○ 文/本刊记者 石杏茹
向石油要布
○ 文/本刊记者 石杏茹
“高效环保芳烃成套技术开发及应用”冲破了国际技术壁垒,补足了我国芳烃产业最后一块短板,让国人穿得好、穿得暖。
吃饱,还是穿暖?芳烃解决了与粮食争地的问题,解决了这个几千年来的难题。
继 2013年特大型超深高含硫气田开发获得国家科技进步特等奖项后,2016年,中石化的“高效环保芳烃成套技术开发及应用”再次荣获2015年度国家科技进步最高奖项。
虽然“高效环保芳烃成套技术开发及应用”与“特大型超深高含硫气田开发”一样,名字拗口而陌生,但并不妨碍人们理解它的含金量。因为国家科技进步最高奖项足以给它背书。
我们不妨翻开历年来国家科技进步特等奖的获奖名单:2003年,航天载人工程;2004年,东风31导弹系统;2006年,歼十飞机;2007年,红9导弹;2008年,青藏铁路、长剑巡航导弹系统、导弹反卫系统;2009年,绕月探测工程、第三代常规动力潜艇、歼11改系列工程;2010年,大庆油田稳产开发技术;2011年,青藏高原地质理论创新与找矿重大突破……
可以说,每一项国家科技进步特等奖项目,都是关系国家安全与国计民生的重大突破。“高效环保芳烃成套技术开发及应用”自然也不例外。刚刚去世的业内泰斗闵恩泽,以及袁渭康、何鸣元、袁晴棠、欧阳平凯、谭天伟等五位院士对它予以高度评价——这是石油化工技术领域的里程碑。
有三种东西,从大清皇帝到北洋政府、从国民党的国民政府以及现在的人民政府都是靠国外的,即粮食、棉花、煤油。这是几十年来入口货的大宗。中国的外汇主要买这三种东西。只有这三样东西靠自己,经济建设问题才能彻底解决。
——毛泽东主席
没有化学,就没有现代生活;没有芳烃,许多人将衣不蔽体甚至食不果腹。
虽然芳烃对许多人来说是一个专业到近乎冷僻的词,但四十多年前它就已经走进了人们的生活。
1979年,恢复高考第三年,孙丽丽穿着一件的确良衬衫走进了大学校园。几十年过去了,孙丽丽成为“高效环保芳烃成套技术开发及应用”项目第二完成人。刚刚考上大学的记忆已经有些模糊,但那件承载着喜悦与自豪的“的确良”在记忆中仍旧“光鲜”: “那个时候,一身衣服通常是大的穿了小的穿,新三年旧三年,缝缝补补又三年。所以,在那时拥有一件‘的确良’或者‘涤卡’的衣服是一件非常幸福的事情。”
其实,曾经的奢侈品“的确良”、“涤卡”就是源于芳烃技术。不管在多么困难的条件下,人们对美的追求都从未停止过。
穿衣与吃饭是人类生存的基本条件。但在漫长的人类发展史上,二者其实一直是存在矛盾的。
翻开历史,粮食安全始终是国家安全的基石和重要组成部分。即使到了物质极大丰富的今天,我们这个有13亿人口的大国,吃饭尤其是吃自己土地上种出来的粮食仍旧是头等大事。如果粮食命脉被别人捏在手里,国家就无安全可言,更别提发展了。为了保障国家粮食安全,18亿亩的耕地红线必须牢牢守住。
如果没有芳烃技术,为了保障吃饭的问题,可能人类就得穿着毛皮树叶去种地。这是因为作为纤维的主要来源,棉花是单亩出产率最低的经济作物之一。一亩高产棉在现代农业的科学管理前提下,最高仅有600斤。如果要满足13亿人的穿衣问题,那么许多人就要饿肚子。
要吃饱?还是要穿暖?这是个两难问题。
土地有限,我们必须向石油要“布”,通过芳烃穿衣。中国石化总经理、“高效环保芳烃成套技术开发及应用”项目第一完成人戴厚良说:“我们的技术帮助解决人们穿衣难题。这对解决我国粮棉争地矛盾至关重要。”
我国2014年通过芳烃生产的化学纤维能替代2.3亿亩农田所产的棉花,有效解决了粮棉争地矛盾,为守住18亿亩耕地红线做出的贡献不言自明。
曾经的奢侈品“的确良”、“涤卡”就是源于芳烃技术。不管在多么困难的条件下,人们对美的追求都从未停止过。
芳烃成套技术成功开发是我国石油化工技术的“里程碑”“。项目在工艺、工程装备、控制方法与系统、吸附与催化材料等方面取得多项重大创新与突破,处于国际领先水平,具有重要推广应用价值。
芳烃如此重要,但它在中国的发展,与石化产业另一极—乙烯相比,却呈现严重的不平衡。
也许有人会问,中石化“高效环保芳烃成套技术开发及应用”之前,中国人也没有“出入无完裙”——商场里、淘宝上,琳琅满目的衣服随便买、随便穿。所以,把这项技术抬高到国计民生的地位是不是有所夸大?
要回答这个问题,先要明白芳烃到底是啥?
芳烃一般指苯类物质,苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等。在已知的有机化合物中,芳烃化合物占了约30%,另有40%多可由以乙烯为代表的烯烃衍生而来,两者相加近80%。可以说,乙烯和芳烃是两大基础原料。其技术和生产能力,标志着一个国家的石化产业水平。
芳烃如此重要,但它在中国的发展,与石化产业另一极——乙烯相比,却呈现严重的不平衡。
中国乙烯产能从1978年的仅45.9万吨/年猛增2014年的1700多万吨/年,全球排名从第10位升至第2位;同期技术水平也迅速步入世界先进行列,目前总体已具备采用自主技术建设百万吨级乙烯装置的能力,并形成珠三角、长三角、环渤海湾“两洲一湾”位居世界前列的乙烯产业集群。
石油石化行业结构性矛盾突出,亟待转型。一方面传统石化产品产能过剩,一方面资源类产品和高端石油化工产品短缺突出。芳烃就是其中需要进口的那一类。芳烃中最主要、用量最大的品种对二甲苯对外依存度甚至超过50%。
根本原因在于,芳烃技术受制于人。
上世纪70年代,我国开始引进芳烃生产装置,生产聚酯纤维(涤纶)解决人民穿衣问题。孙丽丽说:“ 1975年,我国引进第一套仅年产2.7万吨的装置,引进费用就高达数百万美元。目前,一套年产60万吨的同类装置,技术费、催化剂及专利设备费用达数亿元。”
高昂的引进费用限制了我国芳烃产能建设,芳烃成了中国石化产业链上最后一块短板。而这又造成了我国炼化装置结构不合理。
我国石化工业的发展借鉴国外经验,在某一地区是先建炼油厂,后建裂解厂,再建芳烃厂。现在中国仅有十余家炼化企业存在芳烃装置,大多炼化企业装置规模与品种极为不合理。这限制了企业优化的空间与赢利。
炼化全面一体化是现代炼化企业的追求与赢利点所在。但是目前炼化一体化协作主要体现在炼油厂与石化厂之间物料的互供和优化上,协同程度比较低,表现为简单松散的一体化特征。炼化全面一体化追求的是炼油与化工的协作领域更加广泛,炼油与芳烃、乙烯、天然气化工、化肥厂的结合更加紧密,系统优化得到充分体现。这样才能打破“千万吨炼油、百万吨乙烯”旧有模式,实现“宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油”的创新突破。
芳烃如此重要,必须要掌握在中国人自己手中。
中石化40年磨一剑,使我国成为世界上第三个掌握该技术的国家。此剑一出,在国际芳烃市场,我们三分天下有其一,拥有了话语权与定价权,避免了国外对我们的垄断和暴利。芳烃成套技术的支撑让中国具备了化工强国的底气,足堪自豪。
开发自主芳烃成套技术是我国几代石化人的梦想,也是几千名参与项目攻关人员共同努力的成果。我们的技术帮助解决人们穿衣难题,这对解决我国粮棉争地矛盾至关重要。
——中国石化总经理、“高效环保芳烃成套技术开发及应用”项目第一完成人戴厚良
1978年十一届三中全会后,我国确立了对外开放的基本国策,目的之一是在世界经济一体化大潮中,引进国外先进技术,借此来提升我国的创新和制造能力。
然而,历史证明,最核心最关系国民经济命脉的技术,没有一项是可以从外部引进的。原子弹、大飞机、高难度跨海大桥、高铁……都是中国人自己搞出来的。在这些领域,现在即使要进口,因为掌握了核心技术,我们也可以拿到优惠的价格。
芳烃也不例外,必须自己掌握。
万事都是说起来容易做起来难。芳烃成套技术是复杂的系统工程,包括原料精制与精馏、芳烃异构与转化、吸附分离等工艺及工程技术。它系统集成度高,开发难度巨大,决非一日之功。
从立项到评审,这套技术用了多少年?
40年!
早在1972年,中国石化就开始了探索,与高校开展合作研究,为芳烃技术发展奠定了基础。2003年以来,为实现重点跨越、创新引领的目标,科技部、中国石化通过国家973项目、中国石化“十条龙”重大科技攻关等形式持续支持。2009年中国石化专门成立了芳烃成套技术攻关组,针对芳烃成套技术最后一座“堡垒”——吸附分离,发挥体制优势,集科研、设计、建设、生产等单位2000多名技术人员联合攻关。
大企业有大魄力,承载着大责任。在中国,也只有国企才会去投入这么多的时间、人力和物力去进行这样一项基础性的、周期长、投入大、技术难度高的研究。
桃花谢了春红,太匆匆。浮生苦短,弹指红颜老。我国几代石化科研人员的呕心沥血换来了重大的技术突破,践行了中国创造,具有里程碑意义。
该项目第一完成人,中国石化集团公司总经理、党组副书记戴厚良说:“开发自主芳烃成套技术是我国几代石化人的梦想,也是几千名参与项目攻关人员共同努力的成果。”
霓裳之美来源于芳烃。
摄影/刘玉福
仅海南炼化60万吨/年对二甲苯生产的纤维,就相当
于海南全省有效耕地产出的棉花。——海南炼化副总经理蔡智
如果没有工业应用,技术就是一纸空文。
芳烃成套技术的工业应用选择了海南,一个对安全环保要求极为苛刻的旅游天堂。
2014年7月18日,超强台风“威马逊”登陆海南岛。登陆时中心附近最大风力17级,中心最低气压910百帕。这是1949年以来海南遭遇的最强台风。它造成18个市县216个乡镇(街道)325.829万人受灾,受灾农作物面积162.97千公顷,倒塌房屋23163间,基础设施严重损坏,直接经济损失119.5226亿元。
台风一起,蔡智的心就紧紧的揪着。作为海南炼化公司副总经理,他担心的是刚刚开车半年多的60万吨/年芳烃联合装置能否扛过这次特大自然灾害。
揪心的不仅是蔡智,还包括中石化石油化工研究院、中石化工程建设有限公司、上海化工研究院等10家项目完成单位,包括戴厚良、孙丽丽、王辉国在内的几千名芳烃成套技术研发人员。他们都在为这套联合装置的命运担忧。
60万吨的年产能,相比于国内近2000万吨的年需求量,显然不足为人道。这套装置之所以牵动无数人的心,是因为它被视为“中国化工史上前所未有的成功”。有专家甚至以“一声惊雷”形容其开车成功。作为首个成套技术国产化的大型芳烃装置,这个项目的成功运行意味着我国将彻底结束芳烃核心技术必须依赖从国外引进的历史,也标志着中国石化成为继美国、法国公司之后,全球第三家拥有芳烃成套生产技术的专利商和工程EPC承包商。
可喜的是,台风过后,这套60万吨/年芳烃联合装置安然无恙,继续平稳运行。“首个成套技术国产化的大型芳烃装置经受住了大自然的考验。”蔡智说,“能够战胜特大台风威马逊,证明了这套装置在极端天气条件下的安全可靠性。”
似乎是为了进一步考验这套装置到底有多安全可靠,“威马逊”呼啸而去仅两个月,“海鸥”又携暴风雨呼啸而来。这次台风重创了海南省电网。受此影响,海南炼化全场停电。
石化企业电气系统抗晃电,是安全生产中特别重要的一环。电力系统稍有不慎,就可能引发化工装置很严重的安全事故和很大的环境破坏事故。蔡智说:“这次晃电,联合装置没有受到影响,延续了装置开车以来的空中无排放、地上无泄漏、地下无剩漏。”
截止到现在,海南炼化60万吨/年芳烃联合装置已经安全平稳满负荷运行了两年半。这其间,仅该装置产品生产的纤维,就相当于海南全省有效耕地产出的棉花。不仅如此,所有产品质量均优于国家标准,能源消耗比传统的芳烃技术能耗降低28%。一项新技术第一次试水就能够如此圆满地应用,是非常不容易的。“关于新技术,企业关注的是可靠性与经济性。”蔡智说,“海南炼化的成功实践证明,芳烃成套技术对国计民生来说是一项伟大的技术。应用该技术的国内首套大型工业化装置,处于国际领先水平。”
责任编辑:石杏茹znshixingru@163.com
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戴厚良获全国杰出科技人才奖
6月2日,中国科学技术协会第九次全国代表大会在京闭幕,会议表彰了十位“全国杰出科技人才”。中国石化集团公司总经理、科技委主任戴厚良获“全国杰出科技人才”奖,是十位获奖者中唯一来自企业的代表。
“全国杰出科技人才”奖由中国科协设立和组织实施,每两年评选一次,每次评选名额不超过10名。该奖是在深入实施创新驱动发展战略,大力推进大众创业、万众创新的新形势下,针对科技大师缺乏、尖子人才不足的科技人才结构性矛盾,评选那些学术成果特别突出、在科技创新中起到核心领军作用的科学家,培养造就习近平总书记强调的世界水平的科学家和科技领军人才。
戴厚良从事石油化工生产和技术开发工作30余年,是我国芳烃技术领域和煤化工技术领域的著名专家。以戴厚良为第一完成人的“高效环保芳烃成套技术及应用”项目荣获2015年国家科技进步特等奖。