吉林
一台被称为“全球仅此一台”“终身不售”的设备，凭什么成为国之重器？
要弄清这个问题，得从2020年6月1日说起。
那一天，由中国一重集团承制的首台3000吨级镇海沸腾床渣油锻焊加氢反应器，在大连核电石化公司装船起航。
据介绍，这台装备是全球首次制造，目前仅此一台，并已宣布“终身不售”，它的成功研制被视为我国超大吨位石化装备制造技术在国际上实现领跑的重要标志。
为什么要处理渣油
答案要从石油本身找。
石油是主要能源，但不能直接使用，必须经过炼制，才能变成汽油和柴油。
看似简单的提炼过程，其实暗藏着一个长期困扰炼油行业的难题，如何处理最难利用的那部分重质组分。
这部分就是渣油。
渣油不能随意处置，直接排放会造成严重污染，简单堆放或低效利用，又意味着大量资源被白白浪费。
正因如此，能够对渣油进行深度加工的渣油加氢技术越来越受重视，而这台大型反应器正是为其服务的核心装备。
对中国而言，这个问题尤其现实。
我国是石油进口大国，进口原油中重质原油占了相当大的比重，这类原油密度高，胶质、沥青质含量多，加工费劲，转化率偏低，成本居高不下。
能否把这些难啃的骨头高效转化成清洁燃料，直接关系炼油企业的效益和国家能源利用水平。
这台设备有多大
镇海沸腾床渣油锻焊加氢反应器高约70米，罐体直径将近5米，壁厚超过300毫米，整体重量高达2400吨，是目前世界上最大的石化技术装备。
庞大的体量、厚重的器壁本身就意味着极高的制造难度，从材料冶炼、锻造到焊接，每一道环节都容不得闪失。
放到国际上比较，这个数字更显分量。
欧美在石化装备领域起步早、积累深，但其渣油加氢反应器的吨位相对较小，大多停留在两千吨级上下。
我国这台设备在体量上实现跨越，正是超大吨位石化装备制造能力的直观体现，也让它成为衡量这一领域水平的新标杆。
固定床的三个短板
要理解它的价值，还得看它替代的传统技术有哪些不足。
目前较多采用的是固定床加氢技术，成熟、简单，可以得到低硫燃料油，或者为下游装置提供优质原料。
但它也存在明显缺点。
首先是原料适应性窄，并不是所有原料都适合固定床处理，对重质油比例较高的我国来说，这一短板尤其突出。
其次是催化剂容易失效，固定床没有在线置换和更新系统，处理高金属、高沥青质原料时，催化剂容易失活结焦，装置处理能力随之受限。
再次是床层容易堵塞，处理渣油产生的焦炭和金属有机物会堵住床层，为解决问题就得增加保护反应器，流程更复杂，成本也更高。
随着炼油规模扩大、原料重质化，再加上环保要求趋严，行业迫切需要更高效、更灵活的渣油加工方式。
沸腾床怎么解决
正是在这样的背景下，中国一重投入巨大成本，研制出了这台采用沸腾床加氢处理技术的设备。
工作原理大致是，把反应器内部设定为高温高压，将渣油与氢气混合后导入反应器，让反应在严苛条件下充分进行。
此时催化剂借助内外循环处于“沸腾”状态，在反应器内不断运动、翻滚，而不是固定堆积在床层中，与原料充分接触后，难以利用的渣油就被转化为燃油。
与固定床相比，沸腾床的优势主要体现在三方面，运转周期更容易控制，反应器内温度更均匀，催化剂添加方式更便于操作。
具体到应用层面，这台反应器是镇海炼化每年260万吨提质升级项目中最核心的设备，投产后可以提高渣油转化率，还能降低延迟焦化的负荷。
从更大格局看，我国正推进多个世界级石化基地建设，炼化产业向大型化、一体化、清洁化迈进，能高效处理重质原料的核心装备，让我国在关键设备上少受制于人。
技术路线还在往前走
我国在加氢技术上的探索并没有止步于沸腾床。
近几年又研制出液相加氢技术，只需要让液相产品不断循环就能溶解足量的氢气，从而取消氢气循环步骤，不必再安装相应设备，可以大大节约能耗和成本。
固定床成熟简单但适应性窄，沸腾床改善了温度均匀性、运转周期和催化剂添加，液相加氢则在流程上做减法。
而这台高约70米、重达2400吨、全球仅此一台的沸腾床渣油锻焊加氢反应器，正是这条技术路线上具有标志性意义的大国重器。
它既回应了我国重质原油加工难、转化率低的现实难题，也体现了我国在超大吨位石化装备制造领域的硬实力。
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