“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，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(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，更是我國石油化工發(fā)展的重要里程碑。

獨山子石化

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)。

對普通公眾而言，乙烯是一個說不大清楚的專業(yè)詞匯。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(chǔ)化工原料之一，被譽為“石化工業(yè)之母”。

“乙烯技術(shù)和產(chǎn)能標(biāo)志著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(shù)專家張來勇告訴科技日報記者。

數(shù)十年來，我國乙烯生產(chǎn)技術(shù)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(dāng)量自給率僅38%，實施乙烯技術(shù)國產(chǎn)化刻不容緩。

為扭轉(zhuǎn)核心技術(shù)一直依賴引進的被動局面，中國石油對這一空白領(lǐng)域進行了全產(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，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(shù)和關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化進行攻關(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(shè)的中國石油大慶石化60萬噸/年乙烯裝置一次開車成功，比原計劃提前一年。我國成為世界上第4個掌握乙烯技術(shù)的國家。2016年，乙烯成套技術(shù)獲國家科技進步二等獎。

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，中國石油啟動大型乙烯重大科技專項二期項目，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、獨山子石化塔里木兩個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人進行集中攻關(guān)。”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(zhí)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(fā)、經(jīng)費、成果、激勵等過程管理，切實保障各項研發(fā)任務(wù)節(jié)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(shù)建成的長慶和塔里木乙烷制乙烯項目相繼投產(chǎn)，標(biāo)志著國產(chǎn)大乙烯技術(shù)“2.0版本”成功實現(xiàn)，我國大型乙烯成套技術(shù)水平達到新高度。

“中國石油充分發(fā)揮上下游資源一體化優(yōu)勢，利用長慶和塔里木兩個油田產(chǎn)出的天然氣中分離出的乙烷作為原材料，實現(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，兩套乙烷制乙烯項目的投產(chǎn)，是“十四五”時期中國石油“讓創(chuàng)新成為第一動力，加速能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)邁向中高端，推動高質(zhì)量發(fā)展，通過科技創(chuàng)新打造新的競爭優(yōu)勢”的具體實踐。

董事長在塔里木乙烷制乙烯儲運廠房和員工交流

從立項到投產(chǎn)，看上去，“百萬噸級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年時間，但其背后是中國石油長達幾十年對乙烯技術(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，運行投產(chǎn)一次成功，填補了國產(chǎn)技術(shù)和裝備的空白。

從引進到國產(chǎn)，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，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，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，負責(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，辛江發(fā)現(xiàn)某臺設(shè)備的操作參數(shù)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(biāo)，一個個調(diào)整關(guān)鍵操作參數(shù)，前后做了5個方案反復(fù)模擬計算，并與專家團隊討論分析，最終確定了這臺設(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”，“趕上了好機會，能夠在一批大項目中得到鍛煉成長”。

對中國石油來說同樣如此。“實現(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，重大科技專項是中國石油推進科技創(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。