国内の石油化学装置の発展動向を一文で把握する

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一言で理解する：国内の石油化学装置の発展状況。一言で理解する：国内の石油化学装置の発展状況。杭州製酸機器グループが担当する「百万トン級エチレンコールドボックスの開発と研究」プロジェクトは、天津の年産100万トンのエチレンプロジェクトおよび鎮海煉化の年産100万トンのエチレンプロジェクトを基盤プロジェクトとしている。1)ガス圧縮機。 　　1　　石油化学産業用機器が得た成果　　一連の機器製造に特化した企業が誕生した　　例えば、中国第一重型機械株式会社（大型熱交換器、1400トン級水素化反応器、2000トン級石炭液化反応器）；沈陽鼓風機集団株式会社（100万トン規模の大型エチレンプラント、千万トン規模の石油精製プラント、60万トンのPTA、100万トンのメタノール――上記プロセス用の大型圧縮機）；大型長距離パイプライン圧縮機；125トン大推力往復圧縮機）；杭州制酸機集団有限公司（一式空気分離装置、大型エチレン冷却タンク、真空貯蔵タンク、各種タービン圧縮機、天然ガス圧縮機、遠心式液体ポンプ）；西安陝鼓動力株式会社（40余套硝酸機組；60万トン級のPTAプラント）など。 　　石化学分野の大型機器開発は一定の成果を上げている。
1. エチレン用「3種類の圧縮機」
沈鼓は、年間100万トンのエチレンを処理するための分解ガス用遠心圧縮機、アクリロニトリル冷却用遠心圧縮機（蒸気タービン駆動、軸出力3.3万kW）、そしてエチレン冷却用遠心圧縮機の開発を無事に完了した。これらの圧縮機は、中国石化鎮海煉化会社の年間100万トン規模のエチレン処理プラント、中国石化天津石化会社の同規模のプラント、そして中国石油撫順石化会社の年間80万トン規模のエチレン処理プラントにそれぞれ設置され、現在稼働中である。また、武漢石化会社の年間120万トンのエチレン用「三機」の製造を受注した。 　　2.PTAプロセス用空気圧縮機セット　陝西鼓風機集団有限公司（以下、陝鼓）と沈鼓は、それぞれ60万トン/年級および100万トン/年級のPTAプロセス用空気圧縮機セットを開発した；陝鼓が開発・製造した我が国初のPTA圧縮機ユニットは、重慶蓬威石化有限公司の年産60万トン規模のPTAプラントで運用が開始されて以来、各種性能指標がすべてユーザーの要求を満たしている。各種運用指標が国際的な先進水準に近づいている；100万トン/年規模のPTAプラント用のプロセス空気圧縮機も国産化が実現し、江蘇海倫石化有限公司の120万トン/年規模のPTAプラントで実用化に成功している。 　　3.新水素圧縮機　　2014年に瀋陽タービン機械株式会社の往復動機事業部が、中化泉州石化の年産330万トンの残油水素化装置向けに開発した大型往復動式新水素圧縮機が稼働を開始してから、これまでに累計で1万時間以上にわたり安定運転を続けており、各種性能指標も設計仕様書の要求を満たしている。同時に稼働している世界的に有名な圧縮機メーカーであるデライセランの150型圧縮機と比較した結果、国産の4M150圧縮機の振動、騒音、効率といった性能指標はほぼ同等であり、一部の指標ではデライセランの圧縮機よりも優れている。さらに注目すべきは、この圧縮機が運転を開始して以来、気弁などの消耗部品を一度も交換していないことであり、これは我が国が大型往復動式圧縮機の設計、製造、据付調整などの面で新たな段階に進んだことを示している。国内の空白を埋め、製品は国際的な同種製品と同等の技術水準に達している。 　　4. 挤出造粒機　大型の混練挤出造粒装置で、国際的にはドイツのW&P社、日本製鋼所（JSW）、日本神戸製鋼所（COBE）、そしてアメリカのFarrell社など、ごく少数の企業しか製造できない；大連橡塑機械株式会社は、中国石化工業の燕山石化公司のために、年間20万トンのポリプロピレンを生産するための同方向ツインスクリュー押出し造粒装置を開発しました。この装置の電動機の出力は7100kWで、スクリューの直径は320mmです。8000時間以上の連続運転を経て、各性能指標はすべて設計仕様書の要求を満たし、我が国の大型押出し造粒装置が長期にわたり輸入品に依存していた状況に終止符が打たれました。その後、大連橡塑機械株式会社は、中国石化の齊魯石化公司向けに、年間25万トン規模のポリエチレン製造プラント用の押出し造粒機の開発を引き受けました。この装置の総質量は140トンで、生産能力は45トン/時間であり、2012年に正式に稼働を開始しました。 　　5.エチレン冷凍箱　　杭州製酸機集団が担当する「百万トン級エチレン冷凍箱の開発・研究」プロジェクトは、天津の年産100万トンのエチレンプロジェクトおよび鎮海製油化学の年産100万トンのエチレンプロジェクトを基盤プロジェクトとしている。そして、2つの装置の異なる特徴に応じて、異なる方案が採用された；天津の100万トン級エチレン冷凍箱には、米国ルームス社の二成分冷媒を用いた冷凍プロセス技術が採用されている。冷凍箱は合計3基あり、その最高設計圧力は5.4MPaに達する。中でも最大の冷凍箱の外形寸法は6500mm×4200mm×33000mmで、総重量は約265トンであり、14種類の流体の同時熱交換に対応可能である。鎮海の年産100万トンのエチレン冷凍器には、米国ルームス社の二成分冷媒を用いた冷凍プロセス技術が採用されており、1基の大型冷凍器と3基の小型冷凍器、合計4基から構成される。最高設計圧力は6.0MPaに達し、中でも最大の冷凍器の外形寸法は7400mm×4000mm×30000mm、総重量は約300トンで、16種類の流体の同時熱交換に対応可能である。百万トン級エチレン冷却槽の開発に成功し、この分野で海外の少数の企業が独占していた状況が打破されました。これは我が国のエチレン産業の設備水準を向上させる上で大きな意義を持つだけでなく、天然ガスの液化や大型肥料製造プラント、COの深冷分離といった他の産業における冷却槽設備の開発にも指針となります。杭氧は今や世界の冷却槽市場における新興企業となっています。 　　6.エチレン用低温球タンク　合肥通用機械研究院は、エチレンプラントの国産化のニーズに応じて、-50℃対応の低温鋼を用いた大型球タンクの設計・製造技術を独自に開発しました。低温材料の利用、板材の成形、溶接、そして建設現場での熱処理といった技術的課題を解決することに成功し、我が国が大型の低温エチレン球タンクを輸入に頼っていた状況を打破し、国内における技術的空白を埋めることに成功しました。国産の大型低温球形タンクは、石油化学企業で広く利用されている。 　　7.分解炉　茂名重力石化機械有限公司は2007年に、中国石油独山子石化会社の年産100万トンのエチレン製造プラント向けに、1基あたり年産15万トンのエチレン分解炉を開発しました。その技術は国際的にも先進的な水準にあり、溶接、組立、熱処理から試験圧力試験に至るまでの生産ラインも構築されています。 　　8.反応器　国内では、年間1000万トン規模の石油精製プラント用の水素化分解反応器、年間240万トン規模の連続改質反応器、年間100万トン規模のエチレンプラントで使用されるねじ式高圧熱交換器、年間30万トン規模のエポキシエチレン/エチレングリコール製造用反応器、年間45万トン規模のポリプロピレン製造用複合型環状管反応器、年間30万トン規模のポリエチレン製造用気相反応器、年間100万トン規模のPTA酸化反応器、そして年間20万トン規模のスチレン脱水素反応器など、さまざまな重要な反応器が次々と開発されました。これらにより国内の技術的な空白が埋められ、実際のプラントで成功裏に導入されています。 　　9. 石化用ポンプ　化学工業用ポンプは、年間30万トンのエチレン、500万トンの石油精製、30万トンの合成アンモニアから、年間100万トンのエチレン、1000万トンの石油精製、45万トンの合成アンモニアへと発展してきた。国内のポンプメーカー各社は一貫して国産化を推進しており、現在では、千万トン規模の石油精製プラントや百万トン規模のエチレンプラント、石炭化学プラントなどの石化設備におけるプロセスポンプの国産化率は、それぞれ90％、85％、80％に達している。 　　10. 大型空気分離装置　2013年、杭州製酸機集団有限公司は中国神華寧夏石炭業集団公司と、1時間あたり10万立方メートルの処理能力を持つ空気分離装置6セットに関する設計・供給・サービス契約を締結しました。この注文は、契約金額、空気分離のレベル、そして酸素製造の総容量のいずれにおいても、世界トップクラスに位置しています。 　　2　石油化学機器の発展傾向　　特徴的な機器製造企業が誕生した　　1.機器の発展傾向：　　1）大型化、高圧化、高効率化、高硫黄化、高酸性化； 　　2）新材料、新構造、新工程、新技術； 　　3）設計・製造・使用の一体化； 　　4）安全、安定、長周期、フル負荷、最適運用； 　　2. 大型石油精製用汎用機器　　1) ガス圧縮機　　圧力エネルギーを生み出し、ガスを輸送するための重要な機器で、タービン式圧縮機と往復式圧縮機がある。主に日本、アメリカ、ドイツ、イタリア、スイスなどの国々が、比較的先進的な設計・製造技術を持っている。長年にわたり、国内での独自開発や導入後の技術克服により、多くの難関を乗り越え、大きな突破口が得られました。その中で、水平分割型遠心圧縮機と軸流式圧縮機は、国際的な同種製品の先進水準に近い。 　　2)遠心圧縮機　国際的な発展傾向は容量の増大であり、高圧・低流量・低騒音・高効率な圧縮機製品の開発が進められている。国内の製造企業は10社以上あり、特に沈陽鼓風機工場、上海鼓風機工場、陝西鼓風機工場などがある。国内の遠心圧縮機は、高度な技術や高い性能、高品質、および特殊な製品においてまだニーズを満たせておらず、約50％は依然として海外からの輸入に頼っている。また、技術水準、品質、完全性の面で海外との差があり、大型ガス圧縮機の設計・製造においてはまだ十分な経験がありません。 　　3）熱交換器　大型化および高効率化に伴い、海外の熱交換器も大型化し、低温差・低圧力損失の方向へと進化している。熱交換器用フィンチューブの進展として、T字型フィンチューブ、低ねじ山フィンチューブ、菱形フィンチューブ、スケールドチューブ、アルミニウム多孔質表面伝熱チューブ、螺旋溝チューブ、螺旋歪み楕円形チューブなどがある。 　　3. 高度な装備製造を積極的に発展させ、規模の拡大から強化へという戦略的転換を実現する。 　　高度な装備製造業の発展は、業界の経済的な転換と向上を促し、規模の拡大から強化へと移行するための重要な手段である。現在、海洋工学機器やスマート製造機器など5つの分野が、我が国の高度な装備製造産業の重点分野として定められている；1000万トン規模の石油精製設備や100万トン規模のエチレン生産設備など、大規模な石油精製・化学処理プラントの開発に力を入れ、差別化された高付加価値のある製品や技術を活用して発展を促進し、高度な装備製造業の発展を加速させる；標準化、パターン化は、「中国製造」を「中国創造」に変えるための戦術的措置である。再び、石油精製プロセスの発展に伴い、かつて最も単純だった原油蒸留用のタワーや炉、熱交換器、ポンプ、タンクでは新たな要求を満たすことができなくなりました。触媒反応プロセスが主流となり、気固流動層反応器や液気固三相反応器が登場しました。そして、大型の低温球形タンク（-30℃、1.72MPa）は、今後の発展方向となっています。最後に、ポリオレフィンの種類が増え続けているため、エチレン分解炉、プレートフィン型冷却槽、350MPa超高圧反応器、ポリプロピレン環状管反応器、撹拌羽根付きの各種重合反応器、大型スパイラル式排出遠心機など、技術的に高度な新しい装置が多く必要とされている；100万トンのエチレンを生産するために必要な重要な「3つのコンプレッサー」——分解ガスコンプレッサー、アクリロニトリルコンプレッサー、エチレンコンプレッサー；百万トン級の大型エチレン用遠心圧縮機——単機45,000KWで、高い信頼性と長寿命が求められる。 また、汎用石油化学装置の中では、年間30万トンの合成アンモニア製造設備や、時速6万立方メートルの大型空気分離装置などが、今後の有望な研究開発の方向性となっています。 　　高効率な設備の開発に関しては、例えば大企業におけるコージェネレーションや、エネルギーの段階的利用（ガスタービンを用いた発電・蒸気生成設備、高温ガス浄化設備）などが挙げられます； 高温排熱の回収、700℃の煙ガスを利用したタービン発電、余熱ボイラーによる蒸気生成；低温位熱エネルギーの回収、300℃以下の熱源の利用（ヒートポンプ、低温差高効率熱交換器）； COボイラー化学エネルギー回収；高圧液体の水力タービン圧力エネルギー回収； 熱交換ネットワークや蒸気ネットワークなどを最適化する。 　　4. 生産研究開発と設計・製造の統合　産学研用が連携し、製造業の革新的な発展を推進する。一方で、さまざまなタイプの自発的な産学研連携ネットワークや産業研究開発連合に対しては、**投融資メカニズムの革新を強化し、誘導や支援によってその発展を促進し、企業、金融、社会資金の連携を推進する必要がある**；一方で、業界の中核企業を中心に、研究力に優れた大学や研究機関と連携し、さまざまな形態の産学研開発連盟を構築することで、各方面のリソースや力を最大限に活用し、「中国製造2025」の技術開発やその普及を共に推進している。 　　5. 石油機器のデジタル化・知能化を大幅に向上させる　新たな科学技術および産業革命の波、世界の製造業構造の変化を機に、次世代情報技術と石油機器製造業との深い統合を推進し、石油機器の技術力や製造水準を絶えず高めて、我が国の海洋石油探査・開発のニーズに応えていく必要がある。 　　6. 製造基盤の強化　製品設計能力を高めるためには、コアとなる部品・素子、重要な基礎材料、先進的な基礎工程、そして産業技術の基盤といった「四つの基盤」の全体的な水準が、製品の品質を大きく左右します。これらは中国製品の品質向上のための基盤であり、十分な重視が必要です。 　　専門化を方向性とし、標準化を基盤として中国の製造業の基盤を強化する。同時に、先進的な設計技術の積極的な普及活用を図り、設計ツールソフトウェアを開発し、設計リソース共有プラットフォームを構築する；革新的なデザインを奨励する政策を策定し、受託設計から自社ブランドの製品輸出へと転換する。 　　7. 海外市場の拡大に努め、産業発展のさらなる機会を模索する。中国の石油装備は価格面で優位性があり、一般的に国際価格よりも低い。使用量が多く、技術的な難易度が比較的低い機器の中には、国際市場でのシェアを積極的に拡大しているものがある。