天華院：深耕化工裝備制造 科技創(chuàng)新賦能新質(zhì)生產(chǎn)
發(fā)布日期：2024-07-29
近日，天華院研制的HZG4800*35000型、單臺最大年產(chǎn)180萬噸全球最大規(guī)格精對苯二甲酸（PTA）強(qiáng)制出料蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)在浙江寧波臺塑工業(yè)園成功投產(chǎn)。PTA是全球重要的大宗有機(jī)原料之一，廣泛用于化學(xué)纖維、輕工、電子、建筑等與國民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域，市場需求量大，生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)格。干燥機(jī)作為PTA生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，其性能直接影響到PTA的質(zhì)量和產(chǎn)量。
精對苯二甲酸（PTA）強(qiáng)制出料蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)
此次天華院針對臺塑集團(tuán)工藝及產(chǎn)能需求非標(biāo)研制的這款強(qiáng)制出料PTA干燥機(jī)，空載總重達(dá)720噸，其中最大旋轉(zhuǎn)部件空載重量540噸，含料后的最大旋轉(zhuǎn)部件重達(dá)710噸，規(guī)格大，其強(qiáng)制出料的設(shè)計(jì)有效保證了物料在干燥過程中的均勻性和可控性。
深耕裝備六十余年的“單項(xiàng)冠軍”
“蒸汽管回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)”作為天華院的龍頭產(chǎn)品，是工業(yè)和信息化部公布的第八批制造業(yè)單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品。自1993年成功研制出第一臺國產(chǎn)化蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)，天華院不斷突破技術(shù)難題，完全實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)的國產(chǎn)化替代與應(yīng)用。該產(chǎn)品不僅關(guān)鍵性能指標(biāo)處于國際同類產(chǎn)品領(lǐng)先水平，且價(jià)格僅為進(jìn)口設(shè)備的一半，現(xiàn)已在國際國內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用，國內(nèi)市場占有率位居首位，國際市場占有率名列前茅。
基于該產(chǎn)品，天華院累計(jì)獲得發(fā)明專利30件，實(shí)用新型專利9件，制修訂標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，先后榮獲中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)、中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、甘肅省專利一等獎(jiǎng)、甘肅省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中國冶金行業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
天華院作為一家具有65年發(fā)展歷史的科技創(chuàng)新型企業(yè)，自成立初便肩負(fù)著我國化工、石化行業(yè)大型非標(biāo)設(shè)備的國產(chǎn)化重任。近年來，天華院積極開展大型非標(biāo)化工裝備及技術(shù)的國產(chǎn)化攻關(guān)，在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)域形成長期技術(shù)優(yōu)勢與產(chǎn)品話語權(quán)，現(xiàn)已發(fā)展為國內(nèi)重要的石油化工專用設(shè)備研究院和重大裝備實(shí)驗(yàn)研發(fā)基地以及重大裝備生產(chǎn)制造基地，推動(dòng)我國化工裝備制造產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展的生力軍。
“習(xí)近平總書記指出，必須加強(qiáng)科技創(chuàng)新特別是原創(chuàng)性、顛覆性科技創(chuàng)新，加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)，使原創(chuàng)性、顛覆性科技創(chuàng)新成果競相涌現(xiàn)，培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的新動(dòng)能。未來，天華院將繼續(xù)聚焦化工成套技術(shù)裝備細(xì)分領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進(jìn)一步強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新、品牌培育，加快企業(yè)高端化、智能化、數(shù)字化、綠色化發(fā)展，堅(jiān)持科技創(chuàng)新與科技成果轉(zhuǎn)化的道路，對標(biāo)國際先進(jìn)技術(shù)，更好地發(fā)揮制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)示范標(biāo)桿作用，為化工、石化企業(yè)提供值得依賴的產(chǎn)品。”天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司黨委書記、執(zhí)行董事、總經(jīng)理何德強(qiáng)說。
在國內(nèi)干燥設(shè)備領(lǐng)域“遙遙領(lǐng)先”
單項(xiàng)冠軍榮譽(yù)的背后，是天華院在干燥設(shè)備專業(yè)領(lǐng)域數(shù)十年如一日的不懈堅(jiān)持。
今年3月，由天華院自主研發(fā)的國內(nèi)首套8萬噸/年聚甲醛裝置后處理系統(tǒng)一次性投料成功，實(shí)現(xiàn)了聚甲醛裝置中關(guān)鍵工藝及關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化應(yīng)用。
聚甲醛裝置后處理系統(tǒng)
聚甲醛是一種優(yōu)良的工程塑料，是世界五大工程塑料之一，由于其具有良好的硬度、強(qiáng)度、剛性、自潤滑性及耐化學(xué)品等性能，廣泛應(yīng)用于電子電氣、機(jī)械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域。
目前，聚甲醛生產(chǎn)工藝主要包括干法工藝和濕法工藝兩種技術(shù)。相對于干法工藝，濕法工藝具有系統(tǒng)穩(wěn)定性高、產(chǎn)品質(zhì)量更優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)，且應(yīng)用較為廣泛。由于專利技術(shù)的原因，濕法工藝中大多數(shù)關(guān)鍵技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備我國未完全掌握，導(dǎo)致國內(nèi)在該領(lǐng)域始終處于空白狀態(tài)，曾長期制約了我國聚甲醛行業(yè)的發(fā)展。
據(jù)天華院干燥設(shè)備研究所副所長李盈海介紹，天華院早在十年前就開始對聚甲醛裝置后處理系統(tǒng)開展研究、開發(fā)，并形成了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備。聚甲醛后處理系統(tǒng)一次性投料成功，實(shí)現(xiàn)了聚甲醛裝置中關(guān)鍵工藝及關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化應(yīng)用，是天華院繼聚苯醚、己二酸等新材料領(lǐng)域后的又一重要科研開發(fā)成果的應(yīng)用，進(jìn)一步提升了天華院在新材料行業(yè)的知名度，成為又一個(gè)重要的利潤增長點(diǎn)。
長期以來，天華院始終堅(jiān)持“以市場為導(dǎo)向，以研發(fā)為基礎(chǔ)，以成果轉(zhuǎn)化為主線”的發(fā)展方向，聚焦能源裝備的產(chǎn)業(yè)技術(shù)、創(chuàng)新需求，在關(guān)鍵核心技術(shù)上不斷突破，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。2007年，天華院獲國家科技部批復(fù)組建了國家干燥技術(shù)及裝備工程技術(shù)研究中心，進(jìn)一步匯聚創(chuàng)新資源、凝聚創(chuàng)新力量、集聚創(chuàng)新優(yōu)勢，引領(lǐng)我國干燥行業(yè)向多領(lǐng)域、深層次、高附加值方向發(fā)展。2014年，天華院“污泥攪動(dòng)型間接熱干化和復(fù)合循環(huán)流化床清潔焚燒集成技術(shù)”榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
5月12日，由天華院參與研發(fā)的全球最大單套年產(chǎn)100萬噸丙烷脫氫（PDH）項(xiàng)目在福清江陰港城經(jīng)濟(jì)區(qū)中景石化科技園正式投產(chǎn)。這個(gè)項(xiàng)目在行業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)設(shè)備及配件國產(chǎn)化率超99.5%，創(chuàng)造了10個(gè)全球、全國首臺套設(shè)備，其中兩個(gè)全球NO.1屬天華院創(chuàng)造。其一是“年產(chǎn)120萬噸熱塑性彈性體聚丙烯裝置環(huán)管反應(yīng)器”，該反應(yīng)器高度近70米、重量達(dá)201噸，是天華院首次采用荷蘭利安巴塞爾先進(jìn)工藝實(shí)現(xiàn)的一次重大突破，屬當(dāng)前世界最大的聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器；其二是“年產(chǎn)100萬噸丙烷脫氫裝置丙烷丙烯分離塔”，該“巨無霸”產(chǎn)品塔高138米，重量2250噸，含塔內(nèi)件3400噸，容積11000立方米，為當(dāng)前全球高度最高、容積最大的丙烷丙烯分離塔。這兩個(gè)NO.1產(chǎn)品均屬天華院在相關(guān)領(lǐng)域取得的首次突破，為進(jìn)一步提升天華院在石油化工領(lǐng)域的技術(shù)裝備制造能力打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
天華院被中景石化授予全球化工裝備首臺套合作研發(fā)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)
天華院總經(jīng)理助理、該項(xiàng)目攻關(guān)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張萬堯介紹，“近兩年，天華院在聚烯烴、聚丙烯等相關(guān)領(lǐng)域取得一次次技術(shù)突破，贏得一個(gè)個(gè)業(yè)界口碑，市場競爭力顯著提高，是天華院日積月累的創(chuàng)新方才鑄就了質(zhì)的飛躍，是中景石化等一批化工裝備行業(yè)客戶的支持與信賴才讓天華院一次次展示了國產(chǎn)化裝備設(shè)計(jì)制造能力。”
EKATO與天華院簽署技術(shù)合作框架協(xié)議
也正是這一系列的技術(shù)突破和成果應(yīng)用，使得天華院在深受國內(nèi)業(yè)主青睞的同時(shí)，也獲得了更多國際客戶的關(guān)注。就在不久前，作為擁有90年歷史的混合技術(shù)全球領(lǐng)軍者德國EKATO攪拌技術(shù)有限公司，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研天華院研發(fā)創(chuàng)新能力及裝備制造能力后，與天華院就聚丙烯反應(yīng)器技術(shù)簽署框架合作協(xié)議，雙方將在優(yōu)勢互補(bǔ)的基礎(chǔ)上，圍繞能源裝備領(lǐng)域聯(lián)袂開展國際合作，力爭在行業(yè)內(nèi)不斷取得新突破。
“我們持續(xù)開展重大核心干燥技術(shù)及裝備的國產(chǎn)化研制和自主創(chuàng)新工作，完成了我國石化重大干燥設(shè)備國產(chǎn)化替代任務(wù)，大幅節(jié)約了設(shè)備引進(jìn)費(fèi)用。同時(shí)，在新材料的研究方面，我們開發(fā)了一系列成套新技術(shù)產(chǎn)品，并成功應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域，助力推動(dòng)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。”李盈海說。
在高分子材料、余熱回收、電化學(xué)等領(lǐng)域前景廣闊
干燥設(shè)備領(lǐng)域之外，天華院在對位芳綸反應(yīng)器、余熱回收、腐蝕電化學(xué)工程、防腐保溫成套設(shè)備、環(huán)境治理等細(xì)分領(lǐng)域同樣積累了雄厚的科研實(shí)力，占據(jù)國內(nèi)市場領(lǐng)先地位。
對位芳綸纖維
對位芳綸纖維（PPTA）是一種新型特種高分子材料，與超高分子量聚乙烯纖維和碳纖維并稱為三大高性能纖維，具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于光纖通信、海洋開發(fā)、土木工程、摩擦密封、彈性體增強(qiáng)等領(lǐng)域，但又不可替代。隨著近幾年我國對位芳綸國產(chǎn)化進(jìn)程的不斷加快，如何研發(fā)一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的聚合反應(yīng)器，從而完全替代進(jìn)口反應(yīng)器，滿足國內(nèi)對位芳綸裝置建設(shè)的需求迫在眉睫。
天華院作為“中國雙螺桿擠出機(jī)發(fā)源地”，自1965年遷至蘭州即開始設(shè)計(jì)開發(fā)各類型的特種雙螺桿擠出機(jī)。經(jīng)過數(shù)十年的刻苦研發(fā)，不僅在擠出機(jī)領(lǐng)域取得了豐碩成果，其在聚碳酸酯粉末（PC粉）和聚酯絮片造粒領(lǐng)域以及聚烯烴彈性體（POE）等新型高端新材料擠壓造粒領(lǐng)域亦是具有先發(fā)優(yōu)勢。憑借天華院多年在擠出行業(yè)的技術(shù)積累，天華院聚焦對位芳綸聚合反應(yīng)器的研究開發(fā)，不斷探索，一步步解決關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)，最終突破壁壘，取得了對位芳綸反應(yīng)器的重大突破，形成了一套具有完整設(shè)計(jì)、計(jì)算理論和方法的自主知識產(chǎn)權(quán)的系列化對位芳綸反應(yīng)器，補(bǔ)齊了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白，實(shí)現(xiàn)了我國高性能纖維行業(yè)的重大突破。2021年，由天華院聯(lián)合攻關(guān)的“千噸級對位芳綸工業(yè)化示范裝置成套技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目獲得了中國石化科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，并被“中央企業(yè)科技創(chuàng)新成果推薦目錄（2020年版）”收錄。
甘肅省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目丙烷脫氫熱能回收一體化裝備技術(shù)開發(fā)
廢熱鍋爐研究所作為天華院重要專業(yè)之一，是國內(nèi)薄管板廢熱鍋爐的先行者。該所研發(fā)的工業(yè)氣體高溫高壓余熱回收技術(shù)已經(jīng)非常成熟，市場占有率達(dá)85%以上，實(shí)現(xiàn)了高溫到低溫，低壓到高壓的余熱回收，提高了多個(gè)行業(yè)的余熱綜合回收水平，且開發(fā)了碎煤加壓氣化裝置立式高溫含灰余熱回收成套裝備技術(shù)和高溫固體物料余熱回收技術(shù)，并不斷將科技創(chuàng)新成果推向市場。目前，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制氫、甲醇、烯烴、合成氨、煤制氣、LNG、硫回收等石油石化、煤化工領(lǐng)域。
天華院廢熱鍋爐研究所副所長王延軍說，工業(yè)余熱回收領(lǐng)域市場空間巨大，目前天華院已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大型化高溫高壓廢熱鍋爐成套技術(shù)國產(chǎn)化，成功應(yīng)用于30萬噸/年合成氨裝置轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐、8萬Nm3/h和10萬Nm3/h天然氣制氫裝置蒸汽發(fā)生器、合成氨裝置高溫余熱回收系統(tǒng)及二段轉(zhuǎn)化爐等領(lǐng)域，解決了我國多項(xiàng)高溫高壓廢熱鍋爐領(lǐng)域的技術(shù)難題，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，達(dá)到了國際先進(jìn)水平，獲得了行業(yè)內(nèi)一致好評。近日，該研究所設(shè)計(jì)制造的內(nèi)徑Φ3300mm、長度約13300mm、總重達(dá)125噸的60萬噸/年丙烷脫氫裝置反應(yīng)流出物蒸汽發(fā)生器順利交付并完成現(xiàn)場安裝調(diào)試，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)滿足工藝要求并獲得用戶認(rèn)可與好評。
天華院陽極保護(hù)設(shè)備裝配車間
科技創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的動(dòng)力源泉。在天華院陽極保護(hù)設(shè)備裝配車間，工人們正在進(jìn)行陽極保護(hù)濃硫酸換熱器等設(shè)備的加工制造。陽極保護(hù)技術(shù)是硫酸生產(chǎn)設(shè)備中的重要防腐保護(hù)技術(shù)，目前國內(nèi)的硫酸生產(chǎn)企業(yè)幾乎全部采用了陽極保護(hù)設(shè)備。天華院是國內(nèi)陽極保護(hù)技術(shù)的發(fā)源地，技術(shù)水平國際領(lǐng)先，已經(jīng)陸續(xù)研發(fā)并產(chǎn)業(yè)化陽極保護(hù)系列產(chǎn)品，成為了國內(nèi)外重大項(xiàng)目陽極保護(hù)設(shè)備供應(yīng)商，市場認(rèn)可度高。
5x100萬噸制酸項(xiàng)目配套25臺陽極保護(hù)酸冷器出廠
天華院化工材料及腐蝕研究部副部長、電化學(xué)所副所長李文浩介紹，陽極保護(hù)濃硫酸換熱器占據(jù)國內(nèi)75%以上的市場份額，年產(chǎn)量在300臺以上，年產(chǎn)值超1億元。
十三五國務(wù)院重點(diǎn)項(xiàng)目“引漢濟(jì)渭”引水管道工程
天華院管道工程技術(shù)研究所是一個(gè)以“外定徑一步法”硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫管成型工藝研發(fā)起家的專業(yè)研究所。1985年，該所自主研發(fā)的“鋼管道防腐保溫泡沫黃夾克“一步法”成型工藝技術(shù)榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。隨后研究所專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)深耕技術(shù)，陸續(xù)完成鋼質(zhì)管道3PE防腐成套裝備國產(chǎn)化，大口徑鋼質(zhì)管道環(huán)氧粉末噴涂技術(shù)，成功應(yīng)用于“引漢濟(jì)渭”輸水管道工程等國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目。2010年在國內(nèi)開發(fā)出泡沫噴涂纏繞成型硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫管工藝，并通過國家標(biāo)準(zhǔn)制定，推動(dòng)該工藝在國內(nèi)供熱管道工程項(xiàng)目大面積推廣使用。近年又連續(xù)推出了PERT柔性連續(xù)保溫管工藝、大口徑熱煨彎管3PE包覆法成型工藝，全自動(dòng)管道防腐保溫成套裝備（黑燈工廠）。
“管道工程技術(shù)研究所近年來為國內(nèi)大慶油田、長慶油田、海油發(fā)展等各大油田，東宏管業(yè)、青龍管業(yè)、華油鋼管等各大鋼管廠提供管道相關(guān)成套裝備百余條（套）。并積極開拓海外市場，成套裝備先后出口馬來西亞、巴西、阿爾及利亞、巴基斯坦、烏茲別克斯坦等國家。天華院相關(guān)管道成套裝備在國內(nèi)外獲得了業(yè)主和使用方高度認(rèn)可。”天華院副總工程師、管道工程技術(shù)研究所所長蒲旭亮表示，“今后，天華院管道工程技術(shù)研究所將始終堅(jiān)持以技術(shù)驅(qū)動(dòng)發(fā)展，助力管道裝備行業(yè)進(jìn)步。”
丙烯醛尾氣RTO處理優(yōu)化項(xiàng)目
作為國資央企，天華院在積極培育壯大干燥工程技術(shù)與裝備、對位芳綸反應(yīng)器、余熱回收、腐蝕電化學(xué)工程等核心專業(yè)的同時(shí)，不斷推動(dòng)綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)的長效發(fā)展。目前，熱力銷毀等環(huán)境治理技術(shù)已成為天華院幫助業(yè)主升級和改造相關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的代表性技術(shù)。天華院也已從最初單一的陶瓷蓄熱體研究開發(fā)，成長為擁有蓄熱式焚燒、直燃式焚燒、廢氣和廢液濃縮技術(shù)、有機(jī)廢液焚燒技術(shù)等多種環(huán)境治理技術(shù)的環(huán)保裝備供應(yīng)商。
近年來，隨著國內(nèi)各行業(yè)相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的密集出臺，天華院針對新能源行業(yè)、廢舊鋰電池回收利用等新興產(chǎn)業(yè)，按照“一廠一方案”為用戶量身定制安全可靠的裝備解決方案，幫助用戶解決環(huán)境排放問題。同時(shí)，采用“收集設(shè)計(jì)+預(yù)處理+負(fù)壓回收或利用現(xiàn)有裝置焚燒”的方式，最大限度地降低能耗和回收熱量，降低設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用，在節(jié)能減排方面貢獻(xiàn)裝備力量。目前，天華院環(huán)保裝備已在石油化工、醫(yī)藥、涂布和焦化等傳統(tǒng)行業(yè)廣泛應(yīng)用。依托咨詢和工程設(shè)計(jì)，天華院還具有為用戶提供項(xiàng)目前期規(guī)劃和項(xiàng)目實(shí)施階段設(shè)計(jì)施工EPC服務(wù)能力。
何德強(qiáng)表示，科技創(chuàng)新作為推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求和重要著力點(diǎn)，已經(jīng)成為打開新質(zhì)生產(chǎn)力大門的一把“金鑰匙”，破譯高質(zhì)量發(fā)展的“新密碼”。多年來深耕化工裝備制造領(lǐng)域研發(fā)帶來的“經(jīng)濟(jì)紅利”正在逐步釋放，推動(dòng)天華院走出了一條以科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的路子。
今年，天華院將持續(xù)加強(qiáng)在新材料、新能源、節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的科技攻關(guān)力度，重點(diǎn)推進(jìn)一系列關(guān)鍵核心技術(shù)的國產(chǎn)化攻關(guān)，安排部署了39項(xiàng)重點(diǎn)科研項(xiàng)目。上半年，天華院科技投入占比已超6.6%，累計(jì)申請專利41項(xiàng)，發(fā)明專利占73.2%；授權(quán)專利40項(xiàng)，外觀設(shè)計(jì)2項(xiàng)，起草發(fā)布團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。榮獲甘肅省專利一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國石油化工集團(tuán)有限公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國石油和化工自動(dòng)化應(yīng)用協(xié)會(huì)2023年度科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
