国产大乙烯技术实现“2.0版本”升级

◎本报记者 操秀英

“我家在阿克苏，我考上了库尔勒市巴音技术学院，家人都是农民，我成了工人，一家人很高兴。这里离家不远，回家也方便，坐火车5个小时就到。”7月的新疆库尔勒，年轻的玛丽娅姆古丽脸上的笑容如花儿般灿烂。

玛丽娅姆古丽是中国石油独山子石化分公司塔里木乙烷制乙烯项目的一名储运工。该项目是我国首批拥有自主知识产权的科技创新示范工程之一，它改变了“玛丽娅姆古丽们”的命运，更是我国石油化工发展的重要里程碑。

必须拥有自主大乙烯技术

过去几十年，拥有自主乙烯技术一直是中国石油化工行业的目标。

对普通公众而言，乙烯是一个说不大清楚的专业词汇。这种由2个碳原子和4个氢原子组成的化合物与每个人的日常生活密切相关，是世界上产量和消费量最大的有机基础化工原料之一，被誉为“石化工业之母”。

“乙烯技术和产能标志着一个国家的石油化工水平。”中国石油下属寰球工程有限公司首席技术专家张来勇告诉科技日报记者。

数十年来，我国乙烯生产技术一直依赖进口。到2008年，我国已成为世界第二大乙烯消费国，但当量自给率仅38%，实施乙烯技术国产化刻不容缓。

为扭转核心技术一直依赖引进的被动局面，中国石油对这一空白领域进行了全产业链的研发布局，开启了国产乙烯技术的探索之路。

2008年，中国石油设立“大型乙烯装置工业化成套技术开发”重大科技专项，由寰球公司牵头，大庆石化、石油化工研究院等单位共同参与，对乙烯成套技术和关键设备的国产化进行攻关。

历经近5年的艰苦攻关，中国石油成功完成了我国首套大型乙烯装置成套技术的开发，形成5个系列34项特色技术、61项专利及7项专有技术。

2012年10月，采用攻关技术建设的中国石油大庆石化60万吨/年乙烯装置一次开车成功，比原计划提前一年。我国成为世界上第4个掌握乙烯技术的国家。2016年，乙烯成套技术获国家科技进步二等奖。

充分利用上下游资源一体化优势

在我国大型乙烯成套技术国产化实现重大突破之际，全球乙烯行业呈现裂解原料轻质化、多元化，装置规模大型化的新发展格局，国内乙烯行业面临新挑战。

“我们开始探索转化效率更高、成本更低的乙烯生产技术。”张来勇说。

此前，国内多以裂解石脑油等油品制乙烯，原料费用高，直接影响了乙烯装置生产成本和石化产品的市场竞争力。2012年，全球以乙烷、丙烷等轻烃为原料的乙烯产量首次超过以石脑油为原料的乙烯产量。

2017年，中国石油启动大型乙烯重大科技专项二期项目，寰球工程联合多家单位开始了乙烷制乙烯成套技术的集中开发，部署该技术的基础研究、工艺技术和工程化工作。

两年后，中国石油系统部署、创新布局，推动天然气开发、乙烷回收、乙烯化工全产业链协同发展，上马兰州石化长庆、独山子石化塔里木两个乙烷制乙烯国家示范工程。

“作为技术提供方、工程设计及总承包方，我们瞄准关键技术问题，组织多家单位近200人进行集中攻关。”寰球工程科技信息部主任王勇告诉科技日报记者。

“为保障重大专项高效执行，我们建立重大专项管理办公室，通过一体化组织和实施，做好研发、经费、成果、激励等过程管理，切实保障各项研发任务节点按期完成。”张来勇补充道。

2021年8月，我国首次利用自主技术建成的长庆和塔里木乙烷制乙烯项目相继投产，标志着国产大乙烯技术“2.0版本”成功实现，我国大型乙烯成套技术水平达到新高度。

“中国石油充分发挥上下游资源一体化优势，利用长庆和塔里木两个油田产出的天然气中分离出的乙烷作为原材料，实现优质原料、技术和产业化应用的系统结合。”张来勇说。

正如中国石油董事长戴厚良所言，两套乙烷制乙烯项目的投产，是“十四五”时期中国石油“让创新成为第一动力，加速能源转型、产业迈向中高端，推动高质量发展，通过科技创新打造新的竞争优势”的具体实践。

“第五代”乙烯人的“幸运”

从立项到投产，看上去，“百万吨级乙烷制乙烯成套技术——乙烷裂解制乙烯国家示范工程”前后仅用了4年时间，但其背后是中国石油长达几十年对乙烯技术的探索和攻关。

1977年9月，国务院批准从国外引进4套30万吨/年乙烯装置，其中一套就建在大庆石化。随后，中国石油不断探索，陆续实现了裂解技术、分离技术及裂解炉等关键装备的国产化，运行投产一次成功，填补了国产技术和装备的空白。

从引进到国产，再到百万吨级，这一路有多难，从独山子石化公司原副总工程师吴利平博士的话中可见一斑：“乙烯装置的复杂程度仅次于核电站。”

作为乙烷制乙烯装置分离技术的主要开发人，寰球工程北京分公司工艺部化工工艺室高级工程师辛江亲历了这一艰难之旅。

“如果按照技术研发历程来算，我是寰球工程‘第五代’乙烯人。”辛江说。2007年，辛江入职寰球工程时，恰逢中国石油“大型乙烯装置工业化成套技术开发”立项，他有幸参与其中。

很快，辛江接到新任务——参与大乙烯二期重大专项，负责乙烷裂解制乙烯分离技术研究。

要找到乙烷裂解制乙烯技术的最优解，没有现成数据可供参考，只能靠笨方法摸着石头过河。

有一次，在流程设置时，辛江发现某台设备的操作参数对整个流程的能耗影响较大，为此他选定“乙烯回收率”和“装置能耗”这两个主要指标，一个个调整关键操作参数，前后做了5个方案反复模拟计算，并与专家团队讨论分析，最终确定了这台设备的操作参数。

回首科研路，相比付出的艰辛和数不清的各种探索，辛江最深的感受是“幸运”，“赶上了好机会，能够在一批大项目中得到锻炼成长”。

对中国石油来说同样如此。“实现关键领域核心技术自主可控不是一朝一夕的事情，要有‘十年磨一剑’的耐心，重大科技专项是中国石油推进科技创新的重要抓手，也让我们能潜心攻关，瞄准目标，持续提升。”张来勇说。

点评 不光基础研究要坐得住“冷板凳”，耐得住寂寞，面向国家重大需求的技术攻关同样如此。从引进第一条乙烯生产线，到攻克大型乙烯装置成套工艺技术，再到实现百万吨级乙烷制乙烯成套技术，中国石油用了近50年的时间。设专项、建队伍、聚资源……长期一贯的坚持最终收获了硕果，解决了国家所需，也成就了企业强大的技术“内核”。这个案例给我们的启示是，企业无论大小，或许都应将眼光放得长远些，在短期利益和长期投入之间做好平衡，深刻理解创新内涵，将创新落到实处。