有关过程装备与控制工程的深思

1、1、(1)问:何谓过程工业?答：以改变物料的物理化学性能为主要目标的加工业。包括化学、化工、石油化工、炼油、制夯、食品、湿法冶金等工业门类和 行业。是由一系列工艺有机结合的过程来实现的。物料：主要是流程 性物料一气体、液体、粉体(2) 举一个具体的过程工业实例，分析其技术装备的特点及发展趋实例一膨胀制冷工艺01实例二 石油化工工艺流程图(德国和中国)反应后的油气 去分倔系统沉降器再牛烟气防焦蒸汽-提升管反应再生器加热炉 ra原炼浆水蒸汽空气市举过的几个过程从以上工艺的实例，可以看出过程工业的技术装备具有如下特点:a. 提供被动加工条件b. 容器类设备多c. 非标设备多完全标准化设备-通用机械：

2、泵、压缩机、风机、锅炉等动力 设备基本标准化设备：换热器、工业炉非标设备：反应设备、传质设备等d、对安全性、可靠性要求高发展趋势面向先进制造技术的过程装备：(1) 应用计算机辅助设计技术，提高产品设计与创型的效率；(2) 应用计算机模拟技术，实现过程设备的虚拟工程放大以及设计 方案的优化；(物性的模拟，传递现象的模拟，结构与材料特性的 模拟)；(3) 利用制造自动化的各种新技术，加快产品的试制和定型，使其 快速形成生产力。(柔性制造系统(fms)、分布式数控(dnc)、快 速原型技术(rp)。面向新材料技术的过程装备：(1) 咼温及咼温耐腐蚀合金(2) 超低碳型银钥銘系镰基耐蚀材料(3) 无机

3、非金属材料陶瓷材料(4) 新型高分子材料(5) 高性能复合材料面向再设计再制造工程的过程装备：(1) 基于全寿命周期管理理念的退役设备再利用技术(2) 基于寿命评估技术的在役设备延寿及改造技术(3) 基于纳米表面工程的创新维修技术面向高技术过程的过程装备：(1) 服务先进的能源与环保技术(2) 服务纳米材料制备技术(3) 服务超临界流体技术2、近10年来，世界范围过程装备在那些方面有所创新?(1) 纺织科技一低温短流程差别化聚酯装备和技术创新点“低温短流程差别化聚酯装备和技术”的核心技术创新是自动 升压双室酯化反应器和技术。双室结构延长了反应物流道长度，使停 留时间分布变窄；水蒸汽在外室得到分

4、离，内、外室的压差增加了反 应物的外循环动力，由此减少eg蒸汽消耗。升压双室外循环酯化反应器使酯化反应温度大大降低，高效率平推 流，副产物少，原料单耗小，综合能耗低于70千克标油/吨聚酯。塔式预缩聚反应器无搅拌，内部采用环形流道气体拉膜结构，使低聚 物物料在乙二醇蒸汽的推动下，通过一定数量经特殊设计的环状狭 缝，不断形成新的物料表面从而脱出乙二醇等小分子。笼框式成膜终缩聚反应器具有单位产能设备体积小、网盘拉膜效率高 的特点，网盘与笼框的组合保证物料始终在反应器内螺旋前进，达到 平推流的效果。低聚物管道上设置自主研发的动态混合器和均化器，保证改性剂与主 物料混合均匀。“低温短流程差别化聚酯装备和

5、技术”的应用使生产聚酯的综合能 耗较国际平均水平下降幅度超过30%。本项目的重要发明之一是工艺过程所需要的热媒采用液相输送、就地 闪蒸、气相加热和热能梯级使用技术，该技术的发明和使用为连续聚 合装置釆用燃煤炉作为热源提供了-种简易方式。热媒液相输送，装置区内就地闪蒸，热能梯级利用。闪蒸产牛的气相 热媒传热均匀，效率高，系统简捷，系统抗波动能力强。“就地闪蒸技术”提高了热能的利用效率。采用就地闪蒸技术使燃料 消耗较国际同类技术装置降低了 13%；在装备和技术的推广应用过程 中实现集成创新，在国内首次使用漠化锂制冷机方案回收酯化副产的 水蒸汽能量，约节省12. 5公斤标油/吨产品。回收的冷量用于装

6、置内 循环乙二醇系统冷却和切粒机循环水系统，替代原有技术需要外围公 用工程提供冷冻水的流程。酯化副产水蒸汽能量回收技术，使装置的 节能效果更加显著。工艺技术与装备的完美结合使生产过程柔性化程度高，可操作性强, 品种变化灵活多样。(2) 西门子的高效透平压缩机可以用最经济的方式获得输送气体所需的压力，大大降低了碳排放。 这台机组帮助某煤业集团每年减少17400吨二氧化碳排放。石油化工装备方面,我国的镇海炼化百万吨乙烯及配套项目该项目首次釆用我国自行研制的15万吨/年裂解炉、大型裂解气 压缩机组、大型乙烯压缩机组、大型丙烯压缩机组、大型迷宫式压缩 机、大型冷箱及20万吨/年双螺杆挤压造粒机组等关键

7、设备，乙烯设 备本土化率达到78%,标志着我国石油化工技术装备水平有了很大提 升。其中，20万吨级混炼挤压造粒机国产化的成功，突破了制约我 国乙烯装置发展的技术瓶颈。(4) 化肥装备我国自主开发的30万吨/年煤制合成氨成套 技术实现了以煤为原料的大化肥装置国产化，煤耗、氧耗下降7%,碳 转化率提高到98%。(5) 山东华鲁恒升化工股份有限公司作为项目完成人的“大型氮肥全流程技术与成套设备开发研制及应用”项目（6）煤化工装备方面，我国自主开发建成了世界首套神华百 万吨级油品煤直接液化项目其核心装置重达2250吨的煤液化反应器由中国一重集团制 造，是目前国内外最大、最重的反应器。由四川天科股份有限

8、公司提 供全套工程设计、核心专利技术建成的世界最大规模280000nm3/h煤 制氢变压吸附（psa）装置，成为该技术在石油化工领域大型化装置 上应用的样板工程。我国创新开发的煤间接液化制油装置中，浆态床 反应器、费托合成催化剂、油品精制和系统集成全部自主研发3、我国过程装备专业的发展方向如何定位?装备制造业是国家的战略性产业，高度发达的装备制造业，是实现工 业化的必备条件，是衡量国家国际竞争力的重要标志，是决定国家 在经济全球化进程中国际分工地位的关键因素。全球经济一体化的 不断推进，使得装备制造业趋于集群化、信息化和服务化发展。从国 家的角度看，装备制造业为顺应 这一趋势的主要对策是提高企

9、业自身的核心竞争能力，这种看法同样适合化工装备制造业。冃前，我 国石化化工行业大型成套设备进口比重大、国产化水平低。大氮肥设 备、乙烯设备、加氢 反应器以及其他大里石油化工装置仍然是成套 进 口111。现状分析（1）技术装备相对落后 改革开放以来，化工装备制造业至少经历过三次大的市场起伏乜1, 每一次市场起伏从客观上讲对产业的发展都起到很大的推动作用。 但是，还有相当一部分企业的技术和设备仍然停留在五六十年代的水 平，造成产品质量差、单位造价高、经济效益低。在同等市场经济体 制运作下，缺乏同技术装备先进的大企业，特别是国外企业竞 争的实力，发展普遍缺乏后劲。(2)结构调整步伐缓慢随着机械行业、

10、环保行业、军工行业和大量乡镇企业涌进化工装备市 场，化工装备制造业的产品结 构、技术结构、地区布局结构和企业 组织结构己经远远不能适应国民经济发展的要求。在国家的一些大 型项目建设中，国产设备的比重依然较低，化工装备产品在海外市场 还没有打开。(3) 研发能力水平低长期以来，我国大型化工装备制造基本靠成套引进国外技术，虽然也经历了多年的国产化工作。但自身的科技投入一直不足，导致高新 技术和新兴产业研发能力不强，新技术储备不多，科技成果转化为生 产力的步伐缓慢。相当一部分企业根本没有形成创新能力，老产品滞 销，新产品开发技术缺乏。(4) 缺乏大型名牌企业集团我国化工装备制造业整体结构、企业规模结

11、构不合理。小企业小而不 专，写作能力差；大企业大而 不强，产业带动作用不大，特别是大 型企业还不能实现规模化经营和集团化运作，难以在国内外市场与跨 国公司抗衡，在产品结构、档次和技术水平方面，我国金业与发达国 家相比还有很大差距。(5) 信息化程度低信息化是当今世界装备制造业发展的趋势。制造业信息化技术由于集 成了电子信息、自动控制、现代管理、先进制造等多项高新技术， 能够同时调控物流、资金流、信息流、促进产品设计的创新、企业 管 理模式的创新和企业间协作关系的创新，有效提高劳动生产率，改善 产品质量，降低成本，提高企业的竞争力。目前国外各主要化工装 备制造企业都在加快推进制造业信息化，以保持

12、自己在世界分工的 有利位置，如埃克森一美孚公司、lg加德公司、h o v e n s a 股份有限公司等，而我国还基本没有类似信息化程度较高的化工装 备制造企业，特别是小企业更是落后。在激烈的市场竞争中，化工装 备制造业的利润空间已经很小，因此千方白计降低成本是十分重要 的，信息化是解决这一矛盾的有力途径。如何利于我国化工装备制造业持续发展(1)加大企业技术进步的力度化工装备制造业科学技术发展的重点仍然是提高大型煤化工、石油化 工、精细化工、橡胶加工机械 等成套化工设备的国产化率，以及提 高企业的创新能力。首先，要采用先进技术工艺改造传统技术工艺： 积极采用计算机在化工装备生产管理中的应用技术

13、，改变传统的化工 产品设计思想，如虚拟技术、仿真 技术和c ad / cam / cap p体化技术。其次，要把消化引进技术和创新结合起来，集中力量, 积极组织重 大技术装备的攻关，努力提高化工装备国产化水平。（2）合理调整产业及产品结构要在保住低端产品的同时，努力提高技术水平，积极向高端和高附加 值产品市场发展，如开发环保类、低污染高装饰性涂料、电子化学 品等行业所需的成套化工设备，提高附加值，促进产品结构的更新 换 代。产业结构调整方面，要探索适合化工装备制造业发展所需要的全 行业管理模式，统筹规划，按照市场需求和资源优势，合理安排全 行业的发展：制定政策，通过产业政策和行业管理规定，引导

14、并规范 行业的发展，使行业管理逐步走上法制的轨道。（3）校企联合，增强自身研发能力与国外，如fi本、美国、德国等国家相比，我国化工装备制造企业的 自主开发和创新能力还很弱，小企业和私人企业就更加逊色。又由 于历史的原因，长期以来我国高校、科研院所和企业结合不够紧密， 造成科技与经济脱节。应当说，当前的化工装备制造业如果能与国内 的化工设计单位、高等院校紧密结合，发挥集团或群体优势，并对引 进的化工工艺软件进行消化吸收和进行化工装备新产品攻关，对大型 成套设备国产化，乃至在国际市场占有更多份额是指日可待的（4）政府宏观调控，铸就拳头企业铸就这样的龙头企业需要企业和政府共同努力。首先企业要自觉学习

15、 国外经验，提高自身综合实力：其次，政府要有政策性的引导和宏 观调控，在国内重大建设项目招投标过程中，要给国内企业涉及的机 会，致力于培养一批能带动化工装备制造业发展的大型企业集团。只 有允许国内企业参与，他们才有机 会学，才能获得石油化工成套装 备的设计制造能力。这些大型企业集团应是具有大型化及成套化工装 备 的制造工程及研发、安装、开拓市场、工程承包、融资服务等方 面综合实力的国际性公司。国外这样的公司很多，对本国化工装备制 造业的牵动作用非常大。如果我们缺乏这样的拳头企业，国内松散的 制造企业就很难占领国内国际市场，在重大成套设备项目建设上，只 能在经过艰苦努力后分包部分子系统或单机制造任务，经济效益不 大。(5) 加强信息化建设，提高经济效益在传统的化工装备制造企业中，信息的生产、传递、复制和存储的主 要形式是图纸、文件、报表和 各种会议，信息传递的过程是不连续 的、缓慢而经常中断的，没有形成连续的信息流。这种情况导致了管 理层次和部门众多、机构重叠、各自为政、效率低下。化工装备制造 业应尽可能地借助互联网，加强信息化的实施，包括设计制造、管 理运作、营销和售后服务等，改变传统的业务流程和工作方法