四三方案之燕山石化30萬噸乙烯項目建設(shè)始末
口述 | 楊清雨(燕山石化原副總經(jīng)理、總工程師)
極左年代誕生的中國現(xiàn)代大型乙烯工業(yè)孵化器，奠定了未來幾十年中國乙烯技術(shù)國產(chǎn)化的基石。
1973年3月22日，國務(wù)院總理周恩來批準了《關(guān)于增加設(shè)備進口、擴大經(jīng)濟交流的請示報告》。這也就意味著之前國家計委呈報國務(wù)院的三個技術(shù)進口報告正式通過。這個預(yù)計共耗資43億美元的引進方案就是著名的“四三方案”。
四三方案后因追加計劃，總引進花費資金超過50億美元，這是中國繼1950年代引進蘇聯(lián)援助的“156項工程”之后，第二次大規(guī)模的技術(shù)引進。
燕山石化30萬噸乙烯項目是“四三方案”三個乙烯項目之一，更是當時中國規(guī)模最大，也是國內(nèi)唯一一個30萬噸乙烯項目。燕山石化這一套成套引進設(shè)備為未來三十多年中國乙烯建設(shè)大潮和乙烯技術(shù)國產(chǎn)化提供了不可磨滅的經(jīng)驗。
迎接乙烯的準備
燕山石化1970年成立的時候，是由東方紅煉油廠、向陽化工廠、勝利化工廠、曙光化工廠、東風化工廠和石油化工機械廠聯(lián)合組成的。這些工廠，是為了解決首都以及華北地區(qū)用油及其他化工產(chǎn)品的需要，由國務(wù)院相關(guān)部門以及北京市籌備建設(shè)的。
北京石化總廠(即后來的燕山石化)主要設(shè)備是250萬噸煉油，汽柴油是主要產(chǎn)品。剩下的那些石化產(chǎn)品產(chǎn)量多不過幾萬噸。這主要是因為一些中國當時最高石化技術(shù)水平的工程項目由于建立在“油頭化尾”基礎(chǔ)上，可利用的化工原料有限，質(zhì)量不穩(wěn)定，盡管綜合利用方案品種很多，但是規(guī)模不大，布局不緊湊，工藝設(shè)備等均不過關(guān)，投資效益很差。
當時主持工作的廠領(lǐng)導(dǎo)楊浚編寫了《把北京石油化工總廠擴建成大型石油化工基地》的報告，提出要走綜合的石油化工建設(shè)思路，而不是單純的“油頭化尾”。這份報告的完成，在1972年是要擔負很大的政治風險。當時極左思潮盛行，沾上“外”字動輒就會被扣上“否定自力更生”、“洋奴哲學”等大帽子。
所幸的是這份報告在上報當時石化總廠的領(lǐng)導(dǎo)機關(guān)燃化部之后，得到了部領(lǐng)導(dǎo)康世恩的首肯。這也主要因為正好契合了國家要引進成套設(shè)備的計劃。按照當時的規(guī)模和建設(shè)目標，燕山石化也許并非是第一套30萬噸乙烯項目的第一選擇。但是楊浚有關(guān)建設(shè)大型石化基地的構(gòu)想最符合世界石油化工的發(fā)展潮流。此外，他還創(chuàng)造性的提出用柴油做原料生產(chǎn)乙烯。這在當時世界上非常少見，不過更加符合中國實際。綜合種種原因，國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)就決定中國第一套30萬噸乙烯設(shè)備落戶在燕山石化。
為了迎接乙烯項目，當時的北京石化總廠做了很多的前期準備。首先將250萬噸煉油能力增加到600萬噸，汽、煤、柴油產(chǎn)量保持原設(shè)計(250萬噸原油)的水平。而新增350萬噸煉油能力主要為下游化工生產(chǎn)提供原料。另一個準備就是將一些還未開工建設(shè)的小化工項目，例如有機玻璃、橡膠等全部下馬停工，為乙烯項目集中人力物力財力。
除此之外，北京市也做了很多配合工作。為了協(xié)調(diào)企業(yè)和地方，北京市政府將擔任北京市計委副主任的王純派來做石化總廠的副書記、會戰(zhàn)指揮部指揮。乙烯的生產(chǎn)過程中需要大量的新鮮水，為了保障供水，北京市政府特地決定從頤和園昆明湖取水，修建一條從昆明湖到石化總廠的百里引水管線。
為了從天津港運輸大型設(shè)備，政府還專門擴建了天津到燕山之間公路的道路、橋梁、涵洞。并組織警車開道，專門運輸設(shè)備。車隊一路紅旗招展，熱鬧非凡，還引來了沿途百姓的圍觀。
東渡學習
我那時剛畢業(yè)沒多久，一開始分在東風化工廠做有機玻璃。后來有機玻璃為了讓路乙烯下馬之后，所有工作人員都被歸到乙烯項目部。
除了有機玻璃，其他下馬的項目工作人員也陸續(xù)到乙烯項目部報到集合。后來集中了大概一百多人之后，我們開始做一件事情：學日語。
從1972年6月開始，國家與外商接觸“四三方案”的技術(shù)談判。最終30萬噸乙烯項目選擇了日本東洋工程公司總包項目，技術(shù)包使用的是美國魯姆斯公司輕柴油裂解原料工藝包。因此，在以后的工作中，我們將會長期和日本的工人及技術(shù)人員打交道，后來還安排了一些工人在日本實習。因此學習日語必不可少。
之后的一年時間，我們這一批技術(shù)人員就在北京化工研究院學習了一年的日語。培訓(xùn)結(jié)束之后，我們到了蘭化(蘭州化學工業(yè)公司)理論裝置上學乙烯的技術(shù)工藝。雖然之前我們在學校里學的都是化工專業(yè)，但是實際上沒有人了解大型化工是什么樣子的。將蘭化和北京石化總廠那些化工裝置一比較我們才有一個大致的概念，原來現(xiàn)代化的化工裝置是這樣的。當時蘭化的這一套3萬噸乙烯就是全國最先進的技術(shù)設(shè)備了。不過，真正讓我們大開眼界的還是日本工廠。
蘭化的學習結(jié)束之后，我們40多個乙烯技術(shù)人員和操作工人被送到了日本的大阪石油化學工廠，實際操作與我們引進一樣的30萬噸乙烯裝置。
那個年代出國，政治素質(zhì)是第一要求。不許隨便講話，走路不能快，不能慢，住宿房間里的電視機不能看，只要開電視，那就是政治問題。我們只能在經(jīng)過大堂的時候偷偷看幾眼大堂里的電視節(jié)目。
不過相比于電視里播放的柔道、相撲這些體育節(jié)目和新聞節(jié)目，大阪石油化學工廠的現(xiàn)代化程度更加令我們感到震驚。更高的自動化水平，先進的自控設(shè)備，熟練的操作工人，這些都是我們不曾見識過，甚至是不敢想象的。除了先進的技術(shù)，日本工廠嚴格細致的管理也給我們留下了深刻的影響。從你到裝置上開始，著裝、紀律、操作等等各方面都是非常規(guī)范的。應(yīng)該說我們?nèi)W習了以后，也給我們將來30萬噸乙烯項目引進之后的管理，打下了一個基礎(chǔ)。我們自己撰寫的操作章程規(guī)范，也參考了日本人的標準。
“世界一流水準”
我們這一批在日本學校的技術(shù)工人在1975年回國的時候，整體設(shè)備安裝已經(jīng)差不多結(jié)束了。因為我們會說日語，就配合著日本人，給他們做一些翻譯工作。當時班組已經(jīng)分完了，我是班長。除了給日本技術(shù)人員當翻譯之外，我還要帶領(lǐng)著工人們抓緊時間練習操作。
百次練兵、百次事故模擬演習處理，就是我們每天都要練習的東西。當時有一個要求就是，不看操作手冊，能夠在第一時間辨認出所有的管線和裝置的名字、作用、走向。類似這樣的要求針對的是每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)和操作工人。這樣嚴苛的要求可能現(xiàn)在很多工人都不一定能夠做得到。
應(yīng)該說，安排我們?nèi)ヌm化和大阪石油化工廠的學習是非常重要的。當時國內(nèi)沒有人了解大型石化裝置。但是我們這批技術(shù)人員、操作人員用兩年多的時間徹底吃透了設(shè)備的運行。操作手冊雖然借鑒了日本人、美國人的資料，可是最終還是選擇了自己編寫的版本，因為更加符合國內(nèi)操作的實際。
1976年5月8號投料的過程，至今我都記得非常清楚。5月18日，只用了9天零18個小時，乙烯就生產(chǎn)出來了。這在當時是世界上乙烯生產(chǎn)的最短時間記錄。在乙烯裝置現(xiàn)場工作的美國技術(shù)人員給魯姆斯公司打電報，說中國用了不到10天時間就生產(chǎn)出了乙烯。該公司高層認為沒有這個可能，回電要求再調(diào)查核實。那個在現(xiàn)場的美國技術(shù)人員對我們說：“沒有乙烯冷卻，還能用這么快的時間生產(chǎn)出合格乙烯，這絕對是世界一流水準。”
應(yīng)該說這句來自美國技術(shù)人員的評價并不為過。燕山石化30萬噸乙烯項目是世界上第一個用輕柴油做原料的大型乙烯設(shè)備，受到了全世界乙烯產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。為了保障裝置的順利運行，我們可以說是以最高的安全和運行標準在操作。不過，1976年的時候還是發(fā)生了兩件影響裝置運行的事件。
兩次事件
1976年春天，30萬噸乙烯全部11臺裂解爐順利啟動，并打通了全流程。不過僅僅在運行1200小時之后，裂解爐突然出現(xiàn)響聲，同時伴有火苗出現(xiàn)，裂解爐很快就籠罩在了一片云霧(水蒸氣)之中。
當時的場景讓現(xiàn)場工作人員都十分緊張。據(jù)統(tǒng)計，11臺裂解爐有13個管線出現(xiàn)較為嚴重的損害，其余管線也不同程度受損。
本來我們是打算找日本人去要爐管材質(zhì)的詳細資料，但是人家又不愿意給。只好找來日本的技術(shù)人員來實際操作處理。本來起初我們都認為這是很簡單的事情，只要把破損的地方焊接好就可以了。但是焊接好之后，原有的裂縫不僅沒有縮小，甚至擴大了。
這下連日本技術(shù)人員也不理解了。只好找來工藝包的提供者魯姆斯公司和爐管的制造商法國龐培公司，一起檢修。三家公司的技術(shù)人員和我方代表十幾個人坐在一起，都從各自的利益出發(fā)進行辯解。談判桌上你一言我一語，爭論不休。最終大家一致認為，問題與工藝操作有關(guān)。由魯姆斯公司牽頭，從操作工藝查起，檢查整個工藝流程和工藝操作是否有問題，然后再查設(shè)備。
四個國家的十幾個專家就這樣圍著11臺裂解爐上上下下爬了一周時間，終于有了結(jié)論：是日方設(shè)計出現(xiàn)錯誤，將過熱蒸汽設(shè)計成為飽和蒸汽，導(dǎo)致冷凝水出現(xiàn)，引發(fā)破裂。
法國人高高興興的回國了，美國人游完長城也飛走了。修復(fù)的工作就留給了中方和日方。之后，經(jīng)過與日方的艱苦談判，雙發(fā)達成協(xié)議，日方重新給我們加工22套價值20萬元人民幣的爐管，并在第二年的檢修時將所有爐管全部更換。
然而就在1976年，對乙烯裝置進行第一次大檢修的時候，又發(fā)生了直升機失事事件。因為還在文革時期，這套乙烯裝置又是毛主席親自圈閱同意，周總理親自批準引進的第一套30萬噸乙烯裝置。所以，完成檢修，盡快投產(chǎn)就成了一項政治任務(wù)。
在試車和開車階段，高達120多米的主火炬上，巨大的火焰騰空燃燒的一幕絕對稱得上是激蕩人心。不過，在火炬頭發(fā)現(xiàn)損壞之后，問題卻難辦了。六噸重的火炬頭制作工藝并不復(fù)雜，但是要把它吊裝在120多米高的火炬頂上在當時并不是一件容易的事情。
我們第一個方案是用一個龍門架安裝在主火炬頂上，然后吊下舊火炬頭，換上新的。這個方案雖然簡單，但是由于高度太高，設(shè)計施工復(fù)雜，沒有一個多月的時間不可能結(jié)束，這會大大影響乙烯裝置的開車時間。后來我們想起在大阪的時候，日本技術(shù)人員回答我們關(guān)于更換火炬頭的時候說過，可以用直升機吊裝火炬頭。我們就又設(shè)計了直升機吊裝的一個方案，上報到中央，并獲得了批準。
現(xiàn)在回想起來，日本人的說法很有可能只是隨口一提，并沒有經(jīng)過科學的認證，因為我們自己總結(jié)了，吊裝需要很長時間，而直升機無法長時間停留;吊裝的時候也只有三根鋼絲繩，飛行時間過長，很容易打結(jié)。現(xiàn)在再提出這個方案，可能就不會被通過了。不過在當時，海軍航空兵接到命令很快就派出了一架剛從法國進口的“超黃蜂”直升機來進行作業(yè)。
1976年8月28日作業(yè)當天，北京市的領(lǐng)導(dǎo)和海軍第一副司令劉道生都來到了現(xiàn)場觀看。舊的火炬頭被吊下的非常順利，大約一個小時之后，新的火炬頭就被直升機穩(wěn)定在了火炬頂端。就在十幾個安裝工人固定火炬頭的時候，吊起火炬頭的鋼絲繩在空中擰成了麻花狀，火炬頭就位之后，鋼絲無法打開，直升機開始左右搖擺。突然，在一股下降氣流的壓力之下，飛機急速下降了十幾米，主旋翼碰在了火炬頭上，成了碎片;隨后機身偏轉(zhuǎn)，機尾又撞到了火炬，飛機立刻失去平衡，摔向了地面。大火很快把飛機淹沒了。
操作工劉廣曉被直升機主旋翼擊中，當場失去了生命。三位飛行員雖然被立刻送往醫(yī)院搶救，但最終傷勢過重，全部犧牲。駕駛飛機的是一名叫王新訓(xùn)的副團長，一位全天候飛行員。后來參加他的追悼會，悼詞評價說：他的犧牲是我國海軍的一大損失。
艱難的國產(chǎn)化道路
雖然這第一套裝置的運行有一些波折。但是自開工之后，燕山石化的乙烯年產(chǎn)量就沒有低于過30萬噸的設(shè)計能力。不過隨著時間的推移。世界成套乙烯裝置的設(shè)計最大量已經(jīng)可以達到45萬噸了，我們就開始考察，是否可以將我們的30萬噸產(chǎn)能，擴張到45萬噸。
第一次乙烯的升級改造是在1994年，那時候我們已經(jīng)開始考慮國產(chǎn)化技術(shù)和設(shè)備的問題了。我們常開玩笑說30萬噸的這套設(shè)備，連每一個螺絲釘都是國外進口的。如果沒有技術(shù)和設(shè)備的國產(chǎn)化，那么我們要一直受制于人。
第一次升級改造，我們還沒有國產(chǎn)的工藝包，只能在國內(nèi)工程設(shè)計的基礎(chǔ)上，繼續(xù)使用魯姆斯公司的工藝包。不過，由于沒有將工程像之前那樣整包給外國公司，我們也在一些非核心部件上開始使用自己的國產(chǎn)設(shè)備，像塔器，當時已經(jīng)是國產(chǎn)化了。
裂解爐、壓縮機、自控儀表這些核心設(shè)備國內(nèi)并不是沒有生產(chǎn)，但是要么是體量太小還處在實驗階段，要么就是質(zhì)量不過關(guān)。當時長春一家制造商嘗試生產(chǎn)了壓縮機，結(jié)果第一臺試驗品可能是專注度比較高，質(zhì)量比較好;但是到了第二臺實驗產(chǎn)品就出了很多問題，搞到最后連實驗臺都沒能下就作廢了。
到了第二次升級改造的時候，中石化總部明確提出了要盡可能的提高乙烯裝置國產(chǎn)化程度的目標。當時我們需要面對的主要是是否使用中石化與魯姆斯公司合作生產(chǎn)的裂解爐—“SL爐”。
當時中石化總部的意思很堅決。我們也估算了一下，應(yīng)該說設(shè)計主要由中石化工程公司來完成，是沒有問題的。后來兼顧了幾方面的意見，大家一致認為，這兩臺10萬噸的“SL爐”不僅代表了乙烯設(shè)備國產(chǎn)化的方向，也代表了未來裂解爐大型化的方向。燕山石化愿意吃這個螃蟹，走乙烯技術(shù)創(chuàng)新的第一步。
當然，真正建設(shè)起來之后，SL爐也暴露出了很多問題。美國方面的專家也來了很多次。最后，我向工程公司提議，是不是可以去掉美國的技術(shù)，自己獨立完成。工程公司接受了我的提議，完全獨立設(shè)計了一套裂解爐，結(jié)果非常成功。現(xiàn)在揚子石化、齊魯石化、上海石化的新建項目，用的都是這個爐子。
從1973年我們和東洋工程公司簽下整包協(xié)議到2013年完全國產(chǎn)化的武漢80萬噸乙烯項目全面投產(chǎn)，我們花費了整整四十年的時間。乙烯作為衡量石油化工水平的重要產(chǎn)品，在中國起步非常晚。可以想見，如果沒有燕山石化30萬噸乙烯項目和另外兩套乙烯項目的引進，我們自己的技術(shù)和人才培養(yǎng)只會大大落后于世界步伐。
（《能源》）
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