中国机械工业技术发展史--第二节 炼油及石油化工成套装备（二、 乙烯设备）

中国机械工业技术发展史
第三十三章 石油化工和化工工业设备

第二节 炼油及石油化工成套装备

二、 乙烯设备

中国乙烯设备的发展走了一段弯路。 20 世纪 70 年代中期，中国在使用部门进口 3 套年产 11.5 ～ 30 万 t 乙烯设备的同时，国内也开始自行研制大型乙烯成套设备。 1975 年，国家计委决定以辽宁省为主成套试制年产 11.5t 乙烯装置。先后发展了高精度计量泵系列、低温泵系列、低温阀门系列以及裂解气，乙烯、丙烯压缩机等重大新产品。由于过分强调地区成套，未能在全国范围内统一组织、择优安排，有些设备未能按时交货，有些质量不好，化工部又成套进口了 11.5 万 t 乙烯的关键设备。使这项大型乙烯成套设备试制工程 最终无功而罢。

1976 年，一机部、燃化部和轻工部联合成立了年产 30 万 t 乙烯设备联合设计组，计划 “ 五五 ” 期间建设 5 套，第一套建在北京，仍然采取地区成套的办法，以北京为主试制成套设备。但由于这个项目一直没有被正式批准，虽已研制出一批新设备，由于所需投资、材料、设备没法解决，最后只得下马，使国家在经济上蒙受损失。

1983 年 7 月国务院国发 [1983]110 号 “ 关于抓紧研制重大技术装备的决定 ” 中，再一次将年产 30 万 t 乙烯成套设备列为重大成套技术装备建设项目。 1987 年 7 月乙烯专项领导小组确定将加快乙烯裂解装置关键设备的研制，继续抓紧睛纶装备的攻关，加氢装置、聚丙烯装置、丙烯睛装置逐步立足于国内，以及抓好引进装置备品备件国内试制等六项工作列为重大技术装备乙烯专项 “ 七五 ” 的攻关内容。

（一）裂解装置

裂解装置为乙烯裂解中的核心关键设备，采取设计、研究、制造、用户四方通力合作攻关，以开发具有中国特色的新型裂解炉。 1987 年立项进行科研攻关，依托辽阳石油化纤公司开发 2 万 t/ 年裂解装置，由北京石油化工工程公司设计、兰化公司机械厂等制造，年产 1 万 t 和 2 万 t 的 CBL-I 型新型乙烯裂解炉于 1988 年和 1989 年分别在辽阳石化公司和高侨化工厂投运。该装置经过工业运行考验，具有 “ 三烯 ” 总收率高、容易操作、生产弹性大、运转周期长、清焦周期长、整体结构紧凑和布置合理等优点，主要技术性能指标达到国际 20 世纪 80 年代工业裂解炉先进水平，并于 1990 年先后通过国家鉴定，国产化率达 90% ， L-I 裂解炉技术方案获准中国实用新型专利，它的研制成功标志着我国大型乙烯成套设备研制工作取得了重大进展。 “ 八五 ” 又在辽化完成了 4 万 t/ 年 CBL-II 型炉的攻关，于 1995 年 3 月安装、 1995 年 11 月 8 日投产成功，这一成果已应用到抚顺、扬子、齐鲁乙烯的改造， “ 九五 ” 又在燕山、辽化完成 6 万 t/ 年 CBL-III 型炉的攻关。裂解炉高温炉管、急冷废热锅炉、汽包、烧嘴、阀门等均由国内设计制造，质量合作、运行平衡，国产化率达 90% 以上。目前中石化集团公司正与美国鲁姆斯公司进行技术合作，生产 10 ～ 12 万 t 大型裂解炉为今后的大型乙烯项目做准备。为大型裂解炉配套的对流段、辐射段炉管、急冷锅炉、汽包、燃烧器等设备国产化已无问题。即将进行的燕化乙烯由 45 万 t 年改造到 66 万 t/ 年，将首次采用中国石化集团公司技术开发中心与鲁姆斯公司合作开的大型乙烯乙烯裂解技术。

（二）大型乙烯球罐

大型乙烯球罐是乙烯裂解装置成套设备中的关键设备之一 , 该设备由于在低温（ -30 摄氏度）状态下使用 , 受到材料 , 工艺技术等诸多方面的限制 , 一直没有实现国产化 , 致使大型乙烯球罐产品只能全部由国外进口 , 为满足工程的要求 ,"CF-62 钢制 1500 m3 大型乙烯球罐研制 " 作为 " 八五 " 重大技术装备科技攻关项目之一 , 由兰石厂、大庆院、大庆石化总厂、通用所、武钢公司、中通公司等几个单位参加。球罐主要技术参数为：直径 14 300mm 、壁厚 44mm 、容积 1513 m 3 、设计压力 2.25MPa 、设计温度 -30 摄氏度、总重 253.3t 。通过对 CF-62 钢制 1500 m 3 乙烯球罐用钢板，锻件和焊村进行了大量的试验研究，确认了 CF-62 钢板， 08MnNIVD 锻件及 J607RH 焊条作为大型低温乙烯球缸用材是可行的。课题研究工作起点高，试验结果取得很多有价值的科研成果，为大型球罐的国产化提供了宝贵资料，积累了实践经验，首台完全国产化，质量指标符合设计要求，填补了国内空白；总体来说，具有国际同类产品先进水平，为大型低温乙烯球罐的国产化奠定了基础。这一大型球罐于 1993 年 11 月在大庆石化总厂建成，已安全运行数年，并通过了机械部和中石化共同组织的鉴定。

CF-62 钢制 1500 m 3 乙烯球罐研制成功，不但低温乙烯球罐的需求，而且解决了设计温度为 -40 摄氏度以上环境温度下储存丙烯、氧气、氮气、液化石油气等各类大型球罐的问题，其用途十分广泛。完全国产化的 CF-62 钢制 1500 m 3 乙烯球罐的研制成功，打破我国对低温乙烯球罐长期以来一直无材料可选，只能大量从国外进口的局面，从而为国家节约大量外汇，乙烯球罐的国产化有显著的经济效益和社会效益。

（三）乙烯 “ 三机 ”

大型乙烯装置中，裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机是其核心设备，世界上也只有少数国家具备设计制造能力。经过大量的前期工作，决定依托大庆乙烯改扩建工程，由沈阳鼓风机厂、杭州汽轮机厂等研制裂解气压缩机，丙烯压缩机。大庆乙烯改扩建二期工程是在原 30 万 t 乙烯基础上，将生产能力扩大到 48 万 t 。 1997 年 3 月和 7 月与制造厂分别签订两机合同，制造工期也就 10 个月。裂解气压缩机，按美国 ASMEPTC-10 标准，在三个罐分别进行的闭式回路气体性能试验，完全满足了设计和合同的要求，在机械运转试验中，各项指标均符合 API617-95 及合同标准的规定。丙烯压缩机也进行了主、备转子的机械运转试验，各项指标均符合要求。事实证明，两机在引进技术的基础上，采用沈阳鼓风机厂 20 年来自行开发和国内联合开发的科研成果，集中大量成熟的新技术和设计经验，整机方案胶结构设计得到精心优化，性能完全达到当代国寻同类产品的先进水平。裂 解气压缩机于 1998 年 10 月 21 日运抵大庆现场，丙烯压缩机也于 1998 年 11 月 20 日运到大庆， 1999 年 8 月两机投入运行。 “ 两机 ” 的制造成功，替代了国外进口，降低了基建技改投资规模，为国家节约大量外汇。实现大型乙烯装置国产化零的突破，为大庆乙烯装置国产化样板工程奠定了基础，为中国石化行业第二轮大中型乙烯改造奠定了基础，开创了大型乙烯装置三机国产化的新纪元，填补了中国风机制造史上一项空白。