洛陽(yáng)興罡石化設(shè)備有限公司

先進(jìn)的石化生產(chǎn)工藝過(guò)程要靠先進(jìn)的石化裝備來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，石化生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)要與裝備技術(shù)開(kāi)發(fā)并重。本文對(duì)幾種典型的石化專(zhuān)用和通用設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行了介紹。   
    我國(guó)化工裝備經(jīng)過(guò)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(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。減少了我國(guó)對(duì)化工裝備進(jìn)口的依賴(lài)度，降低了建設(shè)投資和生產(chǎn)成本，對(duì)促進(jìn)石化工業(yè)發(fā)展起到重要的作用,同國(guó)外相比，我國(guó)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(kāi)發(fā)脫節(jié)，重大設(shè)備的軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)差距較大：設(shè)備技術(shù)開(kāi)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(kāi)發(fā)的地步，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)有技術(shù)的能力弱；設(shè)備開(kāi)發(fā)還不能做到專(zhuān)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(duì)化工裝備提出了更高要求。必須加大裝備的開(kāi)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，做到性能先進(jìn)、質(zhì)量可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)安全，滿(mǎn)足化學(xué)工業(yè)的發(fā)展需求。 
     
    一．石化專(zhuān)用設(shè)備  
    石化專(zhuān)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(chǔ)運(yùn)設(shè)備和專(zhuān)用機(jī)械等。 
     
    反應(yīng)設(shè)備 
    反應(yīng)器：是進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的“心臟”設(shè)備。其發(fā)展趨勢(shì)各不相同，國(guó)際上向著由經(jīng)驗(yàn)放大走向數(shù)學(xué)模擬放大，實(shí)現(xiàn)大型化、高效化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guó)內(nèi)的制造技術(shù)基本上達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，廣泛應(yīng)用于各個(gè)煉油廠。 
     
    加氫反應(yīng)器：國(guó)外著名的制造商有日本制鋼所和神戶(hù)制鋼所等。國(guó)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(guó)創(chuàng)新能力差。 
     
    連續(xù)重整四重疊反應(yīng)器：美國(guó)UOP專(zhuān)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(diǎn)。國(guó)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：國(guó)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(tái)絕熱式軸向合成塔。國(guó)內(nèi)在消化吸收的基礎(chǔ)上，在20萬(wàn)噸／年合成氨裝置建設(shè)中首次設(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(méi)完全掌握其設(shè)計(jì)軟件，也沒(méi)有設(shè)計(jì)制造30萬(wàn)噸／年氨合成塔的經(jīng)驗(yàn)。 
     
    聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器：著名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(wàn)噸／年聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器在國(guó)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(wèn)題，技術(shù)水平與國(guó)外相當(dāng)。 

    高壓聚乙烯裝置超高壓管式反應(yīng)器：國(guó)外掌握技術(shù)的有日本、德國(guó)、美國(guó)和荷蘭等公司：國(guó)內(nèi)通過(guò)消化吸收研制成功了3萬(wàn)噸／年和20萬(wàn)噸／年超高壓管式反應(yīng)器和冷卻器。與國(guó)外相比，表現(xiàn)在工藝軟件開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)技術(shù)存在較大差距。國(guó)內(nèi)只有采用深孔鉆的方法，材料利用率低。此外，尚無(wú)專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)以及訂貨技術(shù)條件。 
     
    大型聚合釜：國(guó)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(kāi)發(fā)各種攪拌器結(jié)構(gòu)形式。國(guó)內(nèi)研制成功的*大聚合釜為7萬(wàn)噸／年高密度聚乙烯裝置90m3聚合釜。10萬(wàn)噸／年聚酯反應(yīng)器，已建立了酯化和縮聚各個(gè)過(guò)程的反應(yīng)速率模型和過(guò)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(guó)外差距主要是攪拌器種類(lèi)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(guò)程都有加熱、冷卻或冷凝過(guò)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(guó)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(guó)s－W公司和德國(guó)林德公司等技術(shù)比較先進(jìn)成熟。杭州制氧機(jī)廠引進(jìn)美國(guó)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)到了國(guó)際先進(jìn)水平，在燕山、揚(yáng)子、上海等乙烯改造中得到應(yīng)用。國(guó)外已有9.0 MPa冷箱產(chǎn)品，國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)開(kāi)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(guó)Borsig公司、美國(guó)Kellogg公司技術(shù)比較先進(jìn)。國(guó)內(nèi)重點(diǎn)進(jìn)行了浮頭式廢熱鍋爐綜合技術(shù)開(kāi)發(fā)，同時(shí)還開(kāi)展了其他形式轉(zhuǎn)化氣關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)研究，開(kāi)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，研制的蒂1臺(tái)浮頭式廢熱鍋爐用于四川化工總廠20萬(wàn)噸／年合成氨裝置，但尚未制造過(guò)30萬(wàn)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(lái)看，我國(guó)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(kāi)發(fā)、創(chuàng)新步伐緩慢。石油化工設(shè)備

    轉(zhuǎn)化爐和汽化爐：國(guó)外開(kāi)發(fā)大型工業(yè)化裝置的主要有關(guān)國(guó)凱洛格公司、英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工程公司、丹麥托普索公司等。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的20萬(wàn)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(duì)流段高頻焊翅片管首次由國(guó)內(nèi)研制成功，但至今沒(méi)有一套國(guó)產(chǎn)的30萬(wàn)噸／年轉(zhuǎn)化爐用于工業(yè)裝置。汽化爐國(guó)內(nèi)還不能自行設(shè)計(jì)，水煤漿噴嘴多數(shù)依賴(lài)進(jìn)口。 
     
    塔器 
    塔器在石化工藝過(guò)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(guó)外塔器主要是在塔盤(pán)和填料技術(shù)上不斷改進(jìn)。我國(guó)近20年開(kāi)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(guó)際先進(jìn)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(pán)、適宜于處理高氣體通量的旋流塔盤(pán)、具有高操作彈性及高效率的立體傳質(zhì)塔盤(pán)以及篩板一填料復(fù)合塔等。為洛陽(yáng)和大慶500萬(wàn)噸／年的潤(rùn)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(guó)內(nèi)研制的‘p10000mm大型精餾塔即將投入使用。 
     
    專(zhuān)用機(jī)械 
    石化生產(chǎn)常用的專(zhuān)用機(jī)械主要包括過(guò)濾機(jī)、離心機(jī)、煙氣輪機(jī)、干燥機(jī)和擠壓造粒機(jī)等。 
     
    過(guò)濾機(jī)：主要用于煉油廠進(jìn)行油蠟分離的酮苯脫蠟轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)和PTA裝置真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)。目前，轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)國(guó)外正朝著大規(guī)格、高速率、高精度、全自動(dòng)方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)是從意大利EIMCO公司引進(jìn)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)，經(jīng)消化吸收和改進(jìn)，形成了一整套加工、組對(duì)、焊接工藝決竅。相比之下，主要差距是對(duì)市場(chǎng)發(fā)展、產(chǎn)品需求認(rèn)識(shí)不夠，創(chuàng)新能力低，對(duì)引進(jìn)技術(shù)精髓消化較差。 
     
    離心機(jī)：主要有立式和臥式螺旋卸料沉降式離心機(jī)。國(guó)外離心機(jī)技術(shù)發(fā)展較快，而且實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)化和系列化。

    國(guó)內(nèi)研制的El、式LWFl000一N型和LWFl050一N型離心機(jī)已分別用于7～10萬(wàn)噸／年高密度聚乙烯裝置的懸浮液的分離，研制的LWl200x1980型離心機(jī)用于22．5萬(wàn)噸／年PTA漿液的脫水，離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓直徑達(dá)到φ1200mm。但立式離心機(jī)還處于初步模仿階段。與國(guó)外相比主要差距是在設(shè)計(jì)技術(shù)、產(chǎn)品大型化和系列化上。 
     
    煙氣輪機(jī)：是催化裂化裝置中重要的能量回收設(shè)備，德國(guó)GHH公司技術(shù)比較成熟。國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的YL33000A和YL35000A煙氣輪機(jī)，已應(yīng)用于300～350萬(wàn)噸／年重油催化裂化裝置，標(biāo)志著達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平， 
     
    干燥機(jī)：日本三井造船、月島機(jī)械及德國(guó)FAUVET?GIREL的制造直徑達(dá)φ4000mm以上。20萬(wàn)噸／年HDPE蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)及40萬(wàn)噸／年TA裝置蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。差距主要表現(xiàn)在設(shè)備大型化方面，在即將建設(shè)的40萬(wàn)噸／年～50萬(wàn)噸／年聚乙烯和聚丙烯裝置以及60萬(wàn)噸／年聚酯裝置的大型干燥機(jī)，國(guó)內(nèi)有待開(kāi)發(fā)。 

    擠壓造粒機(jī)：該設(shè)備可以把聚合物經(jīng)過(guò)混煉、擠壓、造粒等過(guò)程制造出聚烯烴粒料，以方便運(yùn)輸。國(guó)外只有德國(guó)WP公司、日本制鋼所等為數(shù)不多的公司擁有設(shè)計(jì)、制造大型混煉造粒機(jī)組成套技術(shù)的能力，其主流向著雙螺桿混煉造粒機(jī)組方向發(fā)展。我國(guó)開(kāi)發(fā)速度較落后，目前開(kāi)發(fā)研制的多為中小機(jī)型，ABS萬(wàn)噸級(jí)混煉擠出機(jī)經(jīng)生產(chǎn)運(yùn)行考核，主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。目前大中型聚烯烴的生產(chǎn)裝置擠壓造粒機(jī)全部依靠進(jìn)口。