在1月9日召開的國家科學技術(shù)獎勵大會上，合肥通用機械研究院、南京化學工業(yè)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(chuàng)新成果，特別是實現(xiàn)6類壓力容器的首臺(套)國產(chǎn)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(lǐng)域廣泛應用并達到國際領(lǐng)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(huán)氧乙烷反應器，是我國百萬噸乙烯最后一臺國產(chǎn)化關(guān)鍵靜設備。該反應器實現(xiàn)國產(chǎn)化，結(jié)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(lǐng)域，直接影響國民經(jīng)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(zhì)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(fā)展，傳統(tǒng)設計制造與維護技術(shù)面臨嚴峻挑戰(zhàn)。我國一些重要壓力容器要么國內(nèi)不能生產(chǎn)，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(guān)鍵設備不得不依賴進口。天津石化、鎮(zhèn)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(shù)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(chǎn)鋼板尚無成熟應用的業(yè)績，這些工程當時面臨停工的窘境。
大型環(huán)氧乙烷反應器至關(guān)重要
大型環(huán)氧乙烷反應器是乙烯工業(yè)中至關(guān)重要的強化傳熱反應容器，結(jié)構(gòu)復雜，尺寸大，管板厚，介質(zhì)有應力腐蝕傾向，技術(shù)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?yōu)槿澜缰圃斓?6臺環(huán)氧乙烷反應器僅用不到兩年就大多發(fā)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(fā)生開裂。
2009年4月，作為中國石化重大裝備國產(chǎn)化項目，南化公司與揚子石化簽訂大型環(huán)氧乙烷反應器制造合同，承擔起大乙烯靜設備國產(chǎn)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(chǔ)上，南化公司等單位結(jié)合以往的技術(shù)成果，針對首臺大型環(huán)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(guān)，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(shù)等難題，取得管板堆焊的“龜背”設計、格柵制作的“梅花樁”發(fā)明、筒節(jié)校圓的“方向盤”胎具、管頭焊接工藝設計等重要創(chuàng)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(nèi)首臺大型環(huán)氧乙烷反應器竣工，設備關(guān)鍵技術(shù)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(xiàn)國產(chǎn)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(jié)橢圓度、筒節(jié)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(huán)氧乙烷技術(shù)商、美國科學技術(shù)設計公司項目經(jīng)理拜瑞爾說:“環(huán)氧乙烷反應器結(jié)構(gòu)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(huán)氧乙烷改造項目一次開車成功，順利產(chǎn)出合格品。目前，該環(huán)氧乙烷反應器仍在揚子石化安全使用，并在10多家企業(yè)推廣使用，創(chuàng)造產(chǎn)值10多億元
