石油化工行业覆盖面广、产业链长,主要包括石油和天然气开采、煤化工、化肥、天然气集输、天然气液化等领域。气体压缩机是石化装置的关键设备,大部分石化装置都配备气体压缩机。随着我国石化工业的大力发展,对压缩机的需求进一步加大,这将推动我国大型压缩机技术进步,扭转长期依赖进口的局面。
气体压缩机是石化装置的关键设备,大部分石化装置都配备气体压缩机。一般常用的类型包括离心式气体压缩机、往复式气体压缩机、螺杆式气体压缩机等。
石化用离心
空气压缩机在向大型、节能、高可靠性方向发展,技术开发的重点转向了提高产品的可靠性和运行效率、降低能源消耗、改进生产工艺方法等方面。螺杆压缩机也被经常使用,比如乙烯成套装置中的丁二烯抽提装置的丁二烯螺杆压缩机,捧出压力达到0.7/IPa,轴功率590kw,介质中带有固体粉末。聚乙烯装置中的再生气体螺杆压缩机,流量达到1678m3/h,轴功率为400kW。这些螺杆压缩机到目前为止,还没有被国内压缩机厂所重视,基本还依靠进口。
大多数气体压缩机输送介质为石油混合气体、天然气、氮气、氢气、氧气、氯气、甲烷、乙烯、丙烯、氮气、二氧化氮等。鉴于石化生产装置大多数在高温、高压、易燃、易爆、腐蚀、有毒、长周期连续生产条件下工作,因此要求气体压缩机组必须做到整体性能好、效率高、结构紧凑、占地面积小、运转平稳可靠,无故障运转时问达到20000h以上,而且可以满足各种工况的需要。
炼油生产中常用的气体压缩机主要为催化裂化装置的主风机和富气气体压缩机,催化重整装置和加氢装置的循环氢气体压缩机和新氢气体压缩机,焦化装置的焦化气气体压缩机等。
乙烯成套生产装置中的气体压缩机数量最多,如乙烯裂解装置的裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机;聚乙烯装置的循环气压缩机和乙烯压缩机,聚丙烯装置的循环气压缩机和丙烯压缩机;PTA装置和丙烯晴装置的工艺压缩机等。其中乙烯裂解装置的裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机,俗称“三机”,能耗占装置总能耗的20%~40X。高压聚乙烯装置中的超高压气体压缩机是石化生产装置中压力最高的往复式气体压缩机,捧气压力达到35011Pa。
化肥生产中使用的气体压缩机主要有工艺压缩机、合成气压缩机、二氧化碳压缩机、氮气压缩机、氨气压缩机;空分空压装置的压缩机、氧气压缩机、氮气压缩机等。
天然气集输过程中用于管道输送气体的气体压缩机的压力需求,通常视管道长短确定。输送远程煤气时,压力可达30公斤/平方厘米。氯气装瓶压力为10~15公斤/平方厘米,二氧化碳装瓶压力为50~60公斤/平方厘米。
石化行业用压缩机市场应用分析
1、“十二五”是我国石化行业转型的关健时期,系统化技术创新将成为石化行业发展的动力
原材料工业的发展取决于国家所处工业化阶段,以及由各阶段所决定的需求、供给条件和比较优势的变化。“十二五”期间,我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化,原材料工业的内部结构特征也将相应发生变化,主要是传统产业比重下降,而高端和新型产业将得到较快发展。这将成为我国原材料工业调整转变的关键时期·既要满足国民经济发展的需求,也要为应对未来需求升级和产能过剩进行战略性调整。目前包括石油和化学工业在内的原材料工业在我国发展迅速,多种产品产能位居世界第一位,在国际上占据了举足轻重的地位。
石化行业技术装备水平的提升是行业技术创新的保证。在转型时期,石油和化学工业全行业结构调整需进一步加快,以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。但是,在工业化建设中,针对成套技术仍需要系统地进行集成和优化;已经国产化成功的大型设备,在质量和运行稳定性上与国外先进水平相比还有一定差距。这就对石化行业的装备水平进步提出了更高的要求。
2、石化行业气体压缩机未来主要的需求增长点将集中在石化产品冶炼以及天然气集输与液化领域
石化产品冶炼主要包括乙烯工业、炼油工业和化肥工业。
乙烯工业领域:据中石化集团预计,随着国内石化产品需求的强劲增长,近几年我国将有一批新建和扩建乙烯项目陆续投产,预计到2015年我国乙烯产能将达到2300万吨。同时.2012年我国乙烯需求量达到3500万吨,乙烯当量消费量自给率达到70%,但供应不足的状况长期存在。中石油四川石化80万吨/年乙烯项目即将完工,大庆石化60万吨/年乙烯项目即将达产;中石化武汉80万吨/年乙烯扩建项目预计2012年底投产;中海油惠州100万吨/年乙烯项目预计2013年投产。未来几年,国内还有来自传统技术外的乙烯产能上马,比如神华集团与陶氏化学合资采用煤制烯烃工艺技术的100万吨/年乙烯装置、宁夏采用甲醇制烯烃工艺的150万吨/年乙烯装置。2010年,镇海炼化和天津石化的100万吨/年乙烯均建成投产,我国乙烯产能仅次于美国位居世界第二。
未来我国乙烯产量的增长将极大剌激石化行业气体压缩机市场需求,而新建一个100万吨/年乙烯工厂需要各种气体压缩机50多台。同时,我国现有的乙烯装置多为成套进口,因进口设备价格高,因此我国乙烯生产成本较高。国际乙烯市场价格较低,因此国际市场的乙烯对我国市场构成较大威胁。我国的乙烯企业不得不采取各种措施降低生产成本,其中包括在乙烯工程改造中尽量提高设备的国产化率,这为气体压缩机行业提供了很好的市场机遇。
炼油工业领域:中国石油需求量每年增长率为12%,已经占到全球需求增量的35%,.中国石油可开采储量人均5吨,中国对外石油依存度已经达到42.9%。已经超过35%的国际警戒线。研究表明,国民经济每增长1%,对石油产品的需要增长0.8%~l%。根据中国石化联合会的预测,“十二五”期间,国内石油产量有望继续保持在2亿吨以上,海外权益产量突破l亿吨;“十二五”末期我国战略石油储备能力将达3.5亿桶。国际上炼油与化工通常为一体化工程,会同时发展,如将40万吨/年乙烯装置与750万吨/年炼油装置组成一体化工程后,每年可降低生产成本2500~3500万美元,每吨乙烯的总成本可下降50-125美元。这就决定,未来我国新建和改建的大型己烯装置也需要配套新建一体化的炼油装置才能获得较好的经济效益,而新建的大型乙烯装置配套的一体化炼油厂及对已有炼油厂中进行加氢技术改造等,都需要气体压缩机。例如,新建一个1000万吨/年炼油厂需要气体压缩机30多台。
天然气集输与液化领域:市场需求十分广阔。据国家能源局预计,到2015年,国内天然气供应量将达到2300~2500亿立方米,常规天然气供应量1400亿立方米,非常规天然气供应100亿立方米,进口LNG320~400亿立方米,进口天然气占比将达到30%~36%。2020年之前我国将形成以国产天然气为主、进口天然气为辅的多气资源保障体系,同时形成西气东输、北气南下、就近供应、海气登陆的格局。另外,未来我国天然气管道建设将呈现“横跨东西、纵贯南北、联通海外”的基本框架。未来10年,预计我国将新建天然气管道3万千米以上,2020年将建成天然气基干管道网络
天然气
空气压缩机在我国长输天然气管道运输中具有广泛的应用,增压、注气和传输都需要使用。以西气东输为例,中国石油西气东输管道(销售)公司建设和运营一条干线(西气东输管道干线)、二条联络线(西气东输与陕京二线、西气东输与忠武线联络线)、三条支干线(常州—长兴、定远一合肥、南京一芜湖)、十一条支线和长宁线、兰银线,管道总长6722公里:二座地下储气库(江苏金坛、刘庄)、一个计量标定中心;23座压气站、56座分输站、250座线路截断阀室。截止到2011年9月,西气东输管道沿线共有53台各型压缩机组,其中管道干线有45台单机功率20兆瓦以上的大功率压缩机组。此外,还包括2台储气库汉诺华压缩机、长宁线2台和淮武线l台索拉压缩机及3台煤层气压缩机组。预计在“十二五”期间,中国石油西气东输管道(销售)公司各型压缩机组将达到70台以上,自西二线东段投产以来,已陆续开展各型压缩机组的安装工作,到西二线机组全部投产时,各型压缩机组将超过100台,届时西气东输管道公司将成为我国使用天然气压缩机组最多的公司。
目前压气站的设备基本被国际巨头垄断。随着设备国产化率的提高,国产压缩机产品也将扮演日益重要的角色,未来天然气长距离输送的发展将为气体压缩机带来良好的市场前景。
另一方面,城市燃气管道2002-2010年年均增长2万公里,城市燃气管道建设已经进入高速发展的阶段。预计“十二五”时期我国输配管网需要再建15万公里,年均需要建设3万公里。同时,就近供应昀原则还带动了地下储气库和支线管网的建设。
以贵州省城乡天然气压缩机需求为例,天然气输送每50公里需要一个加压站,天然气输送到城市需要建设压气站,城市内每个小区也需要建设压气站,偏远地区需要建设压气子站,气体压缩机是最核心的产品。以1个压气子站建设总投入300万计,预计贵州全省管道输送、加油加气站气体压缩机的市场规模约为20~30亿。
3、石化行业气体压缩机市场需求预测
装备制造业是国家重点鼓励发展的领域之一,并在“十二五”时期将高端装备制造业列为重点发展对象而进行大力扶持发展。压缩机作为装备制造业领域的重要关键产品,一方面在装备制造业发展获得扶持的大背景下将获得许多支持政策,另一方面在石化用压缩机直接相关产业政策中,明确指出大力发展石化压缩机。这必将推动我国大型石化压缩机技术进步和快速发展,进一步拓展压缩机在石化行业的应用(见附表)。
在石化产品冶炼以及天然气集输与液化等行业需求的带动下,每年石化设备新增投资将高达到人民币400亿,作为石化重要设备之一的压缩机将迎来重大市场;另外石化行业正在使用的
空气压缩机有4000多台,每年需要更新的压缩机市场容量在人民币7亿元左右。预计每年石化用压缩机将达到800台左右,到2015年石化行业气体压缩机市场经济规模将近1000亿元。对此,我国压缩机企业需要加大科技创新,提升石化用大型压缩机组核心技术,才能够扩大在石化行业的市场占有率。