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工业气体
乙烯装置:高端锻造“中国心”
来源:中国石油新闻中心2010-09-13 09:20
    自主创新是转变发展方式的最重要手段之一。近年来,我国石油石化装备国产化步伐不断加快,这其中乙烯装置国产化成果比较突出。乙烯工业是石化工业的“龙头”,乙烯装置国产化水平是衡量国家和石化企业技术装备实力的重要标志之一。我国乙烯装置国产化之路如何?未来向哪个方向发展?本期《炼化周刊》推出专题给予解析。

  细心人不难发现,国家能源局局长张国宝9月1日关于中国能源装备制造的讲话中,详细盘点了中国近些年乙烯装置重大成果。乙烯装备的“中国心”、大型空分装置等昔日难题尽在其中。不知不觉中,中国的乙烯装置已开拓出一条“中国路”。

  乙烯装置“中国造”

  我国第一套乙烯装置1962年诞生于兰州石化,年产能5000吨,仅为同期美国乙烯产能的1/400。落后的不仅是产能,当时中国乙烯装备须要全部进口。即便是11年后,在燕山石化落户的第一套年30万吨乙烯装置,不仅全套技术靠引进,而且连工厂的螺丝钉都是从国外进口的。

  当时中国石化工业规模还比较小,炼化装备制造在整个石油装备制造业务中力量薄弱,而且零散分布在各地区炼化分公司,主要承担着配件加工、检维修等职能,能制造一般专用设备的只有极少数机械厂。

  之后,技术掣肘的问题引起国家重视。1983年,国务院把“年30万吨乙烯成套设备”列入国家10个重大装备研制项目。中国石油化工总公司成立了重大装备国产化领导小组,对催化裂化、加氢精制等23套装置重大设备进行了国产化调研和可行性研究。

  1998年,石油石化大重组。伴随着中国石油石化业快速发展和在国务院对装备制造业支持下,乙烯装备制造国产化的前途更加明朗。重大技术装置国产化陆续开花结果:辽化、吉化、兰炼等企业的加氢裂化、精制和重整装置建设,都采用了国产技术设备。

  在国务院提出以重大工程为依托推进炼化装置国产化的背景下,天津石化与抚顺石化、镇海炼化的3个乙烯项目被确定为我国百万吨乙烯工程技术装备自主化的依托工程。

  2010年5月11日,天津百万吨乙烯千万吨炼油项目的运行,标志着天津百万吨乙烯国产化攻关项目已取得胜利,这也是我国百万吨级“乙烯三机”国产化研制首战告捷。

  中国石化重大装备国产化办公室主任王玉台指出,百万吨级乙烯及下游装置国产化率已达到90%以上,百万吨乙烯国产化率天津达到74%,渤海达到76.4%,其中乙烯装置达到78%。

  国产化是必由之路

  目前,乙烯装置要走国产化道路已在业内达成共识。历史证明,没有自主技术,我们就要被“卡脖子”。

  没有自主核心技术必然要受制于人,也让我国遭受巨大经济损失。拥有核心技术的国家往往联合起来,索取高附加值。据统计,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,设备成本占总投资的30%左右,则每套大型乙烯项目的设备成本将达到70亿元左右。没有技术就等于把巨额利润拱手相让。

  工欲善其事,必先利其器。乙烯装置国产化进程有利于推动我国石化装备制造业的发展。装备制造业在一个国家经济中的位置举足轻重,它能够引导、带动其他相关产业乃至整个国民经济的发展。拥有国产化的乙烯装备,可以全面提升我们在市场上的服务保障能力,为相关产业的发展保驾护航。

  国产化进程也促进了我国产品结构调整。工艺、技术和装备制造的国产化,突出的是内涵发展,打造出我们在市场上的核心竞争力,不仅缩小我国石化装备制造业与世界先进水平的差距,而且实现了可持续发展。

  中国石油和化学工业联合会副会长赵俊贵指出,产业结构的调整与升级需要先进的装备制造业来支撑。因此,我们必须把装备制造业作为推动中国石油和化学工业由大变强的关键性产业,重点扶持,大力发展。

  “中国造”之路如何走

  我国乙烯装置国产化的探索已有年头,但是关于国产化道路究竟如何走,仍存在不同声音。

  业内专家认为,国产化之路并不是将一切国产化。在全球化的今天,百分之百的国产化不现实,更不客观。我们的国产化之路首先不是低水平的重复劳作,而是对于关键技术的掌握,做高端和尖端技术,其他设备资源可以通过市场配置达到最优效果。

  国产化之路也不是盲目国产化。国产化之路亦有自主研发、引进吸收创新等多种路径。生产装置大型化和规模化发展趋势,使攻关项目的技术难度越来越大,关键设备攻关必须紧跟而上。短期内无法实现的技术,我们可以在引进先进技术消化吸收,逐渐形成自己的技术特色。大型装备对于安全性能要求很高,即便是有些设备国产化后,也一定要通过严格检验方能投入使用。

  设备国产化需要依托重大工程来做。张国宝指出,以需求拉动研发,以需求提供市场,是我们二三十年来致力装备国产化的一条成功经验。重大工程和重大装备分开管理,只能是事倍功半。所以,我国装备每一项重大的国产化成果都是由重大工程促成的。(记者 薛梅)

  典型案例:勇攀乙烯装备制造“金字塔”

  在没有一家中国企业成功生产过相关设备的前提下,大庆石化敢于接受挑战,缜密分析,自行生产苯乙烯核心设备,不但使设备合格率达到100%,而且为企业节约外汇590万美元——

  9月10日,记者在大庆石化公司年120万吨乙烯改扩建工程建设现场看到,一台高7米、长20余米的塔柱格外引人注目。施工人员围绕这个庞然大物正紧张工作。

  负责该设备制造的机械厂副厂长王忠良说:“这两台总重1430吨的丙烯塔已进入分段热处理阶段。它是大乙烯建设现场制造最大的设备。它的交付使用,标志着大庆石化装备制造业在重型设备制造领域迈上新台阶。”

  大庆石化年120万吨乙烯改扩建工程是国家振兴东北老工业基地战略的重点工程和中国石油“十一五”期间加快炼化业务发展的重点项目。项目对大庆石化提高企业竞争力具有重要推动作用。

  石化装备是石化工业的母机。大庆石化作为中国石化产业的龙头企业,不断加快国产石化装备的研发,先后进行重大技术改造30多项,先后解决了引进装置与国产化装置运行中一系列“卡脖子”难题。1999年,乙烯装置年48万吨改扩建首家实现裂解气压缩机组国产化投产一次成功,填补了国内行业大型国产化压缩机组运行的空白;首家投用国产化大型裂解炉一次成功,降低了建设成本,企业竞争能力全面提升。

  2005年大庆石化要新建一套年10万吨苯乙烯设备。当拿到国外的工艺设计包时,他们发现其中的三联换热器、再加热器、蒸发器这三套核心设备要价高得离谱。如果企业自行生产,至少能够省下一半费用。可是方案刚一提出,就被外商拒绝。理由只有一句,之前没有任何一家中国企业成功生产过这些设备。

  为了节约资金,提升企业的核心竞争力,大庆石化经过缜密分析,决定自行生产这一重要设备。

  “那时,我们天天扎根在机械厂的换热器车间里。工人们每天都在反复进行10万吨苯乙烯核心设备的焊接试验,就是为了确保实际操作万无一失。”大庆石化机械厂工人杨鹏回忆说,“石化系统当中,这么多苯乙烯设备、三联换热器都是进口的,而我们要自己造,所以心情既兴奋又紧张。”

  大庆石化副总工程师戴建军告诉记者:“这几台设备如果做不好,苯乙烯肯定是开不起来的,所以外商坚决不同意我们进行国产化。”

  外商的傲慢使大庆石化的技术人员变压力为动力。设计难度大,他们就将难点分解,化整为零,向已经掌握局部技术的国内企业学习。其他更先进的技术,则与清华大学等顶尖高校联合研制。设计蒸发器时没有计算软件,设计人员就手工计算,硬是用1个月时间攻克了难关。工人们在掌握看不见焊接点的内孔焊技术时,克服困难,做到机休人不休,连续奋战半年,终于在模拟试验中使合格率达到100%。当看到产品设计方案和试验结果时,外商的态度来了个大转弯。目前,3台核心设备均已开工建设。这3套核心设备为企业节约外汇590万美元。

  现在,大庆石化又把装备制造的重点放在难度更大的年120万吨乙烯改扩建工程等上面,力争和其他石化企业共同实现大型石化装备生产目标。(记者 谢文艳)

  背景知识:什么是乙烯装置的“心脏”

  乙烯生产装置的“心脏”设备是乙烯三机,即裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯制冷压缩机。乙烯三机的技术关键是压缩机整机气动性能和热力设计的系列化,基本级设计的高效化和级间匹配的合理化。为了适应大型乙烯改扩建的需要,我国在引进先进技术和装备的基础上,在自行开发方面做了大量工作,亟须进一步研制乙烯三机,使之成为系列化产品。

  经过几十年的努力,我国乙烯生产工艺技术的研发取得长足发展,大型裂解炉、裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯冷箱等关键国产设备的成功应用,实现了我国乙烯装备国产化的重大突破。

  相关链接:我国重点乙烯装备国产化情况

  镇海炼化百万吨乙烯工程

  镇海炼化百万吨乙烯工程是国家重点建设项目。该工程中百万吨乙烯裂解、年45万吨聚乙烯等装置,在世界同类装置中规模最大。在装置设备上,乙烯装置国产化率达到78.03%,是国内百万吨级乙烯装置中国产化率较高的。整个工程共有13台(套)大型设备被列为国家重大设备国产化攻关和重点推广应用项目。所有的国产化攻关项目均实现自主设计、自主制造、自主安装,其中乙烯装置三大核心机组之一的丙烯制冷压缩机,实现首台国产化。

  镇海炼化大乙烯项目建设的业主管理人员仅201人,比同类工程建设人员少1/3以上。

  乙烯工程的建成,每年可增加200多亿元销售额,并带动1000多亿元下游产业链。这将对浙江省及长三角地区的经济发展与经济格局产生重大影响。

  天津石化百万吨乙烯项目

  天津石化百万吨乙烯项目安装的近4000台(套)大型设备中,乙烯采购设备1775台(套),其中国产1563台(套)。炼油和乙烯设备国产化率分别达91.5%和78%,百万吨级乙烯裂解气压缩机首次由国内厂家沈鼓制造;30万吨线型低密度聚乙烯为中国石化自主知识产权;遥控遥测软件部分完全为自有技术,与国家发改委核准项目建设要求相比,设备国产化率大大提高,并且节省采购投资约为2.8亿元,有力地推动了国内装备制造业水平的提升,使自主创新能力得到进一步增强。

  天津石化百万吨乙烯及配套项目是国家“十一五”期间加快滨海新区开发的标志性工程,是天津市建设国家级石化产业基地龙头项目。项目可带动下游产业及配套工程投资约1000亿元。

  业界声音:加快乙烯装置国产化

  中国石油石油化工研究院首席专家 路明

  近年来,我国炼化企业乙烯装置国产化步伐加快。这既有外部原因,也有内部原因。外部原因是:世界乙烯技术发展成熟,国外的通用计算软件可以引进,以及世界经济一体化,中国更加开放,市场更加广阔。内部原因包括:中国的制造业发展较快,一些大设备可以实现国产化;中国经济的发展为乙烯装置发展提供了更广阔市场;十几年来中国乙烯业培养了一大批乙烯方面的专家人才。

  仅就乙烯技术来讲,我国乙烯行业有些地区和公司掌握的生产技术已经和发达国家水平不相上下。但中国有中国的国情,中国的企业要肩负着国家政治使命,承担一定的社会责任。企业并不是简单地追求经济效益最大化。这些政治使命并没有阻碍中国乙烯技术发展,相反在某些方面还促进了中国乙烯制造业的进步。

  由于中国经济发展速度较快,相应的乙烯技术发展还无法满足乙烯生产人员想象中“乙烯技术”的需要。正是这种差距,推动了中国乙烯技术的发展,推动了世界乙烯技术的发展。

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