在过去的半个世纪里,全球炼油技术几乎完全被欧美四国垄断,尤其是在加氢反应器的领域。然而,随着中国的技术突破,这一局面终于被打破,世界能源格局开始悄然发生变化。2018年,中国一重接受了一个几乎被认为“不可能完成”的任务——建造一台3000吨级的加氢反应器。此前,全球最大的加氢反应器不过是2000吨级,且这一技术一直掌握在美国、德国、法国和荷兰等国家的手中。当这台设备问世时,全球炼油行业的格局将被重新定义。
这台3000吨级的加氢反应器到底是什么?它的核心功能是将重质原油中的重烃部分,比如像沥青一样黏稠的油料,转化为轻质油品,如汽油、柴油等。这种技术的突破解决了中国炼油产业一直以来的痛点:进口大量的重质原油,却因技术受限无法高效加工,致使国内资源的利用效率低下。浙江石化在完成首台反应器的建设后,紧接着又订购了多个类似设备,极大地提升了原油转化效率,日均转化重油量达数万吨,创造了巨大的经济效益。
在2018年之前,全球有90%的高端炼化设备由欧美四国垄断,中国每年从全球进口5亿吨原油,其中40%是低品质的重质原油。由于这些设备的垄断,中国的炼油厂只能依赖进口设备和技术,造成了巨额的成本浪费。欧美企业不仅在设备销售上定价高昂,还要求中国必须购买他们的催化剂和技术服务,造成了我国在石油炼化领域的巨大技术依赖。因此,突破这一技术壁垒成为中国石油工业的当务之急。
中国在这一领域的技术突破,彻底改变了这种局面。这款加氢反应器的核心技术使得原油的转化率得到了显著提升。传统的炼油设备在转化重质原油时,效率通常低于50%,而中国的浆态床加氢反应器技术可以将转化率提高到85%以上。根据浙江石化的实测数据,原本只能生产45%汽柴油的低品质原油,经过这台设备处理后,成品油的产出翻倍。这意味着,中国每年进口的5亿吨原油中,仅此一项技术就能帮助减少1.25亿吨的原油进口量,节省的外汇足以支持中国建设一艘航母。
此外,这项技术使得国内炼油厂的原油加工成本大幅降低,每吨原油可节省120元,相当于再造两个大庆油田。最为关键的是,中国不仅解决了国内的原油加工问题,还在全球石化装备市场占据了60%的份额。德国巴斯夫和日本三菱重工等世界巨头不得不主动寻求合作。而中国的回应却简洁而坚定:“我们现在只输出标准,不输出技术。”
这一技术突破的影响不仅限于国内,它也让中东的石油出口策略发生了转变。传统上,这些国家会低价将高硫原油出售给中国,而如今,他们开始根据中国的需求,专门定制符合中国技术要求的高硫油种。这一切,标志着中国在全球能源产业链中的话语权日益增强。
关于如何成功造出这台3000吨的“巨无霸”,当初国际同行普遍认为这是一个无法完成的任务,尤其是在当时垄断该技术的欧美国家纷纷尝试过,但都以失败告终。当时中国一重的加氢反应器的最大型号仅为几百吨,和3000吨之间的差距几乎不可跨越。然而,经过数年的努力,中国的工程师们不仅成功克服了技术难题,而且还实现了一个又一个突破。面对这些挑战,他们采取了非常直接的方式——用硬碰硬的技术攻关,哪里无法解决,就全力以赴去攻克。
尤其是在材料的选择上,这台反应器必须承受240个大气压和350°C的高温,材料的锻造问题一度成为最大难题。经过多次尝试,工程师们最终选择了“多向锻造法”,让钢锭在八个不同方向承受锻压,成功促使金属晶粒重新排列。尽管前期实验失败了好几次,但他们没有放弃,经过反复调整,终于找到了能够抗氢腐蚀的钢材。解决了材料问题后,又出现了新的技术挑战,特别是在制造设备的筒体部分。这台反应器的筒体长度达到70米,单纯的焊接技术无法保证结构的稳定。于是,工程师们发明了3500吨自顶升式数字化托辊,并通过激光定位系统提高精度,最终成功将这台巨型设备送出了厂房。
随着这台设备的问世,全球最大的加氢反应器正式诞生,它的性能标准也超越了最高国际标准。美国的埃克森美孚曾向中国提出租借设备的要求,但遭到直接拒绝。而美国能源部启动的《反应器复兴计划》尽管历时三年,仍未能制造出超越3000吨级的加氢反应器。与此同时,中国不仅已经生产并交付了12台3000吨级的加氢反应器,组成了全球首个重油炼化“航母编队”。
这一技术突破的背后,不仅仅是中国在设备制造上的“跟跑”转向“领跑”,更在于全球能源产业链格局的重塑。传统上,欧美企业凭借技术优势,单台设备报价可高达3亿美元,而且还伴随高昂的维护费用。而中国的加氢反应器不仅性能更优,且通过规模化生产,实现了无可比拟的成本优势。
总的来说,这台3000吨级的加氢反应器不仅标志着中国在高端设备制造领域的崛起,更让中国摆脱了长期以来“高端设备依赖进口”的困境。这一突破性成果也为中国制造业的未来奠定了更加坚实的基础。