电石生产体现专有技术
一般地,每吨的电石生产需要0.95吨的石灰与0.6吨的焦炭及3400度的用电,显然电力是构成电石生产的最主要成本,因此生产节能是电石技术发展的最集中点。从电石生产工艺角度,节能降耗主要电石生产所使用的电石炉本身与原料的质量。
电石生产按炉子本体可分为开放炉和密闭炉,目前国外电石生产基本采用挪威和德国发明的埃肯(Elekn)型和德马格(Demag)型大功率密闭炉,其生产水平及工艺指标均相当先进。我国的电石生产中约有80 %为开放炉,且其中大部分为小功率炉,而密闭炉生产则普遍存在负荷不足、作业率低、产量低、电耗高等问题。
同开放炉相比,密闭炉生产在安全性、环保性、操作的合理性及潜在利用价值(密闭炉炉气为高浓度的CO)方面均有很大的优越性。随着我国对节能和环保工作的日益重视,大功率、密闭型电石炉将是我国电石工业今后的发展方向。
此外,原料石灰与焦炭中的杂质含量也将直接影响到电石生产中的耗电量,且对电石产量也将产生直接影响。一般意义上,原料(及生产过程产生的杂质)中的杂质二氧化碳、二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁与水分千克量将分别增加耗电量2.43度、7度、8度、12度与4度,同时将增加焦炭的耗用量分别0.27千克、0.5千克、0.5千克、0.4千克与0.7千克。
总体上,电石生产工艺相对成熟,但不同企业的电石生产却存在很大的专有技术差异,这是影响电力生产成本的关键性因素。
干法乙炔技术有待突破
目前,国内企业(包括上市公司)由电石到乙炔的生产工艺基本均为湿法乙炔生产技术,而湿法乙炔技术无论从运行效率还是环保角度都表现出诸多弊端。可以说,湿法乙炔严重制约了电石法PVC的长期健康发展。
因此,干法乙炔技术的有效突破将成为氯碱企业竞争力核心的一个重要组成。值得一提的是,由寿光新龙电化集团、北京瑞思达化工设备有限公司全国首创的干法制乙炔新技术成套工业化装置,因在环保和节能方面的突出优势,目前已被中国氯碱协会推荐在全国进行推广。
2006年年底,由中国氯碱工业协会组织的专家对该技术进行了技术鉴定,鉴定意见为:填补了国内空白,节能、节水效果显著,减少占地面积、节约投资,有效解决了湿法乙炔生产过程中所产生的电石渣污染问题,具有良好的经,济效益和社会效益,有利于电石法聚氯乙烯生产的可持续发展,在行业中具有很好的推广价值。
2006年9月,寿光新龙电化集团于2006年9月采用干法乙炔生产工艺建成了产业化装置,实际生产中使乙炔收率比湿法工艺的乙炔手率提高2.5%,同时节水90%,而且不产生污水,并提高了生产的安全性和环保性。事实上,国家环保总局已将该干法乙炔生产技术列入《国家先进污染防治示范技术名录》和《国家鼓励发展的环境保护技术目录》。
电石法氯乙烯技术更待破题
不难发现,市场PVC分品种存在两大类产品定价,即电石法PVC价格与乙烯法PVC价格,而且电石法PVC价格明显低于乙烯法PVC价格,一般相差400元/吨左右,低幅达5%以上。应该说,PVC的产品品质差异是造成电石法PVC价格低于乙烯法PVC价格的最主要原因。
因此,氯乙烯纯度提升技术与高效分离技术的有效突破将直接关系到电石法PVC生产工艺的发展前景。值得一提的是,北京化工大学化工学院李群生教授带领课题组研究开发出适用于氯乙烯单体精馏的新型高效导向筛板精馏塔,还研制出复合孔径高效导向筛板及与之相适应的操作方法;首次开发的单套产能26万吨/年的高低沸物精馏塔和高效氯乙烯精馏系统,使精馏中乙炔等低沸物杂质含量降至2×l0以下,二氯乙烷等高沸物杂质含量降至3×l0以下;开发了强制回流的操作技术,使氯乙烯精馏质量更加稳定可靠;研制了抗自聚的氯乙烯高效精馏塔,使装置实现长周期运转,生产周期可长达2年。这套新型高效分离技术在氯乙烯生产流程应用后,大大提高了氯乙烯产品的质量,降低了杂质含量,提高了整个氯乙烯的技术水平。