大型PTA装备国产化可行性分析

    经国家批准，中国石化江苏仪征化纤公司将建设一套100万吨/年PTA大型装备，该工程是我国目前最大的PTA装备之一，其装备工艺和工程设计由中国石化上海工程公司承担。记者就我国大型PTA设备国产化趋势，采访了中国石化重大装备国产化办公室原主任王廷俊。
　　记者：我国PTA生产现状如何？
　　王廷俊：受市场需求和高额利润驱动，近年来国内聚酯工业呈现超高速发展势头，聚酯产能由1996年底的252.8万吨增加到2003年底的1180万吨，年均增长率高达24.6%。2004年我国聚酯产能达到1600万吨。随着聚酯工业的跳跃式发展，其主要原料PTA需求呈现严重不足态势，国内每年都需大量进口该产品，进口量占国内需求量的50%。预计2006年，中国PTA生产能力将再增加280万吨，生产能力将达到690万吨，2007年可望突破760万吨，2010年可能达到800万吨。
　　国内目前有一大批PTA项目正在建设或准备启动，如江苏仪征、河南洛阳、山东济南、四川自贡、辽宁辽阳、浙江绍兴、南京扬子、江苏张家港、广东珠海、福建石狮、浙江宁波等，建设规模也由过去的20万～45万吨/年发展到现在的60万～100万吨/年。PTA装备主要生产设备有350多台，其中反应器2台，塔器8台，换热器90台，容器67台，压缩机和风机15台，泵91台，料仓13台，专用机械44台，输送设备29台。关键设备有氧化反应器、空气压缩机组、回转干燥机、结晶器、真空过滤机、氢气压缩机、钛材换热器等。由于生产介质大多含有醋酸和溴化物，对设备的腐蚀极强，有不少设备需要用低碳不锈钢或钛材制造。
　　记者：我国PTA装备国产化的进程如何？
　　王廷俊：上世纪90年代初，国内建设了辽阳、天津、洛阳、仪征、上海等一批20万吨/年PTA装备，当时由于国内对PTA的生产工艺和设备不很了解，其工艺和设备基本是成套引进。进入21世纪，经过10年的生产运行，用户对PTA设备有了较深的了解，开始进行国产化尝试，如国产的PTA回转干燥机、钛材换热器、压力离心机等在仪征化纤、扬子石化、辽阳化纤22万吨/年PTA装备中得到应用。2000年，中国石化仪征化纤公司经批准建设45万吨/年PTA装备，这种规模在当时是属于世界最大的。但由于当时45万吨/年PTA工艺技术来自于国外，工程初步设计也由国外承担，因此大部分转动设备和钛材设备基本进口，国内只制造了一般的碳钢或不锈钢设备。
　　为改变PTA装备主要设备长期依赖进口的局面，国家最近确定以仪征100万吨/年PTA项目为依托，对关键设备进行国产化攻关，实现大型PTA主要设备国产化。现在国内机械制造企业装备能力和技术水平有了很大提高，这就为PTA重大装备的国产化提供了良好的条件。

记者：请您对我国百万吨级PTA装备主要设备的国产化制造做一下分析。
　　王廷俊：我们可以参照国外100万吨/年PTA装备的主要设备参数和国内装备制造业的发展情况，做一些可行性分析。氧化反应器在
　　氧化反应器中，对二甲苯和醋酸在催化剂和氧气作用下反应生成粗对苯二甲酸。氧化反应器为立式带搅拌返混式反应器，搅拌器采用电机驱动，设2层搅拌桨，上层为6个直叶涡轮式搅拌桨，下层为4叶桨式搅拌桨，桨叶呈45度倾斜。搅拌器为钛材，驱动搅拌器的电机功率1500千瓦。反应器壳体为65+3毫米碳钢衬钛复合板，主要参数为直径7600×8600毫米，设计压力2兆帕，设计温度252摄氏度。氧化反应器的制造难点，一是钛复合板材的爆炸贴合和成型，要防止贴合面的分离，二是钛材和复合钛材的焊接技术、探伤和热处理技术，三是大型反应器的组装和试验技术，四是要具备清洁的净化车间，以达到防止污染的目的。过去国内建设的PTA装备的氧化反应器都是从国外引进。搅拌器和气液分布器是氧化反应器的关键设备，如果国外或国内设计单位能够提供设计条件，国内南化公司机械厂、西安西北有色金属研究院、南京宝色钛业公司、宝鸡有色金属加工厂等都可以完成施工图设计和制造，他们大多有碳钢加钛材爆炸复合的技术和钛材设备的制造经验。空气压缩机组空
　　气压缩机是为对二甲苯氧化提供压缩空气，同时可以引入装备副产低压蒸汽及氧化反应的尾气来驱动空气压缩机，实现能量充分利用。空气压缩机一般分为由单轴压缩机组成的单轴机组和由齿轮式压缩机组成的多轴机组。单轴机组由高压空压机、低压空压机、透平膨胀机、汽轮机组成。多轴机组由多轴压缩机、透平膨胀机、汽轮机组成。百万吨级PTA装备空气压缩机的主要技术参数为：入口流量38.6976万标准立方米，出口压力1.975兆帕，设计温度162摄氏度，轴功率5.5万千瓦。对于PTA装备的空气压缩机，国内沈阳鼓风机厂的现有压缩机技术可以覆盖，属于成熟技术，与其他空气压缩机相比只是工艺参数的变化而已。陕西鼓风机厂的轴流式压缩机也可以满足大型PTA装备空气压缩机的要求。回转式干燥机回
　　转式干燥机分氧化干燥机和精制干燥机，其作用是将过滤机输送过来的粗对苯二甲酸滤饼和精对苯二甲酸滤饼在干燥机中去除多余的醋酸和水分。干燥机采用蒸汽作为加热介质，中心管自然出料，回转筒体由电机和齿轮齿圈的驱动在托轮上转动。技术关键在于大齿圈的设计加工制造和进出料端旋转密封及防物料粘贴技术。百万吨级精制干燥器材质为304L不锈钢，主要尺寸为直径5100×39000毫米，传热面积3247平方米。
　　国内天华化工机械研究设计院有自己的专有技术和多年的研究开发经验，表现在蒸汽管回转干燥机的工程放大技术，蒸汽管回转干燥工艺模型，蒸汽管回转干燥传热系数及物料停留时间关联式，蒸汽管回转干燥工艺计算方法，双排管到多排管汽液流动及布管模型，蒸汽分配器流道开发及布管问题，干燥机关键部件结构专有技术，腐蚀及选材研究，干燥单元设备成套化开发，加工工艺成套技术。对于百万吨级PTA回转干燥机，虽然在制造和运输上会有不少困难，但国内设计制造还是有一定的基础。压力离心机压
　　力离心机的作用是将母液和固体在离心力和压力下分离，属于高速、立式螺旋沉降式差速离心机，离心机转鼓直径1200毫米，转速2000转/分钟，处理能力50吨/小时。技术关键在于大功率高精度行星差速器技术、不锈钢转鼓离心浇注技术、大直径双端面机械密封制造技术。
　　国内压力离心机专业制造企业有重庆江北机械厂和吉林化工机械厂，上海石化机械制造公司和辽阳化纤公司机械厂也都为PTA装备研制过压力离心机。但这些厂都没有研制大直径、高转速的立式螺旋沉降式差速离心机的经验，如果组织有针对性的研发，其开发能力和设计制造水平还是能够胜任的。
　　基于国内企业长期对PTA主要设备的了解和国内机械制造企业多年来的技术进步，由国内研制百万吨级PTA主要设备是可行的。我国不能长期依赖进口国外设备，这不利于国内石化工业的发展，应该有信心通过科研、设计、制造、用户的通力合作，实现大型PTA工艺技术和主要设备的国产化。李世耘