化工裝備技術(shù)發(fā)展方向

1、（能源化工行業(yè)）化工裝備技術(shù)發(fā)展方向20XX年XX月多年的企業(yè)咨詢顧問經(jīng)驗，經(jīng)過實戰(zhàn)驗證可以落地執(zhí)行的卓越管理方案，值得您下載擁有化工裝備技術(shù)發(fā)展趨勢先進的石化生產(chǎn)工藝過程要靠先進的石化裝備來實現(xiàn)。因此，石化生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)要和裝備技 術(shù)開發(fā)且重。本文對幾種典型的石化專用和通用設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢進行了介紹。我國化工裝備經(jīng)過20多年的努力，取得重大技術(shù)研制成果。其中的催化裂化、加氫精制、 聚乙烯等主要生產(chǎn)裝置所需的關(guān)鍵裝備，已達到了國際先進水平。減少了我國對化工裝備進 口的依賴度，降低了建設(shè)投資和生產(chǎn)成本，對促進石化工業(yè)發(fā)展起到重要的作用,同國外相比， 我國化工裝備仍有不少差距，主要是化工生產(chǎn)技術(shù)

2、進步和設(shè)備技術(shù)開發(fā)脫節(jié)，重大設(shè)備的軟 件技術(shù)開發(fā)差距較大：設(shè)備技術(shù)開發(fā)跟不上工藝技術(shù)發(fā)展的速度，重工藝、輕設(shè)備的現(xiàn)象存 在；基本上停留在模仿開發(fā)的地步，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù)的能力弱；設(shè)備開發(fā) 仍不能做到專業(yè)化、系列化；設(shè)備設(shè)計和制造水平、設(shè)備質(zhì)量和可靠性仍有待進壹步提高。 隨著化工工藝的進步和發(fā)展，對化工裝備提出了更高要求。必須加大裝備的開發(fā)力度，掌握 裝備的核心技術(shù)，形成壹批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的裝備，做到性能先進、質(zhì)量可靠、高效節(jié)能、 經(jīng)濟安全，滿足化學工業(yè)的發(fā)展需求。壹.石化專用設(shè)備石化專用設(shè)備主要包括反應(yīng)設(shè)備、塔器、換熱設(shè)備、工業(yè)爐、儲運設(shè)備和專用機械等。反應(yīng)設(shè)備反應(yīng)器：是進行化

3、學反應(yīng)過程的“心臟”設(shè)備。其發(fā)展趨勢各不相同，國際上向著由經(jīng)驗放大 走向數(shù)學模擬放大，實現(xiàn)大型化、高效化、結(jié)構(gòu)簡單化、操作自動化，研究方法趨向綜合化 方向發(fā)展。催化裂化反應(yīng)器：國內(nèi)的制造技術(shù)基本上達到了國際先進水平，廣泛應(yīng)用于各個煉油廠。 加氫反應(yīng)器：國外著名的制造商有日本制鋼所和神戶制鋼所等。國內(nèi)正在為煤化工研制的鍛 焊加氫反應(yīng)器外徑5500mm，壁厚340mm，重量2040噸，是世界上最重的加氫反應(yīng)器，其 差距是我國創(chuàng)新能力差。連續(xù)重整四重疊反應(yīng)器：美國UOP專利技術(shù)使得該反應(yīng)器具有反應(yīng)效率高、節(jié)省能源、占 地面積小、節(jié)省投資等優(yōu)點。國內(nèi)已經(jīng)掌握了其設(shè)計制造技術(shù)，內(nèi)件安裝指標完全達到Uop

4、 技術(shù)提出的要求。大化肥氨合成塔：國際上具有代表性的有凱洛格臥式合成塔、托普索立式合成塔、伍德立式 合成塔以及布朗三臺絕熱式軸向合成塔。國內(nèi)在消化吸收的基礎(chǔ)上，在20萬噸/年合成氨 裝置建設(shè)中首次設(shè)計制造采用單層鍛造、直徑為2. 4米的厚壁外筒和雙錐密封的氨合成塔， 仍沒完全掌握其設(shè)計軟件，也沒有設(shè)計制造30萬噸/年氨合成塔的經(jīng)驗。聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器：著名制造商為海蒙特X公司，反應(yīng)器的設(shè)計技術(shù)及軟件逐漸成熟。20 萬噸/年聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器在國內(nèi)已研制成功，且在上海石化得到推廣應(yīng)用。已掌握了環(huán)管 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計，建立了組合應(yīng)力計算數(shù)學模型，解決了環(huán)管反應(yīng)器工程放大技術(shù)問題，技 術(shù)水平和國外相當。高

5、壓聚乙烯裝置超高壓管式反應(yīng)器：國外掌握技術(shù)的有日本、德國、美國和荷蘭等X公司： 國內(nèi)通過消化吸收研制成功了 3萬噸/年和20萬噸/年超高壓管式反應(yīng)器和冷卻器。和國 外相比，表當下工藝軟件開發(fā)和設(shè)計技術(shù)存在較大差距。國內(nèi)只有采用深孔鉆的方法，材料 利用率低。此外，尚無專用標準以及訂貨技術(shù)條件。大型聚合釜：國外帶攪拌器反應(yīng)釜技術(shù)比較成熟，能夠根據(jù)不同物料和參數(shù)系列開發(fā)各種攪 拌器結(jié)構(gòu)形式。國內(nèi)研制成功的最大聚合釜為7萬噸/年高密度聚乙烯裝置90m3聚合釜。 10萬噸/年聚酯反應(yīng)器，已建立了酯化和縮聚各個過程的反應(yīng)速率模型和過程模型。提出了 工藝技術(shù)軟件以及各反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、傳熱要求，為儀征化纖研制的酯

6、化反應(yīng)器和縮聚反應(yīng)器， 已投入生產(chǎn)。和國外差距主要是攪拌器種類少、選型能力弱。換熱設(shè)備換熱器是石化生產(chǎn)中重要的設(shè)備，幾乎所有的工藝過程都有加熱、冷卻或冷凝過程，因此也 是重要的節(jié)能設(shè)備。隨著工業(yè)裝置的大型化及高效化，國外換熱器也趨于大型化，且向低溫 差、低壓力損失方向發(fā)展。鈑翅式換熱器（冷箱）：冷箱主要應(yīng)用于乙烯裂解、空氣分離、天然氣液化中，關(guān)鍵技術(shù)是設(shè) 計技術(shù)和制造技術(shù)，美國s-WX公司和德國林德X公司等技術(shù)比較先進成熟。杭州制氧機 廠引進美國的關(guān)鍵加工設(shè)一一大型真空釬焊爐，使冷箱的設(shè)計水平、制造能力趨近和達到 了國際先進水平，在燕山、揚子、上海等乙烯改造中得到應(yīng)用。國外已W9.0MPa冷箱

7、產(chǎn)品， 國內(nèi)尚不掌握高壓冷箱的設(shè)計和制造技術(shù)。在分凝分餾技術(shù)方面差距較大。板殼式換熱器：僅有法國PackinoxX公司壹家能夠生產(chǎn)用于催化重整和加氫裝置，最大換熱 面積達8000m2。國內(nèi)開發(fā)的的最大傳熱面積為3000m2，主要差距是研制的單片面積相同， 但換熱面積較小。廢熱鍋爐：它是重要的節(jié)能設(shè)備，常用在乙烯裂解和合成氨裝置中德國BorsigX公司、美國 KelloggX公司技術(shù)比較先進。國內(nèi)重點進行了浮頭式廢熱鍋爐綜合技術(shù)開發(fā)，同時仍開展了 其他形式轉(zhuǎn)化氣關(guān)鍵技術(shù)的試驗研究，開發(fā)出了整體設(shè)計、薄管板應(yīng)力有限元計算及分析、 火管廢熱鍋爐內(nèi)循環(huán)數(shù)值計算及分析等大型程序，研制的第壹臺浮頭式廢熱鍋

8、爐用于四川化 工總廠20萬噸/年合成氨裝置，但尚未制造過30萬噸/年轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐。工業(yè)爐根據(jù)石化生產(chǎn)中用途不同可分為加熱爐、裂解爐、轉(zhuǎn)化爐等。乙烯裂解爐：擁有該技術(shù)的X公司主要有ABB、KBR、S&W、KTI和Linde等，工藝技術(shù) 向著高溫、短停留時間和低烴分壓的方向發(fā)展，以進壹步提高選擇性、降低投資等。從總體 水平來見，我國裂解技術(shù)仍和世界水平有較大的差距，主要表當下裝置規(guī)模小，原料消耗、 能耗、生產(chǎn)成本高，裝置運行周期短，控制水平低，技術(shù)重復(fù)引進，開發(fā)、創(chuàng)新步伐緩慢。 轉(zhuǎn)化爐和汽化爐：國外開發(fā)大型工業(yè)化裝置的主要有關(guān)國凱洛格X公司、英國帝國化學工程 X公司、丹麥托普索X公司等。國內(nèi)設(shè)計

9、制造的20萬噸/年以天然氣為原料制合成氨裝置 中的轉(zhuǎn)化爐，其中高溫爐管、對流段高頻焊翅片管首次由國內(nèi)研制成功，但至今沒有壹套國 產(chǎn)的30萬噸/年轉(zhuǎn)化爐用于工業(yè)裝置。汽化爐國內(nèi)仍不能自行設(shè)計，水煤漿噴嘴多數(shù)依賴 進口。塔器塔器在石化工藝過程中的作用主要是分餾、吸收、汽提、萃取、洗滌、回收、再生、脫水及 氣體凈化和冷卻等。常用的有板式塔和填料塔，國外塔器主要是在塔盤和填料技術(shù)上不斷改 進。我國近20年開發(fā)了許多性能優(yōu)良的板式塔和填料塔，已在石化、煉油裝置中得到了廣 泛應(yīng)用，性能處于國際先進水平。其中具有代表性的主要有適宜于處理高液體通量的DT塔 盤、適宜于處理高氣體通量的旋流塔盤、具有高操作彈性及

10、高效率的立體傳質(zhì)塔盤以及篩板 壹填料復(fù)合塔等。為洛陽和大慶500萬噸/年的潤滑油型煉油廠分別配置的大型板式塔型和 大型填料塔型的減壓塔直徑達p8400mm，由國內(nèi)研制的p10000mm大型精餾塔即將投入使 用。專用機械石化生產(chǎn)常用的專用機械主要包括過濾機、離心機、煙氣輪機、干燥機和擠壓造粒機等。 過濾機：主要用于煉油廠進行油蠟分離的酮苯脫蠟轉(zhuǎn)鼓真空過濾機和PTA裝置真空轉(zhuǎn)鼓過濾 機。目前，轉(zhuǎn)鼓真空過濾機國外正朝著大規(guī)格、高速率、高精度、全自動方向發(fā)展。國內(nèi)是 從意大利EIMCOX公司引進的設(shè)計、制造技術(shù)，經(jīng)消化吸收和改進，形成了壹整套加工、組 對、焊接工藝決竅。相比之下，主要差距是對市場發(fā)展、

11、產(chǎn)品需求認識不夠，創(chuàng)新能力低， 對引進技術(shù)精髓消化較差。離心機：主要有立式和臥式螺旋卸料沉降式離心機。國外離心機技術(shù)發(fā)展較快，而且實現(xiàn)了 專業(yè)化和系列化。國內(nèi)研制的El、式LWF1000壹N型和LWF1050壹N型離心機已分別用于 710萬噸/年高密度聚乙烯裝置的懸浮液的分離，研制的LW1200X1980型離心機用于22.5 萬噸/年P(guān)TA漿液的脫水，離心機轉(zhuǎn)鼓直徑達到皿200mm。但立式離心機仍處于初步模仿 階段。和國外相比主要差距是在設(shè)計技術(shù)、產(chǎn)品大型化和系列化上。煙氣輪機：是催化裂化裝置中重要的能量回收設(shè)備，德國GHHX公司技術(shù)比較成熟。國內(nèi)開 發(fā)的YL33000A和YL35000A煙氣

12、輪機，已應(yīng)用于300350萬噸/年重油催化裂化裝置， 標志著達到國際先進水平，干燥機：日本三井造船、月島機械及德國FAUVETGIREL的制造直徑達p4000mm之上。20萬噸/年HDPE蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機及40萬噸/年TA裝置蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機已實現(xiàn)了國 產(chǎn)化。差距主要表當下設(shè)備大型化方面，在即將建設(shè)的40萬噸/年50萬噸/年聚乙烯和 聚丙烯裝置以及60萬噸/年聚酯裝置的大型干燥機，國內(nèi)有待開發(fā)。擠壓造粒機：該設(shè)備能夠把聚合物經(jīng)過混煉、擠壓、造粒等過程制造出聚烯烴粒料，以方便 運輸。國外只有德國WPX公司、日本制鋼所等為數(shù)不多的X公司擁有設(shè)計、制造大型混煉 造粒機組成套技術(shù)的能力，其主流向著雙螺

13、桿混煉造粒機組方向發(fā)展。我國開發(fā)速度較落后， 目前開發(fā)研制的多為中小機型，ABS萬噸級混煉擠出機經(jīng)生產(chǎn)運行考核，主要技術(shù)指標已達 到設(shè)計要求。目前大中型聚烯烴的生產(chǎn)裝置擠壓造粒機全部依靠進口。二.石化通用設(shè)備石化通用設(shè)備主要包括氣體壓縮機、石化用泵和閥門等。氣體壓縮機：氣體壓縮機是產(chǎn)生壓力能和輸送氣體的關(guān)鍵設(shè)備，有透平式壓縮機和往復(fù)式壓 縮機：主要有日本、美國、德國、意大利、瑞士等國家的設(shè)計和制造技術(shù)比較先進。長期以 來國內(nèi)自主開發(fā)或者引進后攻克了不少難關(guān)，有了重大突破。其中水平剖分式離心壓縮機和 軸流式壓縮機接近國際同類產(chǎn)品的先進水平。離心式壓縮機：國際上的發(fā)展方向是容量增大，開發(fā)高壓、小流

14、量、低噪音、高效率壓縮機 產(chǎn)品。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)達十多家，特別是沈陽鼓風機廠、上海鼓風機廠、陜西鼓風機廠等。國 內(nèi)離心壓縮機高技術(shù)、高參數(shù)、高質(zhì)量和特殊產(chǎn)品仍不能滿足需要，50%左右仍要靠國外進 口。另外在技術(shù)水平、質(zhì)量、成套性上和國外仍有差距，在設(shè)計制造大型氣體壓縮機上仍沒 有成熟的經(jīng)驗。往復(fù)式壓縮機：普遍采用撬裝無基礎(chǔ)、全罩低噪音設(shè)計，大大節(jié)約安裝、基礎(chǔ)和調(diào)試費用。 國內(nèi)的生產(chǎn)廠家有20多家，已形成L、D、DZ、H、M型等數(shù)十個壓縮機系列、數(shù)百種產(chǎn)品， 但大型往復(fù)壓縮機仍不能滿足需要。工業(yè)泵國際上石化用泵制造廠主要有瑞士蘇爾壽X公司、德國KSBX公司、美國高斯X公司等。 石化用泵的生產(chǎn)技術(shù)比較成熟，規(guī)格品種多，標準化程度高，發(fā)展方向主要是大型化、高速 化，機電壹體化及泵產(chǎn)品成套化。特別是高溫泵、低溫和超低溫泵、高速泵、精密計量泵、 耐腐蝕泵、輸送粘稠介質(zhì)和帶固體顆粒介質(zhì)泵、屏