石油化工重大装备创新研制目标及关键技术

1、中国石化产业未来发展趋势中国石化产业未来发展趋势和和重大装备创新研制目标及关键技术重大装备创新研制目标及关键技术中国石化中国石化集团公司重大装备国产化办公室集团公司重大装备国产化办公室 一、我国石化产业未来一、我国石化产业未来1515年发展预测年发展预测二、石化工业发展对设备的需求分析三、石化重大装备的发展趋势分析四、战略重点与关键技术 根据中国工程院根据中国工程院 “ “中国可持续发展油气资源战略研究中国可持续发展油气资源战略研究” ” 课题对石油和油品课题对石油和油品需求总量的预测，结合未来我国能源发展目标和汽车、石化发展的要求，预计未需求总量的预测，结合未来我国能源发展目标和汽车、石化发

2、展的要求，预计未来来1515年我国石油、石化产品消费将保持快速增长势头。年我国石油、石化产品消费将保持快速增长势头。 增长的主要原因是交通运输燃料和化工轻油需求大幅度增加，两者占石油消增长的主要原因是交通运输燃料和化工轻油需求大幅度增加，两者占石油消费总量的比例将从费总量的比例将从20002000年的年的50%50%左右上升到左右上升到20102010年的年的60%60%左右和左右和20202020年的年的67%67%左右。左右。我国石化产业未来我国石化产业未来1515年发展预测年发展预测1.油品需求预测及炼油产业发展目标50%50%60%60%67%67%20002000年年20102010

3、年年20202020年年交通运输燃料和化工轻油占石油消费总量比例交通运输燃料和化工轻油占石油消费总量比例 预计预计20102010年和年和20202020年我国石油需求总量分别约年我国石油需求总量分别约3.53.5亿吨和亿吨和4.54.5亿吨，其中交通运输用油分别为亿吨，其中交通运输用油分别为1.571.57亿吨和亿吨和2.272.27亿吨，化工用油分别为亿吨，化工用油分别为0.530.53亿吨和亿吨和0.780.78亿吨。亿吨。我国石化产业未来我国石化产业未来1515年发展预测年发展预测1.油品需求预测及炼油产业发展目标 20052005年全国炼油能力为年全国炼油能力为3.283.28亿吨亿

4、吨/ /年，为满足国民经年，为满足国民经济发展对石油、石化产品的进一步需求，我国将进一步扩济发展对石油、石化产品的进一步需求，我国将进一步扩大原油加工能力，在大原油加工能力，在“十一五十一五”期间新建和改扩建青岛、期间新建和改扩建青岛、大连、福建、天津、高桥、镇海、广州、洛阳、北海、武大连、福建、天津、高桥、镇海、广州、洛阳、北海、武汉、抚顺等大型炼油厂。汉、抚顺等大型炼油厂。我国石化产业未来我国石化产业未来1515年发展预测年发展预测1.油品需求预测及炼油产业发展目标“十一五十一五”期间我国新建和改扩建炼油项目期间我国新建和改扩建炼油项目l抚顺抚顺l大连大连l天津天津l青岛青岛l洛阳洛阳l高

5、桥高桥l武汉武汉l镇海镇海l福建福建l广州广州l北海北海 预计到预计到20102010年我国需新增或改造千万吨级炼油及配套装置约年我国需新增或改造千万吨级炼油及配套装置约1414套，套，20102010年到年到20202020年我国需新增或改造千万吨级炼油及配套装置约年我国需新增或改造千万吨级炼油及配套装置约2525套。到套。到20102010年和年和20202020年我国炼油能力将分别达到年我国炼油能力将分别达到3.53.5亿吨亿吨/ /年和年和4.54.5亿吨亿吨/ /年。年。我国石化产业未来我国石化产业未来1515年发展预测年发展预测1.油品需求预测及炼油产业发展目标20102010年年

6、20202020年年增加增加1414套套增加增加2525套套 根据中国工程院根据中国工程院“中国可持续发展油气资源战略研究中国可持续发展油气资源战略研究”课题课题对石化产品需求总量的预测，预计对石化产品需求总量的预测，预计20102010年和年和20202020年我国乙烯当量年我国乙烯当量需求量将分别达到需求量将分别达到2500250026002600万吨和万吨和3700370041004100万吨。万吨。 我国石化产业未来我国石化产业未来1515年发展预测年发展预测2. 石化产品需求预测及乙烯发展目标 乙烯生产能力代表一个国家石油化工的发展水平，乙烯生产能力代表一个国家石油化工的发展水平，2

7、0052005年我国乙烯年我国乙烯生产能力已达生产能力已达787.5787.5万吨万吨/ /年，但只能满足不到年，但只能满足不到5050的乙烯需求量。为满足的乙烯需求量。为满足我国未来对石化产品的需求，我国将加快乙烯工业发展步伐，在我国未来对石化产品的需求，我国将加快乙烯工业发展步伐，在“十一五十一五”期间建设福建、镇海、天津、武汉、抚顺、独山子和四川等期间建设福建、镇海、天津、武汉、抚顺、独山子和四川等8080100100万吨万吨级乙烯项目，中石化将对燕山、扬子、金山、齐鲁、广州等乙烯进行新一级乙烯项目，中石化将对燕山、扬子、金山、齐鲁、广州等乙烯进行新一轮改造。轮改造。我国石化产业未来我国

8、石化产业未来1515年发展预测年发展预测2. 石化产品需求预测及乙烯发展目标“十一五十一五”期间我国新建乙烯项目期间我国新建乙烯项目l独山子独山子l抚顺抚顺l天津天津l四川四川l武汉武汉l镇海镇海l福建福建“十一五十一五”期间中国石化乙烯改造项目期间中国石化乙烯改造项目l燕山燕山l齐鲁齐鲁l扬子扬子l金山金山l广州广州 预计到预计到20102010年将新增年将新增8080100100万吨级乙烯装置约万吨级乙烯装置约7 7套，套，20102010年到年到20202020年新增年新增8080100100万吨级乙烯装置约万吨级乙烯装置约9 9套。预计套。预计20102010年和年和20202020年

9、我国乙烯能年我国乙烯能力将分别达到力将分别达到14001400万吨万吨/ /年和年和23002300万吨万吨/ /年，分别满足国内乙烯当量需求年，分别满足国内乙烯当量需求的的55%55%和和60%60%左右。左右。我国石化产业未来我国石化产业未来1515年发展预测年发展预测2. 石化产品需求预测及乙烯发展目标20102010年年20202020年年增加增加7 7套套增加增加9 9套套 建成一批大型建成一批大型骨干石化基地骨干石化基地 主要经济技术指标达到主要经济技术指标达到世界水平世界水平, ,建成若干个建成若干个具有国际竞争力的炼化具有国际竞争力的炼化一体化生产基地一体化生产基地我国石化产业

10、乙烯发展目标我国石化产业乙烯发展目标20102010年年20202020年年55%55%60%60%( (万吨万吨) )20052005年年 20062006年我国年我国PTAPTA生产能力约生产能力约915915万吨万吨/ /年，据预测，年，据预测，20102010年我国年我国PTAPTA需求量需求量19381938万吨，为此我国将在万吨，为此我国将在“十一五十一五”期间期间大幅增加大幅增加PTAPTA的生产能力，预计生产能力将达到的生产能力，预计生产能力将达到18911891万吨。万吨。我国石化产业未来我国石化产业未来1515年发展预测年发展预测3. PTA产品需求预测及发展目标 “十一五

11、十一五”期间，即将建设的大型期间，即将建设的大型PTAPTA项目有大连（逸盛项目有大连（逸盛大化）、无锡（汉邦）、珠海（大化）、无锡（汉邦）、珠海（BPBP）、福建石狮（佳龙）、）、福建石狮（佳龙）、厦门（翔鹭）、仪征、乌鲁木齐、重庆（蓬威）等装置。厦门（翔鹭）、仪征、乌鲁木齐、重庆（蓬威）等装置。 预计到2010年，60100万吨级PTA装置将在现有生产能力的基础上增加8套。我国石化产业未来我国石化产业未来1515年发展预测年发展预测3. PTA产品需求预测及发展目标“十一五十一五”期间我国即将新建的期间我国即将新建的PTA项目项目l乌鲁木齐乌鲁木齐l大连大连l重庆重庆l仪征仪征l无锡无锡l

12、绍兴绍兴l石狮石狮l珠海珠海一、我国石化产业未来15年发展预测二、石化二、石化重大装备的发展重大装备的发展趋势分析趋势分析三、石化工业发展对设备的需求分析四、战略重点与关键技术 石化通用设备的发展趋势：石化通用设备的发展趋势： 1. 离心式压缩机离心式压缩机 离心压缩机发展趋势是容量不断增大，高压和小流量离心压缩机发展趋势是容量不断增大，高压和小流量等特殊用途的压缩机产品不断开发；叶轮设计发展到叶片等特殊用途的压缩机产品不断开发；叶轮设计发展到叶片扩压器静止元件，机组效率更高；采用低噪音防护技术，扩压器静止元件，机组效率更高；采用低噪音防护技术，操作环境进一步改善。操作环境进一步改善。石化石化

13、重大装备发展趋势分析重大装备发展趋势分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测 2. 往复式压缩机：往复式压缩机： 石化装置中特殊的往复式压缩机主要有：高压聚乙烯石化装置中特殊的往复式压缩机主要有：高压聚乙烯装置中的超高压压缩机，加氢装置中新氢压缩机，聚乙烯、装置中的超高压压缩机，加氢装置中新氢压缩机，聚乙烯、聚丙烯等装置中的迷宫压缩机等。其发展特点是：大容量、聚丙烯等装置中的迷宫压缩机等。其发展特点是：大容量、高压力、高可靠性、深度净化排气；无基础撬装、全罩低高压力、高可靠性、深度净化排气；无基础撬装、全罩低噪音设计；开发变工况新型气阀；应用过程模拟软件进行噪音设计；开发变工况新型气阀；应用过

14、程模拟软件进行产品设计，建立模型预测压缩机操作性能，机电一体化得产品设计，建立模型预测压缩机操作性能，机电一体化得到加强；产品外形设计更加环保。到加强；产品外形设计更加环保。石化石化重大装备发展趋势分析重大装备发展趋势分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测 3. 石化用泵石化用泵高速泵高速泵 高速泵发展趋势是小型化、低成本、变频节能。全三维流动分析设计，提高泵效率。高速泵发展趋势是小型化、低成本、变频节能。全三维流动分析设计，提高泵效率。可用于输送腐蚀、剧毒和贵重液体的磁力泵是高速泵发展的另一趋势。可用于输送腐蚀、剧毒和贵重液体的磁力泵是高速泵发展的另一趋势。低温泵低温泵 低温泵向着大型化、

15、流量调节变频化、机电一体化等方向发展。目前低温泵最低使用低温泵向着大型化、流量调节变频化、机电一体化等方向发展。目前低温泵最低使用温度可达温度可达260。计量泵计量泵 计量泵的发展主要是开发用户需要的高温、高压、微小流量和大流量等高技术难度产计量泵的发展主要是开发用户需要的高温、高压、微小流量和大流量等高技术难度产品，和开发低压、塑料隔膜式简易型、低价格计量泵产品。品，和开发低压、塑料隔膜式简易型、低价格计量泵产品。石化石化重大装备发展趋势分析重大装备发展趋势分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测石化专用设备发展趋势石化专用设备发展趋势 : 1. 反应器反应器 反应器是石化生产装置的核心设备

16、。目前，石化装置使用的典型反应器反应器是石化生产装置的核心设备。目前，石化装置使用的典型反应器主要有：重达主要有：重达1000吨、壁厚吨、壁厚300mm的热壁加氢反应器的热壁加氢反应器;压力压力340MPa、规模、规模2030万吨万吨/年的高压聚乙烯管式反应器；单线规模年的高压聚乙烯管式反应器；单线规模3040万吨万吨/年的聚年的聚丙烯环管反应器；丙烯环管反应器；30万吨万吨/年的环氧乙烷反应器以及年的环氧乙烷反应器以及60100万吨万吨/年年PTA氧化反应器等。氧化反应器等。 发展趋势：研究设备大型化后的新材料和新的加工技术及检验技术；开发展趋势：研究设备大型化后的新材料和新的加工技术及检验

17、技术；开发反应转化率高、催化剂损耗小的各种内构件。发反应转化率高、催化剂损耗小的各种内构件。石化石化重大装备发展趋势分析重大装备发展趋势分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测石化专用设备发展趋势石化专用设备发展趋势 : 2. 换热器换热器: 换热器的性能对石化产品质量、热量利用率以及系统的经济性和可靠性起着换热器的性能对石化产品质量、热量利用率以及系统的经济性和可靠性起着重要作用。换热器主要包括管壳式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器重要作用。换热器主要包括管壳式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器（冷箱）板壳式换热器、高压螺纹锁紧环式换热器、高压空冷器和废热锅炉（冷箱）板壳式换热器、高压

18、螺纹锁紧环式换热器、高压空冷器和废热锅炉等。目前，换热器正朝着大型化、高效率、高合金化、低温差、低压力损失等。目前，换热器正朝着大型化、高效率、高合金化、低温差、低压力损失方向发展。方向发展。 石化石化重大装备发展趋势分析重大装备发展趋势分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测石化专用设备发展趋势石化专用设备发展趋势 : 3. 塔器塔器 塔器按内构件分为板式塔和填料塔，在不同应用领域各有优势。塔器技塔器按内构件分为板式塔和填料塔，在不同应用领域各有优势。塔器技术的发展是以高效化、复合化、内件匹配最优化、过程传递行为模型化、微术的发展是以高效化、复合化、内件匹配最优化、过程传递行为模型化、微尺度

19、化以及工程设计方法科学化、操作诊断自动化为目标。尺度化以及工程设计方法科学化、操作诊断自动化为目标。 石化石化重大装备发展趋势分析重大装备发展趋势分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测4. 大型乙烯储罐大型乙烯储罐 乙烯储罐有球型和圆筒型两种型式。随着乙烯装置规模的大型化，乙烯储罐有球型和圆筒型两种型式。随着乙烯装置规模的大型化，乙烯储罐要求的容积越来越大。为了降低设备对材料性能的要求，当乙烯储罐要求的容积越来越大。为了降低设备对材料性能的要求，当乙烯罐容积大于乙烯罐容积大于2000m3时，采用低温球罐已不经济。为此，国外发时，采用低温球罐已不经济。为此，国外发展了大型常压、低温乙烯（展了大

20、型常压、低温乙烯（-104）储存技术及圆筒型低温双层储）储存技术及圆筒型低温双层储罐，目前储罐容积已达罐，目前储罐容积已达30km3。该储罐还可用于液化石油气（。该储罐还可用于液化石油气（-162）及丙烯（）及丙烯（-48）的储存。）的储存。 石化石化重大装备发展趋势分析重大装备发展趋势分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测5.5. FFS大型包装码垛机组大型包装码垛机组 大型包装码垛机组的发展方向是自动化、大型化、码垛作业采用大型包装码垛机组的发展方向是自动化、大型化、码垛作业采用机器人取代传统机械式码垛机；包装能力机器人取代传统机械式码垛机；包装能力2000b/h，码垛能力与此相适，码垛

21、能力与此相适应。应。石化石化重大装备发展趋势分析重大装备发展趋势分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测一、我国石化产业未来15年发展预测二、石化重大装备的发展趋势分析三、石化工业发展对设备的需求分析三、石化工业发展对设备的需求分析四、战略重点与关键技术 20052005年底我国原油一次加工能力为年底我国原油一次加工能力为3.283.28亿吨亿吨/ /年，乙烯生产能力为年，乙烯生产能力为787.5787.5万吨万吨/ /年，合成树脂生产能力为年，合成树脂生产能力为19501950万吨万吨/ /年，合成橡胶生产能力为年，合成橡胶生产能力为139139万吨万吨/ /年，合成纤维生产能力为年，合成纤

22、维生产能力为13101310万吨万吨/ /年。按照年。按照20102010年和年和20202020年我国炼油和石化年我国炼油和石化产业的发展目标，产业的发展目标，20102010年和年和20202020年我国将新增多套千万吨级炼油及配套装置、年我国将新增多套千万吨级炼油及配套装置、百万吨级乙烯及配套装置和百万吨级百万吨级乙烯及配套装置和百万吨级PTAPTA装置。装置。石化石化重大装备发展趋势分析重大装备发展趋势分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测炼油炼油乙烯乙烯合成树脂合成树脂 合成橡胶合成橡胶合成纤维合成纤维20052005年底我国石化生产能力年底我国石化生产能力( (万吨万吨) ) 根

23、据根据20052005年底我国已有的炼油、石化及化纤装置生产规模，要达到年底我国已有的炼油、石化及化纤装置生产规模，要达到20102010年和年和20202020年我国炼油和石化产业发展目标，按照测算的新增千万吨级炼油及配套装置、年我国炼油和石化产业发展目标，按照测算的新增千万吨级炼油及配套装置、8080100100万万吨级乙烯及配套装置以及吨级乙烯及配套装置以及6060100100万吨级万吨级PTAPTA装置数量，到装置数量，到20102010年约为石化装备制造业提年约为石化装备制造业提供供2500025000台（套）、台（套）、105105万吨石化重大工艺设备产品市场，万吨石化重大工艺设备

24、产品市场，20102010年到年到20202020年约为石化装备年约为石化装备制造业提供制造业提供3500035000台（套）、台（套）、150150万吨石化重大工艺设备的产品市场。万吨石化重大工艺设备的产品市场。石化工业发展对设备的需求分析石化工业发展对设备的需求分析1. 新增炼油及石化装置设备需求预测20102010年年20202020年年增加增加2500025000台台( ( 套套) ) 增加增加3500035000台台( ( 套套) ) 据估计，全国石化行业今后平均每年用于石化生产装置的固定资产投资约据估计，全国石化行业今后平均每年用于石化生产装置的固定资产投资约20002000亿元人

25、民币，设备投资按总投资的亿元人民币，设备投资按总投资的30%30%计算，每年石化设备投资可达计算，每年石化设备投资可达600600亿亿元。元。“十一五十一五”期间石化设备总投资将达到期间石化设备总投资将达到30003000亿元，其中石化重大设备需求亿元，其中石化重大设备需求估计可达估计可达10001000亿元。亿元。石化工业发展对设备的需求分析石化工业发展对设备的需求分析2. 新增石化装备投资预测一、我国石化产业未来15年发展预测二、石化重大装备的发展趋势分析三、石化工业发展对设备的需求分析四、战略重点与关键技术四、战略重点与关键技术 以一批大型炼油项目和乙烯项目为国产化依托工程，通过自主开发

26、和引进关键以一批大型炼油项目和乙烯项目为国产化依托工程，通过自主开发和引进关键技术，进行消化吸收再创新，实现千万吨级大型炼油成套设备、百万吨级大型乙烯技术，进行消化吸收再创新，实现千万吨级大型炼油成套设备、百万吨级大型乙烯成套设备和对二甲苯（成套设备和对二甲苯（PXPX）、精对苯二甲酸（）、精对苯二甲酸（PTAPTA）及聚酯成套设备的国产化。）及聚酯成套设备的国产化。战略重点与关键技术战略重点与关键技术战略重点 1. 1. 成套技术装备研发成套技术装备研发 （1 1）千万吨级炼油成套装备研发）千万吨级炼油成套装备研发 （2 2）百万吨级乙烯及下游配套装备研发）百万吨级乙烯及下游配套装备研发 （

27、3 3）百万吨级）百万吨级PTAPTA成套装备研发成套装备研发 战略重点与关键技术战略重点与关键技术战略重点国产化成套设备战略重点国产化成套设备战略重点千万吨级千万吨级炼油炼油精对苯二甲酸精对苯二甲酸（PTA）百万吨级百万吨级乙烯乙烯聚脂聚脂对二甲苯对二甲苯（PX） 2. 2. 石化单元设备研发石化单元设备研发 未来未来1515年计划研发的石化单元设备主要有：反应单元设备、传质单元设备、年计划研发的石化单元设备主要有：反应单元设备、传质单元设备、传热单元设备、流体输送单元设备、干燥单元设备、气力输送单元设备、后处传热单元设备、流体输送单元设备、干燥单元设备、气力输送单元设备、后处理单元设备以及

28、石化装备配套关键自动化仪器仪表、自动控制系统等。理单元设备以及石化装备配套关键自动化仪器仪表、自动控制系统等。战略重点与关键技术战略重点与关键技术战略重点石化单元设备研发重点石化单元设备研发重点反应单元反应单元设备设备流体输送单元流体输送单元设备设备传质单元传质单元设备设备传热单元传热单元设备设备干燥单元干燥单元设备设备气力输送单元气力输送单元设备设备后处理单元后处理单元设备设备自动控制自动控制系统系统关键自动化关键自动化仪器仪表仪器仪表 1. 1. 千万吨级炼油装置重大设备研制千万吨级炼油装置重大设备研制 经过多年的技术攻关，目前我国炼油设备国产化率已达到经过多年的技术攻关，目前我国炼油设备

29、国产化率已达到90%90%。随着生产装置的大。随着生产装置的大型化，需继续攻关的千万吨级炼油装置重大设备主要有：型化，需继续攻关的千万吨级炼油装置重大设备主要有：战略重点与关键技术战略重点与关键技术关键技术1016m常减压大型蒸馏塔常减压大型蒸馏塔大型循环氢压缩机大型循环氢压缩机1250kN大活塞力新氢压缩机大活塞力新氢压缩机大型高压热壁加氢反应器大型高压热壁加氢反应器大换热面积板壳式换热器大换热面积板壳式换热器大直径高压螺纹环锁紧式换热器大直径高压螺纹环锁紧式换热器大容积浮顶原油储罐大容积浮顶原油储罐大型双壁液化气低温储罐等重大设备大型双壁液化气低温储罐等重大设备大流量原油进料泵大流量原油进

30、料泵初馏塔底泵初馏塔底泵常压塔底泵常压塔底泵减压塔底泵减压塔底泵辐射进料泵辐射进料泵大型加氢进料泵及配套液力透平大型加氢进料泵及配套液力透平水力清焦高压水泵水力清焦高压水泵重点千万吨级炼油装置重大设备重点千万吨级炼油装置重大设备 2. 2. 百万吨级乙烯及其下游装置重大设备研制百万吨级乙烯及其下游装置重大设备研制 百万吨级乙烯配套装备包括乙烯裂解装置、聚乙烯装置、聚丙烯装置等。过去曾进百万吨级乙烯配套装备包括乙烯裂解装置、聚乙烯装置、聚丙烯装置等。过去曾进行过行过3030万吨级乙烯装置的设备攻关，在乙烯装置技术改造中，工艺设备的国产化率按投万吨级乙烯装置的设备攻关，在乙烯装置技术改造中，工艺设

31、备的国产化率按投资计已达资计已达70%70%左右。为了节能，降低生产成本，新建乙烯装置的生产规模普遍达到左右。为了节能，降低生产成本，新建乙烯装置的生产规模普遍达到8080100100万吨万吨/ /年，装置的大型化增加了配套装备国产化的难度，大多需要重新攻关，装备的年，装置的大型化增加了配套装备国产化的难度，大多需要重新攻关，装备的国产化工作将在原有基础上，计划采用国内自行研发、设计、制造，以及与国外合作设国产化工作将在原有基础上，计划采用国内自行研发、设计、制造，以及与国外合作设计、制造的方法进行。计、制造的方法进行。 战略重点与关键技术战略重点与关键技术关键技术20万吨以上年大型裂解炉万吨以上年大型裂解炉配套大型急冷锅炉配套大型急冷锅炉大型裂解气压缩机组大型裂解气压缩机组乙烯压缩机组乙烯压缩机组丙烯压缩机组丙烯压缩机组二元制冷压缩机组二元制冷压缩机组三元制冷压缩机组三元制冷压缩机组大型高压乙烯冷箱大型高压乙烯冷箱装置配套急冷油泵装置配套急冷油泵急冷水泵急冷水泵及配套驱动汽轮机及配套驱动汽轮机低温泵低温泵特殊高速泵特殊高速泵高精度计量泵高精度计量泵新型精馏塔新型精馏塔重点重点百万吨级乙烯装置重大技术装备百万吨级乙烯装置重大技术装备40万吨万吨/年流化床聚乙烯气相反应器年流化床聚乙烯气相反应器40万吨万吨/年聚丙