“我家在阿克蘇，我考上了庫爾勒市巴音技術(shù)學(xué)院，家人都是農(nóng)民，我成了工人，一家人很高興。這里離家不遠(yuǎn)，回家也方便，坐火車5個(gè)小時(shí)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(dú)山子石化分公司塔里木乙烷制乙烯項(xiàng)目的一名儲(chǔ)運(yùn)工。該項(xiàng)目是我國首批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科技創(chuàng)新示范工程之一，它改變了“瑪麗婭姆古麗們”的命運(yùn)，更是我國石油化工發(fā)展的重要里程碑。

獨(dú)山子石化

過去幾十年，擁有自主乙烯技術(shù)一直是中國石油化工行業(yè)的目標(biāo)。

對(duì)普通公眾而言，乙烯是一個(gè)說不大清楚的專業(yè)詞匯。這種由2個(gè)碳原子和4個(gè)氫原子組成的化合物與每個(gè)人的日常生活密切相關(guān)，是世界上產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的有機(jī)基礎(chǔ)化工原料之一，被譽(yù)為“石化工業(yè)之母”。

“乙烯技術(shù)和產(chǎn)能標(biāo)志著一個(gè)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(shù)專家張來勇告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

數(shù)十年來，我國乙烯生產(chǎn)技術(shù)一直依賴進(jìn)口。到2008年，我國已成為世界第二大乙烯消費(fèi)國，但當(dāng)量自給率僅38%，實(shí)施乙烯技術(shù)國產(chǎn)化刻不容緩。

為扭轉(zhuǎn)核心技術(shù)一直依賴引進(jìn)的被動(dòng)局面，中國石油對(duì)這一空白領(lǐng)域進(jìn)行了全產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)布局，開啟了國產(chǎn)乙烯技術(shù)的探索之路。

2008年，中國石油設(shè)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(xiàng)，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(duì)乙烯成套技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)行攻關(guān)。

歷經(jīng)近5年的艱苦攻關(guān)，中國石油成功完成了我國首套大型乙烯裝置成套技術(shù)的開發(fā)，形成5個(gè)系列34項(xiàng)特色技術(shù)、61項(xiàng)專利及7項(xiàng)專有技術(shù)。

2012年10月，采用攻關(guān)技術(shù)建設(shè)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(jì)劃提前一年。我國成為世界上第4個(gè)掌握乙烯技術(shù)的國家。2016年，乙烯成套技術(shù)獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

大慶石化60萬噸乙烯裝置現(xiàn)場

在我國大型乙烯成套技術(shù)國產(chǎn)化實(shí)現(xiàn)重大突破之際，全球乙烯行業(yè)呈現(xiàn)裂解原料輕質(zhì)化、多元化，裝置規(guī)模大型化的新發(fā)展格局，國內(nèi)乙烯行業(yè)面臨新挑戰(zhàn)。

“我們開始探索轉(zhuǎn)化效率更高、成本更低的乙烯生產(chǎn)技術(shù)。”張來勇說。

此前，國內(nèi)多以裂解石腦油等油品制乙烯，原料費(fèi)用高，直接影響了乙烯裝置生產(chǎn)成本和石化產(chǎn)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(chǎn)量首次超過以石腦油為原料的乙烯產(chǎn)量。

2017年，中國石油啟動(dòng)大型乙烯重大科技專項(xiàng)二期項(xiàng)目，寰球工程聯(lián)合多家單位開始了乙烷制乙烯成套技術(shù)的集中開發(fā)，部署該技術(shù)的基礎(chǔ)研究、工藝技術(shù)和工程化工作。

兩年后，中國石油系統(tǒng)部署、創(chuàng)新布局，推動(dòng)天然氣開發(fā)、乙烷回收、乙烯化工全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，上馬蘭州石化長慶、獨(dú)山子石化塔里木兩個(gè)乙烷制乙烯國家示范工程。

長慶乙烷制乙烯極冷水塔封頂?shù)跹b

“作為技術(shù)提供方、工程設(shè)計(jì)及總承包方，我們瞄準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)問題，組織多家單位近200人進(jìn)行集中攻關(guān)。”寰球工程科技信息部主任王勇告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

“為保障重大專項(xiàng)高效執(zhí)行，我們建立重大專項(xiàng)管理辦公室，通過一體化組織和實(shí)施，做好研發(fā)、經(jīng)費(fèi)、成果、激勵(lì)等過程管理，切實(shí)保障各項(xiàng)研發(fā)任務(wù)節(jié)點(diǎn)按期完成。”張來勇補(bǔ)充道。

2021年8月，我國首次利用自主技術(shù)建成的長慶和塔里木乙烷制乙烯項(xiàng)目相繼投產(chǎn)，標(biāo)志著國產(chǎn)大乙烯技術(shù)“2.0版本”成功實(shí)現(xiàn)，我國大型乙烯成套技術(shù)水平達(dá)到新高度。

“中國石油充分發(fā)揮上下游資源一體化優(yōu)勢(shì)，利用長慶和塔里木兩個(gè)油田產(chǎn)出的天然氣中分離出的乙烷作為原材料，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原料、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)合。”張來勇說。

正如中國石油董事長戴厚良所言，兩套乙烷制乙烯項(xiàng)目的投產(chǎn)，是“十四五”時(shí)期中國石油“讓創(chuàng)新成為第一動(dòng)力，加速能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)邁向中高端，推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展，通過科技創(chuàng)新打造新的競爭優(yōu)勢(shì)”的具體實(shí)踐。

董事長在塔里木乙烷制乙烯儲(chǔ)運(yùn)廠房和員工交流

從立項(xiàng)到投產(chǎn)，看上去，“百萬噸級(jí)乙烷制乙烯成套技術(shù)——乙烷裂解制乙烯國家示范工程”前后僅用了4年時(shí)間，但其背后是中國石油長達(dá)幾十年對(duì)乙烯技術(shù)的探索和攻關(guān)。

1977年9月，國務(wù)院批準(zhǔn)從國外引進(jìn)4套30萬噸/年乙烯裝置，其中一套就建在大慶石化。隨后，中國石油不斷探索，陸續(xù)實(shí)現(xiàn)了裂解技術(shù)、分離技術(shù)及裂解爐等關(guān)鍵裝備的國產(chǎn)化，運(yùn)行投產(chǎn)一次成功，填補(bǔ)了國產(chǎn)技術(shù)和裝備的空白。

從引進(jìn)到國產(chǎn)，再到百萬噸級(jí)，這一路有多難，從獨(dú)山子石化公司原副總工程師吳利平博士的話中可見一斑：“乙烯裝置的復(fù)雜程度僅次于核電站。”

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

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

很快，辛江接到新任務(wù)——參與大乙烯二期重大專項(xiàng)，負(fù)責(zé)乙烷裂解制乙烯分離技術(shù)研究。

要找到乙烷裂解制乙烯技術(shù)的最優(yōu)解，沒有現(xiàn)成數(shù)據(jù)可供參考，只能靠笨方法摸著石頭過河。

有一次，在流程設(shè)置時(shí)，辛江發(fā)現(xiàn)某臺(tái)設(shè)備的操作參數(shù)對(duì)整個(gè)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(gè)主要指標(biāo)，一個(gè)個(gè)調(diào)整關(guān)鍵操作參數(shù)，前后做了5個(gè)方案反復(fù)模擬計(jì)算，并與專家團(tuán)隊(duì)討論分析，最終確定了這臺(tái)設(shè)備的操作參數(shù)。

回首科研路，相比付出的艱辛和數(shù)不清的各種探索，辛江最深的感受是“幸運(yùn)”，“趕上了好機(jī)會(huì)，能夠在一批大項(xiàng)目中得到鍛煉成長”。

對(duì)中國石油來說同樣如此。“實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)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(xiàng)是中國石油推進(jìn)科技創(chuàng)新的重要抓手，也讓我們能潛心攻關(guān)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)，持續(xù)提升。”張來勇說。