既然是我国独创的“大国重器”，那么，我们谢绝世界上一切的订购请求，不论什么价格，一概免谈。我们自家的“聚宝盆”自己用，不卖给隔壁邻居！

这件巨型“宝器”与石油相关！

石油与蒸馏工艺

人们可能认为“石油”应该是一个现代科技名词，其实不然。

早在公元1080年，北宋著名科学家沈括调任陕西延州去当知州，这个“延州”就是后来的革命圣地延安。就是说，那一年，组织部把沈括调到延安市当市长。中国古代的朝廷命官都是知识分子，他们除了做官，还经常是诗人、散文大家、书法高手，少数的是科研爱好者，这个沈括就是杰出的科学家代表。

他发现当地老百姓经常用类似油脂的粘稠液体当燃料，烧火做饭。当地人称之为“石液”。沈括进一步研究，发现这种“石液”是从岩石缝隙中漫漫溢出,漂浮在山涧小溪的水面。由此，沈括把这种来自山岩间隙和石头缝的油脂命名为“石油”，记录在他的伟大著作《梦溪笔谈》中。

未经加工处理的石油是“原油”，那么古人就是直接把原油当燃料烧掉了，这个用现代的观点看当然是极大的浪费，“暴殄天物”！

现代石油化工有专门的技术，把原油引入到蒸馏塔，然后根据石油中各组分沸点的不同，在不同的温度下逐步蒸馏出不同的产品。气体有甲烷、乙烷等；液体有汽油、煤油、柴油等；固体有沥青和油渣等。

各类不同的成分在不同的温度下从原油中解放出来，并且各自集合汇总，这个加工过程就是蒸馏工艺。经过蒸馏，石油总的经济价值极大地提高。

沥青就是平时我们经常看到的铺路用的柏油，它比汽油、煤油等产品的经济价值低很多。如果能把沥青、渣油等“下脚料”经过处理，转化为像汽油、煤油那样的“高价值”产品，就相当于“点石成金”，进一步提高石油的总体价值。

言归正传，今天这里要谈论的所谓3000吨“大国重器”，就是一种能够完成上述“点石成金”工艺过程的大型装备——“加氢反应器”。

加氢反应器之所以成为“大国重器”，是因为石油无可替代的重要性。

石油是当今世界的主要能源之一。它提供了大量的燃料，用于驱动汽车、飞机、船舶以及发电站等。古代的交通工具是骡马驴，所以草料非常重要。《水浒传》中的豹子头林冲发配充军后，以他八十万禁军教头的身份，领受的任务就是看守草料场。而今大部分的交通工具、发动机和部分发电厂每天要“喝油”，所以石油对于交通运输和工农业生产具有至关重要的作用。

石油已成为全球不可或缺的资源和原料。石油分解后，我们可以获得各种各样的化合物，成为很多化学工业品的原料。石油的提炼和加工，产生了众多的石化产品，极大地丰富了人类的生活。

2017年，我国原油进口量超过美国，首次成为世界最大的原油进口国。全年石油净进口量达到3.96亿吨，石油对外依存度升至67.4%。

近年来，我国平均每年石油消耗量7.3亿吨，按每年需进口石油5亿吨，换算成桶就是36.75亿桶，按照100美元/桶换算，进口石油需要花费3675亿美元。

我国石油储备不仅不可自给自足，而且大多数质量不高，也就是“重质油”含量较高。

加氢反应器能够通过裂变重质油，“变废为宝”，极大提高原油利用率。如此，我们有希望降低对进口石油的依存度。意义重大！

加氢反应器原理

为了容易理解，我们把原油蒸馏过程与酿酒过程相比较。从酒酿中过滤和压榨出酒液的过程就像石油蒸馏出轻质油的过程，而最后留下的酒糟就像蒸馏石油之后留下的固体和粘稠杂质。

一般经验是，100斤糯米可做200斤米酒，剩下50斤酒糟。试想一下，如果能够让酒糟进一步“反应”，榨出更多米酒，比如，酒液提高到250斤，酒糟降低到30斤。则这个酒厂的经济效益是否大大上升？

“加氢反应器”就是这样能够神奇地提高石化蒸馏经济效益的国之重器。

加氢反应器通常采用连续流动的设计——就是整个工艺过程是流动的、循环不断的。其中待处理重质渣油、氢气和催化剂浆液在反应器内以一定的流速和分布进行反应。氢气用于与重质油的分子结合，最终使原来很长的氢链断裂，从而渣油可大部分转化为轻质油。

所谓催化剂，就是促进上述反应的化学物质。伶牙俐齿的媒婆有能力让本来素不相识的男女隔天就结婚进洞房，媒婆就是婚姻的催化剂。

此外，反应器内加热和冷却系统的布局也很重要，对化学反应来说，温度越高，反应越激烈，所以温度需适当；而反应器如果局部温度过高也会破坏材质强度，造成安全事故。

反应器外观就是一个巨型的大圆筒，大圆筒内当然有复杂的结构和零部件，以实现加氢反应器的功能。

氢气与重质原料油在高温（400-500℃）、高压（15-20MPa）条件下，经催化剂作用发生加氢裂化反应——氢原子长链断裂而成为轻质油，反应热通过换热器和冷却介质循环系统导出，维持床层温度稳定。

催化剂通过喷嘴和分配器均匀分散，从而强化催化作用；未反应氢气循环使用，分离后的轻质产物进入分馏系统，而重质组分再次进入循环，获得进一步加工。

通过上述过程，加氢反应器将重质渣油高效转化为轻质油品，我国近年交付的超大型反应器转化率可高达95%以上，比国外同类产品的转化率高出约20个百分点。这是我国在化工设备领域的巨大进步和成就。可喜可贺！

大国重器之制造

我国是全球石化发展最快的国家，原油加工成为我国的经济命脉之一，所以有关的化工装备成为国家最关注的工业设备之一。

早在2008年，我国的原油加工量就达到了3.42亿吨。在2005年到2015年期间，我国新建的年产1000万吨以上的大型炼化项目较少，可是从2016年以来，一批规模较大的炼化一体项目相继出现，多个单体产能1500万吨以上，最高单体产能4000万吨的炼化项目也已经投产。

这次接受3000吨级加氢反应器设备的是浙江石化二期炼化厂，它的产能变大过程中，相应的石化装备技术与装置必定向大型化发展，所以才有对加氢反应器等大型装备的不断需求。

然而，我国大型化工设备的研制并非一帆风顺。

大型加氢反应器既是重型机械的一类，同时，大型加氢反应器需要各类重型设备作为加工设备。

1960年代末期后，加氢裂化技术出现新的发展，但只有小型设备在石油工业当中得到了较为广泛的应用。大型的工业装置价格昂贵，所以远没有普及。

我国在1966年只有年处理能力30万吨的加氢裂化装置在大连炼油厂运行。加氢反应器的吨位大小，取决于不同时期的石油炼制容量。随着石油需求量的不断提升，加氢裂化技术获得了不断完善和成熟的机会和应用场景。各国加氢裂化器的竞争也趋于激烈。

早年间，我们国家的制造业存在“高端不足、低端过剩”的情况，也存在“重主机、轻配套”等问题。由于大型装备的战略地位极其重要，国家有多方面的扶持政策。

中国一重作为中国最大的冶金成套设备制造商、重型压力容器制造商、核电锻件制造商，研发了新产品400多项，填补国内工业产品技术400多项，在历史上创造众多“中国第一”。

在强大的研发、设计及核心制造能力下，中国一重也出现了多个“世界最大”。

中国一重凭借自身世界一流水平的综合制造能力，研制成功了诸如“万吨自由锻造压力机”、“万吨级水压机”等大型工业设备——举世罕见的巨型装备。这些大型产品与当今的3000吨加氢反应器，都离不开大型铸锻件。在中国一重正有这样优越的条件。

中国一重的加氢反应器，技术领先，几乎装备了中石油、中石化、中海油的所有国内炼油基地，市场占有率达到了令人惊叹的90%以上。

2018年中国一重与浙江石化签订了3000吨级加氢反应器的制造合同，这一新的重大项目对中国一重也是重大的挑战。

这样吨级的石化设备在设计和制造过程中，需要面对反应器结构件超长、超厚、超重，内部结构复杂而且特殊，焊接难度极大等难题。也会面临大量投资但是不出结果的财务风险。

然而中国一重必然是有了金刚钻，才敢揽这个瓷器活。

中国一重自行开发了三项重大技术，是成功研制3000吨加氢反应器的关键所在。

第一，国际领先的3500吨自顶升式数字化托辊技术系统，保障了巨大吨位条件下的安全旋转焊接。首先要克服3500吨的极大负荷，然后要实现精细的、任何角度的旋转和定位，当然前提是采用了数字化的技术。为复杂的焊接工艺要求提供了任意调节工件的保证。

第二，拥有自主知识产权的超重型工件主焊缝收缩应力与重力平衡技术。利用数字模拟技术预判焊缝变形趋势，设计适当焊接参数以达到平衡。调节托辊系统的参数，抵消重力对焊缝的不良影响。

第三，独立自主研发和制造了深孔全自动TIG焊机，突破了不锈钢衬管深孔自动对接焊接难点。应用机器人技术，把焊枪引导到狭长的管道，进行自动焊接，从而避免了人工焊接容易产生的误差。同时，采用自动监控技术，实时调节焊接参数，确保焊接质量。

3000吨加氢反应器产品直径5.6米，长度70余米，单台重量达3037吨。站起来高度堪比20多层楼。这个庞然大物制成后便是当前全球最大的加氢反应器，被运往浙江安装时，动用了1600吨的浮吊船和2台850吨的行车，直接刷新了石油设备运载的世界纪录。

如此雄伟又精巧的、能够带来巨大经济效益的独创高技术大型装备，允许欧美国家伸长脖子远处观望，但不可出售给他们。

风水轮流转，这次轮到社会主义中国卡资本主义国家的脖子了！