Entenda em um artigo a tendência de desenvolvimento do equipamento petroquímico no país

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Um artigo para entender a tendência de desenvolvimento dos equipamentos petroquímicos no país. Um artigo para entender a tendência de desenvolvimento dos equipamentos petroquímicos no país. O projeto “Desenvolvimento e fabricação de tanques de resfriamento para etileno em escala de milhões de toneladas”, desenvolvido pelo Grupo Hangzhou de Máquinas de Oxigênio, tem como base os projetos de produção de etileno em Tianjin, com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano, e o projeto da Zhenhai Refining & Chemical, também com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano. 1) Compressor de gás. 　　1 　　Conquistas na área de equipamentos para a indústria petroquímica 　　Formou-se um grupo de empresas especializadas na fabricação de equipamentos. 　　Por exemplo, a China First Heavy Machinery Co., Ltd. (trocadores de calor de grande porte, reatores de hidrogenação com capacidade de 1400 toneladas, reatores de liquefação de carvão com capacidade de 2000 toneladas) ； Shenyang Blower Group Co., Ltd. (unidade de produção de etileno com capacidade de 1 milhão de toneladas, unidade de refino com capacidade de dez milhões de toneladas, unidade de produção de PTA com capacidade de 600 mil toneladas, e unidade de produção de metanol com capacidade de 1 milhão de toneladas; todos esses processos utilizam compressores de grande porte) ； Compressores para grandes tubulações de transporte ； Compressor de reciprocação de grande empuxo de 125 toneladas) ； Hangzhou Oxygen Generator Group Co., Ltd. (equipamentos completos para separação de ar, tanques de resfriamento para etileno de grande porte, reservatórios a vácuo, vários tipos de compressores de turbina, compressores de gás natural, bombas centrífugas para líquidos) ； Xi’an Shanggu Power Co., Ltd. (mais de 40 unidades de produção de nítrico) ； Unidades de PTA com capacidade de 600 mil toneladas), etc. 　　Os equipamentos pesados para a indústria petroquímica alcançaram certo sucesso. 1. “Três máquinas” para produção de etileno: A Shenhua completou com sucesso o desenvolvimento do compressor centrífugo para gás resultante da decomposição do etileno, com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano; do compressor centrífugo para refrigeração do propileno (acionado por turbina a vapor, com potência de 33 mil kW); e do compressor centrífugo para refrigeração do etileno. Esses equipamentos foram instalados nas fábricas da Sinopec em Zhenhai, com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano, na fábrica da Sinopec em Tianjin, também com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano, e na fábrica da CNPC em Fushun, com capacidade de 800 mil toneladas por ano. Eles já estão em operação. Assumiu também a tarefa de fabricar os “três equipamentos” necessários para a produção de 1,2 milhão de toneladas por ano de etileno, para a empresa Wuhan Petrochemical. 　　2. Unidades de compressão de ar para o processo PTA A Shaanxi Blower Group Co., Ltd. (doravante denominada Shaanxi Blower) e a Shengli Blower desenvolveram, respectivamente, unidades de compressão de ar para o processo PTA com capacidade de 600 mil toneladas por ano e 1 milhão de toneladas por ano ； Desde que o primeiro grupo de compressão PTA desenvolvido e produzido pela Shaanxi Blower foi colocado em operação na unidade de PTA de 600 mil toneladas/ano da Chongqing Pengwei Petrochemical Co., Ltd., todos os indicadores de desempenho atenderam às exigências dos usuários. Os vários indicadores de desempenho estão próximos dos padrões internacionais avançados ； Os compressores de ar para processos utilizados nas unidades de PTA com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano também foram produzidos localmente, sendo com sucesso aplicados na unidade de PTA da Jiangsu Hailun Petrochemical Co., Ltd., com capacidade de 1,2 milhão de toneladas por ano. 　　3. Novo compressor de hidrogênio – Em 2014, o departamento de máquinas alternativas da Shenyang Turbine Machinery Co., Ltd. desenvolveu com sucesso um grande compressor de hidrogênio do tipo alternativo para a unidade de hidrogenação de resíduos petrolíferos da Sinochem Quanzhou, com capacidade de 3,3 milhões de toneladas por ano. Esse compressor já funcionou de forma estável por mais de 10 mil horas, e todos os seus indicadores de desempenho atendem aos requisitos estabelecidos no plano de projeto. Em comparação com o compressor modelo 150 da empresa internacional de renome em fabricação de compressores, a Drayson, os indicadores de desempenho do compressor nacional 4M150, como vibração, ruído e eficiência, são basicamente semelhantes. Além disso, alguns indicadores são até superiores aos do compressor da Drayson. É ainda mais notável o fato de que, desde que o compressor entrou em operação, suas peças sujeitas a desgaste, como as válvulas de ar, nunca precisaram ser substituídas. Isso demonstra que o nosso país alcançou um novo nível no que diz respeito ao design, fabricação e instalação de compressores de grande porte de tipo alternativo. Preencheu uma lacuna no mercado interno, e seus produtos atingem o mesmo nível técnico dos produtos internacionais do mesmo tipo. 　　4. Máquina de granulação por compressão  São unidades grandes de mistura e granulação por compressão. A nível internacional, apenas algumas empresas conseguem fabricá-las: a alemã W&P, a japonesa JSW, a japonesa COBE, além da americana Farrell ； A Dalian Rubber & Plastic Machinery Co., Ltd. desenvolveu com sucesso uma unidade de granulação por extrusão com parafusos coaxiais, capaz de produzir 200 mil toneladas por ano de polipropileno, para a empresa Sinopec Yanshan Petrochemical. A potência do motor é de 7100 kW, e o diâmetro dos parafusos é de 320 mm. Após mais de 8.000 horas de funcionamento contínuo, todos os indicadores de desempenho atenderam aos requisitos estabelecidos no documento de especificações do projeto. Isso pôs fim à situação em que as grandes unidades de granulação por extrusão do nosso país dependiam há muito tempo de importações. Posteriormente, a Dalian Rubber and Plastic Machinery Co., Ltd. assumiu a tarefa de desenvolver os equipamentos de granulação por extrusão para a unidade de produção de polietileno da Sinopec Qilu Petrochemical Company, com capacidade de 250 mil toneladas por ano. A massa total da unidade é de 140 toneladas, e sua capacidade de produção é de 45 toneladas por hora. Ela entrou em operação oficialmente em 2012. 　　5. Resfriador de etileno – O projeto “Desenvolvimento e fabricação de resfriadores de etileno com capacidade de milhões de toneladas”, desenvolvido pelo Grupo Hangzhou Oxygen Machine, tem como base os projetos de produção de etileno em Tianjin, com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano, e o projeto da Zhenhai Refining & Chemical, também com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano. E, de acordo com as características distintas dos dois sistemas, foram adotadas soluções diferentes ； Os tanques de resfriamento de etileno de 1 milhão de toneladas em Tianjin utilizam a tecnologia de ciclo de refrigeração com agente refrigerante binário da empresa americana Rums. Existem 3 tanques no total, cuja pressão máxima de operação é de 5,4 MPa. As dimensões do maior tanque são: 6500 mm × 4200 mm × 33000 mm. A massa total dos tanques é de aproximadamente 265 toneladas, o que permite a troca de calor simultânea por parte de 14 fluxos de fluido. O tanque de resfriamento de etileno da Zhenhai, com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano, utiliza a tecnologia de refrigeração com agente refrigerante binário desenvolvida pela empresa americana Rums. São quatro tanques no total: um grande e três menores. A pressão máxima de operação é de 6,0 MPa. As dimensões do maior tanque são 7400 mm × 4000 mm × 30000 mm. Sua massa total é de aproximadamente 300 toneladas. Esse tanque é capaz de permitir a troca de calor simultânea para 16 fluxos de fluido. O sucesso no desenvolvimento de tanques de resfriamento de etileno em escala de milhões de toneladas quebrou o monopólio de um pequeno número de empresas estrangeiras nesse mercado. Isso não só é de grande importância para melhorar o nível tecnológico da indústria de etileno em nosso país, mas também serve como referência para o desenvolvimento de equipamentos de resfriamento em outras áreas, como a liquefação de gás natural, instalações de produção de fertilizantes em grande escala e processos de separação por resfriamento profundo de CO. A Hangyang tornou-se uma das principais empresas no mercado mundial de tanques de resfriamento. 　　6. Tanques esféricos de baixa temperatura para etileno – O Instituto de Máquinas Gerais de Hefei desenvolveu, por conta própria, uma tecnologia para o projeto e fabricação de tanques esféricos grandes feitos de aço para baixas temperaturas, em 50°C. Com isso, foram resolvidos os desafios técnicos relacionados aos materiais utilizados em baixas temperaturas, à conformação das chapas metálicas, à soldagem e ao tratamento térmico no local de construção. Isso permitiu que o país deixasse de depender da importação de tanques esféricos de grande porte para armazenamento de etileno em baixas temperaturas, preenchendo assim uma lacuna no mercado nacional. Os grandes tanques esféricos de baixa temperatura produzidos no país já são amplamente utilizados em empresas petroquímicas. 　　7. Forno de pirólise – A Maoming Gravity Petrochemical Machinery Co., Ltd. desenvolveu, em 2007, um forno de pirólise de etileno com capacidade de 150 mil toneladas por ano, para a unidade de produção de etileno da CNPC Dushanzi, com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano. A tecnologia utilizada está no nível internacional mais avançado. Além disso, foi criada uma linha de produção que abrange processos como soldagem, montagem, tratamento térmico e testes de pressão. 　　8. Reatores – No país, foram desenvolvidos vários reatores importantes, como reatores de hidrocraqueamento para unidades de refino com capacidade de 10 milhões de toneladas por ano; reatores de reforma contínua com capacidade de 2,4 milhões de toneladas por ano; trocadores de calor de alta pressão do tipo anelar para unidades de produção de etileno com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano, incluindo reatores para produção de etileno óxido/etilenoglicol com capacidade de 300 mil toneladas por ano; reatores de tipo anelar para produção de polipropileno com capacidade de 450 mil toneladas por ano; reatores gasosos para produção de polietileno com capacidade de 300 mil toneladas por ano; reatores de oxidação de PTA com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano; e reatores para desidrogenação de estireno com capacidade de 200 mil toneladas por ano. Esses reatores preencheram uma lacuna no mercado nacional e foram utilizados com sucesso em projetos práticos. 　　9. Bombas para indústria petroquímica: As bombas utilizadas na indústria química variam de 300 mil toneladas por ano de etileno, 5 milhões de toneladas por ano de refino de petróleo e 300 mil toneladas por ano de amônia sintética, até 1 milhão de toneladas por ano de etileno, 10 milhões de toneladas por ano de refino de petróleo e 450 mil toneladas por ano de amônia sintética. As empresas fabricantes de bombas no país têm se esforçado para produzir esses equipamentos localmente. Atualmente, a taxa de produção nacional de bombas para instalações de refino de petróleo em escala de milhões de toneladas, para produção de etileno em escala de milhões de toneladas, e para processos relacionados à indústria do carvão, é de 90%, 85% e 80%, respectivamente. 　　10. Equipamentos de separação de ar de grande porte Em 2013, a Hangzhou Oxygen Generator Group Co., Ltd. assinou um contrato com a China Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co., Ltd., para o projeto, fornecimento e manutenção de 6 unidades de equipamentos de separação de ar, com capacidade de 100 mil metros cúbicos por hora cada. Este pedido está entre os melhores do mundo, tanto em termos de valor do contrato, quanto em nível de separação por destilação e capacidade total de produção de oxigênio. 　　2 　Tendências de desenvolvimento dos equipamentos petroquímicos 　Formou-se um grupo de empresas especializadas na fabricação de equipamentos 　1. Tendências de desenvolvimento dos equipamentos: 　1) Maior tamanho, maior pressão, maior eficiência, maior teor de enxofre e maior teor de ácido ； 　　2) Novos materiais, novas estruturas, novos processos, novas tecnologias ； 　　3) Integração de design, fabricação e uso ； 　　4) Segurança, estabilidade, ciclo de operação longo, carga total, operação otimizada ； 　　2. Equipamentos gerais para refino em grande escala 　　1) Compressores de gás 　　São equipamentos essenciais para gerar energia de pressão e transportar gases. Existem compressores de tipo turbina e compressores alternativos; as tecnologias de design e fabricação mais avançadas são encontradas no Japão, Estados Unidos, Alemanha, Itália, Suíça, entre outros países. Ao longo do tempo, o desenvolvimento independente no país ou a adaptação de tecnologias importadas permitiram superar muitas dificuldades, resultando em avanços significativos. Dentre eles, os compressores centrífugos de divisão horizontal e os compressores axial-flow estão próximos do nível avançado dos produtos internacionais semelhantes. 　　2) Compressores centrífugos 　A tendência internacional é o aumento da capacidade, com o desenvolvimento de produtos de compressores de alta pressão, baixo fluxo, baixo nível de ruído e alta eficiência. Existem mais de dez empresas produtoras no país, especialmente a Fábrica de Bombas de Shenyang, a Fábrica de Bombas de Xangai e a Fábrica de Bombas de Shaanxi. Os compressores centrífugos nacionais, com alta tecnologia, parâmetros elevados, qualidade superior e produtos especiais, ainda não conseguem atender às necessidades; cerca de 50% deles ainda precisam ser importados do exterior. Além disso, ainda há diferenças em relação ao exterior em termos de nível técnico, qualidade e completude dos produtos. Não existe ainda experiência suficiente no projeto e fabricação de compressores de gás de grande porte. 　　3) Trocadores de calor 　　Com o aumento do tamanho e da eficiência, os trocadores de calor no exterior também tendem a se tornar maiores, além de evoluir em direção a menores diferenças de temperatura e menores perdas de pressão. Os desenvolvimentos nos tubos com aletas para troca de calor incluem tubos com aletas em formato de T, tubos com aletas de rosca reduzida, tubos com aletas em formato de losango, tubos com superfície porosa de alumínio para transferência de calor, tubos com canais em espiral, tubos em formato elíptico torcido em espiral, entre outros. 　　3. Desenvolver intensivamente a fabricação de equipamentos de alta tecnologia, visando uma transformação estratégica de um modelo de grande escala para um modelo de maior qualidade. 　　O desenvolvimento da indústria de equipamentos de alta tecnologia é um meio importante para promover a transformação e modernização econômica do setor, visando passar de um estado de grandeza para um estado de maior força. Atualmente, cinco áreas principais foram identificadas como focos da indústria de fabricação de equipamentos de alta tecnologia em nosso país: equipamentos para engenharia marítima e equipamentos de manufatura inteligente ； Foco no desenvolvimento de grandes instalações de refino, como unidades capazes de processar dez milhões de toneladas de petróleo e um milhão de toneladas de etileno. O objetivo é liderar o desenvolvimento por meio de produtos e tecnologias diferenciadas e de alto valor agregado, além de acelerar o crescimento da indústria de equipamentos de alta tecnologia ； A padronização e a modelagem são medidas táticas para transformar “Made in China” em “Created in China”. Mais uma vez, com o desenvolvimento dos processos de refino do petróleo, os equipamentos mais simples utilizados anteriormente para a destilação do petróleo bruto – como torres, fornos, trocadores de calor, bombas e tanques – já não são suficientes para atender às novas exigências. Os processos de reação catalítica passaram a ser dominantes, e surgiram então reatores de leito fluidizado gasoso-sólido e reatores de três fases (líquido-gás-sólido). Além disso, os grandes tanques esféricos de baixa temperatura (-30°C, 1,72 MPa) representam a direção de desenvolvimento futuro. Por fim, há cada vez mais tipos de polióleos, o que exige o uso de muitos equipamentos novos e complexos em termos técnicos – fornos de pirólise de etileno, resfriadores de tipo placa-ala, reatores de ultra-alta pressão de 350 MPa, reatores de tubo anelar para polipropileno, vários tipos de reatores de polimerização com agitadores, além de centrífugas pesadas para descarregamento ； As três máquinas essenciais para a produção de milhões de toneladas de etileno: o compressor de gás de cracking, o compressor de propileno e o compressor de etileno ； Compressor centrífugo de grande porte para etileno, com capacidade de milhões de toneladas – 45.000 KW por unidade; exige alta confiabilidade e longa vida útil. Além disso, entre os equipamentos petroquímicos em geral, os conjuntos de equipamentos para produção de amônia sintética com capacidade de 300 mil toneladas por ano, bem como os grandes equipamentos de separação de gases com capacidade de 60 mil metros cúbicos por hora, representam boas áreas para pesquisas e desenvolvimentos no futuro. 　　Quanto ao desenvolvimento de equipamentos eficientes, como a geração combinada de energia elétrica e térmica em grandes empresas, e o uso hierárquico da energia (equipamentos para geração de vapor a partir de turbinas a gás, equipamentos para purificação de gases a alta temperatura) ； Recuperação de energia térmica em altas temperaturas, geração de eletricidade por turbina a partir dos gases a 700°C, produção de vapor em caldeiras de calor residual ； Recuperação de energia térmica a baixas temperaturas, utilização de fontes de calor abaixo de 300°C (bombas de calor, trocadores de calor eficientes para pequenas diferenças de temperatura) ； Recuperação de energia química em caldeiras CO ； Recuperação da energia de pressão dos turbinas hidráulicas com líquidos a alta pressão ； Otimizar redes de troca de calor, redes de vapor, etc. 　　4. Integração de pesquisa e desenvolvimento, design e produção 　　Parceria entre setores acadêmico, industrial e de pesquisa, com o objetivo de impulsionar a inovação no setor manufatureiro. Por um lado, no que diz respeito às diferentes formas de redes de cooperação entre setores acadêmico, industrial e de pesquisa, ou a alianças para desenvolvimento industrial, **é necessário fortalecer a inovação nos mecanismos de investimento e financiamento, incentivando e apoiando seu desenvolvimento, bem como promovendo a interação entre empresas, setor financeiro e recursos sociais** ； Por outro lado, com as empresas líderes do setor como ponto de partida, em parceria com universidades e institutos de pesquisa com grande capacidade técnica, são criadas diversas formas de alianças entre indústria, academia e pesquisa. Dessa forma, são mobilizados todos os recursos e esforços disponíveis para impulsionar o desenvolvimento tecnológico e a disseminação das tecnologias relacionadas ao programa “Made in China 2025”. 　　5. É necessário melhorar significativamente o nível de digitalização e inteligência dos equipamentos petrolíferos. Devemos aproveitar a nova onda de revoluções tecnológicas e industriais, bem como as mudanças no cenário mundial da indústria manufatureira, para promover uma integração mais profunda entre as novas tecnologias da informação e a indústria de fabricação de equipamentos petrolíferos. Dessa forma, é possível elevar continuamente o nível técnico e de produção desses equipamentos, atendendo às necessidades da exploração e desenvolvimento de petróleo em alto-mar no nosso país. 　　6. Fortalecimento das bases de produção O nível geral dos “quatro pilares” que compõem as bases da produção – componentes e peças fundamentais para o design de produtos, materiais básicos essenciais, processos industriais avançados e tecnologias industriais – determina, em grande medida, a qualidade dos produtos. Esses elementos são a base para melhorar a qualidade da produção chinesa, e devem receber grande atenção. 　　Fortalecer a base industrial da produção chinesa com foco na especialização e com base na padronização. Ao mesmo tempo, é necessário promover amplamente o uso de tecnologias de design avançadas, desenvolver softwares de design e criar plataformas para o compartilhamento de recursos de design ； Estabelecer políticas que incentivem o design inovador, passando da produção sob encomenda para o desenvolvimento de marcas próprias de produtos. 　　7. Esforçar-se para expandir os mercados internacionais, buscando um maior desenvolvimento da indústria. Os equipamentos petrolíferos chineses têm vantagem em termos de preço, sendo geralmente mais baratos do que os preços internacionais. Alguns equipamentos de grande volume de uso e com dificuldade técnica relativamente baixa estão expandindo ativamente sua participação no mercado internacional.