近日，由中國中化旗下天華化工機械及自動化研究設(shè)計院有限公司（簡稱：天華院）設(shè)計制造的全國首臺/套魯姆斯工藝聚丙烯聚合反應(yīng)器在中海油寧波大榭石化有限公司30萬噸/年聚丙烯項目中順利投運。作為項目核心設(shè)備，目前，裝置運行平穩(wěn)，材料及設(shè)計標準符合相關(guān)規(guī)定，關(guān)鍵參數(shù)指標滿足設(shè)計要求。該裝置的成功投運，填補了聚丙烯反應(yīng)設(shè)備在國內(nèi)設(shè)計和制造的空白。
首臺/套核心設(shè)備：魯姆斯工藝聚丙烯聚合反應(yīng)器
魯姆斯（Novolen）工藝是近年來全球獲得許可應(yīng)用最多的聚丙烯技術(shù)之一，具有較低操作成本、高可靠性和最廣泛組合產(chǎn)品等技術(shù)特點。該工藝可生產(chǎn)不同類別不同用途的約60種聚丙烯樹脂，產(chǎn)品等規(guī)度為90-99%，結(jié)晶度高，熔點、拉伸強度、彎曲模量、沖擊強度等性能好；拉伸模量最高可達2400兆帕，最大橡膠含量可達50%，材料剛性大，更加牢固堅韌；熔體質(zhì)量流動速率范圍在0.3-100克/10分鐘，可靠性高，品質(zhì)有保證。同時，采用該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品抗沖共聚部分不存在溶脹或溶解問題，具有較好質(zhì)量。
這些產(chǎn)品優(yōu)勢主要源自于魯姆斯工藝的核心設(shè)備——聚合反應(yīng)器。
在完整的魯姆斯工藝中通常會配置兩臺反應(yīng)器，并根據(jù)生產(chǎn)需求靈活調(diào)整其串聯(lián)或并聯(lián)的布置方式。其中，單臺反應(yīng)器可生產(chǎn)均聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯及三元共聚聚丙烯產(chǎn)品；串聯(lián)的兩臺反應(yīng)器可生產(chǎn)抗沖共聚聚丙烯產(chǎn)品；當兩臺反應(yīng)器并聯(lián)使用時，可使均聚物的生產(chǎn)能力提高70%～100%。
在實際應(yīng)用中：均聚物主要用于容器、纖維、模具、汽車等領(lǐng)域；無規(guī)共聚物可用于薄膜、吹塑和注塑等要求高透明度的領(lǐng)域；三元共聚物可廣泛應(yīng)用于食品包裝的蒸煮袋、復(fù)合膜、熔噴布等。因此，聚合反應(yīng)器的性能高低將直接影響最終產(chǎn)品的優(yōu)劣。
天華院作為國內(nèi)聚丙烯行業(yè)設(shè)備優(yōu)秀供應(yīng)商，在相關(guān)設(shè)備設(shè)計、制造方面具有深厚的技術(shù)儲備，擁有較強的設(shè)計能力與制造實力，可為國內(nèi)各大聚丙烯生產(chǎn)企業(yè)提供優(yōu)秀的技術(shù)服務(wù)，獲得行業(yè)廣泛認可。2020年3月，項目方經(jīng)過多方考察，最終確定由天華院完成這個30萬噸聚丙烯項目聚合反應(yīng)器的設(shè)計制造。
然而，要想自主完成魯姆斯工藝聚丙烯聚合反應(yīng)器的國產(chǎn)化設(shè)計制造并非易事。
按照工藝要求，該聚合反應(yīng)器規(guī)格很大，封頭厚度更是達到130毫米。由于聚合反應(yīng)的特點，設(shè)計壓力達到4.0兆帕，同時要求底部攪拌器和容器在運行時的間隙在2毫米左右，設(shè)計難度大、加工要求高，挑戰(zhàn)嚴峻。
從0到1的過程是百余次的創(chuàng)新與突破
天華院項目團隊根據(jù)自身在聚丙烯反應(yīng)領(lǐng)域的多年研究經(jīng)驗，根據(jù)工藝專利商要求以及國產(chǎn)設(shè)備與引進設(shè)備所依據(jù)標準的差異性，仔細查閱研究國內(nèi)外相關(guān)資料，對工藝及裝置進行攻關(guān)創(chuàng)新，先后解決了設(shè)備設(shè)計、材料選型、內(nèi)置多點測溫管、鎢合金件的制造加工等難題。
經(jīng)過天華人近3年的努力，國內(nèi)首臺魯姆斯工藝聚丙烯聚合反應(yīng)器最終完成出廠與交付。
數(shù)據(jù)顯示，相較于引進設(shè)備，天華院設(shè)計制造的魯姆斯工藝聚丙烯聚合反應(yīng)器單臺設(shè)備費用可節(jié)約50%以上。該反應(yīng)器的順利投運，有效提升了天華院研究設(shè)計制造的綜合能力和核心競爭力，填補了聚丙烯反應(yīng)設(shè)備在國內(nèi)設(shè)計和制造的空白，表明我國石化行業(yè)設(shè)備設(shè)計加工能力已能滿足行業(yè)對裝置大型化、高端化的需求。
化工裝備領(lǐng)域的一臺臺、一套套“天華造”
近年來，天華院堅持市場導(dǎo)向，立足自身技術(shù)優(yōu)勢，不斷探索創(chuàng)新，積極主動作為，圍繞化工裝備的國產(chǎn)化開展持續(xù)攻堅，實現(xiàn)了多項科技成果轉(zhuǎn)化落地，為化工行業(yè)貢獻了一臺臺、一套套“天華造”設(shè)備。
在石化領(lǐng)域，2021年3月，天華院承制的中國軟包裝集團福建中景石化有限公司2×60萬噸/年聚丙烯裝置環(huán)管反應(yīng)器成功交付，該反應(yīng)器單套重達1720噸，由16根長約55米和8根180度大彎頭組成；2021年11月，天華院參研的“復(fù)雜原料百萬噸級乙烯成套技術(shù)研發(fā)及工業(yè)應(yīng)用”獲國家科學(xué)技術(shù)進步一等獎；
在鋰電領(lǐng)域，2022年5月，天華院研制的以蒸汽為熱源的“磷酸鐵閃蒸干燥+焙燒系統(tǒng)”裝置在貴州磷化（福泉）4萬噸/年磷酸鐵項目一次投料試車成功，可進一步助力提升鋰電池磷酸鐵材料產(chǎn)能；
在新材料領(lǐng)域，2022年7月，天華院又一自主創(chuàng)新產(chǎn)品取得了關(guān)鍵性突破，應(yīng)用于ABS樹脂生產(chǎn)的18臺“SAN單元反應(yīng)器外循環(huán)刮壁式冷卻器”一次性開車成功；2022年9月，天華院干燥與擠出技術(shù)裝備助力國家能源集團榆林化工世界首套萬噸級PGA可降解材料示范項目順利投產(chǎn)。
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