文／傅向升

艱苦創(chuàng)業(yè)、持續(xù)創(chuàng)新，成就了我國石油石化工業(yè)百年歷史。

中國石化工業(yè)從范旭東創(chuàng)辦永利堿廠算起已過百年，但在建國前夕產(chǎn)業(yè)規(guī)模只有1.77億元，用范旭東對妻子的話說“那是一個(gè)讓人害羞的數(shù)字”。新中國建立后，我國化學(xué)工業(yè)開啟了新紀(jì)元，1978年達(dá)到355.2億元。改革開放以后，我國石化產(chǎn)業(yè)邁上了快速發(fā)展的軌道，2010年高于8.76萬億元，從此中國成為世界第二的石化大國和世界第一的化工大國。2021年，石化規(guī)上企業(yè)營業(yè)收入14.45萬億元，創(chuàng)歷史紀(jì)錄。

回顧我國石化工業(yè)百年歷程，離開了創(chuàng)新就不會有今天現(xiàn)代化的石化工業(yè)。石化工業(yè)百年史就是一部創(chuàng)新發(fā)展史。

精細(xì)化工：農(nóng)藥

據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2010年以來我國農(nóng)藥年產(chǎn)量一直超過200萬噸，始終穩(wěn)居世界第一。就今天“四分天下”的世界農(nóng)藥格局看，中國也已經(jīng)邁入農(nóng)藥強(qiáng)國序列。新中國之所以能夠成長為世界農(nóng)藥大國，創(chuàng)新是關(guān)鍵要素。

世界農(nóng)藥工業(yè)從上世紀(jì)40年代進(jìn)入化學(xué)合成的現(xiàn)代農(nóng)藥工業(yè)快速發(fā)展階段。中國農(nóng)藥工業(yè)在新中國成立前幾乎是空白，新中國成立后在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

新中國成立以后，為解決近5億人的吃飯、穿衣問題，國家十分重視農(nóng)藥產(chǎn)品的創(chuàng)新與農(nóng)藥工業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。重工業(yè)部化工局化工實(shí)驗(yàn)所（后來的化工部沈陽化工研究院）于1952年開始了農(nóng)藥的研發(fā)與創(chuàng)新。新中國最早投產(chǎn)的有機(jī)合成農(nóng)藥品種是有機(jī)氯類殺蟲劑滴滴涕和六六六，為抵御當(dāng)時(shí)的蝗災(zāi)以及衛(wèi)生蟲害都發(fā)揮了重要作用。在有機(jī)氯農(nóng)藥品種快速建設(shè)投產(chǎn)的同時(shí)，有機(jī)磷殺蟲劑也加快了研發(fā)和創(chuàng)新速度，對硫磷、敵百蟲相繼研發(fā)成功并投入生產(chǎn)。到上世紀(jì)70年代，有機(jī)磷農(nóng)藥產(chǎn)量占當(dāng)時(shí)農(nóng)藥總產(chǎn)量的1/3，為建國后約30年時(shí)間的糧棉果蔬應(yīng)急供應(yīng)作出了重要的貢獻(xiàn)。

為解決有機(jī)氯農(nóng)藥品種六六六、滴滴涕的高毒性和殘留時(shí)間長給人畜和環(huán)境造成的危害，國家決定從1983年4月起停止生產(chǎn)和使用六六六和滴滴涕。當(dāng)時(shí)這些品種的產(chǎn)量占全國農(nóng)藥總產(chǎn)量的50%，停用之后能不能保證市場需求，會不會影響到農(nóng)業(yè)收成，業(yè)界和社會都為之擔(dān)心。最終，我們用相對高效低毒的有機(jī)磷農(nóng)藥品種的研發(fā)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了快速替代，滿足了市場需求，打消了人們的疑慮。后來，有機(jī)磷殺蟲劑為防治蟲害撐起了半壁江山。但隨著使用時(shí)間的延長，甲胺磷、對硫磷、甲基對硫磷、久效磷和磷胺5種主要品種毒性高的缺點(diǎn)越發(fā)顯現(xiàn)，1998被列入嚴(yán)格控制清單，并于2007年全面禁止使用。截至2016年，我國共淘汰高毒高風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥老品種43個(gè)、限用23種，農(nóng)藥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整取得明顯效果。安全、高效、低毒、低殘留新農(nóng)藥產(chǎn)品的研發(fā)和創(chuàng)新，發(fā)揮了重要作用。

今天，我國農(nóng)藥工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到持續(xù)優(yōu)化和升級，從大的結(jié)構(gòu)看已徹底改變上世紀(jì)90年代“3個(gè)70”的不合理狀況——由過去的殺蟲劑占農(nóng)藥總產(chǎn)量70%、有機(jī)磷品種占?xì)⑾x劑70%、有機(jī)磷殺蟲劑中的高毒品種占70%調(diào)整優(yōu)化為今天的殺蟲劑只占約31%、除草劑約占60%，高毒高殘留品種由過去的70%下降到不到3%。正是通過不斷創(chuàng)新，農(nóng)藥工業(yè)不僅為農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)豐收和國家“菜籃子工程”提供了重要保障，而且為保護(hù)人類健康和生態(tài)安全、生物多樣性作出了重要貢獻(xiàn)。

●創(chuàng)新，撐起我國現(xiàn)代石化工業(yè)的碧水藍(lán)天。 供圖/中國石化

化肥：合成氨

合成氨是德國化學(xué)家哈伯于1902年首先合成的，后與巴斯夫的工程師博施合作實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。從合成到實(shí)現(xiàn)工業(yè)化需要一系列創(chuàng)新，從工業(yè)化到大型化、現(xiàn)代化更是需要不斷創(chuàng)新。中國合成氨和化肥工業(yè)所走過的創(chuàng)新之路就更加艱難，也更具代表性。

我國化肥工業(yè)的起步是以“南吳北范”為代表——1933年，吳蘊(yùn)初先生在上海成立天利氮?dú)夤?，利用天原電解車間的氫氣制得合成氨再制得硝酸；1937年，范旭東先生在南京的永利硫酸铔廠生產(chǎn)出合成氨和硫酸銨。新中國化肥工業(yè)的起步是以“一五”計(jì)劃時(shí)期原蘇聯(lián)援建的“156項(xiàng)”中的蘭州氮肥廠、太原氮肥廠和吉林氮肥廠為標(biāo)志。這三個(gè)氮肥廠年產(chǎn)5萬噸左右的合成氨，與今天的年產(chǎn)30萬噸、60萬噸的規(guī)模相比顯得很小很小，但在當(dāng)時(shí)其合成氨技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平、規(guī)模也是當(dāng)年世界最大的。

中蘇關(guān)系破裂蘇聯(lián)撤走專家之后，中國合成氨和化肥工業(yè)走出了一條自力更生自主創(chuàng)新之路。1958年年初，毛主席在討論國民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃和預(yù)算的會上提出，中央、省、專區(qū)三級可以設(shè)立化學(xué)肥料廠。當(dāng)時(shí)的化工部第一任部長彭濤親自組織技術(shù)研討會，因?yàn)樯a(chǎn)硫銨或硝銨都必須配套建設(shè)硫酸或硝酸裝置，投資多、建設(shè)周期長，還需要鉛和不銹鋼材料。在當(dāng)時(shí)的條件下，生產(chǎn)碳酸氫銨更具有可行性，而且在使用過程中也發(fā)現(xiàn)碳酸氫銨的肥效較好，侯德榜博士又在“侯氏制堿法”基礎(chǔ)上發(fā)明了“合成氨原料氣與氨直接碳化反應(yīng)獲得碳酸氫銨”的新工藝，于是分別在上海和北京開展年產(chǎn)合成氨2000噸和1萬噸實(shí)驗(yàn)，隨后兩年在全國建成約200個(gè)800噸級和2000噸級的小型氮肥廠。在取得實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，當(dāng)時(shí)的氮肥設(shè)計(jì)院提出了1萬噸/年合成氨和4萬噸/年碳酸氫銨的設(shè)計(jì)方案。為解決五、六億人的吃飯問題，1961年國務(wù)院在杭州召開氮肥工業(yè)座談會以后，在全國掀起了加快建設(shè)氮肥廠的高潮，碳酸氫銨成為世界化肥工業(yè)領(lǐng)域中國獨(dú)有的氮肥品種。進(jìn)入上世紀(jì)90年代以后，隨著“碳銨改尿素”氮肥品種結(jié)構(gòu)的調(diào)整加快，碳酸氫銨才逐步退出了中國氮肥的歷史舞臺。

我國合成氨與化肥工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)入第三個(gè)階段——1973年國民經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期、國家“四三方案”的制定和實(shí)施，以引進(jìn)13套大型合成氨和尿素裝置為標(biāo)志，真正實(shí)現(xiàn)了大型化。這一階段的創(chuàng)新內(nèi)容主要是引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，包括催化劑、凈化劑以及關(guān)鍵和核心設(shè)備等的國產(chǎn)化。在之后的“七五”時(shí)期，原國家計(jì)委、化工部依托四川化工總廠組織的“20萬噸/年合成氨大型國產(chǎn)化工程”國家攻關(guān)項(xiàng)目在1992年底通過國家驗(yàn)收，不僅技術(shù)水平、操作工培訓(xùn)模擬系統(tǒng)都達(dá)到20世紀(jì)80年代末國際先進(jìn)水平，而且通過該項(xiàng)目大型工程化“一條龍”攻關(guān)，還掌握了大型氨合成塔、汽提塔、造粒塔、換熱器等關(guān)鍵設(shè)備的制造技術(shù)，于1994年11月獲得全國最佳工程設(shè)計(jì)獎(jiǎng)和國家優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目金質(zhì)獎(jiǎng)。在此基礎(chǔ)上，我們今天新建60萬噸/年合成氨、100萬噸/年尿素大型化裝置，實(shí)現(xiàn)了完全立足于自有技術(shù)、自主設(shè)計(jì)、關(guān)鍵設(shè)備自主制造、催化劑自主配套的“交鑰匙工程”。多年來，我國合成氨和氮肥、磷肥產(chǎn)能產(chǎn)量世界第一，整體技術(shù)、物耗能耗以及廢棄物排放水平均居世界領(lǐng)先，都得益于我們幾十年來不斷創(chuàng)新和持續(xù)創(chuàng)新，凝聚著幾代化肥人的智慧、付出甚至犧牲。

●創(chuàng)新，根植于我國石化工業(yè)的基因之中。

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)：氯堿

氯堿工業(yè)的兩大主導(dǎo)產(chǎn)品是燒堿和聚氯乙烯。中國的氯堿工業(yè)起步以1929年吳蘊(yùn)初先生在上海創(chuàng)辦天原電化廠為標(biāo)志，以電化學(xué)法生產(chǎn)燒堿、氯氣和氫氣，因?yàn)楫?dāng)時(shí)需要燒堿為天廚味精提供原料，不生產(chǎn)聚氯乙烯。我國聚氯乙烯的生產(chǎn)與發(fā)展是新中國成立以后的事了。

上世紀(jì)50年代初的重工業(yè)部化工局化工實(shí)驗(yàn)所開始了電石乙炔法制氯乙烯、聚合制聚氯乙烯的研發(fā)和試驗(yàn)，錦西化工廠是國內(nèi)第一個(gè)開展聚氯乙烯中試和生產(chǎn)的工廠。1954年，年產(chǎn)100噸聚氯乙烯的中試在錦西化工廠試驗(yàn)成功，1958年我國第一套年產(chǎn)3000噸聚氯乙烯生產(chǎn)裝置在錦西化工廠投產(chǎn)，從此我國氯堿工業(yè)開啟了快速發(fā)展新時(shí)期。氯堿工業(yè)的創(chuàng)新集中在“三大難點(diǎn)”。

燒堿關(guān)鍵設(shè)備電解槽用離子膜創(chuàng)新。燒堿生產(chǎn)采用電解工藝，電解槽就成為燒堿生產(chǎn)過程的核心與關(guān)鍵設(shè)備。進(jìn)入上世紀(jì)80年代以后，各工業(yè)化國家紛紛用離子膜電解槽置換原來的隔膜電解槽。我國工業(yè)化的加快和氯堿工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步以及燒堿企業(yè)提升競爭力，也要求加快離子膜電解槽的應(yīng)用。可是，當(dāng)時(shí)我們不掌握離子膜的制備技術(shù)，離子膜及其所需的磺酸樹脂、羧酸樹脂和全氟磺酸樹脂核心技術(shù)和關(guān)鍵配套材料。因此，從上世紀(jì)80年代開始持續(xù)20多年的時(shí)間，國內(nèi)建成投產(chǎn)的所有燒堿生產(chǎn)電解槽所用的離子膜都是靠花費(fèi)大量外匯引進(jìn)和進(jìn)口的，代價(jià)巨大?！捌呶濉遍_始，原國家計(jì)委和原化工部就把離子膜國產(chǎn)化列為國家重點(diǎn)攻關(guān)課題。進(jìn)入新世紀(jì)以后，山東東岳集團(tuán)與上海交大聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，通過國家“863”計(jì)劃、國家科技支撐計(jì)劃以及山東省舉全省之力的支持，終于在2009年9月第一張國產(chǎn)氯堿用工業(yè)化離子膜下線，2010年5月兩張國產(chǎn)化離子膜在黃驊氯堿試用、6月70張國產(chǎn)離子膜在東岳集團(tuán)投入商業(yè)運(yùn)行。經(jīng)過20多年的持續(xù)不斷創(chuàng)新，終獲成功。

聚氯乙烯關(guān)鍵設(shè)備聚合釜?jiǎng)?chuàng)新。不論是乙烯氧氯化工藝還是電石乙炔工藝，都有一個(gè)共性而關(guān)鍵的設(shè)備即氯乙烯單體聚合的反應(yīng)釜。反應(yīng)釜的創(chuàng)新過程最具有代表性。中國聚氯乙烯第一套裝置3000噸/年規(guī)模、6000噸/年定型設(shè)計(jì)，后逐步擴(kuò)大到3～5萬噸/年。聚合釜從7～15立方米再到30立方米，通過創(chuàng)新不斷升級，但直到90年代初聚合過程的粘釜問題始終沒有很好解決。后來，一邊研發(fā)創(chuàng)新聚合釜的制備與內(nèi)拋光技術(shù)，一邊同步研發(fā)創(chuàng)新防粘釜助劑，由1釜1開蓋清理到十幾釜、幾十釜再到過百釜一開蓋，直到2000年的70立方米、今天的105立方米、108立方米和110立方米聚合釜。正是不斷地創(chuàng)新，奠定了我國15年來一直是世界聚氯乙烯第一生產(chǎn)大國的地位。

低汞與無汞催化劑創(chuàng)新。電石乙炔工藝在乙炔合成氯乙烯單體的反應(yīng)過程中需要氯化汞作催化劑。全國人大常委會于2016年4月正式批準(zhǔn)了旨在全球控制和減少汞排放的國際公約《水俁公約》進(jìn)入履約程序，對原生汞礦關(guān)閉時(shí)限和電石法聚氯乙烯用汞工藝提出了約束性要求。第一步要求全部改用低汞催化劑，第二步在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)成熟的情況下改用無汞，這都需要開展大量的研發(fā)與創(chuàng)新工作。到“十三五”末，經(jīng)過大量研發(fā)與試驗(yàn)，國內(nèi)電石法聚氯乙烯生產(chǎn)裝置全部實(shí)現(xiàn)了低汞工藝，單位產(chǎn)品用汞量比2010年減少50%，在保障生產(chǎn)穩(wěn)定的前提下降低了催化劑消耗、降低了汞污染。無汞催化劑和無汞新工藝都取得了階段性創(chuàng)新成果，為下一步電石法聚氯乙烯全部推廣無汞催化劑和無汞新工藝創(chuàng)造了條件。

石油化工：乙烯

“二戰(zhàn)”以后，世界石油化工進(jìn)入了快速發(fā)展期。我國石油化工的發(fā)展以大慶油田的發(fā)現(xiàn)為標(biāo)志，伴隨著改革開放的深化邁上了大型化、規(guī)?；同F(xiàn)代化的快車道。通過不斷創(chuàng)新，我國石油化工的整體技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平并肩。乙烯，是石油化工的重要基礎(chǔ)化學(xué)品，以乙烯為基礎(chǔ)原料經(jīng)過氧化、羰基化、水合、聚合等化學(xué)反應(yīng)，可以衍生出一系列有機(jī)化學(xué)品、精細(xì)化學(xué)品和高分子聚合物，因此乙烯的工業(yè)化水平以及產(chǎn)能產(chǎn)量已成為一個(gè)國家石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。目前，美國乙烯的產(chǎn)能產(chǎn)量世界第一，中國乙烯的產(chǎn)能產(chǎn)量居第二位。

我國的乙烯工業(yè)也是從自主創(chuàng)新起步。從史料看，1970年1月，蘭化公司3.6萬噸/年乙烯砂子裂解爐建成投產(chǎn)，開啟我國乙烯工業(yè)化的進(jìn)程。

為適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，乙烯工業(yè)大規(guī)模工業(yè)化是以1973年1月國家“四三方案”中確立引進(jìn)的3套大型石化裝置和4套大化纖裝置為標(biāo)志的。上海石化總廠一期工程中的11.5萬噸/年乙烯裝置1977年上半年建成投產(chǎn)，遼陽石油化纖的7.3萬噸/年乙烯裝置1979年9月建成投產(chǎn)。最具代表性的是北京燕山石化總廠引進(jìn)的30萬噸/年乙烯裝置1976年6月建成投產(chǎn)，是我國石油化工歷史上建成投產(chǎn)的第一套30萬噸/年乙烯裝置，是中國當(dāng)時(shí)規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜的乙烯裝置，號稱“超級石化工程”。1978年，我國又引進(jìn)4套30萬噸/年乙烯及其配套石化裝置，分別建在大慶、齊魯、南京和上海。我國乙烯工業(yè)從此邁入世界先進(jìn)國家序列。

我國對乙烯裂解爐及其裂解技術(shù)的研發(fā)與技術(shù)攻關(guān)一直沒有停步，“七五”期間開始的乙烯新型蒸汽裂解爐被列入國家重大技術(shù)裝備研制項(xiàng)目，1988年獲中國實(shí)用新型專利，1990年2月4萬噸/年規(guī)模在齊魯石化試車成功，1991年獲國家重大技術(shù)裝備辦特等獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；1993年開始，又先后開啟4萬噸/年II型爐、6萬噸/年III型爐的研發(fā)與技術(shù)攻關(guān)。2001年，10萬噸/年大型裂解爐在燕山建成投產(chǎn)，獲得2006年國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。經(jīng)過近20年的持續(xù)創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，我國自主研發(fā)的乙烯新型裂解爐技術(shù)水平和設(shè)計(jì)水平都不斷提升，爐型逐步成熟并已形成系列化。目前，我國自主研發(fā)的復(fù)雜原料百萬噸級乙烯成套技術(shù)獲得2020年度國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，不僅為天津石化、鎮(zhèn)海煉化2套100萬噸/年乙烯裝置提供了成套裂解技術(shù)，而且也使我國成為乙烯裂解技術(shù)的國際專利商，產(chǎn)品成功出口馬來西亞和泰國。這都是我國乙烯工業(yè)30年持續(xù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的跨越。