2014國內(nèi)化工裝備技術(shù)發(fā)展趨勢全析
2014-07-01 08:48:12中國百科網(wǎng)閱讀量:2517 我要評(píng)論
化工設(shè)備
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(dá)到了*水平。同國外相比,我國化工裝備還有不少差距,主要是化工生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步與設(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(shí)產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù)的能力弱;設(shè)備開發(fā)還不能做到專業(yè)化、系列化;設(shè)備設(shè)計(jì)和制造水平、設(shè)備質(zhì)量和可靠性還有待進(jìn)一步提高。
隨著化工工藝的進(jìn)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),形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的裝備,做到性能*、質(zhì)量可靠、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)安全,滿足化學(xué)工業(yè)的發(fā)展需求。
下面我們來對幾種常見類型的化工設(shè)備技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行解析:
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(shí)間和低烴分壓的方向發(fā)展,以進(jìn)一步提高選擇性、降低投資等。從總體水平來看,我國裂解技術(shù)仍與世界水平有較大的差距,主要表現(xiàn)在裝置規(guī)模小,原料消耗、能耗、生產(chǎn)成本高,裝置運(yùn)行周期短,控制水平低,技術(shù)重復(fù)引進(jìn),開發(fā)、創(chuàng)新步伐緩慢。
(源自:中國機(jī)電企業(yè)網(wǎng))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)國凱洛格公司、英國帝國化學(xué)工程公司、丹麥托普索公司等。國內(nèi)設(shè)計(jì)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由國內(nèi)研制成功,但至今沒有一套國產(chǎn)的30萬噸/年轉(zhuǎn)化爐用于工業(yè)裝置。汽化爐國內(nèi)還不能自行設(shè)計(jì),水煤漿噴嘴多數(shù)依賴進(jìn)口。
石化*設(shè)備
石化*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(chǔ)運(yùn)設(shè)備和*機(jī)械等。
反應(yīng)設(shè)備
反應(yīng)器:是進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)過程的“心臟”設(shè)備。其發(fā)展趨勢各不相同,上向著由經(jīng)驗(yàn)放大走向數(shù)學(xué)模擬放大,實(shí)現(xiàn)大型化、化、結(jié)構(gòu)簡單化、操作自動(dòng)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(dá)到了*水平,廣泛應(yīng)用于各個(gè)煉油廠。
加氫反應(yīng)器:國外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(diǎn)。國內(nèi)已經(jīng)掌握了其設(shè)計(jì)制造技術(shù),內(nèi)件安裝指標(biāo)完全達(dá)到UOP技術(shù)提出的要求。
大化肥氨合成塔: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(tái)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)中設(shè)計(jì)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,還沒完全掌握其設(shè)計(jì)軟件,也沒有設(shè)計(jì)制造30萬噸/年氨合成塔的經(jīng)驗(yàn)。
聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器:制造商為海蒙特公司,反應(yīng)器的設(shè)計(jì)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,并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(jì),建立了組合應(yīng)力計(jì)算數(shù)學(xué)模型,解決了環(huán)管反應(yīng)器工程放大技術(shù)問題,技術(shù)水平與國外相當(dāng)。
高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。與國外相比,表現(xiàn)在工藝軟件開發(fā)和設(shè)計(jì)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*標(biāo)準(zhǔn)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,可以根據(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(gè)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化反應(yīng)器和縮聚反應(yīng)器,已投入生產(chǎn)。與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)裝置的大型化及化,國外換熱器也趨于大型化,并向低溫差、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(jì)技術(shù)和制造技術(shù),美國s-W公司和德國林德公司等技術(shù)比較*成熟。杭州制氧機(jī)廠引進(jìn)美國的關(guān)鍵加工設(shè)備-大型真空釬焊爐,使冷箱的設(shè)計(jì)水平、制造能力趨近和達(dá)到了*水平,在燕山、揚(yáng)子、上海等乙烯改造中得到應(yīng)用。國外已有9.0MPa冷箱產(chǎn)品,國內(nèi)尚不掌握高壓冷箱的設(shè)計(jì)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Packinox公司一家可以生產(chǎn)用于催化重整與加氫裝置,大換熱面積達(dá)8000m2。國內(nèi)開發(fā)的的大傳熱面積為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Borsig公司、美國Kellogg公司技術(shù)比較*。國內(nèi)重點(diǎn)進(jìn)行了浮頭式廢熱鍋爐綜合技術(shù)開發(fā),同時(shí)還開展了其他形式轉(zhuǎn)化氣關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)研究,開發(fā)出了整體設(shè)計(jì)、薄管板應(yīng)力有限元計(jì)算及分析、火管廢熱鍋爐內(nèi)循環(huán)數(shù)值計(jì)算及分析等大型程序,研制的臺(tái)浮頭式廢熱鍋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。
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(jìn)。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*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、具有高操作彈性及率的立體傳質(zhì)塔盤以及篩板一填料復(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(dá)~p8400mm,由國內(nèi)研制的‘p10000mm大型精餾塔即將投入使用。
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