进入21世纪以来，我国石化工业进入一个新的发展高峰期。为了满足国内对石油和化工产品的高速增长的需要，同时降低生产成­本，炼油厂大都在将原来的单线250万t/a规模改造到1000t／a，乙烯厂将原来的单线30万t/a规模改造到了60～80万t/a，新的大型炼油厂和乙烯厂不­断出现。大型炼油厂建设投资都在100亿元左右，大型乙烯厂建设投资都在­ 200亿元以上。

目前我国已经有大中型炼油厂40多个，2004年全国石油加工量已经达到2.7亿t。大中型乙烯项目20套，2004年乙烯产量已经达到626万t。“十—五”即将改造和新建的炼油厂达18个，新增炼油能力达1亿t；即将­改造和新建的乙烯项目11套，新增生产能力达870万t/a。因此，石化重大­装国产化势必面对新的挑战。

一、石化生产技术发展对装备的特殊要求

石化装备包括工业炉、反应设备、塔器、换热设备、储运设备、通用设备、专用机械，电器仪表等。

石化生产条件比较苛刻，不少是在高温(或低温)、高压(或负压)、­易燃、易爆、腐蚀、有毒的条件下运行，对设备的要求非常高。承受高温­的设备如加氢裂化装置中的加氢反应器，设计温度达到450℃，苯乙烯装置­中的脱氢反应器的设计温度达到600℃，乙烯裂解装置中­的裂解炉废热锅炉设计温度达到800℃，裂解炉设计温度­1100℃，乙烯裂解装置中的冷箱和低温泵设计温度达­到-170℃。石化设备一般都是受压容器，如加氢裂化装­置反应器设计压力达到20MPa，高压聚乙烯装置的超高­压反应器设计压力达到345MPa。

石化生产的特点是连续化大生产。现在的大型石化­厂基本上是炼油和化工生产一体化，一个石化厂由若干个­生产装置组成，炼油生产装置主要包括常减压蒸馏、催化­裂化、催化重整、加氢精制、加氢裂化、延迟焦化、丙烷­脱沥青等；化工生产装置主要包括乙烯裂解、聚乙烯、聚­丙烯、氯乙烯／聚氯乙烯、苯乙烯／聚苯乙烯等。一个生产­装置由几百台设备组成，一个石化厂由几千台设备组成，­设备之间用管道连接，生产介质在设备和管道中密闭运­行。一台设备发生问题，整个装置都要停车，如果短时间­不能恢复，其他上游装置和下游装置都要连续停产，停产­一天的损失可能是几百万元到上千万元。为了减少停车检­修时间，现在要求石化生产装置都要连续运转2～3年以­上，因此对装备要求性能先进，质量可靠，高效节能，经­济安全。

石化工艺技术的实现是靠装备做保证的，装备的性能­和水平直接影响到石化生产的水平和发展。石化装备的费­用，在炼油装置中占装置总造价的40％左右，在化工装置­中占装置总造价的50％以上，个别占到70％(如高压聚乙­烯装置)。一台大型气体压缩机组和一台大型加氢反应器­的价值都在1亿元左右。­石化设备要经常满足石化生产工艺的变化。在当今社­会，石化生产工艺进步很快，一个新的生产工艺成熟并用­于生产的时间不需要5年时间，生产工艺的变化要求设备­必须变化，因此装备技术进步不能停止不前，要不断进行­开发。

二、石化装备国产化艰难的10年

20世纪70年代，我国经济规模较小，当时全国只有­数量不多的中小型规模的炼油厂，还没有真正意义的石化­厂。这些炼油厂的一般设备当时只有国内少数几个化工机­械厂制造，重大关键设备全部依赖进口。1976年以北京燕­山30万t/a乙烯项目建成为代表的我国石化工业开始了发­展。到80年代初，又先后建设了南京扬子、上海金山、山­东齐鲁、黑龙江大庆等4套30万t／a乙烯项目，我国才有­了真正意义上的石化工业，但乙烯装备几乎是成套进口。­   

1983年国务院下达《关于抓紧研制重大技术装备的决­定》，决定“在依靠我们自己技术的同时，积极引进国­外先进技术，合作设计，合作制造重点建设项目的技术­装备，力争把这些最核心的关键技术真正掌握在自己手­里，为今后的经济振兴打下牢固基础，使四个现代化立­于不败之地”。其中“30万t/a乙烯成套设备”被列入国­家十个重大装备研制项目之一。在国务院领导下，在国­家各有关部门支持下，重大技术装备的研制工作有领­导、有组织、有计划地进行。根据国内石化装备技术的­实际，中国石化集团制定了“积极、稳妥、可靠．实事­求是”的国产化方针，成立了重大装备国产化办公室。­中国石化重大装备国产化办公室在各部门的支持、配­合、协助下，从1984年开始，陆续对含盖炼油、化工、­化纤和化肥主要装置的关键设备国产化可行性进行了调­查研究，完成了包括加氢精制。加氢裂化、催化裂化、­连续重整、缓和加氢裂化、非选择性叠合、对二甲苯、乙烯裂解、丁二烯抽提、低压高密度聚乙烯、线形低密­度聚乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、聚苯乙烯、­苯酚丙酮、乙二醇、丙烯睛，腈纶、聚酯、精对苯二甲­酸、尼龙66，大化肥等23套装置重大设备国产化可行性研究报告的编制工作，并组织了专家论证。在原机械­部和中国石化集团共同组织下，对全国可以承担石化重­大装置研制的制造企业进行了大规模调研，确定了一批­有能力的研制单位。
当时由于国内5套新引进的乙烯工程建成时间不­长，也由于引进乙烯工程都是国外技术，国内对生产工­艺和重大装备不熟悉，另外当时我国机械工业的研发能­力还不高，所以80年代国内对乙烯装备国产化很难有­所突破，只能做一些调研、论证、规划工作，为了给乙­烯装备国产化奠定基础，决定先在炼油装备国产化上起­步。因为炼油生产工艺国内基本掌握，对炼油装备比较­熟悉，装备的攻关研制相对容易。经国家批准，开始先­对炼油成套设备中的催化裂化、催化重整、加氢精制、­加氢裂化装置的关键设备组织攻关。特别是催化裂化装­置的反应器、再生器、烟气轮机、轴流压缩机、富气压­缩机、电动滑阀、催化重整装置的四合一反应器、立式­换热器、氢气压缩机、加氢精制装置和加氢裂化装置中­的加氢反应器、加氢分离器、加氢换热器、加氢空冷器、­离心式循环氢压缩机、往复式新氢压缩机、加氢进料泵­等重大装备进行有计划研制。特别是加氢设备技术代表­了炼油设备技术的最高水平，被列为研制工作的重点。­在研制工作中制造企业看到了自己在设备设计和制造上­同国外先进水平的差距，纷纷引进技术软件、加工装­­­备。检验技术、或同国外合作来提高自己的研发水平，­攻克了一个个难关，使不少重大关键设备立足国内。

加氢反应器是炼油设备中质量要求最高、制造最­为复杂、制造工序最长的设备，国内外也只有少数制造­厂能够制造。由于加氢设备是在高温、高压、氢和硫化­氢腐蚀的条件下操作，加氢设备的材料选择一般都选­择Cr-Mo钢或者Cr-Mo-V钢，内壁堆焊309L和347L­低碳不锈钢，以抵抗氢及硫化氢的腐蚀。特别是加氢裂­化反应器属于厚壁高压容器，一般采用2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V钢锻造、焊接，外径一般为φ400～5000mm，壁厚为200～300mm，重量为400～1000t。第­一重型机器厂利用技贸结合的机会，同国外技术合作，­研制出齐鲁石化渣油加氢装置大型锻焊结构加氢反应­器。以后又克服了许多无法想象的困难，包括技术、资金，厂房都不适应，特别是运输上的困难，在大连棉花­岛建设了重型厂房和大件码头，解决了大型设备无法­出厂的矛盾。此后，第一重型机器厂不断开发新钢种，­扩大生产能力，制造了国内急需的上百台加氢设备，现­在加氢设备一股不再进口，使我国成为世界上少数可­以制造大型加氢反应器的国家。

加氢压缩机组包括离心式循环氢压缩机组和往复­式新氢压缩机组，80万t/a加氢裂化循环氢压缩机组进­口流量为25万m3/h，进出口压力为16/19MPa，轴功­率为1600kW。新氢压缩机容积流量为20850m/h，进­出口压力为1.1/18.8MPa，压缩级数为3级，轴功率为­2758kW。沈阳鼓风机厂和杭州汽轮机厂、沈阳气体压­缩机厂和南阳防爆电机厂自主研发和引进国外先进技­术相结合，克服种种困难研制成功，此后他们陆续为炼­油企业制造了400多台加氢压缩机，使我国成为世界上­少数能够制造大型压缩机组的国家。­   

到目前为止，炼油装置主要生产工艺及设备已国­产化，设备国产化率按投资计箅已达95％，除DCS系­统和个别泵阀外基本不再进口。

三、石化重大装备国产化的全面突破

七八十年代建设的乙烯项目都由国外工程公司承­包，主要生产工艺技术全部是从国外引进，基础设计甚­至详细设计都是由国外工程公司完成，设备基本都由­国外设计和制造。国内设计部门对工艺技术和重大设­备了解甚少，装备国产化很难实现，只有少数简单设备­由国外承包商同意情况下从国外反承包到国内。

进入90年代初，第一批引进的乙烯项目需要进行改­造和扩建，国内对乙烯生产工艺及其设备有了较深的了­解，乙烯生产技术和装备的神秘性打破了。特别是有前十­年炼油重大装备攻关研制的经验和成果，乙烯装备的国产­化也实质性地开始了。

1993年国家批准了燕山45万t/a乙烯改造工程，国­家和石化集团要求改造工程28个月、投资限28亿元。如­果改造的技术和装备还是成套从国外引进，投资超额。最­后石化集团决定乙烯裂解工艺和主要设备仍然从国外引­进，14万t/a聚乙烯工艺和主要设备实行国产化。聚乙烯­装置主要设备—90m3聚合釜φ4.54m × 13.708m，设­计压力1.08MPa，设计温度105℃，减速机型式为螺旋伞­齿轮垂直交叉轴结构，搅拌器型式为三层六叶蜗轮搅拌­器，由锦西化机厂研制成功，回转干燥机φ2.4m× 24m，­传热面积640m2，干燥前湿含量≤30％，干燥后湿含量­≤0.3％，电动机功率37kW，转速0.875～3.5r/min，最小­泄漏量30mmH20/10min，由天华化工机械及自动化研究­设计院和锦西化机厂研制成功，卧式螺旋沉降离心机转鼓­直径φ1016mm、转鼓长度1 524mm，转鼓转速1450r/­min，电动机功率160kW，设计压力0.03MPa，设计温度­80℃，生产能力10t／h，悬浮液处理量40t／h，由吉林化机­厂研制成功。1994年9月该装置投料试车成功，可行性研­究报告总投资79453万元，节约投资7 370万元。这些­关键设备研制成功，打破了引进装置关键设备的神秘感，­给石化重大装备国产化树立信心。
1997年大庆48万t/a乙烯工程进行改造，中国石化­集团决定对乙烯装置“三机’中的裂解气压缩机和丙烯­压缩机实现国产化。当时乙烯“三机”是个禁区，因为­乙烯“三机”是乙烯裂解装置的重大关键设备，而乙烯­裂解装置又是乙烯厂的龙头装置。如果裂解气压缩机研­制不成功，将会影响整个乙烯厂生产。石化集团副总经­理王基铭同志经过调查研究，大胆决策，力排众议，对­乙烯“三机”国产化表示坚决支持，并表示主动承担风­­险。裂解气压缩机进口流量80 970m3/h，进出口压力0.117/­3.993MPa，进出口温度41/63.8℃，工作转速7160r／min，­轴功率12555kW，压缩机由沈阳鼓风机研制，汽轮机由杭­州汽轮机厂研制。丙烯制冷压缩机进口流量58172m3/h，­进出口压力0.129/1.85MPa，进出口温度-40.0/76.2℃，压­缩机由沈阳鼓风机厂和德国德马格公司合作设计和制造，­汽轮机由杭州汽轮机厂制造。两个机组自1999年研制成功­并投产以来，运行平稳，整机效率高，流量、压力、温度、­振动值等工艺性能达到了设计要求，满足了生产工艺的需­要，机组控制系统先进可靠，性能调节准确稳定，保证了­压缩机组安全、长周期的运行。经专家鉴定认为：机组主­要技术性能指标达到了当前国际先进水平，是我国大型离­心压缩机组设计制造技术的重大突破，填补了国内空白，­为我国乙烯大型化建设提供了先进实用的装备，打破了国­外垄断。这台国产压缩机的价格与同期引进价格相比，节­约3000万元。乙烯裂解气压缩机组研制成功，打开了乙­烯关键设备国产化的禁区。

从1999年开始，石化集团陆续对燕山、扬子，上海、­齐鲁、茂名乙烯进行第二轮改造，规模由45万t/a改造到­70～80万t/a，石化集团经过多次慎重研究，决定在这轮乙­烯改造中，重大装备的国产化要比以前有所前进，不能后­退。

在燕山70万t/a乙烯改造工程中，新建10万t/a乙烯裂­解炉，由国内外合作设计和制造，乙烯裂解炉废热锅炉由­燕山石化公司机械厂同国外合作制造，丙烯压缩机组由上­海鼓风机厂和日本日立公司合作制造，二元制冷压缩机组­由沈阳鼓风机厂和日本三菱公司合作制造，冷箱(13台板­翅式换热器组成)由杭州制氧机厂制造，20万t/a高压聚乙­烯超高压管式反应器由国外设计、燕山建筑安装公司制造。

在扬子70万t/a乙烯改造工程中，乙烯裂解装置的丙­烯压缩机组进口流量为7.2万m3/h，出口压力1.85MPa，轴­功率13.4MW，由沈鼓厂和德马格公司合作制造，汽轮机由­杭汽和西门子公司合作制造，二元制冷压缩机组进口流量­1.56万m3/h，出口压力4.6MPa，轴功率4.8MW，压缩机­由沈鼓厂和德国德马格合作制造，汽轮机由杭汽和西门子­合作制造。冷箱(包括8台板翅式换热器组)，由杭州制氧­机厂制造。聚乙烯装置的立式反应器φ5/8m×34.545m，­350t，由国外设计、南化公司机械厂制造。卧式反应器­曲2.743m×14.165m，设计压力-0.8～2.76kg/cm2，搅拌­器功率450kW，由国外设计、南化公司机械厂制造。

在上海70万t/a乙烯改造工程中，乙烯裂解装置的裂­解气压缩机组国产化比大庆乙烯更进一步，压缩机进口­质量流量136 339kg／h，进出口压力0.14／3.68MPa，轴功­率18047kW，压缩机由沈鼓厂设计制造，汽轮机由杭汽­厂设计制造，丙烯压缩机组进口质量流量27 841kg/h，­进出口压力0.13/1.89MPa，轴功率13108kW，压缩机由上­海鼓风机厂和日本日立公司合作制造，汽轮机由杭汽厂配­套，二元制冷压缩机组进口质量流量96538kg/h，进出口­压力0.01/1.76MPa，轴功率4.2MW，压缩机进口，汽轮机­由杭汽厂配套。冷箱(包括16台板翅式换热器)，设计压­力1.3～3.8MPa，设计温度-15～175℃，由杭氧厂制­造。聚乙烯装置中的气相反应器φ5／8m×33m，设计压力­2.5MPa，设计温度85/75℃，总重403t，由上海石化机械­制造公司制造。聚丙烯装置的环管反应器φ609.6mm×39m，设计温度-45/150℃，设计压力5.1lMPa，由北京­石化工程公司和大连日立宝原公司合作制造。

齐鲁70万t/a乙烯改工程中，乙烯裂解装置的10万t/a­乙烯裂解炉由北京石化工程公司研制，乙烯冷箱由杭州制­氧机厂制造，聚乙烯迷宫压缩机由无锡压缩机厂制造，氯­乙烯反应器由齐鲁石化机械厂和国外合作制造。聚氯乙烯­135m3聚合釜由锦西化机厂制造，氯碱装置离子膜电解槽­由北京化工机械厂同国外合作制造。

在茂名80万t/a乙烯改造工程中，乙烯裂解装置中­的10万t/a乙烯裂解炉由北京石化工程公司制造，裂解气­压缩机组进口质量流量246 846kg／h，进出口压力0.13／­2.28MPa，轴功率24 843kW，压缩机由沈阳鼓风机厂制­造，汽轮机由杭汽厂制造;冷箱由杭州制氧机厂制造；­30万t/a聚丙烯环管反应器由茂名石化公司机械厂制造。

可以说，30～60万t/a乙烯成套装置中的重大关键设­备的国产化都有所突破，而且实现了推广应用，一般设备­如大型塔器、换热器、一部分泵类设备已经不再进口。只­有数量不多、但价值很大的重大设备，如反应设备、特殊­压缩机组、泵、专用机械还在进口，特别是每个乙烯项目­需要的合成树脂装置的后处理设备——挤压造粒机组等，­至今没有大的突破。应该实事求是的说，石化重大装备国­产化取得了重大成果。(未完待续)