超级军网大乙烯设备国内具备研发基础 关键攻关仍需外力
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/30 23:39:00
<p><font color="#000000">中国工业报</font></p><p></p><p><strong> 商业机会 未来15年仍是建设高潮<br/></strong> 2005年我国乙烯生产能力为900万吨/年，据有关部门预测，2010年我国乙烯需求量将达到2500万～2600万吨，生产能力将达到1400万吨/年，只能满足国内需求的55%。2020年我国乙烯需求量将达到3700万～4100万吨，生产能力将达到2300万吨/年，只能满足国内需求的60%左右。据初步预测，到2010年我国需新增80万～100万吨级乙烯装置7～8套，到2020年我国需新增80万～100万吨级乙烯装置约9套。<br/> 据了解，目前已经批准建设的大型乙烯项目有：浙江镇海石化100万吨/年乙烯工程，总投资233亿元，2009年建成；福建泉州80万吨/年乙烯项目已经开工建设，总投资266亿元，2008年建成；天津石化100万吨/年乙烯工程已经批准开工，总投资201亿元，2008年建成；四川成都80万吨/年乙烯项目已经得到国家批准，总投资210亿元，2010年建成。兰州60万吨/年乙烯改造工程正在进行，投资63亿元，2006年建成。待批的乙烯项目有：广州石化80万吨/年乙烯工程、抚顺石化80万吨/年乙烯工程、新疆独山子石化100万吨/年乙烯工程、武汉石化80万吨/年乙烯工程等。<br/> 王廷俊介绍，建设一套百万吨级大型乙烯成套装置，总投资一般在200亿元以上，按照历史的经验数据测算，设备费用占总投资的30%，则每套大型乙烯项目的设备费用将达到70亿元左右。因此，预计“十一五”期间我国将约有560亿元的乙烯设备市场需求，“十二五”期间将有630亿元的设备市场。<br/> <b>国内现状 六大关键设备待攻关</b><br/> <b>第一大设备：乙烯裂解炉</b><br/> 据王廷俊介绍，过去乙烯裂解炉是国外的专利设备，为了突破国外的技术封锁，国内对乙烯裂解炉进行了不懈的攻关，先后设计制造了2万吨/年、4万吨/年、6万吨/年CBL型炉和10万吨/年SL型炉，并已经应用在老的乙烯装置技术改造中。为了适应百万吨乙烯生产的需要，目前国内科研设计单位正在和国外合作研制15万～20万吨/年大型乙烯裂解炉。<br/> <b>第二大设备：气体压缩机组</b><br/> 大型乙烯装置中的气体压缩机较多，最重要的要属乙烯“三机”，即裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机(或三元制冷压缩机)。它们是乙烯裂解装置的“心脏”设备，技术要求复杂，价格昂贵，三机总费用在2亿元以上。目前，国内已经有了研制80万～100万吨/年大型乙烯三机的技术基础，但由于压缩机的大型化，还需要在热动力学的真实气体状态方程及物性参数计算、软件程序开发自动控制系统等研发方面做更多的工作。<br/> 在乙烯成套装置中，应用比较多的还有聚乙烯和聚丙烯装置中的往复式迷宫密封压缩机。迷宫密封压缩机技术在国外已经成熟，但在国内研究开发只是近几年的事情。无锡压缩机厂研制的迷宫密封压缩机，已应用在10万吨/年线性低密度聚乙烯装置上。为了满足百万吨级大型乙烯设备的需要，要研制大型多列迷宫密封压缩机。高压聚乙烯装置中的二次压缩机，是目前国内使用的排出压力最高的超高压往复压缩机，国内还不能自行设计制造。<br/> <b>第三大设备：乙烯冷箱</b><br/> 乙烯冷箱是板翅式换热器组合。据了解，国内杭州制氧机厂引进美国SW公司设计技术和关键加工设备大型真空钎焊炉，使冷箱的设计水平、制造能力趋近和达到了国际先进水平。从1992年开始生产单体备件至今，杭州制氧机厂设计、制造了大大小小乙烯冷箱9套，单体备件数十台，结束了国内乙烯冷箱完全依赖从国外进口的历史。目前，杭氧已为燕山石化、扬子石化、上海石化、齐鲁石化、茂名石化改造制造了大量乙烯冷箱。因此，国内制造80万～100万吨/年大型乙烯冷箱已经基本具备条件，下一步是要开发设计压力为8MPa的乙烯冷箱，以满足各种石化生产工艺的需要。<br/> <b>第四大设备：聚合反应器</b><br/> 聚乙烯和聚丙烯装置的关键设备是聚合反应器，根据生产工艺不同其结构也不同，基本上有釜式带搅拌反应器、塔式反应器和管式反应器三种。王廷俊介绍，由于反应器和生产工艺密切相关，在国际上这类反应器大部分是专利设备。目前国内还不能设计塔式气相反应器，但国外设计、国内制造的25万吨级的聚乙烯气相反应器已经应用在上海和南京70万吨/年乙烯改造项目中。<br/> 目前，国内还没有完全掌握设计高压聚乙烯装置的超高压管式反应器技术，但设备制造已经有了经验。国产的20万吨/年超高压聚乙烯管式反应器已经应用在燕山石化公司，国产30万吨/年聚丙烯环管反应器已经应用在茂名石化。但大直径管材国内还不能生产，钢管壁厚公差和椭圆度要求很高，国内钢管厂还难于达到。<br/> <b>第五大设备：挤压造粒机</b><br/> 挤压造粒机是聚乙烯和聚丙烯装置的后处理设备中的重大设备。王廷俊介绍，目前国内曾经和国外合作制造过7万吨级的挤压造粒机，但还没有业绩。大型挤压造粒机组要求生产能力达到50吨/时以上，相当于30万吨/年，其自行设计和制造难度很大，需要引进技术或合作制造。目前，大型挤压造粒机国际价格非常昂贵，单台价格为500万美元左右，“十一五”期间我国还将继续引进，但要及早启动攻关。<br/></p><p><font color="#000000">中国工业报</font></p><p></p><p><strong> 商业机会 未来15年仍是建设高潮<br/></strong> 2005年我国乙烯生产能力为900万吨/年，据有关部门预测，2010年我国乙烯需求量将达到2500万～2600万吨，生产能力将达到1400万吨/年，只能满足国内需求的55%。2020年我国乙烯需求量将达到3700万～4100万吨，生产能力将达到2300万吨/年，只能满足国内需求的60%左右。据初步预测，到2010年我国需新增80万～100万吨级乙烯装置7～8套，到2020年我国需新增80万～100万吨级乙烯装置约9套。<br/> 据了解，目前已经批准建设的大型乙烯项目有：浙江镇海石化100万吨/年乙烯工程，总投资233亿元，2009年建成；福建泉州80万吨/年乙烯项目已经开工建设，总投资266亿元，2008年建成；天津石化100万吨/年乙烯工程已经批准开工，总投资201亿元，2008年建成；四川成都80万吨/年乙烯项目已经得到国家批准，总投资210亿元，2010年建成。兰州60万吨/年乙烯改造工程正在进行，投资63亿元，2006年建成。待批的乙烯项目有：广州石化80万吨/年乙烯工程、抚顺石化80万吨/年乙烯工程、新疆独山子石化100万吨/年乙烯工程、武汉石化80万吨/年乙烯工程等。<br/> 王廷俊介绍，建设一套百万吨级大型乙烯成套装置，总投资一般在200亿元以上，按照历史的经验数据测算，设备费用占总投资的30%，则每套大型乙烯项目的设备费用将达到70亿元左右。因此，预计“十一五”期间我国将约有560亿元的乙烯设备市场需求，“十二五”期间将有630亿元的设备市场。<br/> <b>国内现状 六大关键设备待攻关</b><br/> <b>第一大设备：乙烯裂解炉</b><br/> 据王廷俊介绍，过去乙烯裂解炉是国外的专利设备，为了突破国外的技术封锁，国内对乙烯裂解炉进行了不懈的攻关，先后设计制造了2万吨/年、4万吨/年、6万吨/年CBL型炉和10万吨/年SL型炉，并已经应用在老的乙烯装置技术改造中。为了适应百万吨乙烯生产的需要，目前国内科研设计单位正在和国外合作研制15万～20万吨/年大型乙烯裂解炉。<br/> <b>第二大设备：气体压缩机组</b><br/> 大型乙烯装置中的气体压缩机较多，最重要的要属乙烯“三机”，即裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机(或三元制冷压缩机)。它们是乙烯裂解装置的“心脏”设备，技术要求复杂，价格昂贵，三机总费用在2亿元以上。目前，国内已经有了研制80万～100万吨/年大型乙烯三机的技术基础，但由于压缩机的大型化，还需要在热动力学的真实气体状态方程及物性参数计算、软件程序开发自动控制系统等研发方面做更多的工作。<br/> 在乙烯成套装置中，应用比较多的还有聚乙烯和聚丙烯装置中的往复式迷宫密封压缩机。迷宫密封压缩机技术在国外已经成熟，但在国内研究开发只是近几年的事情。无锡压缩机厂研制的迷宫密封压缩机，已应用在10万吨/年线性低密度聚乙烯装置上。为了满足百万吨级大型乙烯设备的需要，要研制大型多列迷宫密封压缩机。高压聚乙烯装置中的二次压缩机，是目前国内使用的排出压力最高的超高压往复压缩机，国内还不能自行设计制造。<br/> <b>第三大设备：乙烯冷箱</b><br/> 乙烯冷箱是板翅式换热器组合。据了解，国内杭州制氧机厂引进美国SW公司设计技术和关键加工设备大型真空钎焊炉，使冷箱的设计水平、制造能力趋近和达到了国际先进水平。从1992年开始生产单体备件至今，杭州制氧机厂设计、制造了大大小小乙烯冷箱9套，单体备件数十台，结束了国内乙烯冷箱完全依赖从国外进口的历史。目前，杭氧已为燕山石化、扬子石化、上海石化、齐鲁石化、茂名石化改造制造了大量乙烯冷箱。因此，国内制造80万～100万吨/年大型乙烯冷箱已经基本具备条件，下一步是要开发设计压力为8MPa的乙烯冷箱，以满足各种石化生产工艺的需要。<br/> <b>第四大设备：聚合反应器</b><br/> 聚乙烯和聚丙烯装置的关键设备是聚合反应器，根据生产工艺不同其结构也不同，基本上有釜式带搅拌反应器、塔式反应器和管式反应器三种。王廷俊介绍，由于反应器和生产工艺密切相关，在国际上这类反应器大部分是专利设备。目前国内还不能设计塔式气相反应器，但国外设计、国内制造的25万吨级的聚乙烯气相反应器已经应用在上海和南京70万吨/年乙烯改造项目中。<br/> 目前，国内还没有完全掌握设计高压聚乙烯装置的超高压管式反应器技术，但设备制造已经有了经验。国产的20万吨/年超高压聚乙烯管式反应器已经应用在燕山石化公司，国产30万吨/年聚丙烯环管反应器已经应用在茂名石化。但大直径管材国内还不能生产，钢管壁厚公差和椭圆度要求很高，国内钢管厂还难于达到。<br/> <b>第五大设备：挤压造粒机</b><br/> 挤压造粒机是聚乙烯和聚丙烯装置的后处理设备中的重大设备。王廷俊介绍，目前国内曾经和国外合作制造过7万吨级的挤压造粒机，但还没有业绩。大型挤压造粒机组要求生产能力达到50吨/时以上，相当于30万吨/年，其自行设计和制造难度很大，需要引进技术或合作制造。目前，大型挤压造粒机国际价格非常昂贵，单台价格为500万美元左右，“十一五”期间我国还将继续引进，但要及早启动攻关。<br/></p>
<strong> 第六大设备：DCS自动控制系统<br/></strong> 百万吨级大型乙烯成套装置的自动化控制系统一般采用集散型控制系统(DCS)，单个装置控制回路达到300～1000个。石化企业生产装置的DCS系统目前主要靠国外进口，其中日本横河公司产品占1/3，美国霍尼韦尔公司产品占1/3，其他为美国福克斯波罗公司、美国ABB公司、意大利贝利公司的产品。国内也曾努力进行攻关，曾在控制回路少的石化生产装置、辅助生产装置上用过，但没有进一步研究和产业化，现在一直靠进口。<br/> <b>国际前沿 设计制造技术日趋完善</b><br/> 目前国际上大型乙烯成套设备的设计生产技术日趋完善，主要体现在以下四个方面：<br/> 首先，乙烯裂解炉发展迅速。目前，国际上乙烯裂解炉的生产规模已经达到15万～20万吨/年，裂解炉技术在不断革新、日趋完善，正朝着大型化、低投资、低原料消耗、低能耗、长运转周期、先进控制技术以及仿真设计等方向发展。<br/> 其次，气体压缩机组的研发。国际上气体压缩机组的技术发展趋势是开发处理能力更大，工作特性参数更高的压缩机；理论研究将逐步微观化、模型开发非线性化；设备整机效率达82%以上，连续无故障运行3年。目前国外大型乙烯三机设计制造的主要厂家有：美国德莱塞兰公司、德国西门子公司(收购德马格－德拉瓦涡轮机公司)、德国格哈哈-博尔西格透平机械公司、日本三菱重工业株式会社、日本日立株式会社等。<br/> 第三，乙烯冷箱的发展。国际上乙烯冷箱技术不断进步，如复合制冷剂及分凝分馏技术的应用对乙烯冷箱性能及技术参数有了更高的要求，分凝分馏技术是今后的发展方向。板翅式换热器设计温度最低可达-190℃，最高压力可达到8.7Mpa。一套80万吨/年乙烯裂解装置，需要板翅式换热器20台左右，流道数量最多达到15股流，而且有相变的股流较多。<br/> 第四，挤压造粒机的生产。目前，国际上只有德国WP公司、日本制钢公司、日本神户制钢公司、美国法雷尔公司拥有大型挤压造粒机组的设计、制造、安装调试技术。<br/> <b>技术路线 完善自主创新政策支持体系</b><br/> 王廷俊指出，百万吨级大型乙烯成套设备设计和制造的难度都是空前的，国内的设计和制造水平同国外相比还有不少差距，有些设备国内目前还不能设计和制造。在我国乙烯工业建设新高潮到来之际，如果不抓住时机攻关，我国乙烯重大装备将长久受制于人。<br/> <b>我国已具备技术基础</b><br/> 自上世纪80年代，国家已把30万吨/年乙烯成套装备列为研制的重点，组织国内科研、设计、制造和用户相结合，采取引进设计和制造技术、技贸结合、合作设计、合作制造的方式进行攻关，取得了丰硕的成果。按投资计算国产化率已达70%，对攻克百万吨级大型乙烯成套设备奠定了基础，也锻炼了一批技术骨干队伍。<br/> <b>实现自主创新的方式</b><br/> 王廷俊认为，当今实现百万吨级大型乙烯成套设备国产化，首先仍然需要采取自主创新或消化吸收引进技术再创新的方式，利用多年来的技术攻关成果，使大型乙烯设备国产化再上一个台阶。<br/> 其次是需要国家支持，要确定国产化依托工程，通过专家论证规定装备国产化的比例，招标确定重大装备研制单位，对研制单位的技术改造、攻关经费、税收给予优惠政策。<br/> 第三是组织科研、设计、制造和使用单位联合攻关，对做出重大贡献的单位和个人要给予奖励。<br/> 第四是使用单位要做开明用户，支持重大装备国产化，配合制造企业的研制工作。同时，为了减少风险，国家要对使用单位在税收、风险补偿等方面给予优惠政策。<br/> 第五是要规范石化装备技术政策，减少石化重大装备自主创新阻力。例如：开发的石化重大装备要技术先进、经济合理，石化重大装备的引进与研制要同步进行，不同类型的重大设备要采取不同的政策，加快调整重大装备招标政策等。<br/> <b>研发趋势 向环保节能与大型化发展</b><br/> 王廷俊向记者介绍，大型乙烯装备总的发展趋势是：为了追求低投资、低成本、低消耗、提高项目竞争能力，石化工艺技术不断推陈出新，生产规模越来越大，从而促进石化装备发展日趋大型化。<br/> 据了解，国际乙烯裂解装置单线生产能力已经达到127万吨/年，聚乙烯、聚丙烯装置单线生产能力已达到50万吨/年。石化装置的大型化，有力地推动了石化装备设计制造等技术的发展以及高性能新材料的研发。<br/> 在石化工艺技术发展日新月异的今天，为了不断适应石化工艺技术对石化装备的新要求，石化装备研制与工艺技术设计结合日趋紧密，共同形成专有技术及专利技术，这已成为国外专利商的普遍做法和趋势。同时，机电一体化是石化装备工业发展的大趋势，涉及机械、电子、光学、控制、计算机、信息等技术。<br/> 王廷俊指出，未来石化装备将是集高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收性于一体的智能化体系。由于石化工业属于资源、能源密集型产业，又是高污染产业，因此开发节能、环保型石化装备，已成为世界石化装备制造业的发展趋势。由于大多数石化装备处于高温、高压和有腐蚀的工况下运行，新材料的应用可以显著提高材料的力学性能、减轻设备的重量、降低造价、方便运输。<br/> 我国石化重大装备制造业虽然在改革开放以来有了重大进步，但与国际同行业相比还有不少差距，主要体现在：自主创新能力弱、对外依存度高、产业结构不合理、国际竞争力不强、总体素质不高等问题。<br/> 目前，百万吨级大型乙烯成套设备技术代表世界石化装备最高水平，它的国产化必将大大提高我国石化装备制造业的创新能力，缩小我国石化装备制造业同世界先进水平的差距。<br/> <b>优势企业 具备研制能力部分技术仍需借助外力</b><br/> 在乙烯重大设备研制中，北京石化工程公司已经有多年乙烯裂解炉的设计经验。他们对2万吨/年、4万吨/年、6万吨/年到10万吨/年各种规模和炉型进行过不断的消化和创新，目前又和国外合作，研制15万～20万吨/年乙烯裂解炉，他们完全可以承担百万吨级大型乙烯裂解炉的成套工作。<br/> 裂解炉中的辐射段炉管、对流段炉管、引风机和烧嘴等设备，国内企业也已经有成熟的经验。裂解炉中的废热锅炉设计制造还有相当难度，需要进一步攻关。<br/> 百万吨级大型乙烯中的气体压缩机，国内沈阳鼓风机厂、杭州汽轮机厂、沈阳气体压缩机厂、上海压缩机厂、无锡压缩机厂有多年的设计和制造经验，可以承担研制任务。<br/> 杭州制氧机厂有多年设计和制造大型乙烯冷箱的技术和制造经验，可以承担百万吨级大型乙烯冷箱的制造任务，但还要努力攻克8MPa冷箱的难关。<br/> 百万吨级大型乙烯成套装置中的塔器和储运设备，国内的一重、二重、兰州石油化工机器厂、大连金州重型机器厂、南化公司机械厂、上海锅炉厂、上海石化机械制造公司等企业完全可以承担。<br/> 百万吨级大型乙烯成套设备中的化工泵，近20年来国内开发了炼油和石化装置的高温高压进料泵、高速泵、低温泵、屏蔽泵、化工流程泵，填补了国内空白。石化泵生产厂家主要有沈阳水泵厂、大连苏尔寿泵厂、上海凯士比泵厂、天津耐酸泵厂、本溪水泵厂、长沙工业泵厂、重庆水泵厂、浙江嘉利特泵厂等，除了特殊泵外，国内大部分都可以生产。<br/> 对于挤压造粒机组，国内大连橡塑机械厂已经攻关多年，与国外合作制造过7万吨级挤压造粒机中的零部件，但还没有整体设计和制造的技术和经验，需要进一步同国外合作或自主创新，掌握其核心技术。<br/> <b>典型企业 沈阳鼓风机集团</b><br/> 沈阳鼓风机集团是国内气体压缩机组方面的优势企业。从上世纪70年代开始，沈鼓引进国外MCL、BCL、PCL三个离心压缩机系列的全套设计制造专利技术，经过20多年的消化吸收，已经掌握了引进技术的核心，并不断开发创新。目前，沈鼓在压缩机气体动力学、转子动力学、传热学等方面取得了重大突破，关键技术得到了及时更新，开发了许多炼油、化工、化纤、化肥生产中的大型气体压缩机组。<br/> 上世纪90年代后期，沈鼓开始对30万吨/年乙烯装置中的“三机”--裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机(或三元制冷压缩机)进行开发，主要有：大庆48万吨/年乙烯改造工程裂解气压缩机(相当于24万吨级)，上海72万吨/年乙烯改造工程裂解气压缩机(相当于35万吨级)。最近两年，沈鼓研制了茂名100万吨/年乙烯改造工程裂解气压缩机(相当于60万吨级)。另外，沈鼓研制的丙烯制冷压缩机、乙烯(三元制冷)压缩机已经应用到大庆、扬子、燕山、上海和茂名乙烯改造工程中。