装置特种阀门项目高新技术改造PTA装置特种阀门攻关.docx
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装置特种阀门项目高新技术改造PTA装置特种阀门攻关
高新技术改造PTA装置特种阀门攻关项目
可行性研究报告
辽阳中盛机械制造有限公司
二○○五年四月
1概述
PTA（精对苯二甲酸）作为聚酯工业的主要原料，直接与聚酯工业的发展有着密切相关的联系。
近几年，由于全球聚酯产品需求量的增加，导致全球具有实力的几家大的供应商加大了投资力度，同时也有部分公司对建设ＰＴＡ项目产生了浓厚的兴趣。
世界两大PTA生产商－－BP和杜邦公司2003年第二季度宣布了PTA产能扩建计划，而伊士曼公司也宣布了将建设世界级的PTA装置。
1.12003年全球部分PTA项目建设与扩建情况
a）韩国Huvis集团拟在四川自贡兴建一座PTA装置。
采用其母公司SK化学和Samyang公司的PTA技术，建设一条55万ｔ／ａ的PTA生产线。
该PTA项目的设计工作将于2007年开始，预计2010年开工。
b）Siam三井PTA公司计划在泰国建设PTA项目。
日本三井化学准备在泰国及中国等地投资建设PTA装置。
三井和泰国Siam粘合剂公司的合资企业－－Siam三井PTA公司计划在2005年下半年投产其位于泰国MabTaPhut的５０万ｔ／ａ的PTA项目。
该公司同时计划扩充现有的位于MabTaPhut的PTA工厂，计划在2004年2月将产能扩充10万ｔ／ａ，达到90万ｔ／ａ。
与此同时，三井化学公司希望在中国江苏建设同样规模的PTA厂。
c）台湾远纺在上海的50万ｔ／ａPTA项目。
台湾远东纺织公司已经在上海浦东投资生产50万ｔ／ａPTA产品，该项目将采用日本技术。
台湾远东纺织公司计划让该合资企业－－东方石化公司（OPC）于2005年第四季度开始营运，OPC将为台湾远纺设在浦东的PET装置提供PTA原料。
d）克瓦纳获得印度PTA项目合同。
克瓦纳工程公司获得了印度石油公司在新德里附近帕尼帕特建设的55.3万ｔ／ａPTA项目设计、采购合同。
该项目计划在2005年5月完成设备安装，随后的２个月内投产，项目将使用杜邦的PTA生产技术，直接转让给印度石油公司。
e）台化（FCFC）赴宁波投资PTA项目。
台塑集团旗下的台湾化学纤维公司（FCFC）表示，该公司在宁波开发区建设PTA装置的计划已获得批准。
该装置生产能力为60万ｔ／ａ。
在宁波开发区内，该公司还计划兴建ABS和PVC项目。
f）俄罗斯Polief计划建PTA装置。
计划在远东地区的布拉格维申斯克建设PTA项目，该项目一期工程将建设年产23万吨PTA装置。
其中，年产11.5万吨的第一条PTA生产线计划在2003年年底投产，第二条PTA生产线和聚酯装置计划在2004年投产。
目前，俄罗斯联邦境内没有PTA生产装置。
g）杜邦与萨班奇将扩建英国维尔顿PTA装置。
杜邦公司与土耳其萨班奇公司的合资企业杜邦萨公司，将对位于英格兰东北部维尔顿的PTA装置进行扩建和现代化改造。
该公司将投资2800万英镑将这座年产近40万吨的装置扩建到年产50万吨的规模，其扩建项目将在2004年９月份完成。
h）BP和伊士曼近期先后宣布建设世界级PTA装置。
BP公司和伊士曼已经正式宣布将建设世界级的PTA装置，BP计划在比利时的Geel建设欧洲4号PTA装置，而伊士曼则把其PTA技术转让给一家中国公司。
BP这座年产70万吨的PTA装置已经处在设计阶段，投产后Geel的PTA年产能将达到170万吨，产品将主要供应欧洲的聚酯生产。
项目施工工作计划在2004年开始，2006年投产。
1.2国内已投产的PTA生产情况
近几年，随着我国聚酯工业的不断发展，国内对聚酯的要求逐渐加大，生产能力迅猛增加，其主要原料PTA也日渐紧俏。
我国现有PTA装置共12套，生产能力达400万t/a，国内PTA生产主要用于聚酯纤维，其消费量约占总产量的90%。
目前我国每年消耗PTA约800万吨，其余400万吨需要进口。
因此，我国每年都要有新的聚酯项目上马。
表1中国PTA主要生产厂家、生产能力及技术来源
单位：
万吨
序号
生产厂家名称
生产能力
工艺路线
1
中石化扬子公司
70
Amoco
2
中石化上海股份有限公司
30
三井－Amoco
3
中石化仪征化纤集团公司
45
Amoco
4
中石油辽化化纤公司
25
三井－Amoco
5
中石油乌鲁木齐石化总厂
15
ICI
6
济南化纤集团公司
15
三井－Amoco
7
合计
1.3技术开发状况
从以上国内已建成和在建的PTA项目的技术来源上看，均是采用国外公司的工艺路线和设备。
为了节约外汇开支，在建设新的进口生产装置的同时，这些装置关键设备的供应和国产化是我国PTA工业的急待解决的关键问题。
辽阳中盛机械制造有限公司总结多年从事维修进口PTA装置特种阀门的经验，有组织、有计划地投入一些人力、物力为进口设备国产化作技术攻关，实现技术和装备国产化，并以成功的事例夺取市场竞争主动权。
1.4PTA装置的特种阀门的用途和性能
PTA装置的特种阀门是进口PTA装置的重要部件，其工作在高温、高压、腐蚀性强、流体粘度大、多次开启等特殊环境，属易损部件。
1.5投资的必要性和社会经济效益
国内引进的PTA装置运行实践表明，PTA装置的特种阀门是进口PTA装置的重要部件，其工作在高温、高压、腐蚀性强、流体粘度大、多次开启等特殊环境，经常出现阀杆自动脱落，泄漏增多等现象，属易损部件，对装置的安稳运行构成了极大威胁，辽阳石油化纤公司PTA装置（原为进口设备）自开车以来，PTA装置的特种阀门故障频繁，仅2002年事故停车就达到246小时之多，严重地影响了PTA生产。
由于PTA特种阀门技术难度大，只有几个发达国家能生产，这些装置每年在进行定期检修和日常维护过程中，特种阀的更换相当频繁，年需用量近万套，价值近亿元，主要靠进口解决，使之成本异常昂贵，每年国家花大量外汇进口，且常因供货不及时，影响PTA装置的正常运转，就在很大程度上增加了外汇开支，提高了生产成本。
为此，实现特种阀的国产化对于降低PTA装置建设成本和运行成本、延长装置的使用寿命，提高产品的市场竞争力具有重要意义。
为此辽阳石油化纤公司领导高度重视，下决心对此项目进行技术攻关。
辽阳中盛机械有限公司通过与数家企业竞标，承担了这一艰巨的技术攻关项目。
公司设计人员就在总经理曾庆贵的带领下，对原有设备出现的如：
软密封零泄漏和蝶板密封环耐磨损问题等11个问题进行了联合攻关，并提出了总体方案与详细的解决办法，采用了如硬密封，无油轴承等高新技术，经过3个月的艰苦工作，终于成功地完成了这次技术攻关任务。
这是我公司在利用高新技术改造传统产业的又一次新的技术突破，不但解决了大大影响辽阳石油化纤公司PTA装置生产的不利因素，而且对国内同类装置的改造有借鉴意义。
1.6实施PTA装置的特种阀门项目的优势
1.6.1辽阳中盛机械制造有限公司是辽宁省高新技术企业，是中石油集团一级网络成员单位。
本公司拥有一批既有化工生产经验、又有特种阀门设计和制造能力的专业工程技术人员。
在现有员工70人中，有高级工程师8人,工程师13人,其他技术人员19人。
公司主要设备有普通车床、立式车床、铣床、磨床、镗床、数控电火花线切割机床、电弧焊、氩气保护焊等机械加工设备20台套，产品试验、检验设备12台套。
韩国大宇公司生产的立式数控加工中心（MYNX540）1台，沈阳第一机床厂生产的（CAK6150）型数控车床8台，江苏泰州生产的（DK7750）数控切削中心1台，这些高精度、现代化设备为生产优质产品提供了有效保证。
1.6.2辽阳中盛机械制造有限公司与中石油辽化分公司座落于同一行政区，优越的地理位置为承担PTA装置特种阀的生产、维护、维修及改制工作提供了得天独厚的条件。
根据中央振兴东北老工业基地的战略部署，中石油辽化分公司53万 吨／年的ＰＴＡ装置项目已获得批准建设，该项目可望在2005-2006年建成投产，届时该公司的ＰＴＡ总产能将达８０万 吨／年，也为我公司生产的特种阀提供了实际运行的实验条件。
2技术可行性分析
2.1关键技术的开发和效果
多年来，公司积累了大量进口产品的测绘数据及丰富的特种阀门的设计及制造经验，已成功地对多种PTA装置的特种阀实现了国产化，出色地完成了己二腈装置U85P221高压清洗泵（120MPa）气动阀、PTA装置921干燥系统、制氢装置PSA变压吸附控制专用蝶阀（压差2.5MPa,10万次开关零泄露）、聚酯装置87-S01、S02、S03熔体过滤器出入口切换阀（压力30MPa、温度350℃）、三乙基铝高压角式截止阀（32MPa、250℃）等替代进口产品国产化工作,业绩突出,信誉良好。
2.2产品的技术特点
2.2.1对PTA装置应用的特种阀门，按使用和工作环境要求重点开发了四个种类的特种阀门。
a）2500Lb级硬密封球阀，
b）大压差蝶阀；
c）高压截止阀；
d）大压差熔体（PET）切换阀。
实现目标是使特种阀门能够满足在特殊工况中的使用要求，达到同类进口产品的性能和寿命，同时降低产品的采购成本。
2.3要达到的各项技术、质量指标（按主次排列）：
a）240℃高温下阀门材料耐浓醋酸（65%-95%）的腐蚀问题。
确保腐蚀减薄和混合浆料中在有结晶条件下的正常开启。
b）混合浆料及PTA溶体中有凝结物和结晶物的情况下阀门启闭正常且无泄漏。
c）解决高压（2500Lb级）φ400大口径硬密封球阀加工精度,球面度达到0.005毫米，粗糙度达到Ra=0.4。
d）对于大压差蝶阀，主要解决软密封零泄漏和蝶板密封环耐磨损问题。
在2.3MPa高压差、温度-35℃～70℃情况下，确保10万次开关无泄漏。
e）对于高压截止阀，在工作压力≤140MPa，压差≤100Mpa的情况下，开启频度1000次/小时，连续开关十万次高压耐汽蚀。
f）对于大压差熔体切换阀，在工作介质PET熔体、温度350℃，工作压力27.5MPa，压差25Mpa情况下，保证高温熔体中有结焦情况下的正常工作。
g）大推力单作用气缸的选材及结构设计。
2.4产品的创新性和自有知识产权情况
a）全锻体大口径波纹管截止阀。
全锻体波纹管截止阀广泛用于热媒（导热油）循环系统，由于热媒具有极强的渗透性和毒性，常由于金属波纹管截止阀阀体渗透而引起事故。
该产品解决了铸体波纹管截止阀阀体外漏问题，并在大口径方面取得突破，同时采用先进的密封技术，如硬密封，无油轴承等。
压力：
≤4.0MPa
温度：
-196℃～570℃
通径：
10～250mm
是目前国内口径、压力最大的锻体波纹管截止阀。
该阀于2002年12月13日已通过中华人民共和国国家知识产权局受理——实用新型发明专利，专利号ZL02251178.4。
b）高性能变压吸附（PSA）专用蝶阀。
该产品适用于石化行业炼油厂进口的变压吸附制氢装置，它具有抗氢、防爆、耐磨损耐腐蚀及寿命长等优点，此阀在使用温度及安全性方面取得了突破性进展,在加氢系统中可稳定工作达百万次以上开关零泄漏。
该系列蝶阀也适用其它高频率、大压差启闭的苛刻情况。
压力：
150Lb～300Lb
温度：
-50℃～150℃
口径：
DN50～DN400
该阀于2002年12月13日已通过中华人民共和国国家知识产权局受理——实用新型发明专利,专利号ZL02251180.6。
c）减震耐磨止回阀。
本实用新型是由阀体、复位弹簧、阀座、阀杆、阀塞、针塞等构成，阀塞与阀杆连同复位弹簧由阀体出口装入阀体内并安装在阀座上，阀座再安装在阀体出口上。
在阀杆与阀座间设有阻尼室，在阻尼室下端设有阻尼调节针塞，针塞的下端装有锁紧螺母，用来调节针塞的上下位移。
在阀座与阀杆间、阀体和阀塞的密封面上，各增设一道O形密封圈。
由于采取此技术解决方案，本实用新型的有益效果在于减震耐磨、无冲击、长寿命、零泄漏，经试用效果极佳。
该阀于2002年12月4日已通过中华人民共和国国家知识产权局受理——实用新型发明专利,专利号ZL02281578.3。
d）零滑动磨擦单向传动离合器。
本实用新型主要由外套、棘爪和内轴套所构成，外套内壁上设有棘齿，棘爪安装在内轴套上。
自由状态时，在重力作用下至少有一个棘爪始终处于与棘齿啮合的趋势，亦能确保盘车时外套通过棘爪带动内轴套缓慢转动；正常运行时，内轴套高速旋转，在离心力的作用下棘爪的爪端与棘齿分离，另一端与棘齿也没接触，即实现了棘爪与棘齿的零摩擦。
本实用新型的有益效果在于正常运行时棘爪与棘齿零摩擦，大大提高了离合器的使用寿命，其结构简单、制造方便、成本较低，很有市场竞争力。
该阀于2002年12月13日已通过中华人民共和国国家知识产权局受理——实用新型发明专利,专利号ZL02251179.2。
e）全封闭全伴热微米机盘式纸饼过滤器。
本实用新型主要由蒸汽进出口、物料进出口、桶体和滤芯部件构成，由多组滤板、筛板及滤纸重叠在一起由螺栓固定构成的滤芯用螺栓固定在圆形桶体内，桶体底部设有物料进出口。
桶体外部设有伴热夹套，其上设有蒸汽进出口。
物料由物料进口进入桶体内，通过滤芯由物料出口流出，过滤精度可达微米级；伴热蒸汽由蒸汽进口流入通过伴热夹套经桶体一周及底部后由蒸汽出口排出，保证高凝物料也能实现精细过滤。
本实用新型的体积是同过滤面积传统过滤器的一半，节省大量原材料，降低制造成本。
该阀于2002年12月13日已通过中华人民共和国国家知识产权局受理——实用新型发明专利,专利号ZL02251177.6。
2.5产品技术性能水平
辽阳石化的ＰＴＡ装置建成于1996年9月，技术和设备完全从国外引进，从投产到2002年底的6年间，PTA装置应用的特种阀门平稳运行的最长纪录只有38天，装置的稳定性差，生产周期短，直接影响企业经济效益。
每年都投入人力、物力和财力搞技术改造，设备硬件有了相当的改观，但始终达不到同行业的先进水平。
使用辽阳中盛机械制造有限公司的PTA装置特种阀门替代进口阀门后，截至2003年11月20日零点，辽阳石化分公司的PTA装置已经安全、平稳地连续运行168天，创造了目前我国同类装置载荷连续运行的最高纪录。
2.6合作单位
上述技术开发工作由我公司与大连理工大学合作进行。
该学校的技术和学术水平在国内外享有很高的声誉。
大连理工大学是教育部、辽宁省、大连市重点共建的教育部直属的全国重点大学。
作为一所集教学、科研为一体的高等院校，在科研工作方面具有较强实力。
拥有4个国家重点实验室（海岸及近海工程国家重点实验室，“三束”材料改性国家重点实验室，精细化工实验室，工业装备结构分析实验室），三个国家级技术中心（国家振动与强度测试中心、全国振动时效技术推广中心、铸造工程研究中心），三个国家培训中心（中美合办中国工业科技管理大连培训中心、中国微电子技术应用开发培训中心、国家CAD应用培训网络-东北CAD培训中心），两个省部级工程（技术）研究中心（教育部模塑建材制品工程研究中心、辽宁省精细化工工程研究中心），19个独立的研究中心，研究院（室），53个研究所。
1978年以来，有842项科研成果获奖，其中国家级奖项122项（自然科学奖、国家发明奖、国家科技进步奖共计44项），省部级奖352项。
因此本项目在技术上拥有可靠保证。
与此同时，辽阳中盛机械制造有限公司已经对进口的产品进行了大量的测绘工作，掌握了大量的数据，也发现了原样品的一些不足。
我们已经不是仅仅停留在简单的仿制水平上，而是在阀体结构方面和材质的选用方面进行了新的研究和改进，新产品的性能得到大大的改善。
目前，我们已经试制成功十几台阀门产品，经过在辽阳石化公司的25万吨/年PTA装置上实际运行，达到设计指标，用户反映效果很好。
综上所述，我们开发的PTA装置特种阀门已经被生产装置实践证明技术成功，运行可靠。
3项目成熟程度
3.1生产条件
3.1.1辽阳中盛机械制造有限公司占地20000平方米，建筑面积5000平方米；标准厂房4000平方米；电500KVA；固定资产3000万元，流动资金1600万元。
3.1.2早在90年代初，我们公司就与大连理工大学王玉奎、王传恩教授合作，成功地进行了非晶镀修复轴瓦实验。
在PTA特种阀门的维修、设计和生产等关键技术方面取得突破，走在行业的前沿，也建立了强有力的专家队伍和技术储备。
3.1.3对原产地的样品进行过详细测绘，获得大量数据。
3.1.4我们与大连理工大学这样的学术水平高、人才济济的高等学府合作，可以保证技术的先进性：
我们采用该校球面硬化处理技术生产的硬密封球阀，已经在辽化PTA装置实际应用获得成功。
3.1.5从2001年起就开始制定规划：
建设特种阀门实验厂房3000平方米、购置专用实验设备以及高精度的加工机床、引进韩国大宇公司的MYNX540立式数控加工中心，聘请高级技术人才，拥有技术专利。
这些工作的完成，逐步壮大了我们企业的实力。
3.1.6已经批量生产出PTA装置专用阀门，经用户在辽化PTA装置上实际考核运行，反映该产品密封可靠，耐腐蚀，寿命长，价格合理，完全满足工况要求，是理想的进口替代品。
3.2科技成果鉴定
a）辽阳中盛机械制造有限公司三偏心硬密封蝶阀已通过市级科技成果鉴定。
b）全锻体波纹管截止阀已通过省级科技成果及新产品投产鉴定。
c）变压吸附（PSA）专用蝶阀已通过省级科技成果及新产品投产鉴定。
3.3产品质量
3.3.1具体的质量活动的子过程
a）市场调研；
b）产品设计；
c）生产准备；
d）采购；
e）生产；
f）测量和监控；
g）包装和储存；
h）销售；
i）售后服务。
3.3.2质量管理体系：
3.3.2.1按照ISO9001：
2000标准的要求建立、实施和保持文件化的质量管理体系，并坚持持续改进，以确保质量管理体系的有效性、适宜性和充分性。
3.3.2.2运用过程方法对质量管理体系进行管理。
3.3.2.3大过程（从识别顾客的需求，到顾客满意的评价）见过程方法模式图：
3.3.3生产的闸阀、截止阀、球阀、止回阀、蝶阀、阻火器、视镜、过滤器，顺利通过国家质量监督检验检疫总局的特种设备制造许可。
4市场需求情况
4.1产品国内市场状况及发展前景
PTA特种阀门的市场主要是国内现有的12套引进的PTA装置和将来计划兴建的PTA装置。
现有的12套装置每年都需要例行的维护和检修，特种阀门的年需要量大约为5万台（套）。
随着聚酯工业的发展和国内对聚酯产品需求的增长，国家已经同意对仪征化纤公司、天津石化公司、扬子石化公司、洛阳石化总厂和辽阳石化公司现有的PTA装置进行扩能改造。
在这些装置的改造过程中，对PTA特种阀门的需求量又将大大增加，约为9万台（套）。
因此，国内的市场发展空间很大。
如果国内能够依靠自己的力量开发生产这些产品，可以为国家节约大量外汇，对于今后我国聚酯行业的长远发展具有重要意义。
另外，国外引进装置的关键设备国产化，符合国家的产业政策，使得本项目的市场有政策保证。
我们国家在“十五”重大技术装备工作重点里明确指出：
“通过对引进技术的消化吸收，重点完成加工含硫原油装置的关键设备、大型乙烯装置的关键设备、大型聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯的关键设备和大型PTA装置的关键设备的研制和国产化工作。
”由此可以看出：
PTA装置特种阀门国产化有广阔的市场前景，潜力巨大。
4.1.1产品的市场占有率
目前正在研发相同产品的国内主要企业有：
①中国·伯特利阀门集团
②浙江成达特种阀门厂
③上海亚太泵业有限公司
④上海实华机械设备有限公司
但上述企业的产品均处于研发阶段，没有进行批量生产，相关产品也未在进口大型PTA装置上作为替代进口产品使用。
4.2产品国际市场状况及发展前景
目前全球已建成及在建的PTA装置约7000万吨，PTA装置特种阀门的需求量在100万台套左右。
辽阳中盛机械制造有限公司拥有自主知识产权、质量可靠的产品，完全可以以较为低廉的价格在国际市场中占有广阔的空间。
4.2.1产品替代进口产品已经成为现实。
辽阳中盛机械制造有限公司PTA装置特种阀门产品已进入Amoco（美国石油公司）和ICI（英国化学工业公司）的产品采购目录，已成为辽阳石化分公司引进Amoco技术的PTA扩建项目设备采购的主供货成员，具备了产品出口的相关条件。
5投资估算与资金筹措
5.1项目投资估算
本项目的规模是年产1000套PTA特种阀门。
5.1.1总投资为1550万元人民币
a）设备费用：
750万元人民币
b）土建和公用工程建设费：
500万元人民币
c）流动资金：
300万元人民币
5.2资金筹措
a）企业自筹资金：
1270万元
b）由商业银行贷款：
200万元
c）申请科技三项费：
80万元
5.3投资使用计划
5.3.1设备购置费用预算表
表2设备购置费用预算表
序号
设备名称
规格型号
数量（台）
产地
价值（万元）
备注
1
数控电火花线切割机床
DK7732TA
1
北京
8.8
已购
2
卧式带锯床
GB4240C
1
浙江
7.2
已购
3
数控车床
CAK6150P
8
沈阳
13.8×8
已购
4
立式数控加工中心
MYNX540
1
大宇
83
已购
5
数控电火花线切割机床
DK7750
1
江苏
7.9
已购
6
发电机组
S1110A
1
江苏
4.8
待购
7
数控切削中心
ACD-HB630
1
德国
185.6
待购
8
X射线探伤机
XXQ-2505
1
丹东
4.2
待购
9
数控激光打标机
YAG-M50S
1
深圳
24.8
待购
10
数字式超声波探伤仪
ECHOGRAP1086
1
德国
9.3
待购
11
数控剪板机
QC12K12×3200
1
上海
78
待购
12
数控折弯机
WC67KDNC160/3200
1
上海
69
待购
13
立式液压阀门测试机
YFC-T/300
1
浙江
14.8
待购
14
液压蝶阀测试机
YFC-D/600
1
浙江
13.6
待购
15
液压阀门研磨机
YDM-500
1
浙江
8.7
待购
16
箱式加热炉
R×3-115-12
1
哈尔滨
12.5
待购
17
箱式电炉
S×2-12-16
1
沈阳
41
待购
18
烘干箱
HX-50
1
大连
1.2
待购
19
液压焊接阀测试机
YFC-H/500
1
温州
13
待购
20
滑座式摇臂钻床
Z3363
1
沈阳
25
待购
21
等离子切割机
G160-A
1
江苏
2
待购
22
氩弧焊机
WSM-250B
2
沈阳
1.8×2
待购
23
试压泵
SY-350A
1
沈阳
3
待购
24
单梁起重机
LX-5
1
河南
10
待购
25
金相分析仪
JX-20
1
深圳
8
待购
26
硬度实验机
YD-HR60
1
北京
0.6
待购
合计
34
750
5.3.2公用工程设施建设投资费用表
表3公用工程设施建设投资费用表
名称
单位
金额（万元）
备注
新建厂房
2500平米
315
已经完成
员工食堂、员工宿舍
350平米
45
已经完成
室内装修
27
采暖设施
35
已经完成
电力设施
21
已经完成
成品库
升级会员 