高妍　喬占衛(wèi)

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)未知之事，工程師創(chuàng)造未有之物，前者重于“發(fā)現(xiàn)”，后者側(cè)重“實現(xiàn)”，“發(fā)現(xiàn)”可以天馬行空，而“實現(xiàn)”必須腳踏實地。

中國石油下屬寰球工程有限公司（以下簡稱“寰球工程”）首席技術(shù)專家張來勇長期扎根技術(shù)研發(fā)與成果轉(zhuǎn)化、工藝設(shè)計和工程建設(shè)一線，或面向經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，或聚焦國家戰(zhàn)略需求，帶領(lǐng)寰球工程乙烯創(chuàng)新與工程應(yīng)用團(tuán)隊完成了一次又一次的工程“實現(xiàn)”，為我國乙烯為龍頭的石油化工和煤化工關(guān)鍵成套技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用、設(shè)計和項目管理做出了重大貢獻(xiàn)。

立足社會需求

持續(xù)創(chuàng)新助力乙烯從0到N

張來勇1988年入行。這一年3月，張來勇獲得天津大學(xué)化學(xué)工程碩士學(xué)位，一個月后即入職中國寰球化學(xué)工程公司（現(xiàn)中國寰球工程有限公司）成為一名助理工程師，與有著“石化工業(yè)之母”美稱的乙烯結(jié)緣。

乙烯，世界上產(chǎn)量和消費量最大的有機(jī)基礎(chǔ)化工原料之一，其衍生品占全部石化產(chǎn)品的75%以上，與我們的日常生活密切相關(guān)。但在很長一段時間里，我國乙烯一直依賴進(jìn)口。張來勇初入行的20世紀(jì)80年代，我國正處于大規(guī)模引進(jìn)階段，雖然國產(chǎn)化的聲量還比較小，但國內(nèi)科研設(shè)計人員已經(jīng)開始研究消化不同的乙烯工藝流程，緩慢進(jìn)步。

“上世紀(jì)80年代，工藝技術(shù)、重要裝備甚至工程設(shè)計都靠引進(jìn)，到了90年代，引進(jìn)就逐步縮減到基礎(chǔ)設(shè)計，詳細(xì)設(shè)計基本上由自己做了?！睆垇碛抡J(rèn)為，這種變化來自于引進(jìn)過程中的逐步消化和學(xué)習(xí)，以及自身能力的提升。1990年，張來勇作為國家第一批聯(lián)合工作和培養(yǎng)人員被派往意大利，“去熟悉國際上的工作方式，包括設(shè)計理念”。

再到后來，隨著我國自身基礎(chǔ)能力和技術(shù)設(shè)計能力的增強(qiáng)，“我們陸續(xù)開發(fā)小規(guī)模裂解技術(shù)、分離技術(shù)，同時在國家和相關(guān)部門組織下，開始與制造企業(yè)一起摸索研究，實現(xiàn)了小型裂解爐等關(guān)鍵裝備的國產(chǎn)化?！边z憾的是，乙烯成套技術(shù)尤其是大型乙烯的成套技術(shù)國產(chǎn)化始終沒有突破，直到2008年。

這一年，我國成為世界第二大乙烯消費國。但是，當(dāng)時的當(dāng)量自給率僅38%，60%以上的乙烯產(chǎn)品依賴進(jìn)口，擴(kuò)大乙烯產(chǎn)能迫在眉睫。經(jīng)過深入調(diào)研、反復(fù)論證，中石油決定：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（即大乙烯一期項目），由寰球工程公司牽頭，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(jìn)行攻關(guān)。

此時已成長為總工程師的張來勇，擔(dān)任項目長，帶領(lǐng)團(tuán)隊開始了漫長的攻關(guān)?！叭绾谓o國家和集團(tuán)交一份圓滿的答卷，給大慶石化交付一套技術(shù)先進(jìn)的裝置？雖然我們很有信心，但還是有很大壓力，畢竟沒有先例和經(jīng)驗?！备鼮橹匾氖且腠樌懂a(chǎn)，不僅要考慮技術(shù)和工藝設(shè)計，更要研究如何將技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為實際的產(chǎn)品，要考慮生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，要經(jīng)過復(fù)雜的工程設(shè)計和工程擴(kuò)大化，“只要不投入生產(chǎn)，就不敢松勁兒”。

弦一繃就是5年。在這期間，張來勇和團(tuán)隊又牽頭承擔(dān)了國家十二五科技支撐計劃項目“百萬噸級乙烯成套工藝技術(shù)、關(guān)鍵裝備研發(fā)及示范應(yīng)用”，同步推進(jìn)。最終，張來勇及團(tuán)隊不辱使命。2012年10月，大慶乙烯一次開車成功，比原計劃提前一年，鑒定認(rèn)為各項指標(biāo)都達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分關(guān)鍵指標(biāo)甚至達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

這一項目的落地，實現(xiàn)了我國乙烯成套技術(shù)的“從無到有”，使我國成為世界上第四個掌握乙烯技術(shù)的國家。經(jīng)過半個世紀(jì)的上下求索，乙烯技術(shù)國產(chǎn)化這塊壓在幾代石化人心口的巨石終于被踢開。一期項目驗收當(dāng)年，中石油就決定啟動大乙烯二期研發(fā)。

前進(jìn)的腳步依然鏗鏘?！岸谀繕?biāo)主要有兩個，一是對一期成果應(yīng)用推廣，使科技成果真正轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力；二是適應(yīng)市場發(fā)展與煉化業(yè)務(wù)進(jìn)步，擴(kuò)大乙烯原料范圍，鞏固技術(shù)優(yōu)勢?！睆垇碛陆榻B。

2017年，中石油設(shè)立“大型乙烯關(guān)鍵技術(shù)升級與工業(yè)應(yīng)用”重大科技專項（大乙烯二期），歷時5年深耕和研發(fā)，實現(xiàn)了乙烯原料由石腦油到氣體原料、重質(zhì)液體原料、以及煤基石腦油和甲醇等多種原料的全覆蓋，形成了7大系列40余項技術(shù)成果，實現(xiàn)了中國石油乙烯技術(shù)“從有到強(qiáng)”的跨越。

其中，百萬噸級乙烷裂解制乙烯成套技術(shù)已成功應(yīng)用于長慶、塔里木兩個乙烷制乙烯國家示范工程。2021年8月，兩套乙烷制乙烯先后投產(chǎn)，實現(xiàn)了乙烷制乙烯領(lǐng)域“零的突破”，乙烯綜合收率高達(dá)83%，噸乙烯綜合能耗分別為311.9和319.7千克標(biāo)油，充分體現(xiàn)出乙烯收率高、流程短、能耗低、投資省的特點，鑒定認(rèn)為達(dá)到國際先進(jìn)水平。投產(chǎn)后一年，兩套乙烷制乙烯已實現(xiàn)利潤20多億元。同時，適應(yīng)多種液體原料的年產(chǎn)150萬噸乙烯成套技術(shù)也已應(yīng)用于廣東石化年產(chǎn)120萬噸乙烯裝置，即將投產(chǎn)。

面向國家需要

解決復(fù)雜巨系統(tǒng)工程難題

技術(shù)創(chuàng)新永無止境。如果說社會需求是推動技術(shù)發(fā)展的第一動力，那么國家需要就是技術(shù)創(chuàng)新的最強(qiáng)有力召喚。

大乙烯一期、二期通過持續(xù)創(chuàng)新推進(jìn)大乙烯國產(chǎn)化、原料多元化、裝置大型化，是面向經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展主戰(zhàn)場，服務(wù)民生需求，“年產(chǎn)400萬噸煤間接液化成套技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”重大項目（以下簡稱400萬噸煤制油項目）則是聚焦國家戰(zhàn)略需求，在戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域補(bǔ)短板、強(qiáng)能力。

2021年，我國一次能源消費中，化石能源占比約83.4%，其中煤炭占比56%，略低于2020年的56.8%。盡管煤炭占比持續(xù)下降，但鑒于可再生能源短期內(nèi)難以大規(guī)模替代傳統(tǒng)化石能源，在未來一段時間，煤炭仍將是我國能源供應(yīng)的“壓艙石”。因此，積極穩(wěn)妥的發(fā)展煤制油，是保障國家能源安全的戰(zhàn)略性舉措，400萬噸煤制油項目就是在這一背景下建設(shè)。

這是一個典型的復(fù)雜巨系統(tǒng)工程，大部分困難都源于復(fù)雜二字。作為全球單體規(guī)模最大的煤間接液化項目，400萬噸煤制油項目是一個由1000余個子系統(tǒng)、156個系統(tǒng)組成，工藝管道總長度達(dá)3728公里的復(fù)雜巨系統(tǒng)。單動靜設(shè)備就有1.3萬余臺（套），更別提11萬臺儀表設(shè)備、15萬臺電器設(shè)備、25萬臺閥門及21.7萬I/O控制點。這其中涉及到的工藝配置、系統(tǒng)集成及工程放大技術(shù)難題之復(fù)雜、繁瑣難以想象。張來勇帶領(lǐng)的寰球工程團(tuán)隊所解決的，正是復(fù)雜系統(tǒng)的工程放大和系統(tǒng)優(yōu)化集成。

復(fù)雜巨系統(tǒng)工程的研發(fā)推進(jìn)，往往涉及多單位、多部門的協(xié)同作戰(zhàn)，這種復(fù)雜性體現(xiàn)在多個層面的管理與協(xié)同上——技術(shù)開發(fā)過程中，在解決自身多專業(yè)協(xié)調(diào)的同時，還要處理好寰球團(tuán)隊與合作單位包括業(yè)主單位、技術(shù)創(chuàng)新單位、設(shè)備制造單位、生產(chǎn)企業(yè)與用戶等的關(guān)系；在創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用過程中，需要創(chuàng)新團(tuán)隊和工程團(tuán)隊之間的協(xié)同配合，要把技術(shù)要求轉(zhuǎn)化為工程的語言，也就是圖紙，讓制造企業(yè)知道怎么做、施工企業(yè)知道怎么安裝，更要讓生產(chǎn)企業(yè)知道如何操作；到了施工現(xiàn)場，更要有效組織不同施工單位，才能按照項目要求建成裝置順利投產(chǎn)。

幾年攻關(guān)，張來勇帶領(lǐng)團(tuán)隊在無可借鑒經(jīng)驗的情況下，完成了“煤氣化裝置各單元系統(tǒng)集成研究”等46項專題研究，突破了工程技術(shù)放大、系統(tǒng)集成和優(yōu)化等關(guān)鍵工程建設(shè)難題，為全系統(tǒng)集成和能效提升提供了技術(shù)支撐，成功保證了國產(chǎn)煤炭間接液化成套技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。項目最終形成的自主化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化系列成套技術(shù)，使我國有能力在應(yīng)急狀態(tài)下，迅速復(fù)制多套400萬噸或更大規(guī)模的煤制油裝置，具備了億噸級戰(zhàn)略供應(yīng)能力，提升了國家能源安全戰(zhàn)略保障能力。

2016年12月，項目在國能集團(tuán)寧夏煤業(yè)建成投產(chǎn)，一直關(guān)心、牽掛這一項目的習(xí)近平總書記發(fā)來賀信，指出“這一重大項目建成投產(chǎn)，對增強(qiáng)我國能源自主保障能力、推動煤炭清潔高效利用具有重大意義，是對能源安全高效清潔低碳發(fā)展方式的有益探索，也是實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的重要成果?！?/p>

超前部署

為綠色煉化“計深遠(yuǎn)”

截至目前，中石油自主乙烯成套技術(shù)已應(yīng)用于17套新建、改擴(kuò)建乙烯裝置，總產(chǎn)能達(dá)900萬噸/年。其中帶強(qiáng)化傳熱爐管的裂解爐在清焦周期、熱效率等關(guān)鍵指標(biāo)方面都超過了同類技術(shù)，分離技術(shù)中的乙烯回收率遠(yuǎn)高于同類技術(shù)，在為公司創(chuàng)造超過200億元業(yè)務(wù)收入的同時，還憑借產(chǎn)品量增加、裝置在線運行時間增長、燃料消耗降低、二氧化碳排放減少等優(yōu)勢，取代了國外傳統(tǒng)優(yōu)勢企業(yè)的爐管，同步帶動了上下游數(shù)千億元產(chǎn)值，對拉動產(chǎn)業(yè)升級、推動石化行業(yè)及裝備制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步起到了重要作用。

采訪中，張來勇一再強(qiáng)調(diào)，所有成果的取得，都離不開國家的政策、中石油集團(tuán)與寰球公司的強(qiáng)有力支持，更少不了團(tuán)隊的奉獻(xiàn)。

張來勇認(rèn)為，國家的鼓勵至關(guān)重要，“創(chuàng)新是一個充滿風(fēng)險的過程，也是一個持久而寂寞的過程，突破時會有激動，但更多是面對難題和解決難題的漫長過程。”而國家鼓勵科技創(chuàng)新的政策，會形成創(chuàng)新的市場和良好氛圍，這都會成為個人創(chuàng)新的力量源泉。同時，“國家需求是科技人員創(chuàng)新的一種支撐，有需求才有解決問題的環(huán)境，科技人員也就有了解決問題的激情與渴望?！?/p>

集團(tuán)與公司的支持主要體現(xiàn)在對技術(shù)創(chuàng)新的堅持。幾十年來，寰球的戰(zhàn)略理念幾經(jīng)調(diào)整，但始終將技術(shù)創(chuàng)新放在第一位。正是中石油的強(qiáng)有力支持、寰球的堅持和敢于擔(dān)當(dāng)、生產(chǎn)企業(yè)的勇于冒險，為創(chuàng)新技術(shù)提供了驗證試驗的平臺和機(jī)會，解決了技術(shù)落地的最后一公里難題。

團(tuán)隊的奉獻(xiàn)更為切實。張來勇說，寰球擁有一支持續(xù)變化的團(tuán)隊。這種變化，不僅體現(xiàn)在團(tuán)隊技術(shù)水平與工程能力的提升，更體現(xiàn)在團(tuán)隊成員的迭代與更新。從上世紀(jì)40～50年代的黃文、楊慶蘭，到60～70年代的張來勇、李錦輝、王勇、吳德娟、孫長庚，再到80年代的辛江、李春燕，寰球工程乙烯團(tuán)隊也伴隨乙烯國產(chǎn)化的征程實現(xiàn)了三代核心團(tuán)隊的傳承，老中青相結(jié)合實現(xiàn)了技術(shù)的傳承和可持續(xù)發(fā)展。到目前為止，寰球工程已經(jīng)建立起了一支300余人的年齡梯隊合理、多專業(yè)協(xié)作，覆蓋技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計、建設(shè)運營全過程的乙烯創(chuàng)新和工程應(yīng)用團(tuán)隊。

以上種種，無一不是寰球能夠走到今天，擁有五大領(lǐng)航技術(shù)和200多項技術(shù)、800多件專利、約100件工法的關(guān)鍵所在，無一不是其榮獲10多項國家科技進(jìn)步獎、中國石油科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎的重要支撐。

世人只看到榮譽加身時的掌聲與鮮花，卻不曾知曉那一刻光鮮背后的付出與汗水。那些不凡的時刻，恰恰來自于無數(shù)石化人對每一件平凡之事的堅守，以及在這堅守中對前路的洞察及準(zhǔn)備。

面對我國成品油消費趨緩而新材料消費需求旺盛的現(xiàn)狀，煉化行業(yè)在積極調(diào)整結(jié)構(gòu)，“減油增化”已經(jīng)成為主流發(fā)展趨勢。近年，生態(tài)文明建設(shè)持續(xù)推進(jìn)、“雙碳”戰(zhàn)略加速落地等多重背景因素的影響之下，煉化行業(yè)更加期待以節(jié)能降耗、提質(zhì)減碳為核心目標(biāo)的先進(jìn)理念與技術(shù)的出現(xiàn)。

如何破題，張來勇把主意打到了裂解爐燃料上?！耙惶滓蚁┭b置的能量消耗約3/4在裂解爐，碳排放也是，所以關(guān)鍵還是要控制裂解過程中的能耗和碳減排。過去乙烯裂解用烴類燃料，我們正在開展用綠電加熱裂解的研究?！?/p>

張來勇算了一筆賬，以120萬噸乙烯裝置為例，與傳統(tǒng)石腦油等原料相比，采用乙烷為原料裂解，一年可節(jié)能30萬噸標(biāo)油、減碳約80萬噸；如果換成綠電加熱裂解，二氧化碳排放基本為零，綠色減碳潛力巨大?！斑@是我們未來5年甚至更長一段時間要去解決的問題，也是乙烯三期攻關(guān)要解決的問題?！?/p>

在平凡中鑄就不凡，張來勇正和無數(shù)石化人一起，以持續(xù)創(chuàng)新的定力以及“十年磨一劍”的耐心，為綠色煉化“計深遠(yuǎn)”。