PTT生產(chǎn)裝置中有色金屬、高合金鋼材質(zhì)特種裝備的研發(fā)分析

周玉華

山東興泰機械裝備工程有限責(zé)任公司 山東臨沂 276017

1 PTT新材料市場前景廣闊

新材料PTT（聚對苯二甲酸丙二醇酯）相對于PET（聚對苯二甲酸乙二酯）、PBT（聚對苯二甲酸丁二酯）這兩種常規(guī)聚酯來說，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)濟等因素將給PTT生產(chǎn)和需求帶來突破性發(fā)展。

2 PTT生產(chǎn)裝置中有色金屬等高端特種裝備的研發(fā)意義

高分子新材料PTT行業(yè)市場前景看好，研發(fā)新材料（PTT）生產(chǎn)裝備能夠有效的培育企業(yè)效益增長點，提高企業(yè)的核心競爭力。研發(fā)項目的實施符合國家產(chǎn)業(yè)政策，適應(yīng)國家節(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)展趨勢與最佳選擇；當(dāng)前我國高合金鋼和稀有金屬裝備行業(yè)技術(shù)、市場及產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，已初步形成較完整的產(chǎn)業(yè)，而且在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮出越來越重要的作用[1]。研發(fā)項目的實施有利于提升企業(yè)實力，在經(jīng)濟效益增長的同時，實現(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)計與研發(fā)能力。本研發(fā)項目的實施可滿足當(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，并促使公司爭當(dāng)行業(yè)先進，提升企業(yè)的核心競爭力，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，同時預(yù)防效益流失，為企業(yè)更好的占有市場打下堅實的基礎(chǔ)，符合公司科學(xué)發(fā)展的要求，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的雙贏。

國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《中國制造2025》將高端裝備列為發(fā)展重點，先后出臺了一系列政策措施，推動產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。山東也出臺《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，力爭全省高端裝備制造業(yè)主營業(yè)務(wù)收入超過2萬億元。轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、轉(zhuǎn)換增長動力，已是企業(yè)實現(xiàn)由大到強、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，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)，推進裝備創(chuàng)新，走創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的路子已成為企業(yè)必然的選擇。

3 PTT新材料生產(chǎn)裝置主要研發(fā)的工藝裝備

生物工程法生產(chǎn)PDO合成PTT項目目前設(shè)計的主要工序有甘油精制、發(fā)酵、膜過濾、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種子罐系統(tǒng)、4臺300m3發(fā)酵罐、轉(zhuǎn)種罐系統(tǒng)、300m3發(fā)酵液儲罐及消毒培養(yǎng)基儲罐系統(tǒng)、堿液配置罐及補堿罐系統(tǒng)、連消系統(tǒng)罐及塔器、CIP系統(tǒng)儲罐等設(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、脫水塔一/二級冷凝器、脫酸塔、脫酸塔降膜再沸器、脫酸塔一/二級冷凝器、脫酸塔二級冷凝器、PDO精餾塔、PDO精餾塔降膜再沸器、PDO精餾塔一/二級冷凝器、甲醇精餾塔、甲醇精餾塔再沸器、甲醇精餾塔一/二級冷凝器、酸分離塔、酸分離塔再沸器、酸分離塔一/二級冷凝器及其它儲罐等。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、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)聚物過濾器、預(yù)縮聚釜、PDO冷卻器/過濾器/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。

4 工藝技術(shù)方案研發(fā)

根據(jù)PTT新材料生產(chǎn)裝備的特點，可知其主要制作工序有下料、機械加工、成型、焊接、熱處理、探傷、水壓試驗、酸洗及涂裝等工序。

下料：高合金鋼鋼板主要采用數(shù)控等離子切割機下料，有色金屬應(yīng)根據(jù)其具體特點采用機械切割等方法實現(xiàn)；型材則主要采用鋸床下料。

成型：容器筒節(jié)采用三輥卷板機進行卷筒和復(fù)校圓，板材的預(yù)彎采用單柱液壓機成型；為避免碳鋼污染，高合金鋼及稀有金屬筒節(jié)在卷筒時卷板機用的上、下輥均采用薄膜等隔離措施。U型管采用彎管機彎制。

焊接：容器的主焊縫采用埋弧自動焊接裝置焊接，其中厚壁容器采用窄間隙焊機焊接；容器接管采用手工焊機焊接；換熱器的管子管板接頭采用管子管板自動焊機焊接；結(jié)構(gòu)部件采用MAG焊機及手工電弧焊機焊接。

機械加工：筒節(jié)坡口根據(jù)板材厚度分別采用銑邊機和立車機械加工；中小型機械部件根據(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[3]。

5 結(jié)語

該研發(fā)項目適應(yīng)國內(nèi)和國際重點裝備制造產(chǎn)業(yè)行業(yè)總體發(fā)展趨勢，是國家支持和鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。我國經(jīng)濟發(fā)展的條件和環(huán)境已經(jīng)發(fā)生諸多重大轉(zhuǎn)變，經(jīng)濟增長將與過去30多年10%左右的高速度基本告別，動力從要素驅(qū)動、投資驅(qū)動轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動，新研發(fā)項目能夠促進公司加快轉(zhuǎn)型，適應(yīng)新常態(tài)。