恒立佳创：石油化工行业阀门应用概况与发展趋势

恒立佳创：石油化工行业阀门应用概况与发展趋势

阀门作为石油化工工艺装置的核心控制部件，承担着截断介质、调节流量、安全防护等关键功能，其性能直接关系到装置的安全稳定运行与产业升级进程。中国石化工程建设有限公司技术总监、教授级高工柯松林先生，深耕管道材料技术管理领域多年，参与多项国家级标准制定与国产化攻关项目，以下结合其专业见解，全面解析阀门在石油化工行业的应用现状、关键技术及未来趋势。

一、行业发展现状与阀门应用核心需求

当前，我国炼化行业已进入 “降油增化” 的转型升级阶段，炼油产能达 9.1 亿吨 / 年趋于饱和，行业重点向 “油转化”“油转特” 方向发展，推广浆态床渣油加氢、深度催化裂解等新工艺；化工领域则聚焦烯烃、芳烃原料结构优化，通过炼化一体化、丙烷脱氢等项目延伸高附加值产品链条。这一发展趋势对阀门的适配性提出了更高要求，阀门应用与工艺技术、装置规模、工况条件及介质特性密切相关。

以浆态床渣油加氢装置为例，其反应系统温度达 454℃、压力 22.6MPa，介质为气液固三相浆液，具有强沉积和结焦倾向，管道系统需避免流动死区，因此需选用无死区的多通道柱塞阀。同时，随着腐蚀性工况的材料升级，奥氏体不锈钢、双相不锈钢、镍基合金等材质的阀门在行业内得到广泛应用，以应对复杂腐蚀环境。

二、关键阀门的定义与应用特性

关键阀门通常从投资额度、供货周期、工艺重要性、工况苛刻程度等维度界定，这类阀门多应用于核心工艺环节，工况涉及高温、高压、强腐蚀、高磨损等，介质常具有易燃、易爆、有毒等特性。

（一）高压临氢阀门

主要应用于加氢装置的高压临氢管道，需应对高温氢、硫化氢腐蚀及低温湿硫化氢腐蚀，面临高压、高泄漏风险与强腐蚀性的多重挑战，氢气泄漏可能引发爆炸，硫化氢则存在毒性危害。因此，该类阀门要求材料性能优异、耐高温高压、密封严密、安全可靠性高且抗腐蚀能力强。2010 年以前，高压临氢阀门主要依赖美国 EDWARD、加拿大 VELAN 等进口品牌，价格昂贵且供货周期长、维修不便。

（二）S Zorb 耐磨球阀

适配 S Zorb 装置的吸附剂管道，设计温度 470℃，处于临氢环境且吸附剂磨损严重，阀门使用寿命直接影响装置连续运行。其核心要求包括耐高温、耐磨损、抗氢腐蚀、密封严密及长维修周期，是保障脱硫工艺稳定的关键设备。

三、阀门选型与采购流程

（一）选型流程

工艺专业根据生产需求确定阀门类型并标注于工艺流程图，材料专业再结合工况条件与介质特性，明确阀门的材料、内件、压力等级、连接型式、制造及检验试验等技术要求，最终编制采购技术规范，确保阀门与工艺需求精准匹配。

（二）采购流程

中石化采用多元化采购方式，以公开招标为主，辅以询比价、框架协议采购等，依托 ERP、电子招标系统、EPEC 平台等统一采购平台开展工作。采购流程严格遵循 “编制招标技术文件 — 下达采购预案 — 评估与评审招标方案 — 招标委托审批 — 挂网售卖标书 — 开标评标 — 定标公示 — 中标通知” 的规范流程，保障采购过程的公开、公正、高效。

四、绿色低碳趋势下的阀门新要求

在 “双碳” 目标引领下，石油化工行业积极布局氢能全产业链、CCUS（碳捕集、利用与封存）、生物可降解塑料等绿色低碳项目，对阀门提出了新的技术要求。

以加氢站为例，高压氢气系统操作压力分为 35MPa 和 70MPa，氢气易导致材料氢脆，降低材料韧性并引发应力开裂。加氢站高压氢气阀门以小口径球阀、针阀和止回阀为主，材质选用 316 或 316L/316 双牌号奥氏体不锈钢（Ni 含量不小于 12%），端面连接采用机械抓紧双卡套接头或高压锥面螺纹接头（C&T 接头）。同时，阀门需通过 API 641 低逸散认证（泄漏率低于 100ppm），经 69barg 氮气泄漏试验（阀座泄漏率≤0.1Ncm^3/min），具备阀杆防冲出结构，并完成 40000 次循环寿命试验、氦气泄漏试验（泄漏率＜10Ncm^3/h）及 1.5 倍额定压力的静水压力试验（保压 30min 无泄漏）。

五、阀门标准应用与供应商竞争机制

（一）核心应用标准

石油化工项目阀门主要采用美国 API 标准，少量选用英国 BS 标准、国际 ISO 标准及国家标准，核心标准包括 API 600（钢制闸阀）、API 602（小口径闸阀、截止阀、止回阀）、API 608（金属球阀）、API 609（蝶阀）、API 598（阀门检验与试验）等。材料标准以美国 ASTM 标准为主，腐蚀试验遵循 ASTM 标准与 NACE 标准。针对苛刻工况，工程公司会提出严于标准的特殊技术要求，保障阀门可靠性。

（二）供应商竞争机制

中石化通过 “制造商资格条件审查 — 技术评审 — 商务评审” 的三维评价体系完善竞争机制。资格条件审查确保合格供应商参与；技术评审涵盖认证证书、装备能力、研发水平、供货业绩等多维度；商务评审采用基准价法，避免最低价中标，保障产品质量与服务。对特殊阀门则提高资质要求，聚焦装备能力、研发水平与相关业绩，确保满足苛刻工况需求。

六、关键阀门国产化攻关成果

中石化长期致力于关键设备国产化，柯松林先生参与了高压临氢阀、高压轨道球阀等多项国产化攻关项目，取得显著成效。

（一）高压轨道球阀

2012 年以前，加氢裂化装置用高压轨道球阀依赖美国 ORBIT、荷兰 CONTROL SEAL 等进口品牌。2012 年 10 月，中国石化工程建设有限公司联合多家单位立项攻关，通过结构优化（阀杆导向结构外置、球体及下支承耳轴一体化设计）、研发加氢工况专用耐磨涂层、采用高精度数控磨削设备、搭建模拟工况试验平台等创新举措，成功研制出高压轨道球阀。2015 年样机在广州石化工业化试验成功，2017 年通过科技成果鉴定，整体技术达国际先进水平。截至 2022 年 5 月，国产化轨道球阀累计在线运行超 6000 台，其中高压加氢装置用超过 1000 台，最大规格涵盖 Class2500 NPS10、Class1500 NPS16 等，打破了国外垄断。

（二）高压临氢阀门

2010 年，依托中石化长岭分公司渣油加氢装置，相关单位启动高压临氢阀门国产化攻关，制定框架技术协议并在五套柴油加氢装置开展攻关。2011 年样机投入工业化试验，2012 年通过技术成果鉴定，技术水平达国际先进。此后，中石化 24 套加氢装置升级改造均采用国产化高压临氢阀门，成功打破国外厂商垄断，形成良性市场竞争。

七、行业发展前景与阀门未来方向

（一）行业发展趋势

石油化工行业将向绿色低碳深度转型，推进与绿氢、绿电的产业耦合，规模化发展 CCUS，布局生物化工与废旧化工材料循环利用。氢能作为清洁能源，未来市场潜力巨大，预计 2030 年我国氢气年均需求量达 4000 万吨，2050 年达 6000 万吨，氢网将与电网、天然气管网构建立体能源网络。

（二）阀门发展方向

阀门产品将紧密契合产业变革需求，在氢能制氢、长输、加氢站等领域实现广泛应用。其中，电解水制氢作为绿氢重点发展方向，将带动相关阀门需求；氢气长输管道建设滞后的现状亟待改善，相关阀门技术需持续突破；液氢因能量密度高、运输成本低，其生产、储运、加注用阀门将成为研发热点，需满足 - 253℃超低温与低温绝热要求。未来，阀门行业需聚焦材料升级、结构优化、智能化与数字化提升，为石油化工行业绿色低碳发展提供可靠支撑。

柯松林先生建议，终端用户应提前制定招标方案，采用综合评分法，支持民族品牌；阀门厂商需完善质量体系，加强研发与智能化生产，培养专业技术人才；工程公司则将持续发挥纽带作用，平衡厂商与用户需求，推动行业高质量发展。

（恒立佳创是恒立集团在上海成立的一站式客户解决方案中心，旨在为客户提供恒立全球12个生产制造基地生产的液压元件、气动元件、导轨丝杆、密封件、电驱电控、精密铸件、无缝钢管、传动控制与系统集成等全系列产品的技术支持与销售服务。）