國產大乙烯技術實現“2.0版本”升級

◎本報記者 操秀英

“我家在阿克蘇，我考上了庫爾勒市巴音技術學院，家人都是農民，我成了工人，一家人很高興。這裏離家不遠，回家也方便，坐火車5個小時就到。”7月的新疆庫爾勒，年輕的瑪麗婭姆古麗臉上的笑容如花兒般燦爛。

瑪麗婭姆古麗是中國石油獨山子石化分公司塔里木乙烷制乙烯項目的一名儲運工。該項目是我國首批擁有自主知識產權的科技創新示範工程之一，它改變了“瑪麗婭姆古麗們”的命運，更是我國石油化工發展的重要里程碑。

必須擁有自主大乙烯技術

過去幾十年，擁有自主乙烯技術一直是中國石油化工行業的目標。

對普通公眾而言，乙烯是一個説不大清楚的專業詞彙。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，是世界上產量和消費量最大的有機基礎化工原料之一，被譽為“石化工業之母”。

“乙烯技術和產能標誌着一個國家的石油化工水平。”中國石油下屬寰球工程有限公司首席技術專家張來勇告訴科技日報記者。

數十年來，我國乙烯生產技術一直依賴進口。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38%，實施乙烯技術國產化刻不容緩。

為扭轉核心技術一直依賴引進的被動局面，中國石油對這一空白領域進行了全產業鏈的研發佈局，開啓了國產乙烯技術的探索之路。

2008年，中國石油設立“大型乙烯裝置工業化成套技術開發”重大科技專項，由寰球公司牽頭，大慶石化、石油化工研究院等單位共同參與，對乙烯成套技術和關鍵設備的國產化進行攻關。

歷經近5年的艱苦攻關，中國石油成功完成了我國首套大型乙烯裝置成套技術的開發，形成5個系列34項特色技術、61項專利及7項專有技術。

2012年10月，採用攻關技術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，比原計劃提前一年。我國成為世界上第4個掌握乙烯技術的國家。2016年，乙烯成套技術獲國家科技進步二等獎。

充分利用上下游資源一體化優勢

在我國大型乙烯成套技術國產化實現重大突破之際，全球乙烯行業呈現裂解原料輕質化、多元化，裝置規模大型化的新發展格局，國內乙烯行業面臨新挑戰。

“我們開始探索轉化效率更高、成本更低的乙烯生產技術。”張來勇説。

此前，國內多以裂解石腦油等油品制乙烯，原料費用高，直接影響了乙烯裝置生產成本和石化產品的市場競爭力。2012年，全球以乙烷、丙烷等輕烴為原料的乙烯產量首次超過以石腦油為原料的乙烯產量。

2017年，中國石油啓動大型乙烯重大科技專項二期項目，寰球工程聯合多家單位開始了乙烷制乙烯成套技術的集中開發，部署該技術的基礎研究、工藝技術和工程化工作。

兩年後，中國石油系統部署、創新佈局，推動天然氣開發、乙烷回收、乙烯化工全產業鏈協同發展，上馬蘭州石化長慶、獨山子石化塔里木兩個乙烷制乙烯國家示範工程。

“作為技術提供方、工程設計及總承包方，我們瞄準關鍵技術問題，組織多家單位近200人進行集中攻關。”寰球工程科技信息部主任王勇告訴科技日報記者。

“為保障重大專項高效執行，我們建立重大專項管理辦公室，通過一體化組織和實施，做好研發、經費、成果、激勵等過程管理，切實保障各項研發任務節點按期完成。”張來勇補充道。

2021年8月，我國首次利用自主技術建成的長慶和塔里木乙烷制乙烯項目相繼投產，標誌着國產大乙烯技術“2.0版本”成功實現，我國大型乙烯成套技術水平達到新高度。

“中國石油充分發揮上下游資源一體化優勢，利用長慶和塔里木兩個油田產出的天然氣中分離出的乙烷作為原材料，實現優質原料、技術和產業化應用的系統結合。”張來勇説。

正如中國石油董事長戴厚良所言，兩套乙烷制乙烯項目的投產，是“十四五”時期中國石油“讓創新成為第一動力，加速能源轉型、產業邁向中高端，推動高質量發展，通過科技創新打造新的競爭優勢”的具體實踐。

“第五代”乙烯人的“幸運”

從立項到投產，看上去，“百萬噸級乙烷制乙烯成套技術——乙烷裂解制乙烯國家示範工程”前後僅用了4年時間，但其背後是中國石油長達幾十年對乙烯技術的探索和攻關。

1977年9月，國務院批准從國外引進4套30萬噸/年乙烯裝置，其中一套就建在大慶石化。隨後，中國石油不斷探索，陸續實現了裂解技術、分離技術及裂解爐等關鍵裝備的國產化，運行投產一次成功，填補了國產技術和裝備的空白。

從引進到國產，再到百萬噸級，這一路有多難，從獨山子石化公司原副總工程師吳利平博士的話中可見一斑：“乙烯裝置的複雜程度僅次於核電站。”

作為乙烷制乙烯裝置分離技術的主要開發人，寰球工程北京分公司工藝部化工工藝室高級工程師辛江親歷了這一艱難之旅。

“如果按照技術研發歷程來算，我是寰球工程‘第五代’乙烯人。”辛江説。2007年，辛江入職寰球工程時，恰逢中國石油“大型乙烯裝置工業化成套技術開發”立項，他有幸參與其中。

很快，辛江接到新任務——參與大乙烯二期重大專項，負責乙烷裂解制乙烯分離技術研究。

要找到乙烷裂解制乙烯技術的最優解，沒有現成數據可供參考，只能靠笨方法摸着石頭過河。

有一次，在流程設置時，辛江發現某台設備的操作參數對整個流程的能耗影響較大，為此他選定“乙烯回收率”和“裝置能耗”這兩個主要指標，一個個調整關鍵操作參數，前後做了5個方案反覆模擬計算，並與專家團隊討論分析，最終確定了這台設備的操作參數。

回首科研路，相比付出的艱辛和數不清的各種探索，辛江最深的感受是“幸運”，“趕上了好機會，能夠在一批大項目中得到鍛鍊成長”。

對中國石油來説同樣如此。“實現關鍵領域核心技術自主可控不是一朝一夕的事情，要有‘十年磨一劍’的耐心，重大科技專項是中國石油推進科技創新的重要抓手，也讓我們能潛心攻關，瞄準目標，持續提升。”張來勇説。

點評 不光基礎研究要坐得住“冷板凳”，耐得住寂寞，面向國家重大需求的技術攻關同樣如此。從引進第一條乙烯生產線，到攻克大型乙烯裝置成套工藝技術，再到實現百萬噸級乙烷制乙烯成套技術，中國石油用了近50年的時間。設專項、建隊伍、聚資源……長期一貫的堅持最終收穫了碩果，解決了國家所需，也成就了企業強大的技術“內核”。這個案例給我們的啓示是，企業無論大小，或許都應將眼光放得長遠些，在短期利益和長期投入之間做好平衡，深刻理解創新內涵，將創新落到實處。