化工装备技术发展趋势

1、1 1 / / 9 9化工装备技术进展趋势先进的石化生产工艺过程要靠先进的石化装备来实现。因此，石化 生产技术开发要与装备技术开发并重。本文对几种典型的石化专用 和通用设备的技术现状及趋势进行了介绍。我国化工装备通过 2020 多年的努力， 取得重大技术研制成果。 其中的催化裂化、加氢精制、聚乙烯等要紧生产装置所需的关键装 备，已达到了国际先进水平。减少了我国对化工装备进口的依靠度， 降低了建设投资和生产成本， 对促进石化工业进展起到重要的作用 同国外相比，我国化工装备还有许多差距，要紧是化工生产技术进 步与设备技术开发脱节，重大设备的软件技术开发差距较大：设备 技术开发跟不上工艺技术进展的速

2、度，重工艺、轻设备的现象存在； 差不多上停留在模仿开发的地步，开发具有自主知识产权的专有技术的能力弱；设备开发还不能做到专业化、系列化；设备设计和制 造水平、设备质量和可靠性还有待进一步提高。随着化工工艺的进 步和进展，对化工装备提出了更高要求。必须加大装备的开发力度，掌握装备的核心技术，形成一批具有自主知识产权的装备，做到性 能先进、质2 2 / / 9 9量可靠、高效节能、经济安全，满足化学工业的进展需 求。一石化专用设备石化专用设备要紧包括反应设备、 塔器、换热设备、 工业炉、储运设备和专用机械等。反应设备 反应器：是进行化学反应过程的“心脏”设备。其进展趋势各不相同，国际上向着由经验放

3、大走向数学模拟放大，实现大型化、高效化、结构简单化、操作自动化，研究方法趋向综合化方向进展。催化裂化反应器：国内的制造技术差不多上达到了国际先进水平，广泛应用于各个炼油厂。加氢反应器： 国外闻名的制造商有日本制钢所和神户制钢所等。国内正在为煤化工研制的锻焊加氢反应器外径5500mm5500mm 壁厚 3434OmnOmn,重量 20402040 吨，是世界上最重的加氢反应器，其差距是我国创 新能力差。连续重整四重叠反应器：美国 UOPUOP 专利技术使得该反应器具有反应效率高、节约能源、占地面积小、节约投资等优点。国内差不多掌握了其设计制造技术，内件安装指标完全达到UOPUOP 技术提出的要求

4、。大化肥氨合成塔：国际上具有代表性的有凯洛格卧式合成 塔、托普索立式合成塔、伍德立式合成塔以及布朗三台绝热式轴向 合成塔。国内在消化汲3 3 / / 9 9取的基础上，在 2020 万吨年合成氨装置建设 中首次设计制造采纳单层锻造、直径为 2 24 4 米的厚壁外筒和双锥密 封的氨合成塔，还没完全掌握其设计软件，也没有设计制造 3030 万吨 年氨合成塔的经验。聚丙烯环管反应器：闻名制造商为海蒙特公司，反应器的设 计技术及软件逐渐成熟。 2020 万吨年聚丙烯环管反应器在国内已研 制成功，并在上海石化得到推广应用。已掌握了环管反应器结构设 计，建立了组合应力计算数学模型，解决了环管反应器工程放

5、大技 术问题，技术水平与国外相当。高压聚乙烯装置超高压管式反应器：国外掌握技术的有日 本、德国、美国和荷兰等公司：国内通过消化汲取研制成功了 3 3 万 吨年和 2020 万吨年超高压管式反应器和冷却器。与国外相比，表 现在工艺软件开发和设计技术存在较大差距。国内只有采纳深孔钻 的方法，材料利用率低。此外，尚无专用标准以及订货技术条件。大型聚合釜：国外带搅拌器反应釜技术比较成熟，能够依照 不同物料和参数系列开发各种搅拌器结构形式。国内研制成功的最 大聚合釜为 7 7 万吨/年高密度聚乙烯装置 90m390m3 聚合釜。1010 万吨/年聚酯反应器，已建立了酯化和缩聚各个过程的反应速率模型和过程

6、模型。提出了工艺技术软件以及各反应器结构、传热要求，为仪征化纤研制的酯化反应器和缩聚反应器，已投入生产。与国外差距要 紧是搅拌器种类少、选型能力弱。换热设备换热器是石化生产中重要的设备， 几乎所有的工艺过程都有 加热、4 4 / / 9 9冷却或冷凝过程， 因此也是重要的节能设备。 随着工业装置 的大型化及高效化，国外换热器也趋于大型化，并向低温差、低压 力损失方向进展。钣翅式换热器 （冷箱 ） ：冷箱要紧应用于乙烯裂解、 空气分离、 天然气液化中，关键技术是设计技术和制造技术，美国s s-W W 公司和德国林德公司等技术比较先进成熟。杭州制氧机厂引进美国的关键 加工设备大型真空钎焊炉，使冷箱

7、的设计水平、制造能力趋近 和达到了国际先进水平，在燕山、扬子、上海等乙烯改造中得到应 用。国外已有 9.09.0 MPaMPa 冷箱产品， 国内尚不掌握高压冷箱的设计和 制造技术。 在分凝分馏技术方面差距较大。板壳式换热器：仅有法国 PackinoxPackinox 公司一家能够生产用于 催化重整与加氢装置，最大换热面积达8000m28000m2 国内开发的的最大传热面积为 3000m23000m2 要紧差距是研制的单片面积相同，但换热面积 较小。废热锅炉：它是重要的节能设备，常用在乙烯裂解和合成氨 装置中德国 BorsigBorsig 公司、美国 KelloggKellogg 公司技术比较先

8、进。国内重 点进行了浮头式废热锅炉综合技术开发，同时还开展了其他形式转 化气关键技术的试验研究，开发出了整体设计、薄管板应力有限元 计算及分析、火管废热锅炉内循环数值计算及分析等大型程序，研 制的第一台浮头式废热锅炉用于四川化工总厂 2020万吨年合成氨装 置，但尚未制造过 3030 万吨年转化气废热锅炉。工业炉依照石化生产中用途不同可分为加热炉、 裂解炉、转化炉等。乙烯裂解炉：拥有该技术的公司要紧有 ABBABB、KBRKBR、S&WS&W、KTKT I I 和 LindeLinde5 5 / / 9 9等，工艺技术向着高温、 短停留时刻和低烃分压的方向进 展，以进一步提高选

9、择性、降低投资等。从总体水平来看，我国裂 解技术仍与世界水平有较大的差距，要紧表现在装置规模小，原料 消耗、能耗、生产成本高，装置运行周期短，操纵水平低，技术重 复引进，开发、创新步伐缓慢。转化炉和汽化炉： 国外开发大型工业化装置的要紧有关国凯 洛格公司、英国帝国化学工程公司、丹麦托普索公司等。国内设计 制造的 2020 万吨年以天然气为原料制合成氨装置中的转化炉， 其中 高温炉管、对流段高频焊翅片管首次由国内研制成功，但至今没有 一套国产的 3030 万吨年转化炉用于工业装置。 汽化炉国内还不能自 行设计，水煤浆喷嘴多数依靠进口。塔器塔器在石化工艺过程中的作用要紧是分馏、汲取、汽提、萃 取、

10、洗涤、回收、再生、脱水及气体净化和冷却等。常用的有板式 塔和填料塔，国外塔器要紧是在塔盘和填料技术上不断改进。我国 近 2020 年开发了许多性能优良的板式塔和填料塔，已在石化、炼油装 置中得到了广泛应用，性能处于国际先进水平。其中具有代表性的 要紧有适宜于处理高液体通量的 DTDT 塔盘、适宜于处理高气体通量的 旋流塔盘、具有高操作弹性及高效率的立体传质塔盘以及筛板一填 料复合塔等。为洛阳和大庆 500500 万吨年的润滑油型炼油厂分不配 置的大型板式塔型和大型填料塔型的减压塔直径达p8400mmp8400mm 由国内研制的 plOOOOmmplOOOOmm 大型精馏塔立即投入使用。专用机械

11、石化生产常用的专用机械要紧包括过滤机、离心机、烟气轮 机、干燥6 6 / / 9 9机和挤压造粒机等。过滤机：要紧用于炼油厂进行油蜡分离的酮苯脱蜡转鼓真空 过滤机和PTAPTA 装置真空转鼓过滤机。目前，转鼓真空过滤机国外正 朝着大规格、高速率、高精度、全自动方向进展。国内是从意大利 E E IMCOIMCO 公司引进的设计、制造技术，经消化汲取和改进，形成了一整 套加工、组对、焊接工艺决窍。相比之下，要紧差距是对市场进展、 产品需求认识不够，创新能力低，对引进技术精髓消化较差。离心机：要紧有立式和卧式螺旋卸料沉降式离心机。国外离 心机技术进展较快，而且实现了专业化和系列化。国内研制的ElEl

12、 、式 LWFIOOOLWFIOOO N N 型和 LWFI050LWFI050 N N 型离心机已分不用于 7 71010 万吨 年高密度聚乙烯装置的悬浮液的分离，研制的 LWl200 x1LWl200 x1 980980 型离 心机用于 22.22.5 5万吨/年 PTAPTA 浆液的脱水，离心机转鼓直径达到1200mm200mm 但立式离心机还处于初步模仿时期。与国外相比要紧差距是 在设计技术、产品大型化和系列化上。烟气轮机：是催化裂化装置中重要的能量回收设备，德国 G GHHHH 公司技术比较成熟。国内开发的 YL33000AYL33000A 和 YL35000AYL35000A 烟气

13、轮机， 已应用于 300300350350 万吨年重油催化裂化装置， 标志着达到国际先 进水平，干燥机：日本三井造船、月岛机械及德国FAUVEFAUVEGIRELGIREL 的制造直径达 4000mn4000mn 以上。2020 万吨/年 HDPEHDPE 蒸汽管回转干燥机及 4040 万吨/年TATA 装置蒸汽管回转干燥机已实现了国产化。差距要紧表现在设备大型化方面， 在立即建设的 4040 万吨年 5050 万吨年聚乙 烯和聚丙烯装置以及 6060 万吨年聚酯装置的大型干燥机， 国内有待 开发。7 7 / / 9 9挤压造粒机：该设备能够把聚合物通过混炼、挤压、造粒等 过程制造出聚烯烃粒料

14、，以方便运输。国外只有德国WPWP 公司、日本制钢所等为数不多的公司拥有设计、制造大型混炼造粒机组成套技 术的能力，其主流向着双螺杆混炼造粒机组方向进展。我国开发速度较落后，目前开发研制的多为中小机型，ABSABS 万吨级混炼挤出机经生产运行考核，要紧技术指标已达到设计要求。目前大中型聚烯烃的生产装置挤压造粒机全部依靠进口。二石化通用设备石化通用设备要紧包括气体压缩机、石化用泵和阀门等。气体压缩机： 气体压缩机是产生压力能和输送气体的关键设 备，有透平式压缩机和往复式压缩机：要紧有日本、美国、德国、 意大利、瑞士等国家的设计和制造技术比较先进。长期以来国内自 主开发或者引进后攻克了许多难关，有了重大突破。其中水平剖分 式离心压缩机和轴流式压缩机接近国际同类产品的先进水平。离心式压缩机：国际上的进展方向是容量增大，