中國染料創(chuàng)新研發(fā)由大變強(qiáng)

文/劉雅文

中國染料創(chuàng)新研發(fā)由大變強(qiáng)

文/劉雅文

多年來，中國紡織和印染等行業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了染料的消費(fèi)需求增長，加之歐洲、日本等國家染料產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，使得中國快速成為世界第一大染料生產(chǎn)和出口國。盡管出口量連創(chuàng)新高，但中國染料的出口價(jià)格卻低于國際市場平均價(jià)格。究其原因，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，除了受美國、日本和歐洲三大經(jīng)濟(jì)體發(fā)展趨緩影響外，國內(nèi)產(chǎn)能過剩、整體技術(shù)水平低、出口無序競爭及競相壓價(jià)等也是重要因素。面對日益激烈的市場競爭，國內(nèi)一些染料龍頭企業(yè)和科研單位在研發(fā)上苦下功夫，創(chuàng)造了多項(xiàng)世界領(lǐng)先技術(shù)，增強(qiáng)了核心競爭力，一批在世界上有影響力的企業(yè)也順勢而生。

以綠色為導(dǎo)向的創(chuàng)新

“20年來，隨著一系列民營企業(yè)迅速崛起，我國染料企業(yè)在國際競爭中交出了亮麗的成績單，他們對染料產(chǎn)品的傳統(tǒng)制造方式進(jìn)行了技術(shù)上的變革，破解了行業(yè)的很多環(huán)保難題。”中國染料工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長田利明表示。

眾所周知，分散染料生產(chǎn)過程的廢水、廢渣一直困擾行業(yè)的發(fā)展，使染料行業(yè)在公眾眼中被視為“污染”的代表。最近由于行業(yè)污染問題而“名聲大噪”的莫過于驚動(dòng)中央的騰格里沙漠事件，這其中的主角就是2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚，俗稱還原物，盡管其用量小但卻不可替代。

據(jù)了解，隨著分散染料生產(chǎn)的集中化，還原物的生產(chǎn)也日益集中到了中國。目前，我國還原物的總產(chǎn)能從幾千噸迅速上升為3萬～4萬噸。雖然還原物的生產(chǎn)規(guī)模越來越大，但不少企業(yè)的生產(chǎn)工藝卻沒有根本改進(jìn)。例如，傳統(tǒng)工藝采用對硝基氯化苯為起始原料，通過甲醇、燒堿醚化以后，用硫化堿還原，這一步每噸將產(chǎn)生20噸高濃廢水，COD高達(dá)20000以上。而后在大量硫酸介質(zhì)下，用硝酸硝化，再用大量水稀釋洗滌，這一步每噸還原物又要耗用98%硫酸5噸以上，最后變成30%濃度的含高濃度有機(jī)物廢酸，如果采用國家已經(jīng)明令淘汰的鐵粉還原工藝，產(chǎn)生的高毒固廢極難處理。2014年9月被曝光的寧夏明盛染料化工有限公司、內(nèi)蒙古圖騰化工有限公司、寧夏中衛(wèi)鑫三元都采取的是這種落后工藝。

所幸的是，目前這種污染嚴(yán)重的技術(shù)已經(jīng)被攻克。受惠于在間苯二胺產(chǎn)品開發(fā)上的技術(shù)突破，龍頭企業(yè)浙江龍盛把加氫技術(shù)移植到還原物的還原環(huán)節(jié)，用清潔的液相加氫技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鐵粉還原技術(shù)，得到高含量的液狀還原物產(chǎn)品，產(chǎn)品純度明顯提高，不僅消除了鐵泥污染，降低了能耗，還提高了產(chǎn)品收率。此外，面對加氫工序的原料硝基物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量稀硫酸，處理難度較大的難題，公司還研發(fā)出稀酸處理綜合回用及洗滌水循環(huán)系統(tǒng)，并迅速在上虞生產(chǎn)基地全流程上馬了硝基物生產(chǎn)線。據(jù)了解，新技術(shù)能夠使噸產(chǎn)品產(chǎn)品收率提高10%以上，單位產(chǎn)品能耗下降60%，生產(chǎn)過程廢棄物排減少(以COD計(jì))60%以上。目前，上虞基地已穩(wěn)定具備年產(chǎn)1萬噸還原物的生產(chǎn)能力，且全流程無污染，真正實(shí)現(xiàn)了其“好用、綠色、高效”的初衷，對企業(yè)、社會(huì)、環(huán)境交上一份滿意的答卷。

過去幾年每次還原物出現(xiàn)停產(chǎn)、減產(chǎn)，都會(huì)引起染料市場的巨大波動(dòng)。正是由于地位不可或缺，國內(nèi)不少分散染料企業(yè)都非常重視還原物的穩(wěn)定來源。其實(shí)龍盛的還原物清潔生產(chǎn)示范項(xiàng)目是一個(gè)國家項(xiàng)目，所得的成果行業(yè)共同擁有，并不存在所謂的技術(shù)壁壘，同行完全可以自發(fā)地實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。但由于新工藝與舊工藝相比，生產(chǎn)成本會(huì)高一些，加之一些地方環(huán)保執(zhí)法不力，一些企業(yè)寧可用污染的老工藝也不愿意用環(huán)保的新工藝。因此必須加快對落后技術(shù)淘汰步伐，嚴(yán)厲打擊環(huán)境違法，為清潔新工藝的應(yīng)用創(chuàng)造良好的條件，進(jìn)而構(gòu)建更為穩(wěn)定、健康的市場環(huán)境。

此外，染料行業(yè)以減少廢水、廢渣排放為重點(diǎn)的創(chuàng)新，從工信部大力推行的清潔生產(chǎn)技術(shù)中可見一斑。近期工信部印發(fā)的《17個(gè)重點(diǎn)行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)推行方案》中，染料行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)就占到4項(xiàng)。例如，染料膜過濾、原漿干燥清潔生產(chǎn)制備技術(shù)，可以從工藝源頭提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，避免副產(chǎn)物生成;低濃酸含鹽廢水循環(huán)利用技術(shù)通過特殊的工藝技術(shù)和設(shè)備，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鹽低濃廢酸水進(jìn)行多效蒸發(fā)、分離、精制回收再利用，在解決環(huán)保壓力的同時(shí)，還降低了生產(chǎn)成本;有機(jī)溶劑替代水介質(zhì)清潔生產(chǎn)制備技術(shù)用有機(jī)溶劑替代水做介質(zhì)，減少有害物質(zhì)芳胺的排放，產(chǎn)品品質(zhì)得到了顯著改善。

湖北楚源集團(tuán)總工程師廖杰指出，近年來，公司圍繞產(chǎn)品品質(zhì)、安全環(huán)保等領(lǐng)域不斷開展技術(shù)創(chuàng)新。在完善現(xiàn)有工藝的同時(shí)，經(jīng)過3年摸索，企業(yè)還開發(fā)出主導(dǎo)產(chǎn)品H酸的成熟綠色工藝，新技術(shù)不僅極大地減少了有機(jī)污染物和無機(jī)鹽類的排放，還顯著地提高了收率，降低了生產(chǎn)成本，使公司牢牢占據(jù)市場競爭的制高點(diǎn)。

以市場為導(dǎo)向的創(chuàng)新

近年來，隨著我國中高端消費(fèi)者群體逐漸擴(kuò)大，其對高附加值產(chǎn)品的需求不斷增加，而這種現(xiàn)象在染料行業(yè)也表現(xiàn)得非常突出。田利明表示，隨著紡織品功能性需求的不斷提高，消費(fèi)者對配套的染料產(chǎn)品也提出了更高的要求，企業(yè)只有以市場為導(dǎo)向，在最短的時(shí)間內(nèi)對客戶的需求做出積極的反應(yīng)，利用產(chǎn)品的差異化格局，不斷細(xì)分市場，才能增強(qiáng)國際市場的競爭力。

針對不同市場群體的需求，已經(jīng)有不少國內(nèi)企業(yè)嘗試開辟不同定位的新產(chǎn)品。

首先，針對生態(tài)安全、貿(mào)易壁壘等問題，保證產(chǎn)品生態(tài)指標(biāo)滿足歐盟REACH法規(guī)、Oeko-Tex Standard 100、國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范(GB 18401-2010)等紡織品環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的新產(chǎn)品。

業(yè)內(nèi)人士指出，目前我國紡織品出口的最大瓶頸是使用安全問題，常規(guī)分散染料很容易遇到五氯苯酚、有機(jī)氯及氯甲苯超標(biāo)等問題，這對企業(yè)出口產(chǎn)生了不小影響。而我國第一組通過Intertek生態(tài)化學(xué)品認(rèn)證的分散染料——EE系列就是一組高環(huán)保型產(chǎn)品，該組染料具有同步上染、同步移染、對溫度、時(shí)間不敏感的特點(diǎn)，可用于快速染色。

其次，對于高端染料品種還需大量進(jìn)口的現(xiàn)實(shí)，不少企業(yè)正在高附加值產(chǎn)品上下功夫，期待占領(lǐng)這一市場。

田利明說，隨著超細(xì)纖維的快速發(fā)展，紗支的纖度越來越細(xì)、色彩對比強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)/休閑服飾日益受到市場追捧，在面料中添加各種特殊功能的化學(xué)助劑更為廣泛……盡快開發(fā)能滿足市場需求的高牢度染料成為了行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。而通過對新結(jié)構(gòu)染料的不斷研發(fā)，龍盛染料研發(fā)中心目前成功研制出WT/WEC系列，有效解決了產(chǎn)品的牢度問題，為印染企業(yè)提供最優(yōu)質(zhì)的高水洗染料。

還原灰3B是還原染料中性能優(yōu)異的高檔染料，目前國內(nèi)僅有少數(shù)廠家可以實(shí)現(xiàn)小批量加工。亞邦股份負(fù)責(zé)人表示，近年來公司與合肥工業(yè)大學(xué)合作開發(fā)了這項(xiàng)新技術(shù)，目前該項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，打破了印度阿圖公司對該產(chǎn)品的國際壟斷地位。

再次，針對印染行業(yè)高排放特點(diǎn)推出的產(chǎn)品。

我國印染行業(yè)是一個(gè)高耗能、高排污的行業(yè)，近年來隨著國家監(jiān)管力度加大，企業(yè)面臨的環(huán)保壓力日益突顯。“作為印染行業(yè)的上游企業(yè)，染料企業(yè)要通過提高染料合成質(zhì)量、提供高性能印染助劑提高上染率和色牢度，從而以減少染整污水中的污染物濃度。”田利明表示，隨著國內(nèi)染料以及印染助劑產(chǎn)品不斷升級，印染企業(yè)的污水排放量已經(jīng)大幅減少。而涂層著色、噴墨印花等不斷涌現(xiàn)的染整新工藝，也有助于污水減排。面對這些新工藝，今后行業(yè)要在不斷研發(fā)與之配套的高端染料，通過開發(fā)新的發(fā)色體，采用新的制造技術(shù)和商品化技術(shù)，提高染料上色率，改進(jìn)染料色牢度，減少染整過程有害物質(zhì)的排放。

據(jù)悉，為推進(jìn)印染行業(yè)的節(jié)能減排、清潔化生產(chǎn)，浙江龍盛研發(fā)了可堿性染色的分散染料ALK系列，該組染料突破了現(xiàn)有常規(guī)染料在弱酸性條件染色的瓶頸，有效避免因低聚物所產(chǎn)生的白粉、色點(diǎn)、色花等問題，可以實(shí)現(xiàn)滌棉混紡織物的練染一浴法染色。值得一提的是，該工藝在為印染企業(yè)帶來可觀經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還具有較高的社會(huì)效益，真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，清潔生產(chǎn)。

以未來為導(dǎo)向的創(chuàng)新

盡管我國已經(jīng)成為全球最大的染料生產(chǎn)國，但同發(fā)達(dá)國家相比，行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新還有很長的一段路要走。巴斯夫相關(guān)負(fù)責(zé)人曾表示，目前國內(nèi)很多生產(chǎn)企業(yè)、科研院所都在積極探索提高產(chǎn)品質(zhì)量，改進(jìn)生產(chǎn)流程，并為此付出了很大努力。但中國染料商的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)具有高度碎片化的特點(diǎn)，這是當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。針對大部分中小企業(yè)仍在使用傳統(tǒng)設(shè)備和老舊公用設(shè)施的現(xiàn)狀，業(yè)界專家建議，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)從以下幾點(diǎn)著手，不斷加大創(chuàng)新力度。

一是新染料產(chǎn)品開發(fā)及產(chǎn)品升級。

未來染料企業(yè)應(yīng)積極開發(fā)高性能、環(huán)保、低能耗型染料產(chǎn)品：包括采用染料復(fù)配增效技術(shù)開發(fā)異雙活性基染料替代單活性基染料，高固著率、高色牢度、高提升性、高勻染性、高重現(xiàn)性、低鹽染色用活性染料，高固色率含氟活性染料等新型活性染料;高水洗牢度、高染著率、高光牢度分散染料、適應(yīng)小浴比染色、堿性染色等印染新技術(shù)及新型纖維染色用分散染料，開發(fā)高發(fā)色強(qiáng)度染料產(chǎn)品等。

對此，亞邦股份相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，在蒽醌結(jié)構(gòu)分散染料和還原染料業(yè)務(wù)方面，公司將通過自主技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)工藝的技術(shù)改造，進(jìn)一步降低成本，增加效益，并推出一系列更具競爭力的產(chǎn)品，在3年內(nèi)力爭公司蒽醌結(jié)構(gòu)分散染料和還原染料市場份額達(dá)到40%以上。同時(shí)，亞邦股份還要進(jìn)一步加大研發(fā)投入，發(fā)掘出新的利潤增長點(diǎn)。

二是生態(tài)染料產(chǎn)品的開發(fā)。

企業(yè)可以開展生產(chǎn)全過程生態(tài)安全研究工作，解決染料生態(tài)安全過程控制指標(biāo)問題，保證產(chǎn)品生態(tài)指標(biāo)紡織品環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，企業(yè)通過開發(fā)符合Oeko-Tex Standard 100指標(biāo)的環(huán)保型染料，實(shí)現(xiàn)染料環(huán)保生態(tài)指標(biāo)的升級，改變?nèi)玖吓c印染的跨行業(yè)隔離的模式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷ヒ劳校嗷ヌ嵘嗷ト诤系捏w系，全面提升生態(tài)安全要求，節(jié)能減排的效果。

田利明認(rèn)為，國內(nèi)染料企業(yè)可以建立產(chǎn)品生命周期評價(jià)方法和構(gòu)建支撐企業(yè)生態(tài)設(shè)計(jì)的評價(jià)體系，建立在行業(yè)推廣的產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系，調(diào)整產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)側(cè)重功能性、工藝設(shè)計(jì)開發(fā)注重經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保治理理念向全生命周期的理念調(diào)整，實(shí)現(xiàn)從模仿向創(chuàng)制開發(fā)轉(zhuǎn)變，從通用型產(chǎn)品向個(gè)性化、差異化、高性能化、生態(tài)安全轉(zhuǎn)變，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)階段系統(tǒng)考慮原材料選用、生產(chǎn)、銷售、使用、回收、處理等各個(gè)環(huán)節(jié)對資源環(huán)境造成的影響，力求產(chǎn)品在全生命周期中最大限度降低資源消耗、盡可能少用或不用含有有毒有害物質(zhì)的原材料，減少污染物產(chǎn)生和排放，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目的。

三是工程技術(shù)開發(fā)方向。

目前，國內(nèi)的染顏料生產(chǎn)大多以粗放型、敞開式、間歇式和勞力密集型方式作業(yè)，對環(huán)保、安全事故的應(yīng)急處理能力相對較差，反應(yīng)控制不夠精密，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、收率難于達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅造成原材料的浪費(fèi)，還使得反應(yīng)副產(chǎn)物和異構(gòu)體多，給后續(xù)的廢棄物處理帶來壓力。為此，對現(xiàn)有生產(chǎn)方式加以技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)染顏料生產(chǎn)方式的集成化與自動(dòng)化，強(qiáng)化染料行業(yè)整體水平提升是今后行業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)。

“加大工程技術(shù)集成、工藝創(chuàng)新，推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級。通過染料、中間體等精細(xì)化學(xué)品新產(chǎn)品、新工藝及循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，開展化工工程技術(shù)領(lǐng)域和技術(shù)集成的研發(fā)，著力突破關(guān)鍵共性技術(shù)，掌握核心技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有效解決染料、中間體等傳統(tǒng)精細(xì)化工生產(chǎn)領(lǐng)域廢水、廢渣等污染治理的核心問題。”田利明表示，相對于傳統(tǒng)的化工過程和設(shè)備，這些新裝置和新工藝能大幅度提高生產(chǎn)效率、顯著減小設(shè)備尺寸、降低能耗和減少廢料的生成，并最終達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高安全性和減少環(huán)境污染的目的。