Thenearperioddevelopmenttargetthatimportanttechniquematerialworkwithoffendtoclosethecontentsprimarily程治方（中国化工机械动力技术协会北京100011）董万森（中化化工科学技术研究总院北京100011）概要：针对《石化产业调整大力发展规划》中注目的当前化肥产业发展中应当主要问题，讲涉及化肥根本性技术装备国产化工作今后一段时间内的主要发展方向，重点将已完成粉煤气化成套设备国产化*将近，《石化产业调整大力发展规划》早已国务院常务会议审查会并原则通过，《规划》是在全球金融危机之后加剧和蔓延到，市场需求上升造成石油和化工生产持续下降的背景情况下实施的。《规划》不仅要为身陷困境的石油和化工企业寻找一条挣脱生产经营危机的决心，还要对多年来石油和化工产业因快速增长很快而累积的，相当严重地制约着行业可持续发展的各种内部矛盾展开一次大的调整，以超过实施党中央、国务院“健快速增长、阔内需、调结构”总体拒绝的目的。《规划》指出化肥工业的发展又被提及国家的最重要议事日程上来，《规划》中多次提及解决问题当前化肥产业发展中应当主要注目的问题，诸如解决问题成品油、化肥等产品阶段性供需流失导致的农资确保能力问题；解决问题大型炼油、乙烯、化肥等产业技术规模化和集成化问题；以及解决问题现代煤化工等领域关键和前沿技术研发问题等。

按照我国《石油和化工“十一五”发展规划》中对化肥行业的拒绝：按照基地化、大型化的拒绝，加快调整化肥产业布局和原料、动力结构。在能源产地和粮棉生产区建设大型化肥生产基地。

氮肥几乎自给自足，磷肥基本自给自足，钾肥自给率30%以上。其中氮肥工业要减缓产品结构调整，加快原料路线和技术路线的改建，在天然气和煤炭资源非常丰富的地区建设若干个百万吨尿素装置等。在解决问题上述问题或实施上述目标的过程中，化肥根本性技术装备国产化工作是必不可少的环节。1化肥根本性技术装备获得的成绩化肥装备长期以来仍然是国内化工装备制造业发展的重点之一，上世纪七十年代以来，由于不掌控化肥生产建设所需的核心技术，国家曾多次三次大规模引入化肥成套技术装备，其中氮肥行业引入的年产30万吨合成氨装置多达30套，年产52万吨尿素装置多达50套。

当然为了解决问题现代化学工业的发展所必须的生产装置大型化问题，国家在一段历史时期内引入国外的化工生产技术和一些关键设备，以提升国内化工装置的先进性和可靠性是*适当的，但大量成套反复引入要花费巨额外汇，导致建设费用居高不下，即使引入装备技术水平比较较高，能源消耗比较较乏，带给的效益也近足以填补保险费和还本付息，更加反映不出有先进设备技术和规模的优势和经济效益，因此只有通过化肥根本性技术装备国产化工作，使化肥的主要生产技术和关键技术设备可以扎根国内，才能完全挣脱我国化肥建设受制于人的状况。为此国家对化肥根本性技术装备国产化工作的一贯指导思想是∶紧密结合我国化肥工业发展必须，运用政府宏观调控手段，集中于适当的人力、物力和财力，以化肥生产过程中的关键技术装备为突破口，以企业为主体，以市场为导向，以质量为基础，以效益为中心，通过与技术引进、技术改造结合，逐步掌控核心关键技术，提升国产化肥根本性装备制造业市场竞争能力。合成氨根本性技术装备国产化跟上于上世纪七十年代，首先利用当时国家在镇海、新疆、宁夏三套尿素装置的建设过程中，改为“成套引入”为“一卖三合作”（即出售国外专利技术、合作设计、合作订购及合作生产）的政策机遇，将部分关键设备如二氧化碳压缩机、高压洗涤器、高压冷凝器、刮料机、耙料机、包装机由进口交由国内外厂商合作生产，这些国产化设备投产后运营情况较好，主要技术经济指标相似当时国外同类设备的*。其次利用上世纪八十年代中期四川化工总厂的合成氨技术改造项目，使用国际标准化的化工建设方式（即引进技术专利或基础设计，由国内工程公司或设计单位总承包），顺利建设了年产20万吨合成氨装置，其中空气压缩机、天然气压缩机、合成气压缩机、氨压缩机等四大离心式压缩机组和一段转化成炉炉管、组合式氨冷器、合成塔、废热锅炉等关键设备皆由国内厂家生产。

装置于1990年底一次试车顺利，该装置吨氨能耗超过了722万大卡的当时国际水平。三是利用上世纪九十年代初期国家大量发展以煤为原料的合成氨技术的机会，通过引入工艺软件包和部分关键设备，先后竣工了鲁南化肥厂、上海“三联可供”工程和渭河化肥厂的水煤浆气化装置，获得了各种压力等级（2.7，4.0，6.5MPa）和各种生产规模（8万，10万，30万吨级）的工程实践经验。四是本世纪初相结合德州华鲁恒升集团的大化肥建设项目，将多年来针对大化肥生产装置决定过的完全所有消化吸收和研制成功研制课题，在一个生产装置上全流程地系统化地串联一起，*惜构建以30万吨/年合成氨装置为代表的化肥根本性技术装备成套技术装备国产化。

其中：四燃烧室碰撞流水煤浆气化软件包、低温甲醇浸和液氮浸工艺软件包、11.0Mpa氨制备工艺软件包、水溶液仅有循环尿素装置改建工艺软件包等工艺技术的研发研究；水煤浆气化炉（不含气化炉炉体研制、燃烧室研制和耐火材料研制）、气化关键阀门、气化关键泵（含灰水循环泵、锁斗循环泵研制和回应槽底泵、渣池泵）和破渣机研制等水煤浆气化关键设备的研制；CO2吸收塔、产品塔、H2S稀释塔、多股流大型缠绕式换热器研制和液氮洗冷箱等净化过程关键设备的研制；氨合成塔、合成氨废热锅炉、合成气蒸汽过热器、合成气压缩机组研制和氨压缩机组等合成氨关键设备研制；大颗粒尿素关键技术开发和双金属管汽提塔等尿素关键设备的研制，皆相结合德州大化肥建设项目研制成功。2004年12月该装置重复使用驾车顺利，生产出有合格的产品。项目总投资较进口设备节省一半以上，以投资计算出来的国产化率为93.8%。

2化肥根本性技术装备国产化发展重点根据我国《石油和化工“十一五”发展规划》，“十一五”期间中国化肥工业面对的*大任务是适应环境国家建设资源节约性社会所带给的产业结构调整，原料结构更进一步从石油和天然气改向煤，研发先进设备的煤制合成氨生产技术。我国煤炭资源非常丰富，根据国土资源部矿产资源通报，我国煤炭预测总资源量为55697亿吨，开发利用资源储量10430亿吨，在我国的化石能源总储量中，95.6％为煤炭，3.2％为石油，1.2％为天然气，我国一次能源结构丰煤、贫油、少气的特点*显著。

据《2008世界能源统计资料概要》获取的数据，目前我国能源消费结构中煤占到70.4％、石油占到19.7％、天然气占到3.3％、核电占到0.8％、水电占到5.9％。其中煤在能源消费结构中次于南非（76.5％）为世界第二，相比之下低于西方发达国家（美国24.3％、英国18.7％、法国4.7％、德国27.7％，因此我国作为世界上*大的煤炭生产国和消费国，能源消费以煤居多的状况在未来非常宽的一段时间内会都有的转变。因此大力发展现代煤化工技术将沦为今后非常宽一段历史时期内我国化学工业的主要任务，大力发展现代煤化工根本性技术装备也是我国化工装备行业的主要任务。煤炭曾多次是传统化学工业的主要原料，虽然二十世纪五十年代以来，大量廉价的中东石油转入市场逐步代替煤炭，问世了以石油化工为标志的现代化学工业。

但不受资源因素影响的我国仍然维持着相当规模的煤化工生产能力，以块煤为原料的煤化工以及焦油化工和电石乙炔化工等传统工艺技术在我国主要化学品生产中仍维持非常份额。近年来由于国际石油价格的大大上升，煤炭作为化学工业的原料又新的表明出有竞争优势。

扎根国内非常丰富的煤炭资源，改建低效率、低消耗、高污染的传统煤化工生产工艺，发展现代煤化工技术，对解决问题我国油气资源紧缺、均衡能源结构，确保国家能源安全及国民经济持续平稳发展具备根本性的战略意义和现实意义。与传统的煤化工技术相比较，现代煤化工技术是一种洁净生产技术，即一种安全性的、*或*小污染的而煤炭利用效率又是*低的煤炭开采、加工、自燃、气化、转化成系列技术，洁净生产技术将为人类社会在煤炭的综合利用和环境保护方面迈向了一步。而对于中国这样的煤资源大国，洁净生产技术则应该就是指国民经济整体发展的*优角度、横跨行业界限，所明确提出的一种高度灵活性的资源/能源/环境一体化系统技术。

因此现代煤化工技术可以称作以煤气化技术为核心的多联产技术，其要点为：以煤为原料用纯氧或富氧气化后分解以CO+H2为主要成分的合成气，合成气可必要用作生产合成氨、甲醇、液化烷烃和城市煤气；用合成氨生产尿素、硝酸、纯碱、甲胺、己内酰胺和丙烯腈；用甲醇生产二甲醚、醋酸、甲醛、二甲醚、乙烯、丙烯和甲烷氯化物；液化烷烃还包括可以必要作为燃料的液化天然气、汽油、柴油、煤油，也还包括作为其他产品原料的石脑油、石蜡；城市煤气可以必要作为燃料必要消费，也可以大型发电装置的原料。上述产品还可以作为基本化工原料生产其它下游化工产品。当然传统的煤气化、焦化和电石、聚氯乙烯生产技术等也可以通过现代煤化工技术的发展获得提高和创意发展。

水资源的短缺、二氧化碳的废气以及其他环境污染等影响煤化工发展的瓶因素也将同时获得解决问题。理论上谈，煤替代石油和天然气作为原料生产合成氨技术上没大的问题，然而在工业上能否确实几乎替代石油或天然气原料，先决条件是以煤为原料的化工产品否有市场竞争能力，生产过程中产生的污染否能获得掌控和管理。

因此煤化工的发展是在现有的石油化工生产技术的基础上，研发出有更为高效率、低污染，更为经济的工艺技术路线。当然无论是传统煤化工产业的结构调整还是现代煤化工的发展建设，其技术装备是适当的承托条件。

煤化工技术装备国产化，是加快我国煤化工行业技术装备变革和发展，提升煤化工产业整体竞争力的长年根本性战略，是构建经济快速增长方式改变的必定拒绝，是提升市场竞争力的决定性条件。随着经济全球化的发展，国内外市场逐步连为一体。

煤化工技术装备国产化可以培育自律研究研发能力，煤化工技术装备国产化增进企业与科研院所牵头，可造就一大批涉及技术的研制开发和设施行业的发展，没*的技术装备，就很难确保产品的质量，生产装备的技术水平往往要求着产品的竞争力。“十一五”期间我国氮肥行业必须解决问题的关键技术：一是解决问题新型的煤气化技术，还包括以劣质煤、高硫煤为原料的冷却气化技术；二是解决问题先进设备的净化和制备技术，还包括高效率、大型化副产物脱碳、转换、气体精制、氨制备技术；三是解决问题热电联产技术，主要指使用循环流化床锅炉，利用造气炉渣、煤末、刮起风气等资源，构建热电联产；四是努力提高锅炉压力等级，积极开展能源梯级利用；五是年产45万吨以上合成氨装置、年产60万吨以上尿素装置的成套装备的国产化。主要任务：今后的奋斗目标不应是自律研发有所不同规模的煤种适应性甚广的现代洁净煤气化生产合成氨的成套技术和装备，后用节能型工艺生产尿素，并要构建冻、热、电融合的能源综合利用技术，以构建节能减排节省投资。

对原料及动力结构调整，使用先进设备煤气化技术和热电联产技术改造传统产业的同时，重点研制大型空分、压缩机、制备反应器等设备，构成大型氮肥装置工程成套能力。在过去国产化设备的基础上，只要重点研发如下技术和设备才可构建大型氮肥成套技术和设备的国产化。

为此主要研制成功方向是：研发以干煤粉气化、冻、热、电结合的大型合成氨成套技术和设备。低能耗的汽拒斥尿素成套技术和设备。3、煤气化技术突破是关键我国的化肥生产长年使用相同层常压间歇气化技术，煤利用率较低、生产成本低，对环境污染相当严重。

为此自上世纪八十年代以来，我国已相继从德国鲁奇公司和美国德士古公司分别引入了水煤浆气化技术和相同层倒数气化技术。但是这两种气化技术的核心设备-,-气化炉使用的都是纹砖结构，由于炉温低、气流冲剧起到大，对耐火材料拒绝低，对煤的杂质成份拒绝也十分严苛。上世纪九十年代以来，我国又引入了荷兰壳牌公司的煤粉气化技术，使用膜式壁气化空间和回到的工艺气体冷激，操作者较为稳定，不但解决了由于耐火砖损毁，替换带上的停炉检修影响装置生产的连续性问题，而且还可使装置运营费用大大降低，用作加热炉渣的废水使用堵塞循环，可几乎超过*废气，目前不存在的主要问题是设备及其内件耗资太高。壳牌煤粉气化工艺的关键设备是气化炉和废热锅炉、两台设备的耗资大约占到煤气化工程总价的50%。

目前湖北黄冈化工厂、广西柳州化肥厂、云南沾益化肥厂、安庆石油化工总厂、湖北枝江化肥厂、湖南洞庭化肥厂等十多个建设项目争相使用煤粉气化成套工艺技术，为了减少工程造价，使煤粉气化技术在国内大、中型化肥新建和改建工程中获得推展，研究和研发以气化炉和废热锅炉为代表的粉煤气化成套设备并使之国产化，使我国的煤气化技术研究和我国煤化工装备制造业发展再行上一个新台阶，沦为解决问题“十一五”化工装备行业所关键技术问题的重中之重。“十一五”化工根本性技术装备研制工作中，*不解撕开的“骨头”就是掌控粉煤气化的关键设备设计生产技术。粉煤气化工艺是壳牌公司在油为原料气化技术的基础上研发顺利的，2001年泰始向中国市场发售。粉煤气化空间由膜式壁围住，气化气是使用先前工段回到的工艺气体展开冷激，操作者较为稳定，使用煤粉气化工艺炉膛加热面不必耐火砖，不但解决了由于耐火砖损毁，替换带上的停炉检修影响装置生产的连续性问题，而且还可使装置运营费用大大降低，用作加热炉渣的废水使用堵塞循环，可几乎超过*废气，目前不存在的主要问题是引入国外粉气化工艺设备及其内件耗资太高。

粉煤气化工艺的关键设备是气化炉和废热锅炉，其功能主要是构成气化空间、渣池、输气地下通道、展开传热并维护压力壳体。因其设计与热传导(热工)和水冷壁的生产关系密切，在粉煤气化工艺以往的工程实践中，上述两台设备的基础设计和内件的详细设计皆由国外厂商分担。因该设计涉及面较为甚广、结构复杂、技术难度低、设计工作量大、设计软件费用占到设备耗资的50%左右。

因此减少工程造价，使粉煤气化技术在国内的油改为煤工程和大中型以块煤为原料的合成氨新建和改建工程中获得推展，研究和研发以气化炉和废热锅炉为代表的粉煤气化成套设备并使之国产化具备十分现实的意义。我国在引入国外先进设备煤气化技术的同时，也着力自律研发研制了一批具备自律知识产权的新型洁净煤气化技术。从实验室、中试到工业样板装置，目前已逐步推广应用于到大型、现代化的煤化工领域，在技术指标和投资上都比国外同类技术有显著优势。有的还开始走进国门，参予国际市场竞争。

例如华东理工大学的多燃烧室水煤浆气化技术、在神华银煤、江苏索普、宁波万华和安徽华谊等项目中，与美国GE煤气化技术竞标，*后都中标获得胜利。该技术还在2006年和2007年两次应邀参与国际煤气化年会交流，并开始参予国际煤化工项目与国外GE、SHELL等技术的同台竞争，逐步为国际市场所采纳。

2008年中国运载火箭技术研究院和北京航天动力研究所合资正式成立的工程技术公司北京航天万源煤化工工程技术有限公司，研制成功了煤化工项目的核心设备HT-L粉煤冷却气化炉即所谓的航天炉，早已陆续在河南濮阳和安徽临泉一次投料试车顺利，这项航天煤气化技术被列为国家“十一五”循环经济高新技术产业化根本性专项，并取得1500万元的专项资金反对。该技术*大的优势是其全部设备构建了国产化，可以使同等企业规模投资节省1／3，建设时间延长1／3，工艺流程操作者更加简单，且基本构建原料煤本地化。

从而大大降低了基本建设和日常维护费用。航天炉的研制成功意味著被国外长年独占的煤制气技术已被超越，为今后的煤化工产业公里/小时发展奠下了最重要基础。

粉煤气化关键设备生产技术的主要内容是：以年产20～50万吨合成氨工程为相结合，已完成日投煤量1000～2000吨粉煤气化装置工艺技术和成套设备的研制任务。已完成以粉煤气化装置的核心设备煤气化炉、合成气冷却器、输气导管等关键设备的国产化。彻底改变目前煤气化炉、合成气冷却器、输气导管内件依赖国外生产，工期宽无法符合国内建设及技术改造的市场需求的局面。

同时将烧嘴、煤粉阀、渣阀、灰阀等关键零部件几乎国产化，构建粉煤气化装置工艺技术和成套设备自主化亲率超过90％以上。主要工作内容：一是融合外商获取的设计使用中期编成明确提出的计算方法展开校核计算出来，检验制定方法的可行性。由SEG获取全部内件基础设计，由国内公司和制造厂共同完成内件详细设计，设备全部国内生产。

二是根据工艺介质的组份、压力和温度以及操作者环境调查实施设备的外壳和内件所牵涉到的8种材料国内供应的可能性；调查实施压力壳体板薄32、50和65mm的15CrMoR主体材料（相等于德国材料BIN17175，材料号1.7335和美国材料SA387，GR12）国内供应的可能性；调查实施设备内件(尤其是热传导面)用异型钢管(平翅片管、ΩΩ、双Ω型等)国内厂家目前生产状况；确认气化炉外壳下部筒体和封头使用复合板结构或CrMo钢内表面堆焊奥氏体不锈钢结构的生产工艺等。三是已完成外壳和内件大部分构件设计计算出来，其中对某些部位由于结构拒绝和不受温度场形变影响须要展开形变分析，以保证设备的安全性。四是抓好煤烧嘴、点火烧嘴、动工烧嘴的国产化，主要已完成研究烧嘴自燃模型及电磁辐射段温度场的产于状况。

研究烧嘴的*欠佳操作者条件，以减少氮氧化物的排放量，符合环保拒绝，以及已完成烧嘴的导向前进、解散系统和火焰观测系统等。4主要不存在的问题近年来国内专案研发研制了一批具备自律知识产权的生产工艺技术，技术水平有了一定程度的提升，有些已超过世界*水平或国际*，但我国的技术装备制造业与国际*互为还有较为大的差距。相比之下无法符合国民经济发展的必须目前不存在的主要问题还包括：（1）技术应用于水平更为领先我国大量引入国外技术设备，这与我国煤气化技术应用于整体水平有关。

虽然我国是煤化工*为活跃的市场，但是无法坚称的是我国的技术应用于水平还正处于比较领先的状态。目前在我国由于生产与投资的制约，大规模气流床煤气化技术设备对中小企业来说是不限于的，现在90%以上的企业用于的煤气再次发生设备为常压相同床单段炉与两段炉。在我国两段式煤气再次发生炉技术是依赖自律研发与引入吸取发展一起的，并在上世纪八十年代后期逐步为国内企业尊重。

但该炉*主要的问题是，随着近年来煤炭价格的下跌，煤气化的成本面对严峻考验，市场上大范围地经常出现了拒绝需要用于粉煤、劣质煤的流化床气化炉替代现有的固定床再次发生炉的呼声，这也是为什么近年来国内大量进口国外技术设备的原因之一。我国发展大型煤化工成套设备无法意味着只侧重设备，还要更好地注目成套工艺。目前我国生产煤气化炉并没过于大问题，其他的煤化工成套设备国内展开生产也没问题。但是值得注意的是，这其中多数企业使用的是国外的技术专利，也就是说多数企业是用国外的图纸生产煤化工设备的。

当前很多企业科研人员对于工艺软件包了解上也还不存在缺乏，无法消化吸收、与实际操作僵化等等。这些因素造成了我国煤化工成套设备在技术以及工艺上与国外构成了一定差距。（2）大型建设项目所需的工业软件包（基础设计）基本靠引入解决问题，引入所须要费用较高以煤气化装备为事例，长期以来，我国的煤气化技术倚赖国外公司进口，引入Texaco气流床水煤浆气化技术的厂家大约有11家(如山东鲁南、上海焦化、陕西渭河、安徽淮南等)，正在接洽的还有数家；引入Shell气流床粉煤气化的厂家有16家(如湖南岳阳、湖北枝江、安徽安庆、湖北黄冈、广西柳州、云南安宁、河南中原大化、内蒙神华煤制油等)。

GE(Texaco)、SHELL和GSP的技术转让费，都在1.8—2.0美元/Nm3(CO+H2)之间，再行再加工艺软件包(PDP)酬劳、技术服务费和培训费等，对一个相等于45万吨/年的合成氨装置，必须的气化软件酬劳就约6000—9000万元(按当时外币1美元=8.28元计算出来)。而且引入的设备、仪表、阀门材料等又很便宜，要比国产化的高达一倍以上。

为此代价了高昂的技术专利费用和专有设备费用。（3）自律技术尚难推展我国装备制造业长年在计划经济体制下运营，确实创建起现代企业制度和规范的管理结构的大型企业不多。由于技术开发投放很少，原先生产技术早已老化。用作新产品、新工艺和新技术的研发资金投入严重不足，原创性技术成果较少。

且不存在企业和研究院所各自为政，低水平重复建设和过度竞争相当严重，研发、生产与成套设计分离出来僵化，形不成合力的现象。因此设备用户从自身效益和可靠性抵达宁可高价进口设备。由于我国煤化工装备工业五十多年来仍然使用了技术引进型仿效创意的发展模式，必定导致最重要的产品和工艺技术来源主要依赖从国外引入的状况。

二十世纪九十年代，我国煤化工装备工业虽然需要获取经济建设所需的一些根本性装备和产品，但技术仍主要依赖从国外引入。我国装备工业大中型企业在技术引进时，技术引进经费在技术开发经费支出总和中占到很高比例，技术引进费用远高于用作消化吸收的经费。在引入国外技术经费中设计图纸、工艺专利的售予费所占到比例高达60%以上。国内虽然有数自行研发的多燃烧室气化炉、两段式腊煤粉气化炉、非熔渣一熔渣分级气化炉、多元料浆气炉及灰熔聚流化床气化炉等国产化技术，技术指标也已超过甚至多达国际*。

但都缺乏大型化的商业化样板装置(一般都在处置煤量500吨/日·台～1000吨/日·台左右)尚能不具备大规模推展条件，无法符合蓬勃发展的大型化煤化工发展的必须。建设和改建以煤为原料的现代化肥生产企业是一项投资低、风险大、技术难题多的基础产业。是一项系统可观、涉及面甚广、必须跨行业、跨地区、跨部门的合作因应的简单、宏伟的系统工程。

今后政府主管部门将应规划和政策引领居多，协会等中介组织不愿分担明确的项目组织协调、检查监督等工作，帮助政府有效地的组织实行我国的洁净煤技术发展规划（还包括技术开发、装置国产化、样板工程和推广应用），积极开展根本性技术装备管理工作，为政府获取经常性的调查研究、政策建议、技术咨询、项目评估、追踪管理、检查监督、成果宣传等服务工作，逐步创建起面向社会对外开放的根本性技术装备工作支撑体系，已完成《石化产业调整大力发展规划》明确提出的各项目标。

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