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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇工艺技术论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
航空发动机技术的发展很大程度上取决于我国制造技术的发展,与国外先进国家相比,我国航空发动机制造技术还比较落后,尤其是在加工工艺上,由于航空发动机的零部件结构复杂、数量比较多,再加上发动机工作的环境比较恶劣,导致航空发动机在制造过程中存在大量的能源消耗等问题,以对发动机零件的切割技术为例,目前航空发动机的切割主要是依靠编程人员的经验选取切削参数等加工信息,这样导致切削用量选择保守、不规范,进而出现加工出来的零部件不能满足发动机的工作要求,从而产生了大量的废弃零部件,造成资源的浪费。因此实施绿色制造对提高航空发动机制造水平,减少制造过程中的报废具有重要的意义。
2基于绿色制造的航空发动机制造
工艺由于航空发动机制造过程中出现资源浪费等现象,亟待提高制造技术手段,更大范围地采用现阶段各类成熟的先进制造技术。主要体现在:
2.1采取资源节约型工艺技术采取资源节约型工艺技术是目前航空发动机制造技术的主要发展趋势,传统的加工技术以消耗不可再生金属材料的时代已经不能适应现代航空事业发展的要求,当前高性能航空发动机采用了大量的新型结构件,由于毛坯结构的变化,其制坯方法也发生了重大变化。精铸件、精锻件、单晶和定向凝固精铸件毛坯将取代传统的大余量毛坯。传统意义的锻件将由77%降至33%,精铸件由18%增至44%以上,粉末冶金件由3%增至8%,复合材料构件由4%增至15%。
2.2降低能耗型工艺技术在航空发动机生产过程中,需要消耗大量的自然资源,随着自然资源的日益紧张,积极采取低能耗工艺技术是发展现代航空技术的重要内容。降低能耗工艺技术主要包括:一是在发动机生产技术上实施节能措施。比如改善发动机的风扇工作性能参数、提高发动机的工作效率等。二是从生产工艺方面入手,改变传统的生产工艺,加大节能型生产工艺技术的应用。三是积极利用先进的生产材料,比如当前我国的飞机发动机采用了高温合金材料,国内GH4169合金主要采用两联工艺(VIM+VAR)生产,棒材采用快速水压机开坯生产,盘锻件采用快速水压机自由锻制坯,在锤或水压机上采用包套模锻工艺或在等温数控液压机上采用近等温锻工艺生产。四是优化发动机生产的管理技术。通过强化加工过程的管理,提高工作效率,避免出现人为因素的失误而导致的资源浪费现象。例如在生产加工发动机零部件时一定要按照规范的标准对机床参数进行设置,避免因为人为的粗心而导致的零部件出现报废。
2.3环境保护型工艺技术航空飞行器对环境污染严重,其主要体现在:一是巨大噪音,对人们的生活产生巨大的影响;二是废气污染,研究发现,航空器在飞行过程中产生的凝结尾迹会形成卷云(一种高空云),这种云会阻碍地球表面热辐射的散发,进而加剧全球气候变暖。因此需要采取具有高阻尼降噪性能、节能环保的新型材料,并从工艺角度避免切削加工的过程中造成的污染。
3选择绿色制造技术的切削液系统
在航空发动机零件制造过程中需要利用切削加工零部件,为提高切削的工作效率,往往会应用切削液,但是切削液的使用会对环境构成污染,同时在清除加工零件切削液时也会产生“二次污染”。同时应用切削液也会无形之中增加生产成本。因此采用减少切削液的使用、绿色切削液的选择、优化切削液系统以减少切削液的环境污染以及资源浪费等问题已成为绿色制造领域的研究热点之一。
3.1面向绿色制造的切削液供给系统一是采取对数量的喷嘴。传统的切削液供给主要是由单一的喷嘴装置实现,主要是通过喷嘴向刀具、工件的喷洒过滤之后返回到供液箱内,这样的喷洒模式需要消耗大量的切削液,如果采取一个喷嘴的话就需要保证切削液的容量,避免因为切削液容量的不足而产生切削温度过热的现象。采取多个喷嘴,可以实现切削量的使用效率,他们就能够更好地渗透到切削区,保证切削工作效率的最大化。二是通过外喷雾冷却方法。外部喷雾冷却方式就是通过雾喷装置将切削液以雾状的形式喷射到加工的零件上,从而降低加工过程中的温度,实践证明使用雾喷技术可以大大降低切削液的使用量,提高航空发动机制造、修理企业的经济效益。
3.2面向绿色制造技术的切削液选择切削液虽然能够大大提高切削工件的质量,但是如果不能合理的应用切削量,就会造成环境的污染,切削液对环境的污染主要表现在:一是对生态环境的影响。切削液一旦流入生态环境中,不仅会对水资源构成污染,也会影响土壤的成分。二是对人体身体健康的威胁。切削液中添加的某些成分对人体的影响是巨大的,一旦切削液被人所吸收产生的严重后果就是中毒。因此根据不同的加工工艺要求选择合适的切削液是节约发动机制造企业生产成本,降低对环境污染的有效措施。
3.3绿色切削液的开发与应用一是要积极地改善切削液的成分,根据航空发动机性能的要求,选择具有环保、可再生资源作为切削液的主要构成原料,比如在不影响发动机零件性能的基础上可以采取植物油作为切削液的主要成分。二是积极创新切削液的添加剂成分。比如开发研究硼酸酯类添加剂、钼酸盐系缓蚀剂、新型防腐杀菌剂等。三是开发传统切削液的替代品。传统的以油脂为主的切削液具有处理不方便,对环境影响大的缺陷,而液氮则具有挥发性,其在使用后能够快速的挥发,其不会产生任何的污染,而且液氮的制冷效果也要高于传统的切削液。
4面向绿色制造技术的机床和刀具系统
4.1面向绿色制造技术的机床设备随着航空发动机性能的不断提高,对制造航空发动机的机床设备要求也越来越严格,尤其是在高科技信息时代背景下,要求航空发动机的机床设备也要具备高端科技化技术:首先由于发动机的零部件原件的强度不断提高,因此需要切削机床必须有足够高的刚性,以此提高机床加工的工作效率。同时机床的冷却应采用喷雾、冷风或压缩空气。其次利用MQL技术对机床结构改进。实施MQL技术是提高机床排屑性能的重要技术。
4.2面向绿色制造技术的刀具技术首先要选择适合发动机零件加工的刀具。加工刀具的材质要符合加工零件材质的要求,要根据不同的加工原料采取相应的刀具,比如钨钻类适合用于加工铸铁、有色金属等短切屑的工件。而钨钴钛类由于存在少量硬度更高而韧性稍逊的钛化物,更合适加工钢件等长切屑的工件。同样刀具的不同涂层材质对加工原料的影响也是不同的,例如氮化钛涂层可增加刀具表面的硬度和耐磨性,降低摩擦系数,减少积屑瘤的产生,延长刀具寿命。其次加强废旧硬质合金刀片再利用。提高废弃刀具的回收利用是降低生产成本,提高企业经济效益的重要手段。最后,研制适合干切削加工的刀具材料。由于速干式切割的过程中会产生大量的热能,大大降低刀具的使用寿命,因此刀具要具有耐高温性、耐磨性、高强度和高冲击韧性。当然对刀具表面进行涂层处理实际上也会产生很好的效果,通过涂抹可以在刀具与零件加工过程中形成一种隔热层,进而有效避免刀具因为受热而出现磨损较大的现象出现。
5结束语
关键词:就地冷再生技术,公路工程,应用
近年来,随着我国经济的飞速发展,我国公路建设事业取得了很大进步。就地冷再生技术是将旧沥青路面用大功率路面铣刨拌合机将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎,再加入稳定剂、水泥、水和新集料等按一定比例重新拌和混合料,最后碾压成型,使之能够满足一定的路用性能的一套工艺技术。可广泛应用于旧路改造升级,高速公路大修工程取代原有的一套工艺技术。
1.水泥稳定冷再生基层的特性
水泥稳定冷再生材料在强度满足要求的情况下,通过室内试验分析研究,结果表明水泥稳定冷再生材料具有较好的路用性能,是一种变废为宝的环保型筑路材料。下面我们在王陶路施工前,对冷再生材料指标进行实验研究。
1.1水泥稳定冷再生材料路用性能室内试验研究
旧路沥青混凝土:不同粒径的沥青骨料,油石比为3.5%。
旧路石灰土基层:旧路石灰土在车辆荷载长期反复作用下,形成了部分胶结块,胶结块具有一定强度。
水泥:本试验采用本地水泥厂米山牌普通硅酸盐32.5强度等级水泥,其初凝时间为3h,终凝时间为5h10min。
水:本试验用水为饮用水。
(1)配合比设计
本次试验水泥用量为5% ,配合比为水泥:石灰土:旧沥青面层=5::40(质量比)。
(2)试验结果分析
试验表明采用5:60:40配合比地冷再生材料,层结构的强度7d抗压强度为2.15Mpa。论文格式。
1.2材料的耐久性
水稳定性试验进入路面结构层的水使基层含水量增大、强度降低,从而导致沥青路面过早破坏。对冷再生材料而言,其水稳定性不仅仅是对不同饱水时间的适应度,同时还包含了不同失水-吸水干湿循环次数对其力学性能的影响,本试验采用10cm×10cm×10cm试件在标准条件下养生28d,然后进行干湿循环试验,用于对比试验的非干湿循环试件,在到达龄期的前一天先饱水一昼夜,然后测定其抗压强度;对于干湿循环试件采用1d饱水,2d风干为一干湿循环,进行5次干湿循环,最后饱水24h进行抗压试验。结果表明冷再生材料具有较好的水稳定性,介于二灰土和二灰砂砾之间。
1.3冰冻稳定性
本试验采用试件在标准条件下养生25d,然后进行冻循环试验。用于对比试验的非冻融试件,在到达龄期的前一天先饱水一昼夜,然后在20+5℃的水中融冻4h,经5次循环后进行抗压强度试验。论文格式。经过冻融循环的冷再生试件,表面没有发生崩解现象,其质量损失率为0.25%,可以视为没有损失,冷再生材料与其他半刚性基层材料抗冻稳定性对比详见表1。
表1 冷再生材料与半刚性基层材料抗冻性能对比表
关键词:薄片厚度,辊压机压辊,超音速火焰喷涂,金属陶瓷涂层,备件消耗
1前言
青岛卷烟厂制丝车间共有两条WYP―180(LB18)C型烟草薄片生产线,一级辊压机、二级辊压机是薄片线主机设备之一,它们将混合后的液料与粉料由一级辊压机压制成厚度为2mm的预制薄片,再由二级辊压机压制成厚度为0.12±0.02mm的成品烟草薄片,再进入圆刀式切丝机切制成薄片丝。
薄片的厚度若超过0.14mm会造成薄片水分超差,薄片经过切丝刀时出现并条、锯齿状丝团的现象,使薄片丝纯度降低(薄片丝纯度要求≥99%)。薄片线每班的压辊操作工都要对所生产的薄片用厚薄规测厚度,测量方法为取一段薄片测量其左段、中段、右段的厚度,以此来调整二级辊压机两压辊挤压区域的间隙使薄片厚度达到0.12±0.02的工艺要求。
在实际的生产过程中我们发现每3个月左右薄片会出现超差现象,具体表现为:
⑴、取一段经二级辊压机压辊旋转一周辊压后的薄片进行测量,最小厚度为0.1mm最大厚度为0.16mm。
⑵、取一段薄片,测量薄片两端厚度为0.08mm,薄片中间厚度为0.14mm且中间的薄片易出现断裂破损现象,在调整压辊间隙后薄片中间厚度保持在0.1mm而两端的厚度达到0.16mm,薄片两端厚度超差。这样因薄片厚度不均匀导致经圆刀切丝刀后切出的薄片丝出现泥团、锯齿状丝团现象,使薄片丝纯度超标(工艺指标为99%)。实测纯度只能达到93%~96%,影响了产品质量。
2辊压机压辊圆度超差及出现挖心现象原因分析
经观察薄片厚度超差主要是压辊圆度超差及出现挖心现象导致,而压辊圆度超差及出现挖心现象是因压辊挤压区压力较大及液料腐蚀的作用所致。而压辊失圆及挖心的检测通过测量辊压后薄片实际厚度来测得,具体如下:
⑴、压辊整体圆度超差检测:经测量二级辊压机压辊旋转一周辊压后的薄片,最小厚度为0.1mm最大厚度为0.16mm,因此可判断为压辊失圆造成薄片厚度超差。
⑵、压辊中间位置出现挖心现象:表现为取一段薄片,测量薄片两端厚度为0.14mm,薄片中间厚度为0.08mm且中间的薄片易出现断裂破损现象,在调整压辊间隙后薄片中间厚度保持在0.1mm而两端的厚度达到0.16mm,薄片两端厚度超差。
3针对薄片超标的解决办法
当发现薄片厚度超标时才对压辊进行更换,而压辊更换需8小时左右才能完成,但这种事后维修的方式显然不能满座我们的要求。或提前更换压辊,即在压辊使用70天左右就对压辊进行更换,这样虽然薄片厚度得到保证但备件费用及维修费用大大增加。论文参考。怎样既保证薄片厚度又减少更换压辊频次降低维修费用成为我们研究解决的重点。
我们查阅了相关资料并与相关科研单位共同研究公关。
一、首先我们检测现用辊压机压辊表面材料为合金铸铁铸造而成,压辊表面淬硬硬度HRC55。
二、经过与相关科研单位共同研究,我们决定采用HVO/AF多功能超音速火焰喷涂技术,以微粉级WC-12Co热喷涂粉末为原料,将压辊表面喷涂高硬度、高耐磨性和抗腐蚀的WC-12Co金属陶瓷涂层新工艺,来提高压辊的抗磨性及抗腐蚀性达到增加压辊使用周期减少备件消耗。
1、HVO/AF多功能超音速火焰喷涂的工作原理
采用“HVO/AF多功能超音速火焰喷涂”工艺的基本工作原理是:利用煤油为燃料,氧气为助燃剂,控制系统将煤油和助燃剂以一定的流量输送到喷枪,经高性能射流雾化混合成可燃混合气后喷入燃烧室,混合气经火花塞点火燃烧后形成高温高压的燃气,通过拉伐尔喷嘴将其加速到超音速。送粉系统将喷涂粉末从拉伐尔喷嘴的低压区送入超音速射流,经高温高速射流软化及加速后从喷枪喷出,并高速喷向待喷涂工件表面沉积形成涂层。论文参考。
2、涂层性能测试方法与过程
2.1喷涂试样
我们使用外形尺寸30×20×3的合金铸铁2块,一块对其喷涂厚度为0.2mm的涂层,另一块不进行喷涂处理,两者进行显性对比。
2.2喷涂试样涂层的结合强度
涂层结合强度包括涂层与基体之间的结合强度以及涂层内粒子之间的内聚强度,它反映了涂层的力学性能,测试结果如表一所示。涂层的结合强度平均值超过70Mpa且断裂面出现在胶层上,说明涂层的实际结合强度大于测量值。涂层与基体的结合界面,结合界面非常完整致密没有出现涂层与基体的剥离和微裂纹,而粒子沉积时高速飞行的粒子部分动能转化为热能,提高了粒子与基体的接触温度,促进涂层与基体的结合。
2.3喷涂试样与未喷涂试样耐磨粒磨损性能对比
涂层的耐磨粒磨损采用干砂橡胶轮磨损试验,从喷涂试样和未喷涂试样的磨粒磨损对比试验结果,可以看出喷涂试样的耐冲蚀磨损性能大大提高,是未喷涂试样的6.6倍。论文参考。
结合以上试验的数据,我们认为辊压机压辊采用HVO/AF多功能超音速火焰喷涂新工艺技术能彻底解决压辊使用周期短,降低备件消耗的目的,进而保障了薄片丝产品质量。
3辊压机压辊喷涂涂层
首先对辊压机压辊表面预处理,它包括表面清洁、表面预加工、表面粗化。而表面粗化的最好办法是喷砂处理,使待喷表面达到RZ70~100μmSa3.0级的状态。为达到满意的加工效果我们采用两步法加工,首先使用目数较低的高硬度砂轮进行粗加工,再用目数较高的高硬度砂轮精加工至工艺要求。
4辊压机压辊采用新工艺后的效益
薄片线的四套辊压机压辊于2008年12月起使用HVO/AF多功能超音速火焰喷涂新工艺技术,至目前只有一线二压压辊出现一处20×10的涂层磨损,而压辊整体圆度及挖心现象还未曾出现。也就是说我们喷涂一次压辊至少可使用18个月,压辊的使用寿命增加了6倍,这亦与我们前期试验显微硬度测试结果、耐磨粒磨损性能对比相吻合。这不仅仅提高了薄片丝的产品质量,备件费用也有了较大的降幅。单次更换辊压机压辊费用3.07万元,每年需更换4次的总费用为12.28万元。
在此次改造工作中我们学到了很多新知识、新概念、新思维,更深层次的领略到了科学实践观在实践中的应用,新技术、新工艺在生产领域中的重要作用与成果,创新为我们带来了质的飞跃。在此我们对在此次辊压机压辊采用新工艺新技术研究过程中提供帮助、指导的相关科研单位表示衷心感谢。
参考文献
⑴王群,丁彰. 超音速火焰喷涂纳米结构涂层研究进展.表面技术,2007.36(2):42--46
⑵(巴西)C.RCLima,Sao Paulo/BR.HVOF喷涂耐磨涂层的特性描述和研究.热喷涂技术2005,31(6:54--59)
⑶王汉功,查柏林.超音速喷涂技术.北京:科学出版社,2005.1
⑷苏新勇:超音速火焰喷涂(HVOF)取代电镀铬(EHC)技术研究及应用
关键词:电子材料;工艺学;实验研究;本科教学.
【中图分类号】G642
本论文受济南大学教学研究项目(JZC12002)支持。
一、前言
电子材料是材料科学与电子科学与技术、半导体材料和新能源材料相融合的交叉边缘学科,其课程体系设计的背景是基于电子和微电子器件、光电子器件以及新能源器件产业的现实功能需求和未来巨大发展潜力[1]。随着电子科学技术的飞速发展,对电子工艺学业提出了越来越高的要求,人们在实践中不断探索新的工艺方法,寻找新的工艺材料,使电子工艺学的内涵及外延迅速扩展。可以说,电子工艺学是一门充满蓬勃生机的技术学科。电子工艺技术虽然在生产实践中一直被广泛应用,但作为一门学科而被系统研究的时间却不长。系统论述电子工艺的书刊资料不多。基于目前国内外电子材料工艺技术为背景,本学院在拓展本科教学专业方面,设置《电子材料工艺学》作为一门重要的课程之一,本教学团队拟开展一系列针对该工艺学的一系列课程实验。该实验一方面要求学生通过实验,使学生深入理解传统电子材料工艺在材料性能中的作用。另一方面,结合目前半导体与微电子应用领域制造工艺,让同学们熟悉先进的电子材料工艺,掌握关键实验参数。《电子材料工艺学》匹配系列环节实验,有助于完善新版电子材料专业方向实验的教学文件,初步建设科学合理的实验体系,通过加强教学实践过程中教学与实验信息的互相反馈,为科学合理的培养目标电子材料专业方向专业人才奠定基础。
二、《电子材料工艺学》课程匹配实验设置
在该《电子材料工艺学》课程内容设置中,通过对电子信息产业各领域的介绍,让学生初步了解各类电子材料的基本概念,掌握电子陶瓷材料的界定和分类,初步掌握典型电子陶瓷的组成、制备工艺、性能,同时了解电子薄膜材料与纳米晶体的应用和相关工艺。在内容上为了突出材料性能在器件中的应用和熟悉电子材料专业方向的材料结构和工艺内容,额外增加了半导体、微电子、光电子和能源电子方面的知识内容。同时,为了更好地让同学们认识电子材料工艺过程,拟在该课程中设置系列匹配实验,让同学们更好掌握本门课程。基于《电子材料工艺学》课程内容拟增设如下配套实验,以保证教学效果。在电子陶瓷成型工艺实验方面,侧重突出陶瓷原料球磨、混料、煅烧、二次球磨、造粒、成型、烧结等重要工艺环节的工艺;重点掌握球磨时间、混料时间、成型压力、烧结温度及保温时间等关键参数影响情况;通过相关实验,让学生能够更好更全面的掌握所学知识。
1.在薄膜制备工艺实验上,考虑到气相法制备薄膜工艺需要昂贵的实验设备,而液相法成本相对较低。因此在实验中,首选以溶胶凝胶工艺为基础的液相薄膜制备工艺。溶胶凝胶(Sol-gel)法是制备材料方法中新兴起的一种湿化学方法。它的基本原理是:以金属醇盐或其它金属无机盐的溶液作为前躯体溶液,在低温下通过溶液中的水解、聚合等化学反应,首先生成均一稳定的溶胶;然后根据溶胶凝胶制备薄膜工艺的原理,可分为以下几个过程:1溶胶在基片旋涂形成湿膜;2基片烘干形成干膜;3基片快速热处理形成薄膜结晶相;4薄膜表征。设计该实验可以让同学们重点掌握上述几个工艺环节的工艺参数,熟悉陶瓷薄膜制备液相工艺。
2.在纳米粉体制备实验上,侧重突出利用湿化学工艺制备纳米粉体工艺。液相反应法作为一种制备超细粉体的方法成为各国材料科学家研究的热点。常用的液相反应法有共沉淀法、水解法、溶胶凝胶法、微乳液反应法等。实验设计上,重点以溶胶凝胶工艺作为主要内容,首先生成溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶,然后经过热处理或减压干燥,在较低温度下制备出各种无机材料或复合材料的方法。可见根据溶胶凝胶法的原理,可将溶胶-凝胶法分为以下几个过程:1溶胶制备过程;2凝胶形成过程;3陈化过程;4干燥过程;5热处理过程。实验设计上从前驱体溶液的制备到后续纳米粉体煅烧与表征形成一系列标准工艺,让同学们有深刻了解并掌握相关工艺参数。
3.基于光刻工艺的应用背景而言,在开设《电子材料工艺学》课程过程中,设计半导体制造工艺中光刻实验对于同学们掌握课程知识有很大帮助,同样也利于后续就业。以介质陶瓷单层电容(SLC)的制备为例,整个实验过程包括:1MN陶瓷基片准备;2设计掩模板;3陶瓷基片匀胶及烘干;4曝光显影及后烘;5陶瓷基片蒸电极;6lift-off工艺,剥离电极;7切割与性能测试。通过上述工艺过程,可以继续采用划片机根据SLC电容的分布,沿着分割线进行线切割,形成单个的电容或电容阵列;利用探针台与测试仪器配套搭建测试系统,进行电学性能测试,进行评估。
三、结论
基于上述考虑,《电子材料工艺学》课程实验设置一方面可以培养学生掌握电子材料工艺操作的基本技能,充分理解工艺工作在材料制造过程中的重要地位,从更高的层面了解现代化电子材料工艺的全过程,了解目前我国电子材料工艺中最先进的技术和设备。另一方面掌握电子材料制备工艺;借助于相关工艺实验有助于同学们掌握相关行业背景知识,熟悉材料工艺过程,使学生成为将来掌握相应工艺技能和工艺技术管理知识、能指导电子产品现场工艺、能解决实际技术问题的专业技术骨干奠定基础。
参考文献
摘要:文章从国内外用燃料型加氢裂化尾油生产油基础油的现状出发,分析了其所使用工艺技术的特点和条件,针对惠州炼厂高压加氢裂化尾油综合利用,探讨了使用各种工艺技术路线的可能性,最终确定了生产高档Ⅱ/Ⅲ类加氢基础油的合适工艺技术。
关键词:高压加氢裂化尾油;基础油;生产工艺;异构脱蜡
中图分类号:TE626.9 文献标识码:A
0 前言
进入21世纪以来,我国炼油行业加氢裂化(包括馏分油加氢改质,渣油加氢改质,减压瓦斯油VGO加氢改质等常规-高压加氢裂化和缓和-中压加氢裂化)技术有了长足发展。到目前为止,加氢裂化能力已达到了18.1 Mt/a,占原油蒸馏能力的6.9%[1],特别是近几年新建或扩建的几个千万吨级炼厂,相应的都配置了这些装置。加氢裂化装置生产的尾油是扩大乙烯原料来源的新途径,但只会在炼油-石油化工一体化联合企业和少数乙烯企业得到应用,且没有太大的发展空间,主要原因有三:一是为得到乙烯料,加氢裂化装置需要采取高转化率操作,经济上不合算;二是随着经济全球化进程的加快,在国际市场购买乙烯料既方便又合算;三是高转化率得到的加氢裂化尾油是生产Ⅱ/Ⅲ类油基础油极好的原料[2]。
将于2008年投产的1200万t/a中海油惠州炼油厂建有400万t/a高压加氢裂化装置,是国内最大规模的高压加氢裂化单套装置,采用Shell加氢裂化技术,转化率高达85%,生产尾油50~60万t/a。利用这部分高压加氢裂化尾油生产附加值更高的油基础油具有广阔的市场前景。
1 国内外利用燃料型加氢裂化尾油生产油基础油工艺技术现状
1.1 金陵石化采用的高压加氢裂化(FRIPP)石蜡烃择形异构化(WSI)技术
金陵石化现有80万t/a高压加氢裂化装置(UOP技术)和150万t/a高压加氢裂化装置(FRIPP技术),其中80万t/a装置采用两段全循环流程,150万t/a装置采用单段一次通过流程,总转化率为65%左右,高压加氢裂化尾油收率10%左右。
金陵石化通过对重整-加氢联合装置中的加氢精制装置进行改造后,采用抚研院的石蜡烃加氢择形异构化(WSI)工艺技术,降低加氢裂化尾油的凝点,达到生产特种油产品的目的。原则工艺流程为:加氢裂化尾油经换热后和氢气炉前混氢,先经过加氢异构反应器进行异构反应以降低倾点,反应产物再经过高压分离器进入常压分馏塔,塔顶分离出轻组分,塔底油则作为生产特种油品的原料。产品性质见表1~表5。目的产品分析结果表明,催化剂的降凝效果明显,产品倾点由原料的+35 ℃降到-21 ℃,大于320 ℃目的产品收率高达81%。采用WSI技术在低压条件下可制取橡胶填充油,增加高压补充精制工艺,还可以生成不同牌号的食品、医药级白油[3]。
表1 金陵石化高压加氢裂化装置正常生产时尾油主要性质
(注:作者简介:宫卫国(1971-),男,高级工程师,1994年毕业于华东理工大学石化系有机化工专业,多年来一直从事炼油技术管理工作,发表科技论文多篇,现于中海石油基地集团进行加氢基础油项目开发工作。)
表2 金陵石化高压加氢裂化装置深拔后尾油主要性质
表3 装置反应部分主要操作条件及产品分布
表4 特种油料产品主要性质
表5 高压补充精制生产食品级白油性质
1.2 韩国SK公司采用的Chevron异构脱蜡(Isodewaxing)技术
韩国SK公司Ulsan 炼厂利用燃料型加氢裂化尾油生产高质量超高粘度指数油基础油,采用Chevron公司异构脱蜡(ICR-408催化剂,2004年后更换为Mobil公司的MSDW-2催化剂),生产能力25万t,生产Ⅲ类基础油,市场供不应求。其流程见图1。
图1 SK公司油加氢流程
韩国SK公司加氢裂化装置尾油性质见表6,基础油产品性质见表7。
表6 韩国SK公司加氢裂化装置尾油性质
表7 韩国SK公司基础油产品性质
1.3 齐鲁石化采用的FRIPP催化脱蜡(FDW)工艺技术
齐鲁石化胜利炼油厂140万t高压加氢裂化装置尾油采用FRIPP的催化脱蜡降凝工艺技术(FDW-10催化剂)得到基础油馏分,然后经过磺化法补充精制,生产白油和多种油产品[4]。产品性质见表8~表10。
FRIPP为某厂设计了一套20万t/a高压加氢生产环烷基特种油装置,利用VGO加氢处理尾油,采用加氢处理―临氢降凝―补充精制串联工艺过程,通过加氢处理催化剂、临氢降凝催化剂、补充精制催化剂的合理匹配和工艺条件优化操作,在深度加氢脱硫、脱氮、芳烃饱和、降低产品密度的同时,可大幅度降低产品的倾点,改善产品颜色和稳定性,达到生产白色橡胶填充油和其他低凝特种油品的目的。其原则流程见图2。
表8 齐鲁石化加氢裂化尾油性质
表9 催化脱蜡装置反应部分主要操作条件
表10 基础油产品主要性质
图2 催化脱蜡技术生产特种油原则流程
茂名石化也在工业实验装置上以茂名石化加氢裂化尾油为原料,采用催化脱蜡技术生产出合格的7#白油和25#变压器油。
1.4 国内炼厂采用的溶剂脱蜡和加氢补充精制相结合技术
加氢裂化尾油先溶剂脱蜡,然后进行高压加氢后精制生产食品级、医药级白油。其技术工艺路线见图3。
图3 利用溶剂脱蜡和加氢补充精制结合生产白油原则流程
目前,国内有两套装置采用此工艺路线生产白油。
1.5 国内炼厂采用的老三套工艺技术生产白油
采用老三套技术,可生产部分市场价值好的石蜡产品,脱蜡油继续采用磺化法生产食品级、医药级白油。此技术工艺路线见图4。
图4 利用老三套工艺生产部分白油原则流程
2 惠州炼厂燃料型高压加氢裂化尾油性质
研究采用何种工艺路线生产基础油,必须先分析加氢裂化尾油性质。惠州炼厂400万t/a高压加氢裂化装置原料中VGO和CGO比例达到了4∶1,而且转化率高达85%,这样生产出的尾油和其他炼厂的加氢裂化尾油性质有很大不同。表11是中试的加氢尾油性质。
表11 惠州炼厂400万t/a高压加氢裂化装置中试尾油性质
从表11中看出此加氢裂化尾油氮含量比较高,而且蜡含量比较低,因此在工艺选择上就必须考虑这些因素。
3 生产工艺技术路线研究
3.1 采用老三套工艺
由于此加氢裂化尾油中蜡含量比较低,酮苯脱蜡脱油后石蜡产量很低,如果再用糠醛精制和白土后精制去掉少量的氮、硫,从成本和经济性上都不合算,而且生产出的基础油只达到Ⅰ类基础油要求,市场前景并不看好。
老三套工艺生产出的基础油用磺化法得到白油的路线比较落后,惠州大亚湾经济技术开发区的环保要求也不允许建设此类装置。用两段高压加氢补充精制法生产食品级、医药级白油一是成本高,二是白油市场容量也不能消耗这么大量的白油。
3.2 采用催化脱蜡工艺
此加氢裂化尾油经过催化脱蜡后,不仅基础油收率低,粘度指数也降低很多,生产不出Ⅱ/Ⅲ类基础油,而且产品的光稳定性不好,没有市场竞争优势。如果再利用两段高压加氢补充精制制取白油,同样面临着白油市场容量的问题。
用催化脱蜡技术生产填充油、冷冻机油、变压器油等特种油,由于加氢尾油中环烷烃含量不高,所得产品也没有竞争力,只能做工业用工艺油,但用量有限。
3.3 采用异构脱蜡工艺
采用异构脱蜡技术,基础油收率高,粘度指数降低少,完全符合高档Ⅱ/Ⅲ类基础油的要求,而且产品光稳定性很好。但是异构脱蜡贵金属催化剂对加氢尾油中硫、氮含量有很高要求,一般氮含量不大于2 μg/g、硫含量不大于50 μg/g。所以异构脱蜡前面需要加氢预精制先脱掉硫、氮等杂质,无疑这会增加一部分投资。如果选用耐硫氮性能好的异构脱蜡催化剂就可以解决这个问题,但目前异构脱蜡贵金属催化剂的发展程度还不能满足要求。
综上所述,针对惠州炼厂高压加氢裂化尾油的特殊情况,应该先采用加氢处理去掉硫、氮,同时提高部分粘度指数,然后采用异构脱蜡改善基础油低温流动性,最后加氢后精制生产出高档Ⅱ/Ⅲ类加氢基础油,也可抽出部分基础油经过两段高压加氢生产食品级、医药级白油。其技术路线见图5。
图5 惠州炼厂高压加氢裂化尾油生产基础油工艺原则流程
4 结束语
燃料型高压加氢裂化尾油是一个很好的生产油基础油的原料,但针对不同原料、不同操作条件的高压加氢裂化装置生产的加氢尾油,要视投资成本、产品市场以及效益潜力来选择恰当的工艺路线。通过对几种技术工艺的分析研究,为惠州炼厂高压加氢尾油的综合利用明确了工艺技术方案。
参考文献:
[1] 韩崇仁.加氢裂化技术发展背景和历程[J].加氢裂化工艺与工程,2001,1(1):1-3.[2] 姚国欣.21世纪加氢裂化技术工业应用预测[J].加氢裂化工艺与工程,2001,1(4):25-26.[3] 方向晨,廖士纲,刘全杰,等.面临市场挑战加快加氢法制取油基础油技术的开发和应用[A]. 2006中国油国际论坛论文集[C].上海: 2006.
[4] 姚国欣.加氢脱蜡技术[J].加氢裂化工艺与工程,2001,14(4):880-882.
THE DISCUSSION OF THE PROCESS OF USING HYDROCRACKING UNCONVERTED OIL TO PRODUCE LUBE BASE OIL
GONG Wei-guo1, LV Shuang-qing2
(1. Huizhou Mogas and Petrochemical Branch, CNOOC Oil Base Group Co., LTD., Huizhou 516086,China; 2.PetroChina Dalian Lubricating Oil R&D Institute, Dalian 116032, China)
姓名: 杨xx小姐 国籍: 中国
目前住地: 广州 民 族: 汉族
户 籍 地: 广东省 身高体重: 165 cm kg
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求职意向及工作经历
人才类型: 普通求职
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工作经历: 2005.7至今 广州化学试剂厂工作,从事过化学工艺技术人员和质检员工作。了解有机溶剂和无机结晶产品的整个生产过程,参加过ACS产品工艺的改造,并获得广东省人事厅认可的化学工艺工程师助理的职称。同时熟悉化学产品整个检验操作,对化验工作积累丰富的经验,特别是化分、产品前处理。在此期间还参加过ACS产品英文版的翻译,检验方法的修改,检验标准的制定。
2004.52004.6 广西桂林集琦实力天然有限公司实习,了解中药提取整个生产过程,并参与中药前处理、提取、浓缩、干燥等操作中。
2003.122004.1 广东南国药业有限公司实习,了解片剂、酊剂、大输液、针剂等生产工艺及GMP要求,注射用水的生产工艺。
2002.52004.8 图书馆管理员,由于吃苦耐劳、工作认真负责,受到馆领导的表扬并被评为优秀学生馆员助理。
2001.92002.7 担班长,组织、带领同学们参加校、院的活动,并获得院广播操比赛三等奖、院文明站岗第一名。
教育背景
毕业院校: 广东海洋大学
最高学历: 本科 毕业日期: 2005-07-01
所学专业: 制药工程 第二专业:
培训经历: 2001.92005.6 广东海洋大学学习(班长) 制药工程 获得工学学士学位
2005.72006.12 广州化工集团有限公司 培训、考核认定化工工艺助理工程师
语言能力
外语: 英语 优秀
国语水平: 精通 粤语水平: 优秀
工作能力及其他专长
英 语:已通过国家英语四级,具有听、说、写的能力,能阅读本专业外文资料
计算机:通过国家计算机二级(C语言),具有计算机基本应用能力,熟悉Office、PowerPoint和 Word等的操作
专业技能:能进行本专业中、外文文献检索,了解制药各种生产工艺和药事法规以及GMP要求,熟练应用实验器材,曾跟学院教授做课题。在Natural Science ResearchVolume 4,Number 2,April 2006,题目Studies on Preparation of Chitosan in Alcoholic-Aqueous Solution.毕业论文获得优秀。
特 长:具有强的语言表达能力
关键词:节能改造;施工工艺;关键控制技术;
在节能减排,低碳生活全球化的今天,建筑节能越来越被重视,且各国已经制定或者正在制定节能建筑的相关标准和规范。而对于目前能耗相当较高的既有建筑则面临着节能改造的命运。因此本文探讨既有建筑节能改造施工工艺技术具有较强的现实指导意义。
1建筑改造施工特点
既有建筑节能改造的施工作业具有明显特点。第一,因受施工条件限制,施工过程对建筑物和毗邻居民的工作生活带来影响。第二,原有建筑周围空间限制,其改造施工的材料堆放场地有效,严重制约搭建脚手架和吊栏等施工作业。第三,施工中对其他非改造部位保护措施,影响施工材料进出。第四,施工质量严重影响建筑节能的效果。
2 建筑节能改造施工工艺关键控制技术
既有建筑节能改造中,建筑墙体、门窗、屋面的保温隔热改造措施以及施工工艺流程严重影响建筑节能改造的效果和质量。[1]
2.1节能改造施工流程设计
施工之前,首先对现场的平面布置进行规划,明确划分施工作业区和居民生活区等非作业区。接着搭设安全通道,拆除散水、阳台基础、拆除空调、窗罩等附属设施后搭脚手架。外墙基层处理、外脚手架搭设完毕并验收合格后,接着处理外墙附着管线,外墙基层,剔凿、抹灰,同时拆除窗套和窗口外侧抹灰层,待外墙基础处理和外窗更换完毕,进行外墙面清洗、测量放线和墙外保温施工。保温施工结束即可粉饰墙面,安装外设。之后拆除外脚手架。最后进行现场清理。暖气、给水改造在开工后即可进行。
2.2脚手架搭设与拆除施工工艺技术
搭设扣件式双排脚手架。要施工不影响住户,则必须解决拉结点不足的问题,脚手架沿建筑物连续封闭搭设,增加抛撑数量,楼梯窗口处多拉结,到达顶端后用钢管拉结两侧外架。脚手架经验收合格后使用。
脚手架拆除前要制定方案,对拆除工人进行安全教育。现场设置警示标识,专人警戒。自上而下拆除,连墙壁点须与脚手架同时拆除,不能分段分立面提前拆除
2.3 屋面改造工艺控制技术
建筑节能改造中,选择在屋顶的结构层上先铺防水层,后铺保温隔热层,再铺无纺布并压覆盖层的“倒置式屋面”。施工工艺见图2。
施工过程中按节能改造设计要求拆除原有屋面保温层、找平层和防水层,并新作找坡层、找平层后铺首层防水卷材,随后铺聚氨酯板,再铺两层改性沥青防水卷材,最后清理验收。
2.4 外窗改造工艺控制技术
要注意窗口节点处理时,为防止出现热桥,将外窗安装在最外侧,与外墙外侧齐平,并在间隙处用聚氨酯发泡胶填满,外保温系统压住塑钢窗框2cm。
根据窗户实际拆除能力,可采取当日拆当日安装的施工程序。拆除过程中做好对室内物品的防护,窗户安装后及时恢复。
2.5 外墙保温工艺控制技术
原有建筑的外墙保温是其节能改造的重点,外墙外保温工艺见图4。
施工中,勒脚部位须在保温材料与墙体间加铺一层防水材料,[2][3]以免水汽通过保温材料而破坏保温效果。
2.5.1 基层处理
开始拆除空调及窗罩后,拆除外墙附着管线,将金属套管固定在墙面,Φ10以下管线直接铺在保温材料之下,Φ20管线应在保温板开槽嵌固。拆除窗台、窗洞口四周抹灰层及墙面空鼓酥松部分,板上裂缝及接缝,然后用1:3水泥砂浆重新抹平。
2.5.2 墙面测量及弹线、挂线
在建筑物外墙阳角、阴角及其他处挂垂直基准线,在墙顶和基础部位挂水平线,其他适当位置挂水平线,控制外保温板的垂直和平整度。
2.5.3 安装支架
支架是为避免粘帖的聚苯板因重力滑动或下坠。采用脚手管做材料,利用外脚手架立杆挑出的小横杆固定水平钢管来支撑聚苯板。
2.5.4 粘贴保温板
保温板采用聚苯板。粘贴分点边粘贴法(图6)和整面粘贴法(图7)两种。点边粘贴法适用于平整度偏差在10mm/2m范围内的墙面。施工时先用抹灰刀沿聚苯板四周边缘均匀涂抹粘胶浆,后在板面上均匀涂抹6~8个粘胶点。[2]粘胶浆厚度视墙面的平整度确定,平整度越差,涂抹越厚。涂抹粘胶点的大小应保证聚苯板实际粘贴面积大于等于板面面积的40%。[3]整面粘贴法适用于平整度偏差在5mm/2m范围以内的墙面。粘贴前先用抹灰刀在整个板面均匀涂满粘结胶浆,后用方齿抹灰刀将胶浆拖刮成沟槽状粘贴。
图6 点边粘法图7 整面粘贴法
墙面保温板铺贴采用自下而上沿水平方向横向分段铺贴。每排板错缝板长的1/2,局部最小错缝保证大于200mm。转角处搭接,将抹好粘胶的保温板依排板控制线安装在支架上,均匀挤压平整使符合外墙平面控制线,刮掉板周围挤出的粘胶,保证板缝与板缝间无“碰头灰”。下一块保温板粘贴时,应将其从侧面推压向前一板,并保证压紧接缝,缝隙控制在2mm。保温板墙面垂直平整误差控制在2mm内。“窗口保温板燕尾槽应顺窗框粘贴(与窗口面平行)。并注意上下窗口横槽粘贴,左右窗口竖槽粘贴,避免槽内砂浆产生的冷桥。下窗口保温板要盖在立墙面保温板上,避免接水口的产生。”[4] 为防窗口部位渗水,先将胀密封条粘帖在框边缘,后用保温板与塑钢窗框挤紧密封条。“门窗洞口应以整块保温板粘贴,粘贴前在保温板上裁切出短边尺寸不小于200mm的门窗开角,并准确控制洞口部位保温板的尺寸,留出窗台板和鹰嘴尺寸。”[5][6]阳台栏板施工,需安装水平支架,保证保温板粘贴牢固不下坠,并用保温板条填充接缝较大的缝隙,然后再用发泡胶对所有保温板接缝发泡密封。
3 结语
既有建筑节能改造中,建筑墙体、门窗以及屋面的保温隔热改造措施是建筑节能改造的关键控制点。在改造施工中,只有科学正确处理这些关键控制点,才能保证节能改造的效果,真正起到节省消耗、节约能源的作用。自然能源资源日趋紧张的严峻形势,对建筑节能提出了新的挑战。新材料和新技术层出不穷,但是要使其真正发挥节能作用,施工过程成为最后的关键控制要素。论文对基于节能的建筑改造施工工艺和关键技术进行了深入探讨,以供同行参考。
参考文献
[1] 邵正元.既有住宅楼节能改造措施探讨[J].城市建设.2010(19).
[2]华北地区建筑设计标准化办公室.88J2-4墙身-外墙保温[M]. 华北标办.2001.8
[3]华北地区建筑设计标准化办公室.88J2-9墙身-外墙外保温[M].2004.
[4]燕尾槽外保温板的施工指导方案.blog.省略/zhujiang828@126/blog/static/57443993200832292554840.
[5] 林少扬.建筑节能改造施工工艺及关键技术分析[J].中国新技术新产品,2010(19):186.