周玉華
山東興泰機(jī)械裝備工程有限責(zé)任公司 山東臨沂 276017
新材料PTT(聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯)相對(duì)于PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)、PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二酯)這兩種常規(guī)聚酯來(lái)說(shuō),既克服了PET的剛性,又避免了PBT的柔性,特別是它具有優(yōu)異的回彈性、柔軟性、易染性、抗污性、低吸水性以及良好的色牢度等一系列優(yōu)異的性能,因此,是一種極具發(fā)展前途的新型高分子材料。生物法生產(chǎn)PDO(1,3丙二醇)合成PTT技術(shù)已經(jīng)成熟,因其環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等因素將給PTT生產(chǎn)和需求帶來(lái)突破性發(fā)展。
高分子新材料PTT行業(yè)市場(chǎng)前景看好,研發(fā)新材料(PTT)生產(chǎn)裝備能夠有效的培育企業(yè)效益增長(zhǎng)點(diǎn),提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。研發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策,適應(yīng)國(guó)家節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展規(guī)劃。節(jié)能、環(huán)保已成為不可逆轉(zhuǎn)的潮流,本生物工程法生產(chǎn)PDO合成PTT裝備是行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)與最佳選擇;當(dāng)前我國(guó)高合金鋼和稀有金屬裝備行業(yè)技術(shù)、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,已初步形成較完整的產(chǎn)業(yè),而且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用[1]。研發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施有利于提升企業(yè)實(shí)力,在經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)公司的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo);有利于開展院企在設(shè)備研發(fā)與制造方面的合作;也有利于培育企業(yè)設(shè)計(jì)與研發(fā)能力。本研發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施可滿足當(dāng)?shù)貐^(qū)域建設(shè)的需要,使區(qū)域內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)鏈條更加完整,并促使公司爭(zhēng)當(dāng)行業(yè)先進(jìn),提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,因此有必要研發(fā)以高合金鋼、稀有金屬為主的新材料(PTT)生產(chǎn)裝備,同時(shí)預(yù)防效益流失,為企業(yè)更好的占有市場(chǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),符合公司科學(xué)發(fā)展的要求,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏。
國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《中國(guó)制造2025》將高端裝備列為發(fā)展重點(diǎn),先后出臺(tái)了一系列政策措施,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。山東也出臺(tái)《山東省高端裝備制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2018-2025年)》,根據(jù)《規(guī)劃》到2022年,力爭(zhēng)全省高端裝備制造業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入超過(guò)2萬(wàn)億元。轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、轉(zhuǎn)換增長(zhǎng)動(dòng)力,已是企業(yè)實(shí)現(xiàn)由大到強(qiáng)、高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略抉擇。技術(shù)引領(lǐng),創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),把創(chuàng)新擺在發(fā)展的核心位置,突破關(guān)鍵共性技術(shù)和核心環(huán)節(jié),推進(jìn)裝備創(chuàng)新,走創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的路子已成為企業(yè)必然的選擇。
生物工程法生產(chǎn)PDO合成PTT項(xiàng)目目前設(shè)計(jì)的主要工序有甘油精制、發(fā)酵、膜過(guò)濾、菌體離心及干燥、多效蒸發(fā)、PH沉降及硫酸鈉分離、精餾、脫色、酯化、預(yù)縮及終縮聚等。
一條年產(chǎn)6萬(wàn)噸新材料(PTT)生產(chǎn)線的主要工序設(shè)備及參數(shù)介紹如下:
發(fā)酵工序主要是帶攪拌裝置的各級(jí)種子罐系統(tǒng)、4臺(tái)300m3發(fā)酵罐、轉(zhuǎn)種罐系統(tǒng)、300m3發(fā)酵液儲(chǔ)罐及消毒培養(yǎng)基儲(chǔ)罐系統(tǒng)、堿液配置罐及補(bǔ)堿罐系統(tǒng)、連消系統(tǒng)罐及塔器、CIP系統(tǒng)儲(chǔ)罐等設(shè)備系統(tǒng)。所涉及的設(shè)備、管道、閥門等主要材質(zhì)為S30408及S31603等高合金鋼。
蒸發(fā)濃縮工序主要設(shè)備有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效加熱器、預(yù)熱器、表面冷凝器和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效分離器等換熱器,以及冷凝水罐等系統(tǒng)。所涉及的設(shè)備、管道、閥門等主要材質(zhì)為S30408、S31603等高合金鋼,后續(xù)與濃縮后的發(fā)酵液直接接觸的設(shè)備和管道等材質(zhì)為Ti合金。
精餾工序主要設(shè)備有脫水塔、脫水塔降膜再沸器、脫水塔一/二級(jí)冷凝器、脫酸塔、脫酸塔降膜再沸器、脫酸塔一/二級(jí)冷凝器、脫酸塔二級(jí)冷凝器、PDO精餾塔、PDO精餾塔降膜再沸器、PDO精餾塔一/二級(jí)冷凝器、甲醇精餾塔、甲醇精餾塔再沸器、甲醇精餾塔一/二級(jí)冷凝器、酸分離塔、酸分離塔再沸器、酸分離塔一/二級(jí)冷凝器及其它儲(chǔ)罐等。所涉及的設(shè)備、管道、閥門等主要材質(zhì)為Ti合金、S31603、2205、S30408、等稀有金屬及高合金鋼[2]。
酯化、預(yù)縮及終縮聚工序主要設(shè)備有PTA料倉(cāng)、PDO罐、加熱器、塔頂冷凝器、分離塔、氣提塔酯化加熱器、預(yù)縮聚噴淋冷凝器、預(yù)聚物過(guò)濾器、預(yù)縮聚釜、PDO冷卻器/過(guò)濾器/蒸發(fā)器及終縮聚釜等。所涉及的設(shè)備、管道、閥門等主要材質(zhì)為S31603、S30408及碳鋼。
根據(jù)PTT新材料生產(chǎn)裝備的特點(diǎn),可知其主要制作工序有下料、機(jī)械加工、成型、焊接、熱處理、探傷、水壓試驗(yàn)、酸洗及涂裝等工序。
下料:高合金鋼鋼板主要采用數(shù)控等離子切割機(jī)下料,有色金屬應(yīng)根據(jù)其具體特點(diǎn)采用機(jī)械切割等方法實(shí)現(xiàn);型材則主要采用鋸床下料。
成型:容器筒節(jié)采用三輥卷板機(jī)進(jìn)行卷筒和復(fù)校圓,板材的預(yù)彎采用單柱液壓機(jī)成型;為避免碳鋼污染,高合金鋼及稀有金屬筒節(jié)在卷筒時(shí)卷板機(jī)用的上、下輥均采用薄膜等隔離措施。U型管采用彎管機(jī)彎制。
焊接:容器的主焊縫采用埋弧自動(dòng)焊接裝置焊接,其中厚壁容器采用窄間隙焊機(jī)焊接;容器接管采用手工焊機(jī)焊接;換熱器的管子管板接頭采用管子管板自動(dòng)焊機(jī)焊接;結(jié)構(gòu)部件采用MAG焊機(jī)及手工電弧焊機(jī)焊接。
機(jī)械加工:筒節(jié)坡口根據(jù)板材厚度分別采用銑邊機(jī)和立車機(jī)械加工;中小型機(jī)械部件根據(jù)工藝要求分別采用車床、銑床、刨床、磨床加工;換熱器的管板和隔板采用數(shù)控平面加工中心和搖臂鉆床進(jìn)行鉆孔加工;換熱器的管板外形采用立車加工。容器上大接管開孔采用馬鞍型接管開孔機(jī)[3]。
該研發(fā)項(xiàng)目適應(yīng)國(guó)內(nèi)和國(guó)際重點(diǎn)裝備制造產(chǎn)業(yè)行業(yè)總體發(fā)展趨勢(shì),是國(guó)家支持和鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件和環(huán)境已經(jīng)發(fā)生諸多重大轉(zhuǎn)變,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將與過(guò)去30多年10%左右的高速度基本告別,動(dòng)力從要素驅(qū)動(dòng)、投資驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),新研發(fā)項(xiàng)目能夠促進(jìn)公司加快轉(zhuǎn)型,適應(yīng)新常態(tài)。