化工装备大发展717-全球单厂规模最大煤制烯烃项目关键设备国产化

海纳百航 2024-02-25 08:25:30

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全球单厂规模最大的煤制烯烃项目

内蒙古宝丰煤基新材料有限公司为宁夏宝丰能源集团股份有限公司以自有资金人民币95000万元与其全资子公司宁夏宝丰能源集团烯烃二厂有限公司共同在内蒙设立的子公司。

项目拟以内蒙古宝丰煤基新材料有限公司为主体,结合配套建设风光制氢一体化示范项目,实现绿电、绿氧、绿氢耦合碳减排基础上减少外购甲醇量稳定烯烃产能。

工程总投资:报批总投资4781137万元,其中建设投资(含增值税)4431109万元,建设期利息315296万元,铺底流动资金34732万元。

建设规模主要建设3×220万吨/年甲醇装置(含7×110000Nm3/h氧气的空分,3×56.2万Nm3/h有效气(CO+H2)的气化、变换及热回收和低温甲醇洗,3×6.5万吨/年硫磺回收)、3×100万吨/年甲醇制烯烃装置(含烯烃分离)、3×50万吨/年聚丙烯装置、3×55万吨/年聚乙烯装置、20万吨/年C4制1-丁烯装置、20万吨/年蒸汽裂解装置。除生产聚丙烯和聚乙烯外,还同时副产硫磺、重碳四、C5+、乙烯焦油、MTBE等配套装置。

内蒙宝丰以煤为原料,采用航天炉生产MTO级甲醇,大连化物所DMTO-Ⅲ技术甲醇制烯烃,Unipol气相流化床工艺生产聚乙烯,Basell公司Spheripol液相气相组合式工艺生产聚丙烯。烯烃规模为300万吨/年,其中有40万吨/年烯烃通过逐年补入绿氢耦合实现。

项目采用绿氢与现代煤化工协同生产工艺,烯烃总产能为300万吨/年,是目前为止全球单厂规模最大的煤制烯烃,也是全球唯一一个规模化用绿氢替代化石能源生产烯烃的项目。

化工装备大发展697-兰石重装移动工厂造宝丰新材料24台超大型设备

2023-12-07 09:28·海纳百川HGR

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内蒙古宝丰煤基新材料有限公司绿氢与煤化工耦合碳减排创新示范项目

内蒙古宝丰煤基新材料有限公司为宁夏宝丰能源集团股份有限公司以自有资金人民币95000万元与其全资子公司宁夏宝丰能源集团烯烃二厂有限公司共同在内蒙设立的子公司。拟以内蒙古宝丰煤基新材料有限公司为主体,结合配套建设风光制氢一体化示范项目,实现绿电、绿氧、绿氢耦合碳减排基础上减少外购甲醇量稳定烯烃产能,投资约478.11亿元在内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗苏里格经济开发区图克工业项目区规划建设内蒙古宝丰煤基新材料有限公司绿氢与煤化工耦合碳减排创新示范项目。项目建设规模为300万吨/年烯烃,甲醇制烯烃核心装置采用DMTO-Ⅲ代技术。

2023年3月1日,内蒙古宝丰煤基新材料有限公司一期260万吨/年煤制烯烃和配套40万吨/年植入绿氢耦合制烯烃项目甲醇建安工程正式开工。

兰石重装移动工厂制造24台超大型设备

该项目甲醇洗涤塔、丙烯精馏塔、CO 产品塔、H2S浓缩塔、热再生塔、尾气水洗塔等24台设备由兰石重装移动工厂分公司承制,设备群总重量14278吨。其中,甲醇洗涤塔单台重量1610吨、高度近100米,丙烯精馏塔直径7.4米,制造难度大。

兰石重装完成甲醇洗涤塔筒节、丙烯精馏塔瓦片厂内制造,成型后发往宝丰现场进行组焊,现场分三段卧式制造,最后立式总装环缝,交付客户。

丙烯精馏塔是丙烯精馏区的核心设备,塔总高83.63米、总重达到930吨。

2023年10月,内蒙古宝丰煤基新材料有限公司绿氢与煤化耦合碳减排创新示范项目1#烯烃分离装置首台大件设备——丙烯精馏塔成功起吊就位。丙烯精馏塔的吊装标志着该项目顺利完成首个节点目标,为加快后续产品制造奠定了坚实基础。

2023年12月2日,随着丙烯精馏塔最后一段的成功吊装就位,至此,内蒙宝丰煤基耦合绿氢制烯烃项目1#烯烃分离装置的丙烯精馏塔实现成功封顶。

截止2023年12月5日,内蒙宝丰煤基耦合绿氢制烯烃项目1#烯烃分离装置已就位丙烯精馏塔等5台大型塔器,丙烯精馏塔上段的成功封顶,标志着该项目又一里程碑节点顺利实现,拉开了1#烯烃分离装置设备全面安装帷幕。

年产300万吨煤制烯烃项目MTO装置反应器

 2024年年初,由中建安装旗下苏杭公司承建的内蒙古宝丰煤基新材料年产300万吨煤制烯烃项目MTO装置反应器封顶。

  2023年5月,MTO装置核心设备——反再两器设备制造安装正式开工,其中反应器最大直径16.9米,总重2022吨,本体总高40.01米,安装在15.5米高混凝土框架基础上,如此高、重、大的反应器,制作完成后如何安全、快速吊装,成为摆在项目团队面前的首要难题。

为此,项目团队在提前开展数据采集、施组设计、资源组织等筹备工作后,经过多次反复论证,前后变更了5次方案,最终确定反应器分两段吊装就位的方案,保证大部分工作均能在预制场集中完成,便于质量管控、节省施工工期。同时反应器第二段总重达1050吨,综合考虑进度、质量、安全等因素,项目团队确定了利用两台1600吨履带吊“双机抬吊”整体吊装的工艺。但“双机抬吊”同步配合难度大,指挥和操作技术要求高,加之“双机抬吊”吊装设备超千吨,在国内煤化工领域尚属首次。

从方案编制到正式吊装,每一步都是全新的尝试。项目团队通过有限元受力分析、精准模拟吊装过程,对反应器上段吊装结构强度、反应器合拢环焊缝局部热处理结构强度和刚度进行分析计算,合理分配每台履带吊的负载,并及时清理出2000多平方米场地确保吊装安全。寒风凛冽中,两台臂展长百米的“超级巨无霸”傲然屹立。“一切准备就绪,吊装正式启动!”伴随着现场总指挥一声令下,两台“巨无霸”缓缓起吊,在百米高空密切配合,并通过通信信号传输同步控制,确保起升速度、角度和位置同步,最终,反应器双机吊装一次性成功。匠心兼程,步履不停,项目团队不曾懈怠,又紧锣密鼓投入到下一场“战斗”中,在15天内陆续完成该套MTO装置反应器、再生器、反应器三旋吊装工作。

自主制造 上新“巨型麦克风”

在项目现场的另一边,三台巨型“麦克风”高耸,这是PE装置核心设备聚乙烯反应器,单台重达600吨,由中建五洲项目团队首次制造,目前三台反应器均已吊装就位。

聚乙烯反应器分两段制造、合拢拼装,其中异型厚壁锥体上下两端设计直径公差达3.6米,针对锥体尺寸跨度大、筒壁厚的特点,项目团队根据压机能力“诊脉开方”,确定分3段、每段又分为6片制作,通过特制模具分片压制,以满足标准要求,最后在现场“化零为整”,组装成整体,有效提高了施工效率。

在反应器内部有类似管板结构的分布板,由两块板厚145毫米的钢板拼接而成,为控制焊接变形,项目团队采用双面交替焊接,重达28吨的分布板在焊接过程中“翻身”数十次,最终在10米立车的“精雕细刻”下,平面度和圆度均达到图纸精度要求。同时,在反应器上下两段合拢时,为确保直线度,项目团队引入经纬仪进行测量,实现精准对接;通过电加热对合拢缝进行预热,保证焊接温度符合规范要求,最终完美合拢。3台反应器吊装就位后均于2小时内即完成螺栓紧固工作,体现了设备制造的高精度。

国内首次应用4000吨级航天炉

2023年12月20日,内蒙古宝丰煤基新材料有限公司一期260万吨/年煤制烯烃和配套40万吨/年植入绿氢耦合制烯烃项目成功完成了气化装置最后一台气化炉的吊装作业,至此该项目又一重大节点取得了显著突破。

气化装置吊装的粉煤给料罐高25米,直径6米,重615吨,气化炉高26.7米,直径4.4米,重520吨。此装置11台气化炉及11台粉煤给料罐全部吊装完成,安装工程取得了阶段性的胜利,为后续工艺管道如期安装创造了先决条件。

火箭院航天长征化学工程股份有限公司(简称“航天工程公司”)研发的11台4000吨级航天炉在内蒙古完成吊装,标志着该项目设备安装工程全面正式展开,项目建设进入快车道。

项目建成后将是全球单厂规模最大的煤制烯烃项目,也是全球唯一规模化用绿氢替代化石能源生产烯烃的项目。

该项目为宝丰煤基新材料有限公司绿氢与煤化工耦合碳减排创新示范项目,这是航天工程公司与宁夏宝丰能源集团股份有限公司的第4次牵手合作,更是截至目前航天工程公司签约气化炉台数最多、建设规模最大的工程建设项目。

项目气化装置采用航天工程公司独立研发、具有自主知识产权的HT-L航天粉煤加压气化技术;采用11台4000吨级、水激冷航天炉,分3个系列布置,配套6.5MPa高压粉煤输送,从核心设备到工艺流程,均为国内首次应用。

在该项目前期策划及设计阶段,航天工程公司项目团队与宝丰能源建设团队紧密配合,结合宝丰宁东二期、三期项目设计经验及开车反馈,对项目气化装置的工艺方案、总图布置、设备布置等方面进行了全新的设计与优化,确定了专项设计方案18项,提出了设备检修、阀门操作便利性等80余项改进建议;根据本项目实际情况,对装置布置、设备选型及装置结构设计共优化38项,预计减少投资上亿元。装置建成投产后,单台气化炉有效气产量可达260000Nm3/h,将为该项目后续装置的投产运行奠定坚实的基础。

杭氧承制内蒙宝丰项目6套11万等级空分设备

内蒙宝丰煤基新材料煤制烯烃示范项目采用6台套11万空分装置。杭氧为该项目提供6×110000Nm³/h空分装置,沈鼓集团为该项目提供6套11万空分压缩机组。

2023年3月1日,内蒙古宝丰煤基新材料有限公司一期260万吨/年煤制烯烃和配套40万吨/年植入绿氢耦合制烯烃项目空分装置和气化装置正式开工。

2023年6月15日,杭氧集团承担的内蒙古宝丰项目第一批空分设备正在进行吊装发运前的最后准备。在相关技术人员的指挥下,现场秩序井然。该项目6段下塔盖好防护布,完成最后检查,从12米高的行车平稳吊装到运输车上。历时一个小时,三辆运输车缓缓驶出临安制造基地,向着距离三千多千米的内蒙古宝丰项目现场驶去。

此前,内蒙古宝丰项目首台大型空分装置水冷塔于6月9日顺利按照用户要求节点,提前交付并完成首台大型空分设备的吊装就位工作,标志着内蒙古宝丰6套110000Nm³/h(氧)空分装置进入设备交付期。

为了解决空分设备等级大、塔器直径超出运输极限等问题,在项目初期,杭氧将设计、生产、安装紧密联系在一起,结合装置使用效率、制造困难程度、现场安装可行性等因素,首次采用分段制造、分段发运、用户现场分段安装的方案。制造团队对分段塔器的异地焊接进行多次试验,并考虑到项目现场大风沙尘天气的不利影响,确定采用手工全位置平焊的焊接方式,即焊接工作人员在项目现场温度近50摄氏度的塔器内进行作业,最大限度保障焊接稳定性。该方案的成功实施后,意味着杭氧突破了大直径空分设备制造瓶颈。

不仅如此,全新设计的部机结构也给设备制造带来新挑战。杭氧空分厂重新设计了大尺寸卸料盘、填料安装护栏等工装,确保填料安装工作顺利开展。在第一盘填料安装时,空分厂、设计院、质检部、填料公司相关人员在现场密切关注设备安装情况,见证新结构、新填料、新工装的结合。最后一盘填料安装完成后,空分设备内结实的填料结构足以抵消填料自重带来的偏移,整盘填料结合紧密完全没有松散的迹象,牢靠的填料工装在可靠的操作下把每盘填料都送到了预定的位置。

2023年13月,内蒙古宝丰煤基新材料有限公司4x100万吨/年煤制烯烃示范项目一期260万吨/年项目6×110000Nm³/h空分装置第四套冷箱顺利封顶。

27台套机组全部中标。沈鼓再次刷新大空分领域关键设备国产化纪录

2023年10月20日,由沈鼓集团和杭汽集团联合研制的新一代特大型空分压缩机,在用户单位通过了由中国通用机械工业协会组织的专家评审,标志着这一国产高端装备取得突破。

20日的评审大会上,由中国通用机械工业协会组织的专家组,对宁夏宝丰能源集团三期煤制烯烃项目的2套新一代超大型空分压缩机进行了工业运行中期评审。专家组认为,2套压缩机组自2023年2月投入工业运行以来,至今已平稳运行5000余小时,其各项技术指标满足合同和相关标准要求,达到了国际同类产品先进水平,机组效率和振动值等指标优于国外进口产品水平,是我国重大装备国产化又一重要突破,其技术已具备在大型炼油化工、煤化工等领域推广应用的条件。

新一代超大型空分压缩机组采用轴流+离心共轴结构,由第一代8级轴流+2级离心结构,升级为6级轴流+1级离心结构。与第一代机组相比,新机组尺寸缩小,重量减轻,制造周期得以压缩,而加工效率却有所提高,每小时可制氧10.5万立方米。

2015年8月,由沈鼓集团研制的中国首台十万等级空分压缩机通过验收,标志着中国成为世界上第二个能够设计制造超大型空分装置用压缩机的国家,沈鼓集团成为继德国西门子和曼透平之后,全球第三个能够生产此类产品的企业。

2022年12月27日,内蒙古宝丰煤基新材料有限公司一期项目用6台套11万空分装置压缩机组订单,全部由沈鼓中标,这也是目前全球单厂规模最大的煤制烯烃项目。沈鼓再次刷新大空分领域关键设备国产化纪录。

空分装置是煤化工项目的核心装置,而压缩机组是整个空分装置中的关键“心脏”设备。沈鼓自上世纪90年代初就开展了2万至12万等级空分压缩机的自主研发工作。2004年,第一套国产大型空分装置用压缩机在沈鼓问世,结束了我国不能生产4万以上等级空分装置用压缩机的历史。此后十年间,沈鼓实现了核心技术自主研发达到世界先进水平的巨大跨越,成为世界上少数几个能够自行研发、设计、制造超大型空分装置压缩机组的企业。

据了解,沈鼓此次中标的内蒙古宝丰煤基新材料有限公司一期项目,采用绿氢与现代煤化工协同生产工艺,烯烃总产能为300万吨/年,是目前全球单厂规模最大的煤制烯烃项目,也是全球唯一规模化用绿氢替代化石能源生产烯烃的项目。

除空分装置外,项目中甲醇装置、MTO装置、PP装置、PE装置等全工艺线流程压缩机27台套机组,也由沈鼓全部中标。

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