我国大型氮肥成套工艺技术装备研发透析
我国大型氮肥成套工艺技术装备研发透析核心提示：大化肥踏上国产化之路 2月20日，记者从科技管理部获悉，中国石油自主开发的大型氮肥工业化成套技术打破国外公司长期垄断的局面，带动我国大氮肥装备国产化提供了有力支撑，提升了中国石油乃至我国化肥行业在国际氮肥领域的地位；依托前些年为调峰需要规划的工程建设项目，装置关键设备和DCS国产化率达到95%。利用自主技术建设大型氮肥装置的重大突破，将改写我国大型化肥项目建设依靠引进的历史。 粮食生产呼唤清洁化肥 农业发展离不开化肥。在农业生产发展的各种相关因素中，20世纪全世界农作物产量增加的50%来自于化肥。 在世界能源日益紧张而氨合成工艺没有革命性突破的今天，随着合成氨、尿素的生产能力向原料产地聚集，装置规模也向着大型化、节约化、清洁化的方向发展。近几年来，世界合成氨装置的规模越来越大，以期利用较大的装置带来更好的规模经济效益。 尿素是氮肥中最主要的一种，其含氮量高，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。目前，我国尿素主要用于农业生产，该领域的消费量占总消费量的80%左右。 为保证我国粮食安全，我国政府不断加大对农业的支持和保护力度，调动农民种粮积极性，促使我国化肥消费量逐年递增。但对农业大国中国来说，不仅需要化肥企业生产更多更高效更清洁的化肥产品，降低化肥施用对环境的影响，而且还需要化肥企业通过提升装置的规模效益和降低能耗来降低产品成本，推动我国清洁化肥施用，促进粮食生产。 目前，我国尿素生产企业中，以煤为原料的已经超过70%，虽然天然气调峰功能的“气头”大化肥是必要补充，但随着天然气下游需求的增加，“气头”大化肥只有依靠技术进步降低天然气用量、提高天然气利用效率寻找出路。 自主创新增强发展后劲 我国自上世纪70年代开始引进国外氮肥生产技术，目前已建成40多套生产装置，但重大核心技术长期依赖引进，不仅建设成本高，影响中国化肥企业的核心竞争能力，而且制约了中国氮肥技术创新能力和工程化能力的提高，导致我国化肥工业技术进步没有后劲。 中国石油大型氮肥工业化成套技术开发重大科技专项2009年11月4日正式立项，由中国寰球工程公司、宁夏石化公司、中国石油石油化工研究院和经济技术研究院共同承担。 通过重大科技专项项目组的团结协作、努力攻关，专项不断取得突破性阶段成果。其中寰球公司在消化吸收多套大型氮肥装置工程设计和宁夏石化等单位生产运行经验的基础上，对成套工艺技术、关键工艺设备和大型工程化技术等开展攻关研究，通过优化流程和集成创新，在国内首次自主开发完成生产规模最大、以天然气为原料的45万吨/年合成氨和80万吨/年尿素装置工艺包，并通过审查。 项目组研究开发成功了多项关键技术，如建立了功能强大的氨合成反应模型，解决了MDEA电解质液体吸收物系二元交互作用参数难题，集成解决了多项合成氨尿素工艺工程技术难题等。重大科技专项成果直接转化成生产力，为中国化肥行业自主设计、自主建设大型氮肥装置提供了坚实基础。 联合攻关带动产业进步 大化肥联合攻关也带动了民族工业和相关产业技术进步。项目组与沈鼓、新锦化机等联合攻关，实现了大型压缩机组等主要设备国产化，总台套数达到246。依托大型氮肥工业化成套技术开发重大科技专项，中国寰球公司等一批中国的化肥设计建设队伍以及沈鼓、新锦化机等民族制造业不断成长。 寰球公司集成创新开发的两项我国自主知识产权的尿素专利技术，已被国家知识产权局授予发明专利。其中“TRIP-I”工艺（全循环改进工艺之一），是基于ACES工艺技术基础上研发出的全流程新工艺，工艺冷凝液的水解解吸等在世界上是首创。寰球公司还研究出了新型二氧化碳汽提技术，具有能耗低、操作控制简单、安全可靠等特点。 中国石油自主开发出“气头”大型氮肥成套工艺技术，并在2012年6月开工的宁夏石化分公司45万吨/年合成氨、80万吨/年尿素装置大化肥项目中首次应用。截至目前，宁夏石化大化肥项目已经完成设计100%、采购97%、施工74%，标志着我国首个国产化大型氮肥成套工业化技术应用取得重大进展。 宁夏石化公司新建氮肥装置主要设备国产化率高达95％以上，特别是核心设备——一段蒸汽转化炉及氨合成塔，其工艺设计和设备制造全部由国内完成，形成了完整的成套技术。 宁夏石化公司大氮肥装置建设将打破长期以来国外专利商在大氮肥技术领域的垄断局面，填补国内空白，具有自主知识产权的大型氨合成塔等关键设备的设计制造，进一步提高了大氮肥装置的设备国产化率，增强了中国石油清洁化肥行业发展的核心竞争力。此外，采用自主技术也有利于降低建设工程投资，以一套45/80大氮肥装置为例，可以节省投资近3亿元。 尿素产品生产流程简图 新闻透视：大化肥国产化攻关任重道远 多年来，由于没有自主研发技术和装备，我国氮肥装置荟萃了当今国际上大型氮肥装置的主要工艺技术、设备技术和控制技术。 通过科技攻关提升企业核心竞争力、推动化肥行业科技进步，中国石油任重道远。依托我国前些年在西部地区规划的具有天然气供应调峰功能的宁夏石化45万吨/年合成氨、80万吨/年尿素工程项目，中国石油展开了大型氮肥国产化成套技术的专项攻关,旨在快速提升中国石油及氮肥行业的整体技术水平和综合实力，为推进中国粮食生产及农业经济发展方式转变提供技术支撑和科技保障。 我国大型氮肥工业化成套技术开发成功，打破国外公司长期垄断的局面。让中国大型氮肥装置用上自主创新技术，不仅有利于中国石油降低工程建设投资、提高产品市场竞争力，更有利于我国依靠科技进步优化氮肥产业结构，淘汰规模小、能耗物耗高的落后装置，实现节能减排,提高行业整体技术水平以及产业可持续发展能力。同时，通过联合攻关带动民族工业和相关产业技术进步，提高了氮肥行业装备水平和工程化能力，为大型氮肥技术和装备走出国门提供了有力支撑。（作者：何盛宝，系中国石油集团公司科技管理部副总经理） （来源：中国石油报作者：记者王巧然）
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