第二章 电石化工

第一节 概 况

电石,化学名称碳化钙,是重要的基本化工原料,主要用于产生乙炔气。以电石为原料可以合成一系列有机化合物,是生产聚氯乙烯树脂的主要原料,电石约占聚氯乙烯成本的60%。

随着企业聚氯乙烯树脂生产规模的不断扩大,新疆生产的电石已不能满足需求,自2000年开始,聚氯乙烯树脂生产所需的电石逐步开始从宁夏、甘肃、内蒙古等地采购补充。到2002年,内地电石采购量接近50%。从内地采购电石运距远、运输费用高,不安全因素增多,也加大了聚氯乙烯树脂生产成本,制约了生产发展。

在2001年6月制定的企业“十五”规划中,提出在3年内将企业的生产规模扩大到年产10万吨烧碱、10万吨聚氯乙烯树脂的目标。与年产10万吨聚氯乙烯树脂相配套,同步筹备建设年产10万吨电石项目。

从2004年第一个电石项目建成投产到2017年,中泰集团电石生产基地的规划建设与氯碱基地建设同步进行,电石-氯碱一体化程度逐年提升。通过项目建设和资本运营,先后在乌鲁木齐市、阜康市、托克逊县拥有四个电石生产基地,生产的电石保障了新疆华泰重化工有限责任公司、新疆中泰化学阜康能源有限公司、新疆圣雄氯碱有限公司聚氯乙烯树脂生产所需。至2017年,电石装置总产能360万吨,配套石灰生产530万吨,电石产能占全国总产能的8.8%,规模位居全国电石行业前列。

中泰集团结合氯碱生产建成的电石生产基地,解决了电石难以长久储存和长距离运输的瓶颈,为电石行业的可持续发展进行了积极而有益的探索。

第二节 中泰矿冶电石基地

2003年6月,新疆中泰化学股份有限公司、阜康市西沟煤焦有限责任公司、乌鲁木齐环鹏有限公司联合对阜康市博达焦化有限责任公司(简称“博达焦化”)进行增资重组,将重组后的博达焦化作为中泰化学的专业电石生产企业。

2007年6月,经博达焦化2006年度股东会决议,对博达焦化资产和负债进行了抵账,以使博达焦化专业化生产焦炭。原博达焦化电石厂资产整体划归中泰化学,在此基础上由中泰化学注资成立“新疆中泰矿冶有限公司”(简称“中泰矿冶”),主营业务为电石的生产及销售。

中泰矿冶依托阜康当地煤炭、石灰石资源,经过项目建设和电石炉升级改造,到2017年形成138万吨/年电石、配套130万吨/年石灰生产能力,成为国内电石行业技术、节能、环保领先的大型专业电石生产企业。在十余年的发展中,中泰矿冶秉持“抓细节、立标准、控秩序、保安全”的管理理念,现场管理、清洁生产、工艺参数、成本单耗均达到了国内先进水平,多项创新技术获得了国家发明专利,对电石全行业的发展做出了突出贡献。

一、电石项目建设

2003年3月27日,博达焦化投资1.8亿元建设20万吨/年电石、投资1300万元建设配套的20万吨焦炭改造项目;2004年3月18日开始一期10万吨/年电石项目建设,两台21000千瓦时内燃式电石炉(1#、2#炉)于2004年10月15日投产运行。

2007年中泰矿冶成立后,同年6月15日开始二期10万吨/年电石项目建设;3#、4#电石炉于2008年1月建成投产。

2008年4月开始三期50万吨/年电石项目建设,其中20万吨/年电石建设,4台30000千瓦时密闭式电石炉(5#、6#、7#、8#)分别于2008年9月至2009年7月陆续投产;1#、2#、3#、4#双梁石灰窑于2009年8月建成投产。

2011年3月18日,投资56亿元建设的中泰化学阜康100万吨/年电石、100万吨/年石灰及配套600兆瓦动力站项目奠基动工,截至2013年10月, 90万吨/年电石及动力站、石灰、炭材烘干装置及其他公用工程全部建成投产。

自2012年开始,中泰矿冶在行业内率先引进了立式烘干窑,逐步替代原有的卧式滚筒窑和三筒烘干窑,炭材烘干破损率从20%降低至5%以内,烘干能力也明显提升,炭材单耗降低至吨电石645千克,达到了行业先进水平。2013年,中泰矿冶有限公司被中国电石工业协会授予“全国密封式电石炉生产示范基地”称号;连续四年被中国石油与化学工业联合会评选为“全国电石生产能效领跑单位”;2016年获得“石油与化工行业节能先进单位”称号。

二、技术创新

2013年中泰矿冶与山东煜龙环保科技股份有限公司合作开发气体输送和净化灰焚烧技术,2014年取得国家发明专利。通过密闭管道输送,将18个放灰点集中到3个点处理,降低了现场放灰污染。净化灰通过气体输送至烘干窑沸腾炉进行焚烧,解决了净化灰处理的行业难题,并实现回收再利用,每年减少倒运、节约烘干焦粉创效390.4万元。2015年又实施了电石厂烘干灰输送至电厂锅炉焚烧,不再通过第三方加工。2015年引进了石灰粉制球,由乌鲁木齐天科达环保科技公司投资代加工,实现了石灰粉末的回收利用。

2014年与哈尔滨博实自动化技术股份有限公司合作进行出炉机械手、自动处理料面机研发,于2015年开始在20#电石炉试验,2016年年底具备工业化条件。至2017年12月4日,18台电石炉出炉机械手全部安装完成。该机械手智能化程度高、操作维护简单、可靠性强,达到了世界先进水平。产量、单耗、作业环境全面优于人工作业,并实现女工操作机械手出炉。40500千瓦时电石炉使用出炉机器人后,单台平均日产达250吨,创造了日产280吨的行业纪录,每年通过减员增效、提产降耗可创效3600余万元,具有良好的综合效益和投入产出比。

第三节 托克逊能化电石基地

新疆中泰化学托克逊能化有限公司(简称“托克逊能化”)根据项目建设主体的不同,分为两期电石装置,一期电石装置产能为50万吨/年,包括10台30000千瓦时电石炉(1#~10#电石炉)及配套设施;二期电石装置产能为 60万吨/年,包括8台42000千瓦时电石炉(11#~18#电石炉)及配套设施。采用的工艺技术先进、设备稳定可靠。项目的实施对加快托克逊县工业化、城镇化和农业现代化进程都有积极的意义。

一、一期电石装置项目

一期电石项目为年产50万吨电石炉装置配套40万吨电石炉尾气气烧套筒石灰窑,于2008年通过自治区经贸委备案(新经贸技备〔2008〕16号),该期项目分两期建设,第一期为30万吨/年电石,包括6台33000千瓦时的全密闭电石炉;第二期为20万吨/年电石,包括4台33000千瓦时的全密闭电石炉。

50万吨电石装置一期30万吨/年电石项目于2008年7月启动,由中泰化学控股子公司托克逊县中泰化学盐化有限公司作为建设主体,2009年8月由新疆新冶能源化工股份有限公司接管,2009年12月8日第一台电石炉点火试车,后续其余电石炉陆续点火试车。

50万吨电石装置二期20万吨/年电石项目于2010年3月启动, 2011年12月17日第一台电石炉点火试车,后续其余电石炉陆续点火试车。

二、二期电石装置项目

由新疆中泰化学股份有限公司全资子公司新疆中泰化学托克逊能化有限公司建设的“中泰化学托克逊200万吨/年电石及配套4×300兆瓦动力站项目”,采取“整体规划,分步实施”,其中一期电石项目建设为“中泰化学托克逊200 万吨/年电石及配套4×300兆瓦动力站一期60万吨/年电石项目”,于2012年10月26日开工奠基,选用大连重工42000千瓦时密闭电石炉8台, 20万吨节能型麦尔兹窑3台及配套、辅助生产设施。

2015年3月27日,第一组1#、3#电石炉点火开车,至2015年7月3日,陆续完成剩余6台电石炉、3台石灰窑开车任务,实现装置全面开车, 项目投产运行后,新增年产60万吨电石生产能力。至2017年年末,园区形成110万吨/年电石生产能力。

第四节 新疆圣雄电石基地

2015年9月,中泰集团所属新疆中泰化学增资收购新疆圣雄能源股份有限公司(简称“圣雄能源”)17.85%的股权,成为其控股股东。2016年4月,为强化圣雄能源专业化生产,中泰集团对工业园各板块进行了分拆,将新疆圣雄能源股份有限公司分拆为七家公司。分拆后,新疆圣雄电石有限公司(以下简称“圣雄电石”)于2016年5月注册成立。

圣雄电石项目分为两期建设,一期项目于2008年3月开工建设,包括8台33000千瓦时电石炉、4台石灰窑及相关配套装置,装置设计产能为60万吨/年电石、60万吨/年石灰,80万吨/年兰炭,2009年8月至2011年8月, 1#~8#共8台电石炉陆续投产。

二期项目于2011年4月开工建设,设计产能为60万吨/年电石,包括8台33000千瓦时电石炉。2012年3月16日由新疆维吾尔自治区经济和信息化委员会以新经信技备〔2012〕15号文对新疆圣雄能源股份有限公司的年产60万吨电石改扩建项目进行了项目备案。项目包括新增60万吨/年电石和60万吨/年石灰,配套建有110千伏供电系统、电石冷却、破碎等生产装置,以及相应的电石尾气净化回收系统、污水处理系统等环保设施;新建4套500吨/天双套筒气烧石灰窑,利用回收电石尾气烧制石灰。2014年1月至2016年12月,9#至16#共8台电石炉陆续投产。

圣雄电石的16台电石炉均为33兆瓦埃肯Ⅲ型改进型密闭电石炉,8台石灰窑采用日产500吨的贝肯巴赫环形内套筒窑,一、二期兰炭炉为年产80万吨立式炭化炉(已关停),三期兰炭为年产75万吨立式炭化炉。电石炉和兰炭炉尾气供石灰窑生产石灰,石灰窑尾气供烘干塔烘干炭材,石灰为电石炉生产的原材料。

第五节 环鹏公司电石厂

乌鲁木齐环鹏公司下属的环鹏电石厂分三期建成,共有6台电石炉,分别为4台1.25万千伏安、2台2.55万千伏安,总容量为10.1万千瓦时,生产能力18万吨/年。

一期工程。1991年建成,共建有4台电石炉。分别为:6300千瓦时老1#电石炉,3200千瓦时老2#电石炉,1800千瓦时老3#硅铁炉, 2500千瓦时老4#硅铁炉。1991年3月,由于硅铁市场疲软,老3#,4#硅铁炉改产电石。

二期工程。1996年,环鹏公司对电石厂一期1#~4#四台老电石炉进行了改扩建,安装消烟除尘设备,改造了供水系统等,1999年8月28日,二期四台12500千伏安电石炉投产,产能达到4万吨/年。2007年9月,为进一步优化产能,公司关停产能落后、安全生产得不到保障的3200千瓦时老2#电石炉。

三期工程。2009年12月,四台12500千伏安电石炉和两台25500千伏安电石炉建成投产。与此同时,为响应国家产业政策,公司关停并拆除炉型能耗大、产能落后、污染严重、排放指标超标、不符合国家环保政策的一期两台6300千瓦时、一台1800千瓦时和一台2500千瓦时开放式电石炉。至此,一期电石炉全部关停并拆除。

目前,环鹏公司电石厂6台电石炉已实现半密闭操作、自动化控制,均达到国家电石生产行业准入条件,环保排放达标,符合产业政策,每台电石炉均配置除尘器,采用脉冲式布袋除尘,除尘效果良好。

根据2017年8月25日自治区人民政府新政阅〔2017〕105号纪要精神,自2017年9月29日起,为保障后峡区域的正常供电供水供暖,电石厂匹配后峡电厂电能平衡,总容量由10.1万千伏安降至7.6万千伏安运行,产量由18万吨/年降至13万吨/年左右;12月1日,柴油发电机安装调试完毕,总容量由7.6万千伏安继续降至5.05万千伏安运行,产量由13万吨/年降至7万吨/年左右。计划至2018年下半年彻底关闭电石厂所有电石炉。

第六节 相关数据

中泰集团电石生产企业列表见表4-4,其他生产数据见表4-5和表4-6。

表4-4 中泰集团电石生产企业列表

表4-5 2004~2017年电石产量

单位:万吨/年

表4-6 2009~2017年石灰产量

单位:万吨/年