以技術(shù)促發(fā)展 記成達(dá)公司純堿技術(shù)創(chuàng)新60年
60余年來,中國成達(dá)工程有限公司(以下簡稱成達(dá)公司,原化工部第八設(shè)計(jì)院)不斷增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,取得了一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)創(chuàng)新成果,創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)文明和精神文明,保持了在行業(yè)中的技術(shù)領(lǐng)先地位,為中國化工事業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。
在黨的二十大即將召開之際,成達(dá)公司堅(jiān)決貫徹落實(shí)黨中央決策部署,始終面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展,勇攀高峰,追求卓越,為建成世界科技強(qiáng)國、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興不斷作出新的更大貢獻(xiàn)!
純堿作為基礎(chǔ)化工原料,廣泛應(yīng)用于化工、冶金、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。成達(dá)公司是國內(nèi)最早開展以鹽為原料生產(chǎn)純堿的國家級(jí)工程研究設(shè)計(jì)單位,同時(shí)擁有以中國制堿領(lǐng)域權(quán)威專家周光耀院士為核心的鹽化工技術(shù)團(tuán)隊(duì),致力于純堿技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。
成達(dá)公司擁有全部合成法制堿工藝技術(shù),即氨堿法、聯(lián)堿法、變換氣制堿法。純堿關(guān)鍵工藝技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備均為成達(dá)公司自主研究開發(fā),具有完全獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。由成達(dá)公司設(shè)計(jì)和建設(shè)的純堿工程具有技術(shù)水平高,裝置投資省,運(yùn)行周期長,能耗低等特點(diǎn),綜合技術(shù)水平達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
技術(shù)引領(lǐng) 全球市場爭先鋒
成達(dá)公司純堿技術(shù)的發(fā)展史也是中國純堿自力更生、不斷壯大的創(chuàng)新史。新中國成立初期,成達(dá)公司是我國唯一具有純堿專業(yè)技術(shù)的設(shè)計(jì)院,承擔(dān)全國純堿工程的新建、改建和擴(kuò)建的設(shè)計(jì)任務(wù),至今已有60余年的技術(shù)傳承。60余年來,成達(dá)公司承建了近70個(gè)純堿項(xiàng)目,總產(chǎn)能占全國純堿產(chǎn)能的1/3以上,獲得專利、專有技術(shù)30余項(xiàng),其中發(fā)明專利7項(xiàng),獲得國家級(jí)、省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)50余項(xiàng),其中國家級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng),省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)15項(xiàng)。2016年投產(chǎn)的中鹽昆山聯(lián)堿項(xiàng)目,技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先,代表了我國最新、最先進(jìn)的聯(lián)堿工藝技術(shù)。2019年成達(dá)公司為金大地、江蘇華昌開發(fā)設(shè)計(jì)的直徑為5m的大型內(nèi)冷式碳化塔單臺(tái)能力達(dá)到330~360噸/天,成為全球最大生產(chǎn)能力的內(nèi)冷式碳化塔。
自上世紀(jì)90年代起,成達(dá)公司以技術(shù)帶動(dòng)成套設(shè)備出口,先后承包建設(shè)了巴基斯坦、印尼、烏茲別克斯坦、沙特等多個(gè)海外純堿工程,將我國的純堿技術(shù)和成套設(shè)備成功帶入國際市場。2016年,成達(dá)公司與中信建設(shè)聯(lián)合承包建設(shè)了烏茲別克20萬噸/年純堿工廠,采用成達(dá)公司獨(dú)有的氣燒窯低濃度二氧化碳直接加壓碳化技術(shù),并首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,在天然氣資源豐富的地區(qū)具有明顯的競爭優(yōu)勢,顯著簡化流程、減少投資、降低運(yùn)行成本。目前正在執(zhí)行的沙特30萬噸純堿氯化鈣EPC總承包項(xiàng)目,作為GCC(海灣阿拉伯國家合作委員會(huì))國家的第一個(gè)純堿項(xiàng)目,也是該區(qū)域第一個(gè)非油氣背景的化工項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了氨堿工藝蒸餾廢液零排放,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了成達(dá)公司專有技術(shù)第一次帶領(lǐng)中國技術(shù)、中國標(biāo)準(zhǔn)和中國裝備出口中東地區(qū)。
技術(shù)創(chuàng)新 行業(yè)領(lǐng)先立標(biāo)桿
自上世紀(jì)60年代參與開發(fā)和推廣侯氏制堿法(聯(lián)合制堿法)起,成達(dá)公司在技術(shù)上不斷開拓進(jìn)取,持續(xù)進(jìn)步,始終保持行業(yè)領(lǐng)先地位。近年來,依托新的國內(nèi)國外純堿項(xiàng)目,成達(dá)公司純堿技術(shù)團(tuán)隊(duì)在設(shè)備大型化、降低建設(shè)投資、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低原材料和能源消耗、延長設(shè)備運(yùn)行周期以及尾氣的綜合回收利用等方面做出了卓越的貢獻(xiàn)。
成達(dá)公司純堿主要技術(shù)創(chuàng)新成果介紹
制堿核心設(shè)備碳酸化塔技術(shù)
碳化塔(碳酸化塔)為純堿生產(chǎn)的核心反應(yīng)器,中國制堿行業(yè)的各種碳化塔塔型幾乎均由成達(dá)公司開發(fā)設(shè)計(jì)。成達(dá)公司在純堿生產(chǎn)核心設(shè)備和重大裝備上孜孜不倦,持續(xù)保持技術(shù)進(jìn)步60多年,在碳化塔技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先水平。
上世紀(jì)八十年代,成達(dá)為連云港堿廠、唐山堿廠和濰坊堿廠開發(fā)設(shè)計(jì)的直徑為3.0/直徑為3.4m笠帽鑄鐵碳化塔至今仍然廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外堿廠。成達(dá)公司持續(xù)不斷開發(fā)了各種規(guī)格、各種先進(jìn)結(jié)構(gòu)的不銹鋼/不銹鋼復(fù)合材質(zhì)的外冷塔、內(nèi)冷塔。由成達(dá)開發(fā)設(shè)計(jì)的新型篩板碳化塔具有單碳產(chǎn)能高、重堿結(jié)晶粒度好、轉(zhuǎn)化率高、運(yùn)行周期長、能耗低和節(jié)能環(huán)保的顯著特點(diǎn),廣泛出口于世界各地,其中直徑為5.0m大型內(nèi)冷式碳化塔推廣應(yīng)用總產(chǎn)能達(dá)300萬噸。
同時(shí),成達(dá)公司將篩板碳化技術(shù)應(yīng)用于小蘇打生產(chǎn),先后開發(fā)設(shè)計(jì)了直徑為1.2m、直徑為1.6m、直徑為2m、直徑為3m等系列高效篩板小蘇打碳化塔,系統(tǒng)性的解決了傳統(tǒng)小蘇打碳化塔產(chǎn)能低、轉(zhuǎn)化率低、尾氣中CO2含量高、操作周期短等問題。
成達(dá)公司還開發(fā)了單塔生產(chǎn)能力最大的外冷碳化塔及配套設(shè)備,并申請(qǐng)國家發(fā)明專利-制堿外冷碳化塔清洗新工藝。該專利技術(shù)于2013年獲得中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。并且,“以液相為連續(xù)相的碳酸化反應(yīng)核心裝備技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”獲得2021年度四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)。
第三代大型聯(lián)堿關(guān)鍵工藝技術(shù)和設(shè)備
成達(dá)公司開發(fā)的第三代大型聯(lián)堿法制堿技術(shù)改進(jìn)了工藝流程,采用自主研發(fā)的外冷式碳化塔、新型變換氣制堿碳化技術(shù)、大型節(jié)能氯化銨結(jié)晶器、自身返堿蒸汽煅燒爐等先進(jìn)工藝設(shè)備,解決了聯(lián)堿裝置大型化過程中的技術(shù)難題,提高了裝置自動(dòng)化水平,使裝置的主要原材料消耗、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品綜合能耗都達(dá)到了國內(nèi)乃至國際先進(jìn)水平。此外,聯(lián)堿生產(chǎn)廢水零排放,大幅降低了尾氣中氨和粉塵的濃度,保護(hù)了環(huán)境,大大改善了操作人員的工作環(huán)境。
在分析市場需求和技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,通過技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備大型化,成達(dá)公司開發(fā)和掌握的第三代大型聯(lián)堿關(guān)鍵工藝技術(shù)和設(shè)備,使我國聯(lián)堿裝置的技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先,為聯(lián)堿裝置的節(jié)能降耗、實(shí)現(xiàn)行業(yè)的節(jié)能降碳目標(biāo)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持和保障。
低濃度窯氣直接加壓碳化技術(shù)
低濃度窯氣直接加壓碳化制堿技術(shù),奠定了煙道氣 CO2 碳酸化利用的技術(shù)基礎(chǔ),提供了低成本 CO2 捕集固定的技術(shù)路線。該直接加壓碳化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的大規(guī)模工業(yè)裝置穩(wěn)定運(yùn)行的有效技術(shù)措施和保障,同時(shí)成達(dá)公司也是目前全球唯一有工程運(yùn)行業(yè)績的技術(shù)提供商。
純堿生產(chǎn)尾氣綜合治理技術(shù)
成達(dá)公司開發(fā)和設(shè)計(jì)的含氨尾氣洗滌工藝流程和一系列含氨尾氣洗滌塔,將尾氣中的氨含量降低至環(huán)保要求的水平,同時(shí)保持母液不發(fā)生膨脹。
成達(dá)公司與中鹽昆山公司和華東理工大學(xué)合作開發(fā)的干銨尾氣綜合環(huán)保治理技術(shù)獲得中國純堿工業(yè)協(xié)會(huì)2021年度科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
純堿聯(lián)產(chǎn)大型氯化鈣裝置
成達(dá)公司總承包的沙特純堿氯化鈣項(xiàng)目,設(shè)計(jì)和建設(shè)了全球單套產(chǎn)能最大的純堿配套氯化鈣生產(chǎn)裝置,實(shí)現(xiàn)了氨堿工藝蒸餾廢液零排放。本項(xiàng)目同時(shí)實(shí)現(xiàn)了成達(dá)專有技術(shù)第一次帶領(lǐng)中國技術(shù)、中國標(biāo)準(zhǔn)和中國裝備出口中東地區(qū)。
三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)純堿技術(shù)
采用聯(lián)堿母液非平衡吸收三胺尾氣制取符合聯(lián)堿生產(chǎn)要求的合格母液,解決了純堿配套三胺生產(chǎn)中遇到的操作周期短、易結(jié)垢等技術(shù)難題,三胺和純堿生產(chǎn)成本均可大幅降低。
大型熱法聯(lián)堿技術(shù)
成達(dá)公司對(duì)熱法聯(lián)堿技術(shù)進(jìn)行改良,2012年完成國內(nèi)首套年產(chǎn)60萬噸純堿和氯化銨大型裝置的工藝包設(shè)計(jì)。改良的熱法聯(lián)堿具有如下優(yōu)點(diǎn):工藝流程短;能耗低;建設(shè)投資少;不需要處理副產(chǎn)鹽;產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)冷法聯(lián)堿。
氯化銨回轉(zhuǎn)干燥技術(shù)
由成達(dá)公司與山東天力公司合作開發(fā)的氯化銨回轉(zhuǎn)干燥技術(shù)完成中試試驗(yàn)。該技術(shù)通過中國石化聯(lián)合會(huì)技術(shù)成果評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)委員會(huì)一致認(rèn)為該技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,節(jié)能和環(huán)保效果好,符合國家節(jié)能減排降碳的政策要求,具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
新型變換氣制堿技術(shù)
新型變換氣制堿技術(shù),將合成氨脫碳過程和純堿碳化過程合二為一,碳化尾氣指標(biāo)滿足合成氨裝置的要求,大大縮短了合成氨裝置的工藝流程,降低了設(shè)備投資,減少了操作費(fèi)用。
2008年新型變換氣制堿技術(shù)被列入國家50項(xiàng)重點(diǎn)推廣的節(jié)能技術(shù)之一,被中國石油和化學(xué)行業(yè)列入8項(xiàng)重點(diǎn)推廣的節(jié)能技術(shù)之一,并被列入《國家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄(第一批)》。
技術(shù)沉淀 初心如磐方致遠(yuǎn)
成達(dá)公司的純堿技術(shù)發(fā)展史記載了一代代成達(dá)人披荊斬棘、榮辱與共,為新中國純堿行業(yè)立下的汗馬功勞。以史為鑒,開創(chuàng)未來,成達(dá)人在歷史中鼓舞斗志、明確方向、凝聚力量、堅(jiān)定信心。初心如磐,方能致遠(yuǎn)。隨著我國純堿工業(yè)的不斷發(fā)展,純堿行業(yè)也迎來了新的征程。新征程上,既有難得的發(fā)展機(jī)遇,也面臨嚴(yán)峻復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。成達(dá)人將一如繼往地堅(jiān)持獨(dú)立自主、開拓創(chuàng)新,不斷增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,在新時(shí)代新征程上以一往無前的奮斗姿態(tài)持續(xù)書寫高水平科技自立自強(qiáng)新篇章。
成達(dá)公司純堿技術(shù)發(fā)展編年史:
1968年,設(shè)計(jì)建設(shè)國內(nèi)第一個(gè)完全獨(dú)立的大型聯(lián)堿裝置—自貢鴻化聯(lián)堿
1971年,湖南冷水江制堿廠首次使用“變換氣加壓碳化”等新技術(shù)
1974年,自貢鴻鶴化工廠氨堿裝置成功改造為聯(lián)堿裝置,獲得國家20世紀(jì)70年代優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)和化工部優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。
1978年,侯德榜博士聯(lián)合制堿法完成的8萬噸/年示范裝置,獲得全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。
1986年,新都氮肥廠聯(lián)堿工程采用10項(xiàng)新技術(shù),被譽(yù)為第二代聯(lián)堿裝置的樣板,獲得了國家優(yōu)秀設(shè)計(jì)金質(zhì)獎(jiǎng),國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),化工部優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)和科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
1988年,承接的自貢富順純堿項(xiàng)目在行業(yè)內(nèi)率先實(shí)行工程總承包。
1989年,設(shè)計(jì)建成亞洲最大的年產(chǎn)60萬噸唐山純堿工廠,榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、化工部優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)、化工部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
1991年,承接第一個(gè)海外純堿EPC項(xiàng)目—印尼15萬噸聯(lián)堿成套技術(shù)及設(shè)備出口項(xiàng)目,將我國的純堿技術(shù)首次打入國際市場,也是當(dāng)時(shí)我國化學(xué)工業(yè)以多項(xiàng)專有技術(shù)帶動(dòng)成套設(shè)備出口創(chuàng)匯的最大裝置。
1994年,設(shè)計(jì)的南方堿廠、吉蘭泰堿廠使中國完成由純堿進(jìn)口國向純堿出口國轉(zhuǎn)變。
2000年,設(shè)計(jì)的石家莊聯(lián)堿項(xiàng)目,開發(fā)了新型變換氣制堿技術(shù)及大型外冷式碳化塔,簡化了工藝流程,降低了能耗,同時(shí)解決了設(shè)備大型化問題。
2003年,與中信建設(shè)聯(lián)合承包建設(shè)了烏茲別克10萬噸/年的純堿工廠,并于2016年擴(kuò)建到20萬噸/年。此項(xiàng)目采用成達(dá)公司獨(dú)有的氣燒窯低濃度二氧化碳直接加壓碳化技術(shù),并首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,在天然氣資源豐富的地區(qū)具有明顯的競爭優(yōu)勢,可顯著簡化流程、減少投資、降低運(yùn)行成本。
2006年,設(shè)計(jì)的四川和邦60萬噸聯(lián)堿項(xiàng)目,新材料、新設(shè)備被大量應(yīng)用,清潔生產(chǎn)水平大幅提高。該項(xiàng)目代表我國第三代聯(lián)堿技術(shù)的形成。
2012年,完成國內(nèi)首套大型熱法聯(lián)堿技術(shù)工藝包的開發(fā)——自貢鴻鶴項(xiàng)目。
2012年,“聯(lián)堿法純堿工藝技術(shù)改進(jìn)及設(shè)備大型化技術(shù)”獲得中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
2016年,中鹽昆山聯(lián)堿項(xiàng)目投產(chǎn),技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先,代表了我國最新、最先進(jìn)的聯(lián)堿工藝技術(shù)。
2018年,簽署沙特30萬噸純堿氯化鈣EPC總承包項(xiàng)目,第一次向高端市場輸出自有技術(shù)許可和中國標(biāo)準(zhǔn)。
2019年,為金大地、江蘇華昌開發(fā)設(shè)計(jì)的直徑為5m的大型內(nèi)冷式碳化塔單臺(tái)能力達(dá)到330~360噸/天,成為全球最大生產(chǎn)能力的內(nèi)冷式碳化塔。
2020年,由周光耀院士主導(dǎo)開發(fā)的三段外冷碳化塔在中鹽昆山開車成功。
2022年,與天力公司合作開發(fā)的節(jié)能環(huán)保氯化銨回轉(zhuǎn)干燥技術(shù)通過中國石化聯(lián)合會(huì)技術(shù)成果評(píng)價(jià)。
不倦的努力只為更好的明天。節(jié)能降耗,綠色環(huán)保,為用戶帶來更多的效益是我們孜孜以求的目標(biāo)。未來,成達(dá)公司將秉持“工程創(chuàng)造美好未來”的企業(yè)使命,以領(lǐng)先的工程科技水平不斷滿足人類對(duì)美好生活的追求,以孜孜不倦的態(tài)度追求專業(yè)精湛,不斷開拓與創(chuàng)新,以工程科技助力國家“雙碳”目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn),為行業(yè)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出更多更大的貢獻(xiàn)。
供稿/成達(dá)公司純堿技術(shù)團(tuán)隊(duì) 編輯/蘭然
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