——中国石化乙烯蒸汽裂解技术研发纪实
迄今为止，世界乙烯工业已走过80多年的历程。目前，世界上约90%的乙烯生产采用管式炉蒸汽裂解工艺。由于裂解反应复杂、分离工艺流程长、产品纯度要求高，乙烯技术被视为技术含量最高的石油化工技术之一。直到上世纪末，乙烯成套技术一直被国外专利商垄断，也使得我国的石油化工工业在一定程度上受制于人。
为了推动我国乙烯工业实现核心技术自主可控，作为最早攻关乙烯技术的单位之一，北京化工研究院几代科研人员刻苦攻坚，相继突破了物料组成复杂、工艺流程长、操作条件苛刻等技术难题，为我国乙烯技术进步写下了浓墨重彩的一笔。
“1958年，我们就决定攻关乙烯技术”
“早在建院之初，我们就决定攻关乙烯技术！”据北化院院长吴长江介绍，1958年，北化院就把乙烯技术列为主要的研究方向之一。早期，为了解决物料组成复杂、工艺流程长的问题，北化院确定了裂解技术和分离工艺技术两个主攻方向，建立了相对完备的涵盖乙烯工艺和选择加氢催化剂技术开发及关键技术验证的试验平台，用以承担相关技术开发与攻关任务。同时，面对当时国内乙烯技术领域一穷二白的困境，该院毅然承担了几乎国内所有裂解原料的评价任务。这也为乙烯装置开车和裂解操作参数确定提供了不可或缺的技术支持。
技术攻关的终极目标是将科技成果尽快转化为生产力。1962年，北化院在北京化工三厂建立了工业蓄热炉的裂解装置，经过多次调试，试车成功。上世纪60年代末，由于裂解炉发展从蓄热式炉转为管式炉，该院及时调整研究方向，相继建立了方箱炉裂解水平管中试装置、小试研究装置和小型单管裂解试验装置，在70年代初期开始建立中试立式管裂解炉研究装置，并试车成功。与此同时，他们着手深冷分离工艺中选择加氢催化剂的开发工作，于1974年研制出第一代碳二加氢催化剂，并成功建立了选择加氢催化评价装置。
“这一系列的成果称得上是我国乙烯裂解技术发展的基石。在掌握这些技术的基础上，我国成功引进了第一套大型乙烯装置，也就是燕山石化乙烯装置。”集团公司首席专家王国清介绍。
“实现了打破垄断，我们无愧于后人”
“我们是搞石油化工的，如果不能实现裂解炉国产化，进而实现乙烯装置国产化，将愧对后人。”1983年，中国石油化工总公司宣告成立，时任总经理陈锦华说出肺腑之言。
当时，我国的裂解技术仍然由国外乙烯公司垄断，乙烯技术国产化成为国家经济建设的迫切需求。1983年底，在原中国石化总公司科技发展部的组织下，裂解技术北方研究小组成立了，北化院担负起裂解炉核心部分辐射段炉管的设计工作。
当时国内并没有成熟的裂解炉模型，只能以大量试验数据为基础来验证设计想法。为此，北化院开展了裂解评价对流段、辐射炉管结焦等大量试验，在此基础上完成了自有裂解反应模型的建立，并据此设计建设裂解炉。同时，他们还研制出碳三液相加氢催化剂，与美国鲁姆斯公司合作开发了单段床碳三液相选择加氢工艺，并在工业示范装置成功开车，开启了乙烯系列催化剂在国内外的推广。
在北方炉研究小组技术人员的刻苦攻关下，1988年10月20日，我国自主设计和建造的第一台两万吨/年乙烯裂解炉在辽阳石油化纤公司建成投产。经过一年的运行、测试和标定，中国石化鉴定宣告了北方炉（CBL-Ⅰ型）的成功。“第一台国产化工业裂解炉的成功建设和运行，标志着我国裂解技术取得重大突破，推动了我国乙烯生产装置国产化的进程，加快了我国石油化工行业的发展。”王国清表示，“实现了打破垄断，我们无愧于后人！”
随后，北化院科研人员不断创新，与兄弟单位一起开发了CBL系列裂解炉，在系统内大范围推广应用，并出口海外。
喜讯频传，乙烯技术实力持续增强
60年来，科技革命突飞猛进，北化院员工不敢有一丝懈怠，在科技创新的道路上持续探索，先后取得了重大科研成果数十项，形成了从蒸汽裂解技术、催化剂到乙烯工艺全流程的技术优势，为核心技术自主可控提供持续动力。
该院与中国石化工程建设公司等兄弟单位合作开发的“复杂原料百万吨级乙烯成套技术”，攻克了高选择性与长周期运行无法兼顾的难题，使我国率先成为掌握复杂原料乙烯成套技术的国家，并在中韩（武汉）石化建成了世界先进水平的绿色高效百万吨级乙烯生产装置，使中国石化具备独立设计建造世界先进水平大型乙烯工厂的实力。他们自主开发的扭曲片管强化传热技术、原位涂层抑制结焦技术等裂解炉稳定运行技术，在国内外乙烯装置上推广应用超百台（套）；碳二、碳三高选择加氢催化剂应用于全国80%的乙烯装置，并远销海外。“不仅如此，我们的低温甲烷化技术、高含量烯烃原料蒸汽裂解技术、裂解产物价值最大化技术等研究均取得重大突破，还有浅冷油吸收法回收炼厂干气技术、丁二烯装置尾气加氢技术等炼化一体化技术，对炼化企业降本增效有很大助益。”该院乙烯技术研究所所长张利军介绍。
目前，以北化院主导开发技术为基础、配合兄弟单位开发的百万吨乙烯成套技术总体达到了世界领先水平，已在中韩（武汉）石化、中科炼化、古雷炼化、福建炼化、镇海炼化、天津中沙等项目应用。其中，应用乙烯裂解炉技术的装置乙烯产能累计超过1300万吨/年，为企业带来了数十亿元经济效益；裂解炉技术及催化剂成功出口美国、英国、马来西亚、泰国等国家，使中国石化跻身世界五大乙烯专利商行列。
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