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您需要了解的发展趋势--化学工业领域发展趋势

作者:Anke Geipel-Kern 文章来源:PROCESS德文版  点击数:1234  发布时间:2013-05-31
当前,有关发展趋势的说法很多很多,例如全球化或者向统计学的转变.

当前,有关发展趋势的说法很多很多,例如全球化或者向统计学的转变。但化工领域发展趋势最重要的不能以大趋势来概括,本文系PROCESS杂志通过Achema展会总结的化工领域的发展趋势。

趋势1 超大型流程设备:流程设备制造业目前正在发生着巨大的变化。在中国、印度和阿拉伯半岛地区,超大型的流程工业设备拔地而起;在欧洲,流程工艺技术人员正在研究化工集装箱和模块化的流程设备。散装化学品生产厂,例如生产化肥或者初级塑料原材料的化工生产厂,包括生产聚乙烯和聚丙烯等薄膜原材料的生产厂,都从富产原材料的中东等地区获取自己所需的化工原材料,在这些地区也有大型集成化工设备。例如在沙特阿拉伯的Jubail市,Dow公司与Aramco公司合作成立了一家生产厂,共投资200亿美元,计划于2016年投产,投产后实现年产300万t化工产品。

趋势2 模块化流程设备:新兴市场对未来流程工艺设备提出的要求更高。精细化工和特殊化学品对工艺设备的要求是更快、更便宜以及更灵活。Heil公司认为,未来无论是模块化形式的流程设备还是集装箱形式的流程设备,流程设备的模块化是必然的趋势。当前,所有业内知名人士都赞同一个观点,即德国和欧洲化工应该成为业内的先锋和榜样。所有的这些观点都包含在50%的理念之中,并且与F3集装箱式生产模块或者Evonik的流程设备集成技术有关。

趋势3 数字化设备:50%理念的另一个焦点就是数字化设备。拜耳技术服务公司的Jürgen S. Kussi先生认为,从设计理念到设备建成的时间缩短50%将是数字化设备发展的“催化剂”。巴斯夫公司是数字化设备的开路先锋,他们从2010年就启动了名为Digital Plant@BASF 2020的数字化设计项目。这一项目的目的是为每一台现有的流程设备制作一套数字化设备资料。在完成制作数字化设备资料之后,还需要完成有一些其他的工作,例如,建立以项目为主导的标准CAE集成系统,绘制能够跨模具、跨软件工具使用的2D和3D图纸。另外,还需要设计能够根据这些流程设备设计数据完成设备调整试车的软件。

趋势4 过程分析技术:PAT-Klassiker近红外过程分析技术已经逐步发展成为化工技术领域中的标准检测技术了,例如蒸馏塔底部的近红外传感器。现在,过程分析技术(PAT)提出的口号是“智能型生产”,这不仅要求知道反应器中发生的变化,而且还需要帮助流程设备迎难而上,保证流程工艺技术最佳地应用于生产的同时保证经济性。另外,为了实现流程设备前瞻性运行需要,控制系统需要对过程数据进行分析,并把分析结果反馈给控制调节回路。

趋势5 过程强化:通过研究,专家们可以确定流程工艺过程的强化是新的过程强化还是“穿新鞋,走老路”。在过去的几年里,设备工程师已经研发成功了很多的智能设备,他们把一些流程工艺技术的基本操作组合到同一台流程工艺设备,例如同时实现混合和分离的流程工艺设备。其中最著名的就是反应蒸馏器,它是由流程工艺集成而产生的新设备。但流程工艺技术的过程强化的内容远远不只流程工艺设备的组合。过程强化的目的是改善热交换和物质交换,并通过这种强化的方式打开新的流程工艺技术之门,生产出新的产品。例如IMM公司的总经理Volker Hessel博士介绍的纳米产品。

趋势6 提高能效:氯碱电解工艺过程所消耗的能源相当于一个小城镇的电力消耗,在许多化工基础原材料的生产过程中,能源费用占整个生产成本的60%。这些数字清楚地说明了节能型流程工艺技术的重要性。但目前几乎还没有合适的“调节螺钉”,能够把许多不同流程工艺综合到一起。巴斯夫公司的董事长Harald Schwager博士在回答PROCESS杂志记者的提问时说:“坦率地说,凡是技术上是可行的节能措施,在巴斯夫的生产厂中都已经落实。”现在,节能问题已经成为企业负责人考虑的头等大事,也是企业管理层关注的战略问题。因此,生产基地中各个生产运营商之间的通力合作非常重要,化学工业园中的基础设施也具有非常重要的意义。除此以外,Namur协会把高效节能作为贯穿各个领域的问题,并与VDMA协会共同提出了“Blue Competence”的倡议。

趋势7 二氧化碳的足迹:流程设备的设备制造商们还需要考虑到有害气体排放的问题,这将难度又增加了一个等级。但减少碳排放是每个企业必须履行的责任。例如拜耳公司利用Climate Check技术对其世界各地的100套流程工艺设备进行了检查和检测。而这种检测第一次实现了整个流程生产过程中包括原材料和能源在内的检验。Climate Check技术实现了两个重要的检测,碳排放量检验能够显示产品生产过程中对环境有害的要素,能源效率检测则能测定节能潜力。在Achema展会期间,设计、生产和制造污水净化设备的Veolia公司介绍了他们开发的水处理设备和碳足迹检测方法。

趋势8 资源利用效率:“在提高资料利用效率的高科技产品研发中,德国处在技术领先的位置上。”Invite公司的负责人Thomas Bieringer博士在接受PROCESS杂志记者采访时说。流程工业领域的资源利用效率如何呢?自从德国能源政策改变之后,大多数讨论中的能源无疑对化工领域中的企业有着重要的意义。但这里涉及到的资源,包括可再生资源和古生物能源。如何利用自动化技术来降低资源的消耗?很多供应商都做出了相应的努力。例如Wago公司、Gemü公司等供应商们都推出了基于可持续发展战略的解决方案。

趋势9 卓越运营:没有什么是一成不变的,这就是化工和制药生产领域中卓越运营的重点。原材料价格和能源价格飞速上升,亚洲市场越来越活跃,国际市场竞争不断加剧,这些都使企业面临巨大挑战。因此,Evonik公司、Clariant公司、Merck公司以及Roche公司等业内巨头为了保持行业领先地位,都开展了卓越运营。利用这种企业管理方法不仅可以提高能源利用效率,提高流程设备的生产能力,持久的保持流程设备的良好性能,而且还可以实现不同工艺流程的组合,从而实现过程强化。

趋势10 原材料转换:未来化工原材料是石油、天然气、煤炭还是生物沼气?针对这一问题,业内人士进行了很多讨论。巴斯夫公司负责创新管理的Michael Röper博士说道:“从中期发展的角度来看,化工原材料将会从石油转变为天然气。”但生物沼气也是不可忽视的原材料,生物沼气给能够给流程设备制造商带来获利商机。在谈到可再生资源时,合成天然气一直都是最主要的化工原材料。但也出现了一些综合性的流程工艺技术方法,例如利用生物技术与化工合成技术综合而成的新技术,磷酸盐缓冲液的生产过程就体现了这一理念。流程设备制造商Uhde Inventa-Fischer公司首次开发出了利用琥珀酸和丁二醇进行连续缩聚生成生物磷酸盐缓冲液(PBS)的技术。该技术已经在Leuna市开始了生产试点。

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