名稱
俗名“臭電石”,中文學名: 碳化鈣、電石、乙炔鈣。
英文別名: Calciumcarbidemetallurggradegreylumpsmm; calcium acetylide; Quartz crystal; calcium ethynediide; ethyne, calcium salt (1:1)
性質
理化性質:礦石為黃褐色或黑色的塊狀固體
純品:為無色晶體(含CaC2較高的是紫色)。密度2.22克/立方厘米,熔點2000℃(與CaC2含量有關),遇水立即發生激烈反應,生成乙炔,並放出熱量,電石含量不同熔點也隨之變化。
雜質:因電石中常含有砷化鈣(Ca3 As2)、磷化鈣(Ca3 P2)等雜質,與水作用時同時放出砷化氫(AsH3 )、磷化氫(PH3 )等有毒氣體,因此使用由電石產生的乙炔有毒(須通過濃H2SO4和重鉻酸鉀洗液除去)。相對密度(水=1): 2.22
資源
我國資源“少油、缺氣、煤炭相對豐富”的現狀,決定了電石仍將在今後的國民經濟發展中具有不可替代的重要作用。我國電石行業發展速度較快,目前我國已成為世界第一生產和消費大國。2010年,世界電石產能約2750萬噸,其中我國電石產能約占到世界總產能的95%。
“十一五”期間,受原油價格大幅度上漲的拉動和以電石乙炔為原料的有機合成工業快速發展的帶動,我國電石工業進入快速發展期。“十一五”期間,我國電石生產能力年均增長率在20%左右。
報告數據統計顯示:2011年我國電石行業整體發展平穩。2011年1-12月,全國電石(折300升/千克)累計產量1737.7萬噸,累計同比增加22.3%。2012年1-7月,全國電石(折300升/千克)累計產量1115.6萬噸,累計同比增加6.0%。
“十二五”時期,我國仍處於發展的重要戰略機遇期,電石工業面臨著難得的發展機遇。世界經濟形勢逐步企穩回暖,而我國仍將是世界化工行業的投資熱點。隨著經濟總量的增長和人民生活水平的提高,國內市場對於聚氯乙烯、醋酸乙烯/聚乙烯醇、石灰氮等電石下游產品的需求量將穩定增長。我國石油資源短缺而煤炭資源相對豐富,決定了電石行業在滿足下游需求方面仍將發揮不可替代的作用。因此在未來一段時期內,電石行業仍存在一定的發展空間,我國電石市場中長期走勢依然向好。
據報告顯示,到2010年底,我國共有電石生產企業382家,產能約2600萬噸,產量為1500萬噸。電石作為重要的基礎化工原料,在保障國民經濟平穩較快增長、滿足相關行業需求等方面發揮著重要的作用。
雖然電石行業發展前景向好,但是電石行業都面臨諸多困難與挑戰。國內房地產行業受政策調控增速放緩,對聚氯乙烯(PVC)管材、型材的需求下降,導致PVC市場行情不振。作為生產PVC的主要原料,電石的需求也相應減少,價格急挫。由於國家調控房地產市場短期內難有改變,受其影響,電石市場低迷行情仍將持續。從中長期來看,隨著煤制烯烴工業化示範項目的成功投產並取得良好經濟效益,全國掀起了煤制烯烴熱。雖然規劃明確“十二五”期間我國新增煤經甲醇制烯烴產能不超過470萬噸,但由於國家並未禁止上馬進口甲醇或外購甲醇制烯烴項目,預計甲醇制烯烴總產能將較規劃翻番。由於煤制烯烴生產聚氯乙烯較電石乙炔法具有明顯的成本優勢,煤制烯烴規模的擴大,無疑會對電石行業產生巨大衝擊。
破解電石行業困局的最好辦法是發展循環經濟,提升行業整體技術水平和競爭力。《電石行業“十二五”發展規劃》也明確指出:“十二五”期間,電石行業結構調整是轉變發展方式的主攻方向。電石行業要以市場為導向,扶優扶強,加快產業整合。大中型電石企業要與上下游企業相互參股,共同發展。通過企業兼併重組,組建一批產能在20萬噸/年以上的大型企業,使電石企業平均規模由2013年的不足7萬噸/年上升至10萬噸/年;中西部地區要利用能源、資源優勢打造5-8個大型的電石生產基地,走“煤-熱電(焦炭)-電石-化工-建材”一體化產業基地。
製造
生產方法有氧熱法和電熱法。一般多採用電熱法生產電石,即生石灰和含碳原料(焦炭、無煙煤或石油焦)在電石爐內,依靠電弧高溫熔化反應而生成電石。生產流程如圖所示。主要生產過程是:原料加工;配料;通過電爐上端的入口或管道將混合料加入電爐內,在開放或密閉的電爐中加熱至2000℃左右,依下式反應生成電石:aO+3C→CaC2+CO。熔化了的碳化鈣從爐底取出後,經冷卻、破碎後作為成品包裝。反應中生成的一氧化碳則依電石爐的類型以不同方式排出:在開放爐中,一氧化碳在料面上燃燒,產生的火焰隨同粉塵—起向外四散;在半密閉爐中,一氧化碳的一部分被安置於爐上的吸氣罩抽出,剩餘的部分仍在料面燃燒;在密閉爐中,全部一氧化碳被抽出。
電石生產工藝過程:
燒好的石灰經破碎、篩分後,送入石灰倉貯藏,待用。把符合電石生產需求的石灰和焦炭按規定的配比進行配料,用斗式提升機將爐料送至電爐爐頂料倉,經過料管向電爐內加料,爐料在電爐內經過電極電弧墊和爐料的電阻熱反應生成電石。電石定時出爐,放至電石鍋內,經冷卻後,破碎成一定要求的粒度規格,得到成品電石。在電石爐中,電弧和電阻所產生的熱把爐料加熱至1900-2200℃,其總的化學反應式為:
CaO+3C=CaC2+CO+10800千卡