解放初期抚顺石油三厂的加氢装置（网络图片）
装备制造能力，是石化工艺技术能否得以实现的保障，也是国家综合实力的基础组成部分。一般来说，大型炼油装置中的设备投资占总体预算的40%，化工装置中的设备投资占比可能更高，常常达到一半以上。改革开发以来，随着我国石油化工行业的发展，一大批加工能力雄厚，技术经验丰富的化工机械企业涌现出来，转而促进了工艺应用的提升和扩大。
通过这一系列文章，我们一起来了解从炼油到化工装置中的那些堪称“大国重器”的核心装备。
今天就来聊聊炼油加氢装置中的高压加氢反应器。
加氢反应器组焊车间（网络图片）
加氢反应一般在高温高压下进行，故加氢反应器通常在高温、高压、临氢和硫化氢的苛刻条件下运行，典型的加氢裂化反应器设计温度~450℃，设计压力15~19MPa。
故可以形象的说，加氢反应器好比一个钢铁硬汉，肚子里翻江倒海，时刻承受着400多度的高温，近200公斤的压力，表面却永远淡定从容。
壹|国产冷壁加氢反应器的诞生
我国对加氢反应器的设计和制造开始于上世纪60年代。通过对日本人遗留在抚顺石油三厂加氢装置的研究，由抚顺石油设计院（洛阳院的前身）、北京石油设计院（SEI的前身）、抚顺石油三厂和兰州石油化工机器厂（兰州兰石的前身）等单位联合攻关，建成了我国第一套加氢联合装置，处理量~65万吨/年。
这套加氢装置中的反应器，采用单层卷焊式的冷壁衬里结构。主体钢材由鞍山钢铁厂研制，封头和头盖用锻件由富拉尔基重机厂（“一重”的前身）冶炼和锻造，焊接和制造则由机械科学研究院和兰州石油化工机器总厂共同研制（而且因担心国内制造不出来，石油部交兰石厂和哈尔滨锅炉厂同时试制）——真可谓集全国之力，才造出了这台冷壁反应器。
图片来源：http://www.lshec.com
贰|锻焊热壁反应器的发展
到了70年代末，我们通过对国外加氢装置的考察，发现绝大部分加氢反应器都采用更为高效、稳定的热壁结构。于是，在消化吸收国外先进技术的基础上，我国开始热壁加氢反应器的自主研发。
第一台锻焊热壁加氢反应器于1983年制造成功。2.25Cr-1Mo锻件由北京重型机器厂提供，总体由兰石厂制造。当时考虑到热壁反应器技术尚在研究初期，为保证运行安全，反应器虽按照热壁的要求进行设计和制造，整体上仍按冷壁使用。
直到1989年，我国自行研制、设计、制造的第一台真正意义上的热壁加氢反应器才在抚顺石油三厂投入使用。该反应器由洛阳院设计，一重制造，内径1800mm，材料2.25Cr-1Mo+TP347单层堆焊，厚度150mm，重量220吨。
此后的1990年和1991年，一重和上锅分别为镇海石化总厂制造了386吨和560吨的反应器。
进入21世纪后，随着我国炼油产业的长足发展，反应器制造能力也迅速提升。2001年，一重为齐鲁石化公司制造的千吨级加氢反应器投入使用；2006年，世界首台2000吨级的煤液化加氢反应器由一重制造完成，用户为神华集团；2012年，一重为金陵石化制造了内径φ5400，壁厚340mm的“双超”（超大直径超大壁厚）加氢反应器；2020年，一重为浙江石化制造的超级浆态床锻焊加氢反应器重达3037吨。
至此，我国在加氢反应器的设计、制造领域，已经从追赶者转变为领跑者。
国内首台“千吨级加氢反应器”（图片来源：http://www.cfhi.com）
浙江石化3000吨级浆态床加氢反应器
叁|板焊热壁反应器的发展
如果说是中国一重是锻焊加氢反应器的一哥，那么板焊式加氢反应器的实力担当则主要是兰石。
1981~1982年，兰石厂完成了两台板焊式热壁加氢反应器的制造，分别用于燕山石化和荆门炼油厂，结束了该类产品依赖进口的局面。
1986年，兰石厂为长岭炼油厂制造了壁厚90mm的板焊加氢反应器，制造过程中采用了窄间隙环缝自动焊等新制造工艺。
兰石为长岭炼油厂制造的加氢反应器（图片来源：中国石化压力容器发展史）
1990年，兰石为广州石化总厂制造的加氢反应器，首次采用冷卷工艺。
2006年，中国石化组织舞阳钢厂、洛阳院、SEI、兰石等，展开“加氢设备钢板”课题研究，国产137mm厚的12Cr2Mo1R(H)钢板研制成功，部分替代国外进口。
2008年，兰石为洛阳石化制造了当时国内最大壁厚、最大直径的板焊反应器，重650吨，主材选用2.25Cr-1Mo进口板材，厚度182mm，由德国迪林根钢厂提供。
肆|国产厚壁钢板反应器的发展
至此，我国板焊加氢反应器的总体制造技术已经比较成熟，但在大壁厚板材的生产上仍然受制于人。舞阳钢厂虽然已成功研制了137、150mm厚2.25Cr-1Mo加氢用设备钢板，但未能批量生产。
作为厚壁加氢用耐热钢板的主要用户单位，2010年，中国石化集团物资装备部重大设备国产化办公室组织了以洛阳院为组长单位，九江分公司、舞阳钢厂、上海石化机械制造有限公司和SEI为成员单位的专项技术开发课题组，成功生产了162mm厚的12Cr2Mo1R钢板，并应用于中石化九江分公司加氢装置。
自该设备出厂鉴定后，中国石化加氢装置厚度200mm以内的加氢高压设备（反应器、热高分等）皆采用国产材料。
上海石化机械制造有限公司为九江石化制造的高压加氢反应器（采用舞阳钢厂生产的162mm厚12Cr2Mo1R钢板）
2017年，兰石重装为中国石化广州分公司生产的板焊加氢反应器，壁厚184mm，重量837吨，实现了特厚板焊加氢反应器设计、材料、制造上新的突破。
图片来源：兰石重装
以上内容部分参考：《中国石化压力容器发展史》
一重小传：
中国一重集团有限公司（简称“中国一重”）前身为第一重型机器厂，始建于1954年，是中央管理的涉及国家安全和国民经济命脉的53户国有重要骨干企业之一。2008年12月发起设立中国第一重型机械股份公司，2010年2月成功实现了整体上市。
石化压力容器只是一重业务的一部分。其他还有以冷热带钢连轧机、中厚板轧机、连铸机、转炉为代表的冶金设备，以核电反应堆压力容器、稳压器为代表的核岛设备，以三峡叶片、上冠及高中低压转子为代表的大型发电设备铸锻件，以特大型锻钢、铸钢轧辊、铸铁轧辊为代表的工矿配件，以5000吨大型机械压力机、热模锻为代表的重型锻压设备等多类主导产品。
