吨产品完全成本为6 107.7元(1 t磷酸二氢钾联产700 kg三元复合肥)，磷酸二氢钾和氯基水溶性三元复合肥售价分别按6 500.0元/t和1 800.0元/t计，吨产品税前利润为1 652.3元，年税前利润3 304.6万元。两者合计，装置总投资为7 988万元，年税前利润8 579万元，建成后2年即可收回投资。

4 结语

氮肥企业联产甲酸钾、磷酸二氢钾和氯基水溶性三元复合肥技术可充分利用现有合成氨装置的公用工程和辅助生产设施，无需新征土地和增加操作、管理人员，具有生产成本低、建设投资省、产品质量优、经济效益好等特点，并可充分利用企业已有的各类资源，延伸企业产业链，增强市场竞争能力。

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《氮肥与合成气》杂志是经国家新闻出版广电总局批准，由上海化工研究院编辑出版的全国性刊物。办刊宗旨和定位为：交流推广国内外氮肥，大型合成氨、甲醇，新型煤气化流程包括水煤浆气化、粉煤气化、加压固定床气化、流化床气化，现代煤化工，合成气等行业的先进技术、节能减排新工艺、产业链延伸，生产、安全、管理经验的交流和推广等，以促进行业技术进步和管理水平提高。本刊内容可供全国从事氮肥、煤化工行业的工厂、设计、科研、高等院校及各省市主管部门的工程技术人员和管理人员参考。

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《氮肥与合成气》编辑部

TechnologyofCo-ProductionofPotassiumFormate-MonopotassiumPhosphate-ChlorineBasedNPKCompoundFertilizerforNitrogenousFertilizerEnterprise

LUO Zongtian

(Chengdu Le Chemical Engineering Co., Ltd., Chengdu 610041, China)

In connection with actual situation of excess capacity and less room for development of nitrogenous fertilizer industry, a technology of co-production of potassium formate- monopotassium phosphate-chlorine based NPK fertilizer is developed. The characteristics, use and market supply and demand situation of potassium formate and monopotassium phosphate are summarized, and the economic benefit of co-production unit is estimated. The technology can make full use of original resources of nitrogenous fertilizer enterprise, extend industrial chain of enterprise and strengthen its ability of market competition.

potassium formate; monopotassium phosphate; chlorine based NPK compound fertilizer; co- production

罗宗恬(1938—)，男，高级工程师，从业领域包括磷化工、肥料工业、精细化工(碳一化工、燃料化工和药用化工)，历任车间主任、技术处长、厂长、设计研究所所长、化工工程公司董事长；13980677144@163.com

TQ113.2

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：1006- 7779(2017)03- 0053- 03

2017- 04- 24)