田园诗般的生产环境,在描述化工生产基地的时候很少用到这一词汇。但在描述德国Nünchritz市的Wacker化工厂时就必须使用这个词汇。穿过了芦笋田、山坡葡萄园和大片的庄稼地后就来到了化工厂最典型的设备管桥和蒸馏塔旁了,它们与远处的天际线一起构成了一幅为人留下深刻印象的画面。化工厂厂区最北端的设备距著名的Diesbar-Seußlitz葡萄酒之路最南端的直线距离只有7.5 km。紧靠着化工厂的就是德国著名的易北河。很难想象,这缓慢流动的易北河河水在上世纪最后一次洪水时曾给当时的工厂负责人Gerd Kunkel先生和工厂的消防队带来了多少个难以忘怀的不眠之夜。
德国Nünchritz市的这家工厂不仅经受了上世纪洪水的考验而且也经历了历史上的诸多动荡时代:第二次世界大战、东德解体以及其他的许多不寻常的事件。
原VEB生产基地的发展和变化可以说是一部成功的历史书,是童话故事中丑小鸭变成的美丽的白天鹅,同时也让Wacker人感到自豪。在1998年被收购之前,原来的Hüls公司也曾设想在经济下行的困难时期转产硅类产品,但终于因过于复杂而失败。
1999年Gerd Kunkel先生接管这家企业并担任企业的负责人后发现,企业存在着一系列的发展问题:“过高的运营成本、太低的产品产量和过长的停机时间。”这些问题都阻碍了企业在激烈的硅类产品市场竞争中生存下去。
战胜挑战
16年的时间,15亿欧元的投资,使得这里发生了彻底的改观。德国前任总理科尔先生在看到发生的一切时说这里风景如画。企业的员工人数也从开始时的700人翻了一番,增加到了现在的1 400人,1988年时厂区内的空地如今也盖起了厂房。在2009年至2011年不到3年的时间里,企业的员工人数增加了500人,新建了2条聚苯乙烯生产线,每年将1.5万t高纯度硅类产品转换成市场所需的太阳能电池产品,是当时除公司总部所在地博格豪森市之外的第一家多晶硅生产企业。总公司在这一项目中的投资额高达9 000万欧元,若多晶硅的市场需求能够随之而发展起来的话,到2017年时工厂的生产能力可以提高到每年2万t。
工厂负责人Kundel先生表示,走出这一步也面临着巨大的挑战。2年时间内,企业在相对比较薄弱的生产环节新招了500名员工,完成了员工队伍的结构调整和专业技术培训,并将他们融入到现有员工队伍之中。这是一个壮举,同时也证明着企业对这一生产基地的未来充满信心。在这一年,Wacker位于美国田纳西州的另一台年产2万t的姊妹装置也要投产,这样,到2017年时Waker多晶硅的总产能将会提高到8万t/a。在多晶硅生产领域中,Wacker公司有着非常重要的地位,其2013年销售多晶硅5.1万t,占到全球多晶硅年销售量的1/5。
价格和产量
过去几年,由于市场供大于求而使得太阳能电池用硅的价格有所下降,但目前市场开始了回暖。企业快速发展的驱动力还包括光伏产品市场的火爆。Wacker公司的专家预测,2015年光伏发电设备的装机容量有望达到50~60 GW,尤其在中国。但在亚洲Wacker也面临着强劲的对手。要想在亚洲市场站稳脚跟就必须能够提供高性价比的产品。集团公司负责人Rundolf Staudigl先生的目标是有步骤地降低价格,提高产能。利用原料硅和甲醇的多晶硅生产是一个高耗能的生产过程,其反应温度超过1 000℃,中间包括热解过程和许多蒸馏过程。而生产像硅酮、太阳能电池用硅材料、半导体用硅材料、聚合硅和二氧化硅以及GMP镜等200多种不同产品时所使用的原材料只有两种。“在高效的多晶硅生产过程中,把原材料循环和能源利用循环形成一个完整的封闭环是非常重要的==。”Wacker公司负责硅产品生产的总经理Hans Peter Bortner博士说道。如今,生产过程中所需热能的60%都是由工艺过程中的热能转换而成的。Kunkel先生表示,在封闭循环系统的帮助下,产品的产量提高了21%,而热能需求则下降了5%。
以公司总部所在地博格豪森工厂作为样板,把各个设备集成到一起组成一个生产网络是Wacker公司过去几年中的首要任务。现在,Nünchritz工厂的所有设备都做到了互联,其中的核心设备是HDK生产设备,工艺技术人员只需一个“闸板阀”就为生产网络插上了两个翅膀:亲水型气相法二氧化硅生产提高了设备所创造的价值,因为硅产品生产过程中的副产品是二氧化硅生产过程中的原材料,能够回收大量的氯化氢。
所有的设备都集成在两条封闭和HCL循环的生产线中。其中的一条循环生产线用于生产硅类产品;另一条用于多晶硅产品的生产。获得批准来厂参观的游客只能看到宏大厂区的一角,或许是因为受污染的风险太大。在Wacker工厂中央马路的两旁耸立着高高的反应塔。每一座反应塔都有着自己的供电和供气系统。在这些反应塔中,1 000℃高温下大气中产生的三氯硅烷和氢会帮助硅棒在一周时间内生长成多晶硅块。然后在其他生产地点用这些多晶硅块生产出半导体太阳能电池和硅晶片。
Nünchritz工厂的发展还没有结束。Kunkel先生总结说:“我们每年都制定新的效率目标,而且总是得以实现。”
Nünchritz市的卓越技术中心
投资情况综述
自Wacker公司用15亿欧元收购了原厂的设备和基础设施后,在原有设备的现代化技术改造方面共投资6亿欧元,同时也扩建了原有的安全保护系统,多晶硅生产设备的投资最大,高达9亿欧元。这使得该工厂从破败转变成为硅产品生产领域的样板工程。
新设备
• 2002年:烷氧基和H-硅氧烷生产设备
• 2002年:GMP生产用的乳化设备
• 2002年:二氯甲烷生产设备
• 2003年:热解和疏水性二氧化硅生产设备
• 2005年:硅锭/硅棒切割研磨设备
• 2005~2006年:硅氧烷生产设备
扩建和现代化技术改造的设备
• 硅氧烷生产设备的生产能力提高到年产13万t。
• 聚合设备、粘附材料生产设备、密封胶和自喷罐灌装设备的现代化技术改造。
• 在安全和环保方面的投资。
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