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大乙烯裝置:讓乙烯實現(xiàn)“中國造”



大乙烯裝置:讓乙烯實現(xiàn)“中國造”
講述人 張來勇

張來勇,1962年生,于1988年6月獲天津大學化學工程專業(yè)碩士學位,現(xiàn)就職于中國石油寰球公司,主要從事石油化工等技術(shù)開發(fā)、工程設計與管理。他長期扎根技術(shù)研發(fā)、工藝設計和工程建設一線,為我國乙烯等石油化工和煤化工關(guān)鍵成套技術(shù)的研發(fā)、成果應用、設計和項目管理作出重大貢獻。近年來,他主持了科技部“十二五”國家支撐計劃項目、多項中國石油重大科技專項等科技創(chuàng)新工作;獲國家科學技術(shù)進步一等獎1 項、二等獎1項,獲得侯德榜化工科學技術(shù)獎成就獎。2024年,張來勇獲得“國家卓越工程師”稱號。


科普時報,贊15

在我?guī)资甑墓ぷ魃闹?,“乙烯”是個關(guān)鍵詞。

對大眾來說,乙烯是一個說不大清楚的專業(yè)詞匯。其實,這種由2個碳原子和4個氫原子組成的化合物,與每個人的日常生活密切相關(guān),是世界上產(chǎn)量和消費量最大的有機基礎化工原料之一,被稱為石化工業(yè)的“面粉”。

乙烯產(chǎn)能也是衡量一個國家石油化工水平的重要標志。我國是乙烯消費大國,但是很長一段時間大部分乙烯產(chǎn)品依賴進口,即使到2008年,我國已成為世界第二大乙烯消費國,但當量自給率僅為38%。而且,當時國內(nèi)乙烯生產(chǎn)全部采用引進技術(shù),實施乙烯技術(shù)國產(chǎn)化刻不容緩。

作為生產(chǎn)乙烯的“磨面機”,乙烯裝置通常被稱為“石化之母”。把黑黑的石油煉制的產(chǎn)品,送入這臺巨無霸“磨面機”,加工生產(chǎn)出來的就是乙烯,以及丙烯、丁二烯等無色的重要工業(yè)原料。我們?nèi)粘I钏杷芰稀⑾鹉z和航空航天工業(yè)及軍工用的大部分化工材料,都是由這些原料加工而成。

20世紀末,隨著我國石化行業(yè)自身技術(shù)基礎能力和工程設計能力增強,我們在小規(guī)模裂解、分離技術(shù)和設備方面逐步實現(xiàn)了國產(chǎn)化,但大型乙烯成套技術(shù)國產(chǎn)化始終沒有突破。作為中央企業(yè)的石化工藝技術(shù)開發(fā)人員,我們深知,必須做出改變。


廣東石化項目120萬噸/年乙烯裝置。(中國石油寰球公司供圖)

闖關(guān)破局之戰(zhàn)于2008年打響。那一年,中國石油決定設立“大型乙烯裝置工業(yè)化成套技術(shù)開發(fā)”重大科技專項(即“大乙烯一期”),以大慶石化公司新建的60萬噸/年乙烯裝置為依托,實施乙烯技術(shù)國產(chǎn)化。該技術(shù)開發(fā)項目同時被列入國家攻關(guān)專項,由我所在的中國寰球工程有限公司擔綱,我有幸成為該項目的項目長。

那確實是一段艱辛和難忘的歷程。設計不僅需要從理論上考慮,而且要考慮到生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。一旦因為設計缺陷導致作為龍頭的乙烯裝置出問題,不僅乙烯裝置會減產(chǎn)或停產(chǎn),其下游相關(guān)生產(chǎn)裝置也會停車,一天的損失可能就是上千萬元。那幾年,我們一門心思撲在研發(fā)上,沒有節(jié)假日。

付出終有回報。5年后,我們完成我國首套大型乙烯裝置成套技術(shù)的開發(fā),形成5個系列34項特色技術(shù)、61項專利,及7項專有技術(shù)。

2012年10月,采用攻關(guān)技術(shù)建設的中國石油大慶石化60萬噸/年乙烯裝置一次開車成功。我國也因此成為世界上第4個掌握乙烯技術(shù)的國家。

大乙烯技術(shù)實現(xiàn)“從0到1”的突破,極大地推動了核心裝備國產(chǎn)化進程,帶動了下游上千億元的產(chǎn)值。

但同時,我們開始迎接新的挑戰(zhàn)。面對全球乙烯行業(yè)呈現(xiàn)出裂解原料輕質(zhì)化、多元化和裝置規(guī)模大型化的新趨勢,2017年,中國石油啟動大型乙烯關(guān)鍵技術(shù)升級與工業(yè)應用(即“大乙烯二期”)。

這又是一個5年的征途。如果說中國石油“大乙烯一期”項目實現(xiàn)了成套乙烯技術(shù)的從無到有,那么二期項目則是瞄準了乙烯技術(shù)前沿發(fā)展方向。

二期項目在一期成果的基礎上,以原料多元化、裝置大型化、節(jié)能綠色化等為方向,推動技術(shù)迭代、成果創(chuàng)新和功能升級。在“大乙烯二期”中,我們實現(xiàn)了乙烯原料由石腦油到氣體原料、重質(zhì)液體原料,以及煤基石腦油和甲醇等多種原料的全覆蓋,形成了7個系列40余項技術(shù)成果,實現(xiàn)了中國石油乙烯技術(shù)“從有到強”的跨越。

我們很欣慰地看到, 6年多時間,“大乙烯二期”成果轉(zhuǎn)化碩果累累。2021年8月,中國石油蘭州石化長慶80萬噸/年和獨山子石化塔里木60萬噸/年乙烷制乙烯項目相繼開車成功,各項指標達到國際先進或國際領(lǐng)先水平。

2023年,采用“大乙烯二期”技術(shù)成果建成的國內(nèi)最大規(guī)模的廣東石化120萬噸/年乙烯裝置是我們的另一杰作。該裝置一年生產(chǎn)的乙烯可加工制成2億畝農(nóng)田所需的地膜材料,生產(chǎn)的丙烯如果制作成2寸管材可繞地球18圈,生產(chǎn)的丁二烯則可制成5300萬個家用車輪胎。   

這些年,我們將大乙烯技術(shù)成果推廣應用于22套乙烯裝置,增加乙烯產(chǎn)能超1000萬噸。當然,我最高興的是,在大乙烯技術(shù)攻關(guān)項目中,我們鍛煉出一支覆蓋技術(shù)開發(fā)、工程設計和建設、開車指導全過程的200余人的專家技術(shù)團隊,為中國石化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻了新生力量。

我國大乙烯技術(shù)的研發(fā)推廣之路還很長。我認為,后續(xù)要加快成果轉(zhuǎn)化和推廣應用,同時開展綠色低碳等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),以原料更廣、收率更高、成本更低、排放更少為方向,持續(xù)推動中國石油和中國煉化行業(yè)的降本增效和提質(zhì)升級。


大乙烯裝置大事記


◆2008年,“大型乙烯裝置工業(yè)化成套技術(shù)開發(fā)”重大科技專項啟動實施。

◆2012年,采用攻關(guān)技術(shù)建設的中國石油大慶石化60萬噸/年乙烯裝置一次開車成功。

◆2017年,中國石油大型乙烯重大科技專項二期項目啟動,開始乙烷制乙烯等成套技術(shù)的開發(fā)。

◆2021年,我國首次利用自主技術(shù)建成的乙烷制乙烯項目在蘭州石化和獨山子石化分別投產(chǎn)。

◆2023年,中國石油廣東石化煉化一體化項目化工龍頭裝置——120萬噸/年乙烯裝置投料試車一次成功。