石油化工重大装备创新研制目标及关键技术.ppt

1、中国石化产业未来发展趋势 和重大装备创新研制目标及关键技术,中国石化集团公司重大装备国产化办公室,一、我国石化产业未来15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 “中国可持续发展油气资源战略研究” 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，预计未来15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，两者占石油消费总量的比例将从2000年的50%左右上升到2010年的60%左右和2020年的67%左右。,我国石化产业未来15年发展

2、预测,1.油品需求预测及炼油产业发展目标,50%,60%,67%,2000年,2010年,2020年,交通运输燃料和化工轻油占石油消费总量比例,预计2010年和2020年我国石油需求总量分别约3.5亿吨和4.5亿吨，其中交通运输用油分别为1.57亿吨和2.27亿吨，化工用油分别为0.53亿吨和0.78亿吨。,我国石化产业未来15年发展预测,1.油品需求预测及炼油产业发展目标,2005年全国炼油能力为3.28亿吨/年，为满足国民经济发展对石油、石化产品的进一步需求，我国将进一步扩大原油加工能力，在“十一五”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、武汉、抚顺等大型炼油

3、厂。,我国石化产业未来15年发展预测,1.油品需求预测及炼油产业发展目标,“十一五”期间我国新建和改扩建炼油项目,抚顺 大连 天津 青岛 洛阳 高桥 武汉 镇海 福建 广州 北海,预计到2010年我国需新增或改造千万吨级炼油及配套装置约14套，2010年到2020年我国需新增或改造千万吨级炼油及配套装置约25套。到2010年和2020年我国炼油能力将分别达到3.5亿吨/年和4.5亿吨/年。,我国石化产业未来15年发展预测,1.油品需求预测及炼油产业发展目标,2010年,2020年,增加14套,增加25套,根据中国工程院“中国可持续发展油气资源战略研究”课题对石化产品需求总量的预测，预计2010

4、年和2020年我国乙烯当量需求量将分别达到25002600万吨和37004100万吨。,我国石化产业未来15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，2005年我国乙烯生产能力已达787.5万吨/年，但只能满足不到50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“十一五”期间建设福建、镇海、天津、武汉、抚顺、独山子和四川等80100万吨级乙烯项目，中石化将对燕山、扬子、金山、齐鲁、广州等乙烯进行新一轮改造。,我国石化产业未来15年发展预测,2. 石化产品需求预测及乙烯发展目标,“十一五”期间我国新建乙烯项目,独

5、山子 抚顺 天津 四川 武汉 镇海 福建,“十一五”期间中国石化乙烯改造项目,燕山 齐鲁 扬子 金山 广州,预计到2010年将新增80100万吨级乙烯装置约7套，2010年到2020年新增80100万吨级乙烯装置约9套。预计2010年和2020年我国乙烯能力将分别达到1400万吨/年和2300万吨/年，分别满足国内乙烯当量需求的55%和60%左右。,我国石化产业未来15年发展预测,2. 石化产品需求预测及乙烯发展目标,2010年,2020年,增加7套,增加9套,建成一批大型骨干石化基地,主要经济技术指标达到世界水平,建成若干个具有国际竞争力的炼化一体化生产基地,我国石化产业乙烯发展目标,200

6、6年我国PTA生产能力约915万吨/年，据预测，2010年我国PTA需求量1938万吨，为此我国将在“十一五”期间大幅增加PTA的生产能力，预计生产能力将达到1891万吨。,我国石化产业未来15年发展预测,3. PTA产品需求预测及发展目标,“十一五”期间，即将建设的大型PTA项目有大连（逸盛大化）、无锡（汉邦）、珠海（BP）、福建石狮（佳龙）、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15年发展预测,3. PTA产品需求预测及发展目标,“十一五”期间我国即将新建的PTA项目,乌鲁木齐 大

7、连 重庆 仪征 无锡 绍兴 石狮 珠海,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,石化通用设备的发展趋势： 1. 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，操作环境进一步改善。,石化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： 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、聚丙烯等装置中的迷宫压缩机等。其发展

8、特点是：大容量、高压力、高可靠性、深度净化排气；无基础撬装、全罩低噪音设计；开发变工况新型气阀；应用过程模拟软件进行产品设计，建立模型预测压缩机操作性能，机电一体化得到加强；产品外形设计更加环保。,石化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 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。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260。 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

9、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。,石化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 : 1. 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1000吨、壁厚300mm的热壁加氢反应器;压力340MPa、规模2030万吨/年的高压聚乙烯管式反应器；单线规模3040万吨/年的聚丙烯环管反应器；30万吨/年的环氧乙烷反应器以及60100万吨/年PTA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；开发反应转化率高、催化剂损耗小的各种内构件。,石化重大装备发展趋势分析,1. 新

10、增炼油及石化装置设备需求预测,石化专用设备发展趋势 : 2. 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。,石化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 : 3. 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、微尺度化以及工程设计方法

11、科学化、操作诊断自动化为目标。,石化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 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，当乙烯罐容积大于2000m3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（-104）储存技术及圆筒型低温双层储罐，目前储罐容积已达30km3。该储罐还可用于液化石油气（-162）及丙烯（-48）的储存。,石化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. FFS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

12、用机器人取代传统机械式码垛机；包装能力2000b/h，码垛能力与此相适应。,石化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,四、战略重点与关键技术,2005年底我国原油一次加工能力为3.28亿吨/年，乙烯生产能力为787.5万吨/年，合成树脂生产能力为1950万吨/年，合成橡胶生产能力为139万吨/年，合成纤维生产能力为1310万吨/年。按照2010年和2020年我国炼油和石化产业的发展目标，2010年和2020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

13、万吨级PTA装置。,石化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,乙烯,合成树脂,合成橡胶,合成纤维,2005年底我国石化生产能力,(万吨),根据2005年底我国已有的炼油、石化及化纤装置生产规模，要达到2010年和2020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、80100万吨级乙烯及配套装置以及60100万吨级PTA装置数量，到2010年约为石化装备制造业提供25000台（套）、105万吨石化重大工艺设备产品市场，2010年到2020年约为石化装备制造业提供35000台（套）、150万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

14、分析,1. 新增炼油及石化装置设备需求预测,2010年,2020年,增加25000台( 套),增加35000台( 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2000亿元人民币，设备投资按总投资的30%计算，每年石化设备投资可达600亿元。“十一五”期间石化设备总投资将达到3000亿元，其中石化重大设备需求估计可达1000亿元。,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,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

15、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、百万吨级大型乙烯成套设备和对二甲苯（PX）、精对苯二甲酸（PTA）及聚酯成套设备的国产化。,战略重点与关键技术,战略重点,1. 成套技术装备研发 （1）千万吨级炼油成套装备研发 （2）百万吨级乙烯及下游配套装备研发 （3）百万吨级PTA成套装备研发,战略重点与关键技术,战略重点,国产化成套设备战略重点,千万吨级 炼油,精对苯二甲酸 （PTA）,百万吨级 乙烯,聚脂,对二甲苯（PX）,2. 石化单元设备研发 未来15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

16、元设备、后处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,石化单元设备研发重点,反应单元 设备,流体输送单元 设备,传质单元设备,传热单元 设备,干燥单元 设备,气力输送单元 设备,后处理单元 设备,自动控制 系统,关键自动化 仪器仪表,1. 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90%。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：,战略重点与关键技术,关键技术,1016m常减压大型蒸馏塔 大型循环氢压缩机 1250kN大活塞力新氢压缩机 大型高压热壁加氢反应器 大换热面积板壳式换热

17、器 大直径高压螺纹环锁紧式换热器 大容积浮顶原油储罐 大型双壁液化气低温储罐等重大设备 大流量原油进料泵 初馏塔底泵 常压塔底泵 减压塔底泵 辐射进料泵 大型加氢进料泵及配套液力透平 水力清焦高压水泵,重点千万吨级炼油装置重大设备,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30万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资计已达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80100万吨/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，装备的国产化工作将在原

18、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。,战略重点与关键技术,关键技术,20万吨以上年大型裂解炉 配套大型急冷锅炉 大型裂解气压缩机组 乙烯压缩机组 丙烯压缩机组 二元制冷压缩机组 三元制冷压缩机组 大型高压乙烯冷箱 装置配套急冷油泵 急冷水泵及配套驱动汽轮机 低温泵 特殊高速泵 高精度计量泵 新型精馏塔,重点百万吨级乙烯装置重大技术装备,40万吨/年流化床聚乙烯气相反应器 40万吨/年聚丙烯环管反应器 40万吨/年环氧乙烷（EO）反应器 超高压管式反应器 超大型换热器 循环气压缩机（带尾气透平） 劳伦斯轴流泵 丙烯进料泵 冷冻机 超高压压缩机 大型四列迷宫压缩机 无油润滑螺杆压缩机 1030万吨/年大型混炼造粒机组 18002000b/h的FFS热合包装码垛机 大型粉粒料风送系统以及粒料添加、干燥、过滤、筛分、加热、旋风和离心分离设备,重点大型乙烯下游装置重大技术装备,3. 百万吨级精对苯二甲酸（PTA）装置重大设备研制 PTA成套技术装备，过去主要对22.5万吨/年规模的少数设备进行过攻关，大部分关键设备都依靠国外进口。对于单线规模为60100万吨级PT