百萬噸乙烯高端靜設備實現國產化

    在1月9日召開的國家科學技術獎勵大會上，合肥通用機械研究院、南京化學工業公司、洛陽工程公司、工程建設公司等單位共同完成的“極端條件下重要壓力容器的設計、制造與維護”項目獲得國家科技進步一等獎。
　　該項目取得四個方面的創新成果，特別是實現6類壓力容器的首臺(套)國產化研制，打破國外壟斷，提升了我國重要壓力容器的自主設計制造能力，已在石化、化工、燃氣等領域廣泛應用并達到國際領先水平。
　　中國石化參與研制的我國首臺大直徑超厚鍛件管板環氧乙烷反應器，是我國百萬噸乙烯最后一臺國產化關鍵靜設備。該反應器實現國產化，結束我國大乙烯高端靜設備長期依賴進口的歷史。
　　壓力容器等承壓類特種設備廣泛用于石化、化工、燃氣及國防軍工領域，直接影響國民經濟建設和國防安全。近年來，壓力容器逐漸向高溫、深冷、復雜介質腐蝕等極端服役條件，以及超大直徑、超大壁厚、超大容積等極端尺度方向發展，傳統設計制造與維護技術面臨嚴峻挑戰。我國一些重要壓力容器要么國內不能生產，要么壽命短，可靠性低，千萬噸煉油、百萬噸乙烯、大型煤化工等國家重大工程建設急需的大量關鍵設備不得不依賴進口。天津石化、鎮海煉化等百萬噸大型乙烯工程在建設中就曾遭遇外國廠商技術上“卡脖子”，對方拒絕向我國提供制造低溫乙烯球罐用鋼板，而國產鋼板尚無成熟應用的業績，這些工程當時面臨停工的窘境。    

　　大型環氧乙烷反應器至關重要
　　大型環氧乙烷反應器是乙烯工業中至關重要的強化傳熱反應容器，結構復雜，尺寸大，管板厚，介質有應力腐蝕傾向，技術要求高，制造難度大，過去一直依賴進口。以前，該反應器都由美國設計公司設計、日本公司制造，但他們為全世界制造的16臺環氧乙烷反應器僅用不到兩年就大多發生開裂，其中給上海石化制造的兩臺反應器使用不到一年就發生開裂。
　　2009年4月，作為中國石化重大裝備國產化項目，南化公司與揚子石化簽訂大型環氧乙烷反應器制造合同，承擔起大乙烯靜設備國產化的重任。在合作單位完成全壽命風險識別與控制等工作的基礎上，南化公司等單位結合以往的技術成果，針對首臺大型環氧乙烷反應器研制的難點，從4個方面12個重要課題分別組織專家攻關，成功解決大尺寸管板焊接變形控制、焊接殘余應力消減技術等難題，取得管板堆焊的“龜背”設計、格柵制作的“梅花樁”發明、筒節校圓的“方向盤”胎具、管頭焊接工藝設計等重要創新成果，格柵組對工裝獲得國家實用新型專利證書。
　　2011年9月22日，由南化公司化機廠制造、工程建設公司設計的國內首臺大型環氧乙烷反應器竣工，設備關鍵技術指標達到世界先進水平，標志著我國長期依賴進口的大乙烯高端靜設備實現國產化。
　　這臺反應器最大直徑7米、長22米、重850噸，管板平面度、筒節橢圓度、筒節錯邊量均小于5毫米，管頭焊接2%抽檢一次合格率達100%。世界著名環氧乙烷技術商、美國科學技術設計公司項目經理拜瑞爾說:“環氧乙烷反應器結構復雜，材料特殊，制造難度大，需反復做大量試驗，我對南化機首臺大型反應器制造成功表示由衷的欽佩!”
　　2013年3月，揚子石化18萬噸/年環氧乙烷改造項目一次開車成功，順利產出合格品。目前，該環氧乙烷反應器仍在揚子石化安全使用，并在10多家企業推廣使用，創造產值10多億元