盡管已經(jīng)是世界級(jí)的煉油大國(guó),但我們依然要正視現(xiàn)在與世界頂尖技術(shù)、設(shè)計(jì)能力之間的差距。學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)的過程從未停止。
大慶油田的開發(fā)讓中國(guó)告別了依靠“洋油”的時(shí)代。但在這背后,也有著中國(guó)煉油行業(yè)不斷的努力和付出。從蘇聯(lián)援建的第一個(gè)百萬噸級(jí)煉廠開始,到現(xiàn)在全國(guó)已有20多個(gè)千萬噸級(jí)煉廠,中國(guó)已經(jīng)成為煉油大國(guó)。但是,和世界頂尖的煉油技術(shù)和設(shè)計(jì)能力相比較,我們還有較大差距。本期《能源》雜志記述欄目,我們邀請(qǐng)到了中國(guó)工程院院士徐承恩,回憶中國(guó)煉油行業(yè)如何從幾乎一無所有的“拓荒時(shí)代”走出。而這段歷史中科研人員對(duì)于更高技術(shù)的追求和探索,在我們努力追趕世界頂尖的道路上,依然適用。
1949年新中國(guó)成立的時(shí)候,我們?nèi)珖?guó)的煉油能力只不過19萬噸。而由于原油生產(chǎn)能力比較低,我們實(shí)際上只煉了十一二萬噸的原油。
解放前,美國(guó)和西方國(guó)家不限制對(duì)中國(guó)出口油品。解放之后,我們就只能從蘇聯(lián)進(jìn)口一些。建國(guó)前,我們稱呼這些油品都叫做洋油,甚至連點(diǎn)燈的燈油(也就是煤油),都要進(jìn)口。
當(dāng)時(shí)我們國(guó)家工業(yè)不發(fā)達(dá),對(duì)于成品油的需求也并不多,全國(guó)加在一起可能也就需要幾十萬噸,不到一百萬噸。但就這一點(diǎn)數(shù)量不多的油,我們也解決不了。尤其是涉及到國(guó)防安全的各類油品,我們都沒有,形勢(shì)十分嚴(yán)峻。
我們國(guó)家的第一個(gè)大型煉廠是蘭州煉廠,這是第一個(gè)五年計(jì)劃期間,蘇聯(lián)援助中國(guó)153個(gè)項(xiàng)目里面的一個(gè)。設(shè)計(jì)產(chǎn)能是100萬噸/年,主要煉制克拉瑪依原油和玉門原油。
所以,大慶油田的發(fā)現(xiàn)對(duì)于中國(guó)石油工業(yè)來說,可謂是翻天覆地的變化。1959年開始集中力量進(jìn)行大會(huì)戰(zhàn),1960年產(chǎn)量就上來了。但是問題很快就出現(xiàn)了,那就是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的煉油工業(yè)跟不上形勢(shì)發(fā)展的需要。
大慶原油煉制會(huì)戰(zhàn)
原油開采出來,不進(jìn)行煉制光存在那里是沒有用的。當(dāng)時(shí)大慶還沒有建設(shè)煉廠,那在哪里煉油呢?石油部決定送到大連石油七廠煉制。
這個(gè)煉廠是日據(jù)時(shí)期,日本人建設(shè)的,規(guī)模也很小。解放后,我們和蘇聯(lián)專家一起對(duì)它進(jìn)行了擴(kuò)建,煉油能力大約在50萬噸/年。在大慶油田開發(fā)之前,石油七廠主要煉制的是我國(guó)從蘇聯(lián)進(jìn)口的庫(kù)頁(yè)島原油和巴庫(kù)原油。這兩種原油都屬于輕質(zhì)原油,比較容易煉制。
但是大慶油田開發(fā)之后就不一樣了,石油七廠改成主要煉制大慶原油。這一改,問題就出來了。大慶原油是石蠟基原油,凝固點(diǎn)比較高。在從大慶運(yùn)往大連的過程中,常常原油就凝固了,很難從車上卸下來,每次都要用蒸汽先把它化開了變成液體,才能卸下來。
然后就是操作經(jīng)常出問題。因?yàn)楹蛶?kù)頁(yè)島的輕質(zhì)原油成分有差別,石油七廠的工人按照原先的操作方法和控制條件來加工原油,就會(huì)有產(chǎn)品質(zhì)量不合格、安全事故等問題。當(dāng)時(shí)的石油七廠經(jīng)常發(fā)生著火和管線凝堵事故。后來七廠的工人們就編了一個(gè)順口溜:“大慶原油不好煉,不是著火就是凝管線?!?/p>
石油部對(duì)這個(gè)情況很著急,一方面大慶油田的產(chǎn)量在不斷攀升,另一方面七廠的煉油很不正常,既浪費(fèi)資源還出事故,產(chǎn)品又不合格。1961年,石油部決定在石油七廠組織一場(chǎng)針對(duì)大慶原油的煉油大會(huì)戰(zhàn),為此從全國(guó)抽調(diào)了大概70多名煉油方面的專家來到石油七廠,進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。這其中有蘭州煉油廠的總工程師、上海煉油廠的副廠長(zhǎng)、還有石油部機(jī)關(guān)、北京設(shè)計(jì)院、石油大學(xué)的技術(shù)人員或教授。
1961年2月份會(huì)戰(zhàn)開始,會(huì)戰(zhàn)的具體目標(biāo)是:總結(jié)出一套保證產(chǎn)品質(zhì)量合格、產(chǎn)品收率高的大慶油加工條件,建立和完善生產(chǎn)管理、設(shè)備維修、安全管理等多方面的規(guī)章制度,以保證生產(chǎn)穩(wěn)定和安全。
4月20號(hào)左右,會(huì)戰(zhàn)結(jié)束。會(huì)戰(zhàn)組總結(jié)出了一套煉制大慶原油的工藝條件。這是非常重要的。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)各個(gè)煉廠煉制的原油基本上都是大慶原油。如果大慶的原油不能用有效的方法進(jìn)行煉制,那么對(duì)全國(guó)煉油行業(yè)的影響就非常大。這一套工藝條件總結(jié)出來之后,就被推廣到了全國(guó),各個(gè)煉廠再煉制大慶的原油就比較順暢了。
再往后,全國(guó)各個(gè)煉廠都煉大慶原油也不夠,很多工廠還進(jìn)行了擴(kuò)建。這就需要新建煉廠,其中一個(gè)就是大慶煉油廠。
“慶出于蘭而勝于蘭”
大慶煉廠是1961年決定建設(shè)的,1962年開始施工。大約18個(gè)月之后,一期工程建成。大慶煉廠一共兩期工程,一期的規(guī)模和蘭州煉廠一樣也是100萬噸/年。
為什么和蘭州煉廠一樣是100萬噸/年呢?因?yàn)楫?dāng)時(shí)石油部考慮到煉油技術(shù)比較成熟的只有從蘇聯(lián)進(jìn)口的蘭州煉油廠,所以給大慶設(shè)計(jì)的時(shí)候,也是100萬噸,是從蘭州煉廠這里學(xué)來的。但是回頭來看,當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的煉油技術(shù)在世界上還是比較落后的。舉例來說,蘇聯(lián)進(jìn)行重油輕質(zhì)化的只有熱裂化技術(shù),產(chǎn)品質(zhì)量差,汽油的辛烷值低。這大概也就是美國(guó)30年代的技術(shù)水平。五六十年代,美國(guó)和西方國(guó)家早就有了催化裂化裝置和技術(shù)。
技術(shù)落后不僅表現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量差上,也表現(xiàn)在石油產(chǎn)品品種少上。1959年在蘭煉投產(chǎn)后,我們國(guó)家的石化產(chǎn)品大概在300種左右,這比1949年的時(shí)候是多了很多,但與國(guó)家需求相比還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。
因此,盡管蘭州煉廠的技術(shù)水平并不先進(jìn),但是我們沒有別的選擇,只能按照蘭州煉廠的模式來設(shè)計(jì)。石油部的領(lǐng)導(dǎo)也了解這個(gè)情況,但是希望我們?cè)谠O(shè)計(jì)上能有一些改進(jìn)。領(lǐng)導(dǎo)給我們提出的口號(hào)是:“慶出于蘭而勝于蘭”。
“慶”是大慶的“慶”,“蘭”是蘭州的“蘭”,取“青”和“藍(lán)”的諧音字。“慶出于蘭”意思是大慶的技術(shù)是從蘭煉來的,“勝于蘭”是希望我們?cè)谔m煉技術(shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)我們這兩三年的操作經(jīng)驗(yàn),找出它的不足,改進(jìn)它,讓大慶煉廠比蘭州煉廠更先進(jìn)。
1963年,大慶煉廠投產(chǎn)??陀^地說,盡管蘭州煉廠的技術(shù)水平在當(dāng)時(shí)國(guó)際上并不先進(jìn),但是成熟的、成功的。在這些成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上,我們?cè)谠O(shè)計(jì)上采取了一些優(yōu)化措施。例如:采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備代替一些落后設(shè)備、優(yōu)化總圖布置和裝置設(shè)備平面布置、改變?nèi)珡S管線的架設(shè)方式等,這樣做的結(jié)果是大大減少了建廠用地。endprint
不過,設(shè)計(jì)上的這些改進(jìn)不能解決煉油技術(shù)落后的根本性問題。現(xiàn)在的汽油標(biāo)號(hào)是90多(研究法),當(dāng)時(shí)只有70(馬達(dá)法)。為了讓汽油辛烷值達(dá)標(biāo),煉廠只能添加添加劑,當(dāng)時(shí)添加的是四乙基鉛。四乙基鉛不僅有毒,而且對(duì)大氣污染的影響非常大??諝庵兴囊一U的含量過高,甚至可能會(huì)影響發(fā)育中兒童的智力水平。
想要提高煉油技術(shù),就必須學(xué)習(xí)西方國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)。但是當(dāng)時(shí)東西方陣營(yíng)之間對(duì)抗激烈,盡管中蘇關(guān)系惡化,中國(guó)和西方國(guó)家的關(guān)系還是非常僵持。與中國(guó)友好的亞非拉國(guó)家在這一方面的技術(shù)也并不領(lǐng)先。古巴革命的成功給中國(guó)了解西方的煉油技術(shù)和設(shè)計(jì)提供了一個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)。
五朵金花的來龍去脈
1959年,古巴革命成功。1961年,菲德爾·卡斯特羅宣布古巴革命是社會(huì)主義性質(zhì)的革命。1960年中國(guó)和古巴建交之后,雙方關(guān)系就非常好。古巴的煉油廠是革命勝利之前美國(guó)人設(shè)計(jì)的,技術(shù)水平比較高。石油部就派了一個(gè)考察團(tuán)去考察。
考察團(tuán)回國(guó)之后,石油部對(duì)國(guó)外的技術(shù)水平有了比較清晰的了解。1961年底到1962年初,石油部在香山召開了一個(gè)科技座談會(huì),后來被稱為“香山會(huì)議”。會(huì)議集中了全國(guó)煉油領(lǐng)域的專家,討論怎么發(fā)展煉油技術(shù)。
最后大家討論的結(jié)果是:應(yīng)該對(duì)五項(xiàng)煉化技術(shù)進(jìn)行攻關(guān),即催化裂化、催化重整、延遲焦化、尿素脫蠟、新型常減壓,后來把第五項(xiàng)新型常減壓改成煉油催化劑和添加劑技術(shù)。
香山會(huì)議決定的這五項(xiàng)技術(shù)都是當(dāng)時(shí)對(duì)中國(guó)煉油行業(yè)非常關(guān)鍵的技術(shù)。當(dāng)時(shí)需要技術(shù)攻關(guān)的項(xiàng)目很多,但是這五項(xiàng)技術(shù),可以說是抓住了當(dāng)時(shí)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
首先是催化裂化,這個(gè)技術(shù)是提高煉廠輕質(zhì)油收率和汽油辛烷值的關(guān)鍵。其次是催化重整,這項(xiàng)技術(shù)是生產(chǎn)高辛烷值汽油和石油芳烴的關(guān)鍵。芳烴里面的甲苯是做TNT炸藥的重要原料。50年代利用大連化物所的技術(shù),北京設(shè)計(jì)院做設(shè)計(jì),在石油六廠建了一個(gè)2000噸/年的碳七環(huán)化制甲苯裝置,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足軍工市場(chǎng)的需要。
第三個(gè)是延遲焦化技術(shù),因?yàn)榇髴c原油比較重,大量的渣油需要加工。當(dāng)時(shí)國(guó)外比較普遍采用的工藝是焦化,其中延遲焦化技術(shù)比較先進(jìn),出焦是用比較先進(jìn)的水力出焦。蘇聯(lián)給我們的焦化工藝是原始的釜式焦化,出焦用人工出焦,比較落后。
第四個(gè)是尿素脫蠟技術(shù)。60年代,我國(guó)和蘇聯(lián)關(guān)系惡化之后,三北地區(qū)的邊防比較緊張。三北地區(qū)都是高寒地區(qū),坦克、汽車需要的柴油必須是低凝固點(diǎn)的,凝固點(diǎn)要在零下30攝氏度甚至零下50攝氏度。用大慶原油和當(dāng)時(shí)的技術(shù)很難生產(chǎn)出來,所以需要用尿素脫蠟工藝把原油里面的蠟脫掉,生產(chǎn)低凝固點(diǎn)的柴油。
第五個(gè)原來定的是新型常減壓。根據(jù)從古巴考察回來的同志講,古巴有一套常減壓裝置,處理量為180萬噸/年。但是常壓塔直徑只有3米,減壓塔直徑只有6米。蘇聯(lián)給我們?cè)O(shè)計(jì)的100萬噸/年常減壓裝置的常壓塔直徑3米8,減壓塔直徑6米4,都比古巴的那一套要大得多。所以當(dāng)時(shí)決定要建一套新型的常減壓裝置。
但是后來為什么改了呢?因?yàn)樾滦统p壓裝置對(duì)于煉油技術(shù)發(fā)展的影響比較小,所以后來就改成了煉油催化劑和添加劑。因?yàn)檫@些東西我們更加急缺,需要我們自己從頭來研究,重要性更大。五朵金花就是這么來的。
“我們打敗了英法聯(lián)軍!”
五朵金花的技術(shù)攻關(guān)集中了設(shè)計(jì)、科研、生產(chǎn)方面的專家,還與全國(guó)各個(gè)大學(xué)、許多研究院進(jìn)行了合作。五朵金花的技術(shù)會(huì)戰(zhàn),是我國(guó)煉油技術(shù)發(fā)展攻關(guān)的真正開始。意義重大,但難度也相當(dāng)大。這五項(xiàng)技術(shù)里的絕大多數(shù)對(duì)我們來說都是從零起步。如果說有一些基礎(chǔ)的話,當(dāng)時(shí)到古巴的考察算是一個(gè)基礎(chǔ)。專家組到古巴的煉油廠考察,一是看他們的實(shí)際操作得到了一些感性認(rèn)識(shí),另外也從古巴拿到了一些不完整的資料。
在催化裂化裝置里有一種控制催化劑流量的滑閥。這種滑閥的要求非常高,不僅要求耐熱耐磨,而且靈敏度要求達(dá)到1/400。有人打了一個(gè)比方,就是這個(gè)閥門,人吹一口氣也要?jiǎng)幼?。這種滑閥我國(guó)沒有生產(chǎn)過,也沒有這方面的資料。
為解決這個(gè)問題,石油部確定了兩手抓的方法,一是在國(guó)外訂購(gòu)一個(gè),但是美國(guó)不會(huì)賣給我們,只能從歐洲國(guó)家想辦法。但是單獨(dú)一個(gè)歐洲國(guó)家還生產(chǎn)不了這種滑閥,所以最后是跟法國(guó)訂購(gòu),法國(guó)和英國(guó)聯(lián)合生產(chǎn)。后來我們就把這種滑閥叫做“英法聯(lián)軍”。
第二手是北京設(shè)計(jì)院跟蘭州煉油廠、自動(dòng)化研究所一起進(jìn)行研發(fā)。最終我們自己制作的滑閥交貨時(shí)間比國(guó)外訂購(gòu)的還要早。試用之后,我們的滑閥效果很好,所以以后的滑閥都是國(guó)內(nèi)自己生產(chǎn)。有人就說“我們打敗了英法聯(lián)軍!”
除了新型常解壓裝置設(shè)計(jì)之外,其他的技術(shù)攻關(guān)難度也都很大,不僅是工藝、催化劑等方面的問題,很多裝置我們連制造它的設(shè)備都沒有。
延遲焦化技術(shù)里的水力出焦需要鉆孔,我們后來是找石油勘探部門的鉆井隊(duì)拉來鉆孔的,水力設(shè)備方面,當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)有水力采煤的,我們就找采煤的部門來做水力高壓水槍,改造之后用在延遲焦化出焦上面。
當(dāng)時(shí)進(jìn)行科研攻關(guān)的技術(shù)人員具有很強(qiáng)的敬業(yè)精神。研制滑閥的時(shí)候,北京設(shè)計(jì)院和一機(jī)部自動(dòng)化所的專家都集中在蘭州進(jìn)行工作,過年也不能回家。大年三十的時(shí)候,石油部讓每個(gè)專家用長(zhǎng)途電話上跟家屬說幾句話,這樣就算跟家人過年了。
大慶油田開發(fā)成功之后,煉油工業(yè)有了很大的發(fā)展。新廠要建設(shè),老廠要改造,設(shè)計(jì)任務(wù)很重。北京設(shè)計(jì)院的技術(shù)人員幾乎每天都是加班到夜里十一二點(diǎn)。北京設(shè)計(jì)院當(dāng)時(shí)位于六鋪炕,六鋪炕的居民就開玩笑說,住在你們?cè)O(shè)計(jì)院旁邊真幸福,晚上起來上廁所都不用開燈,你們的燈都是亮著的。
就是靠著這樣的精神和努力,經(jīng)過了3年的時(shí)間,到1965年,五朵金花都開成功了。五朵金花讓我國(guó)的煉油水平跟世界先進(jìn)水平之間的差距縮短了一大截。例如,1959年我國(guó)石化產(chǎn)品的品種只有300種左右,五朵金花成功之后,就有497種產(chǎn)品可以自主生產(chǎn)了。
不過并不是所有的新技術(shù)都一帆風(fēng)順。北京和洛陽設(shè)計(jì)院合作設(shè)計(jì),大連化物所技術(shù)的加氫裂化在1966年開工之后就發(fā)生了一次爆炸。1966年大慶煉油廠加氫裂化裝置泵房爆炸,不僅造成了人員傷亡,廠房也有一定損壞,設(shè)備因此停產(chǎn)了一段時(shí)間。
當(dāng)時(shí)對(duì)這個(gè)事情爭(zhēng)論很大,文革時(shí)期,有人說是階級(jí)敵人破壞。但是實(shí)際上是工人誤操作,高壓和低壓串通,就爆炸了,并不是什么技術(shù)和設(shè)計(jì)上有問題,更不是階級(jí)敵人搞破壞。
現(xiàn)在我們的技術(shù)水平雖然已經(jīng)趕上西方國(guó)家,但是距離世界領(lǐng)先還談不上。技術(shù)的進(jìn)步是無止境的。我們現(xiàn)在都是1000萬噸煉廠,但是1000萬噸的煉廠設(shè)計(jì)1000萬噸不能說設(shè)計(jì)10個(gè)場(chǎng)地100萬噸的,那就沒意思了。你要有能力設(shè)計(jì)一個(gè)1000萬噸。
現(xiàn)在好多人注重技術(shù)進(jìn)步,技術(shù)進(jìn)步是沒錯(cuò),但是我感覺最大的精神文明方面的建設(shè),這是對(duì)石油貢獻(xiàn)也是很大的。那時(shí)候的敬業(yè)精神,那時(shí)候的自力更生艱苦奮斗的精神,一直影響著很多代,現(xiàn)在也是一樣。endprint