三十年磨一剑！我国造全球最大石油炼制设备，能将渣油变废为宝

2020年6月1日，由中国一重集团承制的首台3000吨超级浆态床浙江石化锻焊加氢反应器完工发运、列装起航。这是我国家的又一款“国之重器”，它的高标准是其他国家万万达不到的，意味着我国在这一领域取得了世界领先水平。

那它究竟有哪些地方领先于世界呢？

这要先从我们对“能源油”的需求来说起。在我国，大部分的石油还是依赖于进口，此前我们提炼油的技术并不先进，造成了许多浪费，也因为油质不高对自然环境造成了很大的污染。

随着社会的进步，一些重质油企业逐渐被淘汰，对轻质油的需求越来越高。于是，提炼优质的轻质油变得愈发重要，炼油企业也纷纷开始追求渣油的最大化转化。这也使得加氢工艺得到了快速发展。我国不以牺牲环境为代价，所以加氢工艺，尤其是对渣油的加氢工艺技术变得格外的需求。

在大趋势下，中国一重集团花费巨大人力和物力成功研制出了世界最大的石化设备，镇海沸腾床渣油锻焊加氢反应器。这个加氢反应器外观非常庞大，体重高达2400吨、罐体直径将近5米，高约70米，壁厚超过300毫米，是目前世界上最大的反应器。它的建成，可最大程度提高渣油转化率，降低延迟焦化负荷，减少大气污染，这个与一重集团认真贯彻新发展理念，坚持高质量发展的宗旨正好相符。

该装备的成功制造标志着我国在超大吨位石化装备制造方面领跑国际，同时也增强了我国科技制造的实力。至此，中国方面直接宣布该反应器“永不售卖”。

沸腾床渣油加氢技术凭借对原料更好的适应性以及操作灵活等特点，已成为当前重油加工的重要手段。相比传统的加氢装置，沸腾床加氢工艺已成为炼化行业发展的重要方向。石油中最难被提炼的重质部分，在它的“消化”下渣油统统都变成了社会急需的汽油和柴油等。

工作原理

加氢反应器是在高温高压的临氢环境下工作的，送入这个反应器的材料，会含有硫和氮等杂质，他们会和氢气反应生成具有腐蚀性的硫化氢和氨，再加上氢反应会产生热量，这显然会让床体升温。

但问题是这一过程，它不能出现受热不均的情况。而我们的沸腾床加氢处理是指，渣油进入罐体后，与氢气发生混合，一块从反应器底部进入，这时候反应器里的催化剂颗粒，会借助内外循环让自身出于沸腾的状况。

相比于传统的固定床加氢工艺来讲，原油更能适应沸腾床加氢，因为它里面内温度均衡，运转周期容易受控制，催化剂可以随时加入和排出。正是介于这些优点，沸腾床加氢已成为炼化行业加氢工艺发展的重要方向。

其实加氢器不仅在炼油方面表现出色，在其他方面它的应用也非常广泛。其中就包括化学制药方面，它可以为产品开发和药品研究提供基础设备。

诞生之路异常艰难

据了解，2018年反应器开始研制，在研制过程中，科学家们遇到了许多难题，比如，如何做到安全旋转焊接、反应器内部如何设计、具体零件锻造等问题。为此，工程团队在建造过程中还创造性地研发出多种具有自主知识产权的新技术。

首先就是如何保证在超大吨位的情况下实现安全旋转？因为这款反应器的着实有点“营养过剩”。想要实现安全旋转焊接，必须要有一个巨人般的手臂将它托住，想想都觉得难度之大。因此一重集团首创出了可用于3500吨自顶升式数字化托辊，于是第一个难题才迎刃而解。

其次是主焊缝收缩应力与重力平衡技术。这项技术是为了消除当罐体受到外力时对设备造成的不良影响。同时又能很好消除各种部件在焊接过程中产生的应力与重力，从而使反应器保持平衡，达到防微杜渐的效果。

最后是研发出深孔全自动TIG焊机。反应器不管是外部还是内部都有很多需要焊接的地方，因为其特殊性，且空间小，焊接过程和细节难以观察，这导致正常焊接的难度变大，为了保证焊接的质量而研发这台焊机。

其实不仅只有技术上的难题，受茂名现场运输条件限制，反应器无法整体运输至现场，需进行现场组焊。

在此之前，世界上还没有一例超大型容器现场组焊的案例。除技术难题外还要面临台风，暴雨等极端天气的考验，中国一重员工不畏严寒酷暑，始终如一埋头干，不仅没有被困难吓住，反而是提前完成了工期。

提高石油利用率，增加10%到20%

而我国为何要研发该设备呢？它的存在对石油产业又有何重要意义呢？能源对于世界各国的经济发展都是十分重要的，尤其是石油资源，其目前应用范围更加广泛。

石油资源在刚开始被开采出来时，还仅是原油，并不能被使用，需要经过减压、蒸馏、提取等一系列加工程序之后，才可以成为大众日常所需要的的燃油。

在这之中需要注意原油在进过加工之后，其利用率也仅有20%到36%之间，剩下的则大部分都是残余油，油渣一般会残留大约40%左右，所以即便该国拥有丰富的石油资源，但如果这些石油资源得不到充分利用的话，其产量也是比较少的。

而且石油是否是可再生资源仍未有明确定论，如何提高石油的利用率便显得尤为重要，其实每年浪费在油渣里石油量不在少数，也就是在这种状况下，我国才会如此重视对榨油锻焊反应器设备的研发。在全世界石油资源供不应求的情况下，该设备可以在原本产量的基础上，再增加10%到20%不等，不仅可以为国内提供更多的石油资源，每年还可以为国内减少上亿元的资金。

攻克重重技术难关，已禁止该设备对外出售

而该设备的生产制造也并非易事，在生产的过程中工程人员也创造出了很多的新技术，首先该设备的重量都是上千吨，如何保证大吨位型设备实现安全旋转是首要问题。

针对该问题，中国一重公司为此创造出了3500吨的拖底，这个问题也就迎刃而解了，除了技术难关之外，该大型设备在运输方面也存在着诸多难点。

反应器受相关条件的限制，无法将整个设备都搬运到现场，在这种情况下，显然只能通过现场组焊的方式进行，在这之前，世界上还没有一个国家有这样的经验，所以这其中的难度可想而知。

在这之中，国内企业研发出了全自动的焊机技术，因为反应器内可施展的空间较为受限，所以正常焊接很难照顾到细节的地方，为了保证焊接的质量国内才自主研发出了该台焊机。

现如今我国在石化锻焊加氢反应器方面已经遥遥领先，许多国家开始重金向我国购买该设备，但我国在这方面有明确的规定，该设备是不允许出售的，目前仅供国内的石油产业使用。3000吨级的巨无霸问世，相信中国还会接连不断刷新着自己创造的世界纪录。

文章来源： 黑匣子科普，科技情报特派员