中国染料创新研发由大变强

文/刘雅文

中国染料创新研发由大变强

文/刘雅文

多年来，中国纺织和印染等行业的快速发展带动了染料的消费需求增长，加之欧洲、日本等国家染料产业的转移，使得中国快速成为世界第一大染料生产和出口国。尽管出口量连创新高，但中国染料的出口价格却低于国际市场平均价格。究其原因，业内人士普遍认为，除了受美国、日本和欧洲三大经济体发展趋缓影响外，国内产能过剩、整体技术水平低、出口无序竞争及竞相压价等也是重要因素。面对日益激烈的市场竞争，国内一些染料龙头企业和科研单位在研发上苦下功夫，创造了多项世界领先技术，增强了核心竞争力，一批在世界上有影响力的企业也顺势而生。

以绿色为导向的创新

“20年来，随着一系列民营企业迅速崛起，我国染料企业在国际竞争中交出了亮丽的成绩单，他们对染料产品的传统制造方式进行了技术上的变革，破解了行业的很多环保难题。”中国染料工业协会秘书长田利明表示。

众所周知，分散染料生产过程的废水、废渣一直困扰行业的发展，使染料行业在公众眼中被视为“污染”的代表。最近由于行业污染问题而“名声大噪”的莫过于惊动中央的腾格里沙漠事件，这其中的主角就是2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚，俗称还原物，尽管其用量小但却不可替代。

据了解，随着分散染料生产的集中化，还原物的生产也日益集中到了中国。目前，我国还原物的总产能从几千吨迅速上升为3万～4万吨。虽然还原物的生产规模越来越大，但不少企业的生产工艺却没有根本改进。例如，传统工艺采用对硝基氯化苯为起始原料，通过甲醇、烧碱醚化以后，用硫化碱还原，这一步每吨将产生20吨高浓废水，COD高达20000以上。而后在大量硫酸介质下，用硝酸硝化，再用大量水稀释洗涤，这一步每吨还原物又要耗用98%硫酸5吨以上，最后变成30%浓度的含高浓度有机物废酸，如果采用国家已经明令淘汰的铁粉还原工艺，产生的高毒固废极难处理。2014年9月被曝光的宁夏明盛染料化工有限公司、内蒙古图腾化工有限公司、宁夏中卫鑫三元都采取的是这种落后工艺。

所幸的是，目前这种污染严重的技术已经被攻克。受惠于在间苯二胺产品开发上的技术突破，龙头企业浙江龙盛把加氢技术移植到还原物的还原环节，用清洁的液相加氢技术代替传统的铁粉还原技术，得到高含量的液状还原物产品，产品纯度明显提高，不仅消除了铁泥污染，降低了能耗，还提高了产品收率。此外，面对加氢工序的原料硝基物生产过程中产生大量稀硫酸，处理难度较大的难题，公司还研发出稀酸处理综合回用及洗涤水循环系统，并迅速在上虞生产基地全流程上马了硝基物生产线。据了解，新技术能够使吨产品产品收率提高10%以上，单位产品能耗下降60%，生产过程废弃物排减少(以COD计)60%以上。目前，上虞基地已稳定具备年产1万吨还原物的生产能力，且全流程无污染，真正实现了其“好用、绿色、高效”的初衷，对企业、社会、环境交上一份满意的答卷。

过去几年每次还原物出现停产、减产，都会引起染料市场的巨大波动。正是由于地位不可或缺，国内不少分散染料企业都非常重视还原物的稳定来源。其实龙盛的还原物清洁生产示范项目是一个国家项目，所得的成果行业共同拥有，并不存在所谓的技术壁垒，同行完全可以自发地实现清洁生产。但由于新工艺与旧工艺相比，生产成本会高一些，加之一些地方环保执法不力，一些企业宁可用污染的老工艺也不愿意用环保的新工艺。因此必须加快对落后技术淘汰步伐，严厉打击环境违法，为清洁新工艺的应用创造良好的条件，进而构建更为稳定、健康的市场环境。

此外，染料行业以减少废水、废渣排放为重点的创新，从工信部大力推行的清洁生产技术中可见一斑。近期工信部印发的《17个重点行业清洁生产技术推行方案》中，染料行业清洁生产技术就占到4项。例如，染料膜过滤、原浆干燥清洁生产制备技术，可以从工艺源头提高反应的转化率，避免副产物生成;低浓酸含盐废水循环利用技术通过特殊的工艺技术和设备，对生产过程中产生的含盐低浓废酸水进行多效蒸发、分离、精制回收再利用，在解决环保压力的同时，还降低了生产成本;有机溶剂替代水介质清洁生产制备技术用有机溶剂替代水做介质，减少有害物质芳胺的排放，产品品质得到了显著改善。

湖北楚源集团总工程师廖杰指出，近年来，公司围绕产品品质、安全环保等领域不断开展技术创新。在完善现有工艺的同时，经过3年摸索，企业还开发出主导产品H酸的成熟绿色工艺，新技术不仅极大地减少了有机污染物和无机盐类的排放，还显著地提高了收率，降低了生产成本，使公司牢牢占据市场竞争的制高点。

以市场为导向的创新

近年来，随着我国中高端消费者群体逐渐扩大，其对高附加值产品的需求不断增加，而这种现象在染料行业也表现得非常突出。田利明表示，随着纺织品功能性需求的不断提高，消费者对配套的染料产品也提出了更高的要求，企业只有以市场为导向，在最短的时间内对客户的需求做出积极的反应，利用产品的差异化格局，不断细分市场，才能增强国际市场的竞争力。

针对不同市场群体的需求，已经有不少国内企业尝试开辟不同定位的新产品。

首先，针对生态安全、贸易壁垒等问题，保证产品生态指标满足欧盟REACH法规、Oeko-Tex Standard 100、国家纺织产品基本安全技术规范(GB 18401-2010)等纺织品环保标准要求的新产品。

业内人士指出，目前我国纺织品出口的最大瓶颈是使用安全问题，常规分散染料很容易遇到五氯苯酚、有机氯及氯甲苯超标等问题，这对企业出口产生了不小影响。而我国第一组通过Intertek生态化学品认证的分散染料——EE系列就是一组高环保型产品，该组染料具有同步上染、同步移染、对温度、时间不敏感的特点，可用于快速染色。

其次，对于高端染料品种还需大量进口的现实，不少企业正在高附加值产品上下功夫，期待占领这一市场。

田利明说，随着超细纤维的快速发展，纱支的纤度越来越细、色彩对比强烈的运动/休闲服饰日益受到市场追捧，在面料中添加各种特殊功能的化学助剂更为广泛……尽快开发能满足市场需求的高牢度染料成为了行业的当务之急。而通过对新结构染料的不断研发，龙盛染料研发中心目前成功研制出WT/WEC系列，有效解决了产品的牢度问题，为印染企业提供最优质的高水洗染料。

还原灰3B是还原染料中性能优异的高档染料，目前国内仅有少数厂家可以实现小批量加工。亚邦股份负责人表示，近年来公司与合肥工业大学合作开发了这项新技术，目前该项目已实现规模化生产，打破了印度阿图公司对该产品的国际垄断地位。

再次，针对印染行业高排放特点推出的产品。

我国印染行业是一个高耗能、高排污的行业，近年来随着国家监管力度加大，企业面临的环保压力日益突显。“作为印染行业的上游企业，染料企业要通过提高染料合成质量、提供高性能印染助剂提高上染率和色牢度，从而以减少染整污水中的污染物浓度。”田利明表示，随着国内染料以及印染助剂产品不断升级，印染企业的污水排放量已经大幅减少。而涂层着色、喷墨印花等不断涌现的染整新工艺，也有助于污水减排。面对这些新工艺，今后行业要在不断研发与之配套的高端染料，通过开发新的发色体，采用新的制造技术和商品化技术，提高染料上色率，改进染料色牢度，减少染整过程有害物质的排放。

据悉，为推进印染行业的节能减排、清洁化生产，浙江龙盛研发了可碱性染色的分散染料ALK系列，该组染料突破了现有常规染料在弱酸性条件染色的瓶颈，有效避免因低聚物所产生的白粉、色点、色花等问题，可以实现涤棉混纺织物的练染一浴法染色。值得一提的是，该工艺在为印染企业带来可观经济效益的同时，还具有较高的社会效益，真正实现了节能降耗，清洁生产。

以未来为导向的创新

尽管我国已经成为全球最大的染料生产国，但同发达国家相比，行业的技术创新还有很长的一段路要走。巴斯夫相关负责人曾表示，目前国内很多生产企业、科研院所都在积极探索提高产品质量，改进生产流程，并为此付出了很大努力。但中国染料商的生产结构具有高度碎片化的特点，这是当前国内企业面临的主要挑战。针对大部分中小企业仍在使用传统设备和老旧公用设施的现状，业界专家建议，国内企业应从以下几点着手，不断加大创新力度。

一是新染料产品开发及产品升级。

未来染料企业应积极开发高性能、环保、低能耗型染料产品：包括采用染料复配增效技术开发异双活性基染料替代单活性基染料，高固着率、高色牢度、高提升性、高匀染性、高重现性、低盐染色用活性染料，高固色率含氟活性染料等新型活性染料;高水洗牢度、高染着率、高光牢度分散染料、适应小浴比染色、碱性染色等印染新技术及新型纤维染色用分散染料，开发高发色强度染料产品等。

对此，亚邦股份相关负责人表示，在蒽醌结构分散染料和还原染料业务方面，公司将通过自主技术创新和生产工艺的技术改造，进一步降低成本，增加效益，并推出一系列更具竞争力的产品，在3年内力争公司蒽醌结构分散染料和还原染料市场份额达到40%以上。同时，亚邦股份还要进一步加大研发投入，发掘出新的利润增长点。

二是生态染料产品的开发。

企业可以开展生产全过程生态安全研究工作，解决染料生态安全过程控制指标问题，保证产品生态指标纺织品环保标准要求。此外，企业通过开发符合Oeko-Tex Standard 100指标的环保型染料，实现染料环保生态指标的升级，改变染料与印染的跨行业隔离的模式，逐步转变为相互依托，相互提升，相互融合的体系，全面提升生态安全要求，节能减排的效果。

田利明认为，国内染料企业可以建立产品生命周期评价方法和构建支撑企业生态设计的评价体系，建立在行业推广的产品生态设计标准体系，调整产品设计理念。从产品设计开发侧重功能性、工艺设计开发注重经济性、环保治理理念向全生命周期的理念调整，实现从模仿向创制开发转变，从通用型产品向个性化、差异化、高性能化、生态安全转变，在产品设计开发阶段系统考虑原材料选用、生产、销售、使用、回收、处理等各个环节对资源环境造成的影响，力求产品在全生命周期中最大限度降低资源消耗、尽可能少用或不用含有有毒有害物质的原材料，减少污染物产生和排放，从而实现环境保护的目的。

三是工程技术开发方向。

目前，国内的染颜料生产大多以粗放型、敞开式、间歇式和劳力密集型方式作业，对环保、安全事故的应急处理能力相对较差，反应控制不够精密，产品质量的稳定性、收率难于达到高标准要求，不仅造成原材料的浪费，还使得反应副产物和异构体多，给后续的废弃物处理带来压力。为此，对现有生产方式加以技术改造，实现染颜料生产方式的集成化与自动化，强化染料行业整体水平提升是今后行业工程技术领域发展的重点任务。

“加大工程技术集成、工艺创新，推进传统产业改造升级。通过染料、中间体等精细化学品新产品、新工艺及循环经济、节能减排、清洁生产关键技术开发，开展化工工程技术领域和技术集成的研发，着力突破关键共性技术，掌握核心技术、知识产权和技术标准，有效解决染料、中间体等传统精细化工生产领域废水、废渣等污染治理的核心问题。”田利明表示，相对于传统的化工过程和设备，这些新装置和新工艺能大幅度提高生产效率、显著减小设备尺寸、降低能耗和减少废料的生成，并最终达到提高生产效率、降低生产成本、提高安全性和减少环境污染的目的。