有機原料工業(yè)

石油化工有機原料工業(yè)，以石油和天然氣作原料，生產(chǎn)甲烷、乙烯、丙烯、丁烯、芳烴、合成氣等有機化學(xué)產(chǎn)品，再經(jīng)過加工得到醇、醛、酮、酚、酸等化學(xué)產(chǎn)品和它們的衍生物。這些化學(xué)產(chǎn)品為有機原料，是生產(chǎn)合成橡膠、合成樹脂、合成纖維以及醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、涂料、合成洗滌劑等化工產(chǎn)品或中間體的基本原料。因此，石油化工有機原料工業(yè)，是化學(xué)工業(yè)的一個重要組成部分，生產(chǎn)建設(shè)部門和人民生活都離不開它，在國民經(jīng)濟中占有相當(dāng)重要的地位?！?5〕

1．有機原料工業(yè)的初期發(fā)展

中國有機原料的生產(chǎn)，起始于20世紀30年代，但形成工業(yè)體系則在新中國成立以后。在50年代，由于對國內(nèi)石油、天然氣資源分布不清楚，在蘇聯(lián)的幫助下，中國主要采用煤、電石和糧食為原料，生產(chǎn)有機化工原料。以石油和天然氣作原料的有機化工原料生產(chǎn)，則是從60年代初蘭州化學(xué)工業(yè)公司橡膠廠用煉廠氣作原料、年產(chǎn)5000噸乙烯裝置投產(chǎn)后才開始的。

在蘭州化學(xué)工業(yè)公司橡膠廠的石油乙烯裝置開車之前，以煤焦為原料的合成氨、甲醇、甲醛等裝置以及以糧食酒精為原料的乙烯、丁二烯、苯乙烯等裝置都已投入生產(chǎn)。這套石油乙烯裝置開車后，因煉廠氣供應(yīng)不足，工廠試投輕油作為補充原料，使生產(chǎn)達到穩(wěn)定狀態(tài)，生產(chǎn)乙烯的原料酒精開始為石油所取代。1965年，蘭化公司利用國內(nèi)開發(fā)技術(shù)，把這套裝置的分離工藝由油吸收法改進為深冷法，從而擴大了乙烯生產(chǎn)能力。1966年，國家為了加快石油化工的發(fā)展，由國外引進砂子爐石油裂解分離裝置，年產(chǎn)聚合級乙烯3.6萬噸，為有機原料的發(fā)展創(chuàng)造了條件。接著，這家公司陸續(xù)自行建成了甲烷氫和重油制合成氣、硫酸法乙烯合成酒精、乙腈法抽提石油裂解分離副產(chǎn)丁二烯及丁烯氧化脫氫制丁二烯等生產(chǎn)裝置，開始了國內(nèi)石油化工有機原料的初期發(fā)展階段。

70年代初，利用國內(nèi)科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)成果，中國陸續(xù)建設(shè)了一批中小型石油化工裝置，使科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。已經(jīng)投產(chǎn)的主要裝置有：①丁烯氧化脫氫制丁二烯。這是國內(nèi)自行開發(fā)的重要技術(shù)項目之一，由中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所等單位開發(fā)。1971年，北京石油化工總廠勝利化工廠建設(shè)了國內(nèi)第一套年產(chǎn)1.6萬噸丁二烯生產(chǎn)裝置。在這之后，錦州石油六廠、齊魯石化公司、岳陽石化總廠、上海高橋化工廠等單位分別建成年產(chǎn)6000噸到1.5萬噸丁二烯的生產(chǎn)裝置。②生產(chǎn)乙苯和苯乙烯。蘭化公司合成橡膠廠是國內(nèi)最早建成乙苯和苯乙烯裝置的企業(yè)。高橋化工廠利用自己的科研、中試成果，建設(shè)了年產(chǎn)2500噸乙苯和2100噸苯乙烯生產(chǎn)裝置。以后，經(jīng)過3次技術(shù)改造和擴建，使乙苯和苯乙烯的生產(chǎn)能力分別達到2.5萬噸和1.7萬噸。到1985年，包括北京燕山石化公司向陽化工廠和岳陽石化總廠的兩套由碳八餾分分離生產(chǎn)苯乙烯裝置，以及吉林化學(xué)公司的2萬噸規(guī)模裝置，全國苯乙烯生產(chǎn)能力已達到7萬噸。③丙烯氨氧化制丙烯腈。這也是國內(nèi)重點開發(fā)項目之一，由北京化工研究院與上海石油化學(xué)研究所、蘭化公司研究院等單位開發(fā)，并實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。1970年，上海高橋化工廠首先建成年產(chǎn)2000噸丙烯腈生產(chǎn)裝置。接著，大慶石油化工總廠相繼建成年產(chǎn)5000噸規(guī)模的生產(chǎn)裝置。與此同時，國內(nèi)有些地區(qū)還興建了多套中小型丙烯腈生產(chǎn)裝置。④丙烯氯醇法制環(huán)氧丙烷。這是由上海石油化學(xué)研究所開發(fā)的技術(shù)，上海高橋化工廠和南京鐘山化工廠首先建廠生產(chǎn)，總生產(chǎn)能力為年產(chǎn)環(huán)氧丙烷2萬噸。⑤異丙苯法制苯酚、丙酮。1959年，北京石油設(shè)計院為蘭化公司合成橡膠廠設(shè)計年產(chǎn)苯酚500噸、丙酮300噸的生產(chǎn)裝置。1969年，上海高橋化工廠建成年產(chǎn)苯酚、丙酮1.5萬噸的工業(yè)裝置；北京石油化工總廠向陽化工廠在蘭州合成橡膠廠和高橋化工廠中試基礎(chǔ)上，加以改進，建設(shè)1.5萬噸規(guī)模的生產(chǎn)裝置，并于1970年10月正式投產(chǎn)。⑥丙烯高溫氯化制環(huán)氧氯丙烷。1958年，北京化工研究院開始研究，1960年建成年產(chǎn)60噸環(huán)氧氯丙烷甘油中試裝置。根據(jù)中試成果，化工部第二設(shè)計院完成年產(chǎn)1000噸環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)裝置設(shè)計。各地參照這項設(shè)計，先后建成15套生產(chǎn)裝置，并在生產(chǎn)實踐中，使技術(shù)有所改進，生產(chǎn)規(guī)模有所擴大。70年代，岳陽石化總廠、沈陽化工廠、無錫樹脂廠、濟南向陽化工廠分別建成年生產(chǎn)能力為3000～8000噸的裝置，環(huán)氧氯丙烷年總產(chǎn)量約1.1萬噸。⑦碳四烴氧化制順丁烯二酸酐(簡稱“順酐”)。隨著石油化工加工深度的提高，碳四烴的化工利用已為人們所重視，其中氧化制順酐是重要途徑之一。1977年開始，太原煤炭化學(xué)研究所與天津市石油化學(xué)實驗廠合作進行沸騰床法碳四烴氧化制順酐的試驗，并于1980年在北京五四營化工廠建設(shè)年產(chǎn)順酐400噸的生產(chǎn)裝置。1983年，天津第二石油化工廠建設(shè)的年產(chǎn)1500噸的裝置也正式投入生產(chǎn)。⑧鄰二甲苯氧化制苯二甲酸酐(簡稱“苯酐”)。1970年，黑龍江石油化學(xué)研究所、北京化工研究院開展此項研究，1974年完成1000噸工業(yè)試驗。之后，天津、山東、岳陽、黑龍江先后建成5套年產(chǎn)3000噸的生產(chǎn)裝置，并陸續(xù)投入生產(chǎn)。⑨天然氣氯化制氯甲烷。1965年自貢建成了國內(nèi)第一套年產(chǎn)氯甲烷2000噸的生產(chǎn)裝置，瀘州于1983年建成氯仿1000噸規(guī)模的工業(yè)裝置。同年，天津大沽以油田氣為原料建成年產(chǎn)8500噸的氯甲烷生產(chǎn)裝置。到1985年，以天然氣和油田氣為原料生產(chǎn)氯甲烷的生產(chǎn)能力達到1.8萬噸。⑩石油餾分裂解分離。北京化工研究院先后進行了石油氣中冷分離、液化氣分離聚合級丙烯、碳六餾分脫苯分離己烷(后兩項與北京石化總廠設(shè)計院協(xié)作)等技術(shù)的研究。利用以上技術(shù)，丹陽化肥廠建成年產(chǎn)聚合級乙烯5000噸的生產(chǎn)裝置，常州石油化工廠建成年產(chǎn)聚合級乙烯7000噸的生產(chǎn)裝置，青江石油化工廠、海安石油化工廠分別建成年產(chǎn)乙烯2000噸的裂解分離生產(chǎn)裝置；北京石油化工總廠向陽化工廠、岳陽石化總廠、南京煉油廠先后建成萬噸級液化氣分離聚合級丙烯裝置；北京石油化工總廠向陽化工廠、遼陽石油化纖公司各建成年產(chǎn)規(guī)模為6000噸的碳六餾分脫苯分離己烷裝置，為大型聚丙烯生產(chǎn)裝置提供溶劑。(123shoppingwar.com)2．引進國外先進技術(shù)和設(shè)備，加速有機原料工業(yè)的發(fā)展

在20世紀60年代，中國雖然用自己的科研成果建設(shè)了一批有機原料生產(chǎn)裝置，但規(guī)模都不大，技術(shù)經(jīng)濟指標也較落后。到1970年，乙烯產(chǎn)量只有1.51萬噸，遠不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，每年要花費大量外匯進口有機原料。

當(dāng)時，世界石油化工有了飛躍發(fā)展，日本的石油化學(xué)工業(yè)幾乎和中國同時起步，而它們的乙烯產(chǎn)量1970年已達到309.7萬噸，有機原料有80％來自石油；美國同年生產(chǎn)乙烯820.4萬噸，有機原料有95％來自石油與天然氣。其他發(fā)達國家也逐步用石油和天然氣作原料，發(fā)展有機原料工業(yè)，產(chǎn)量都有較大幅度的增加。

為了加快有機原料和三大合成材料的發(fā)展速度，中國在70年代先后引進了輕柴油、凝析油管式爐裂解制乙烯，乙烯氣相氧化制乙醛，乙烯氧醋化制醋酸乙烯，乙烯氣相氧化制環(huán)氧乙烷，環(huán)氧乙烷水合制乙二醇，從裂解氣回收丁二烯，乙烯直接水合制酒精，乙烯氧氯化制二氯乙烷，流化床丙烯氨氧化制丙烯腈，丙烯羰基化制丁醇和辛醇，丙烯二步氧化制丙烯酸，脫烷基制苯，甲苯歧化制苯和二甲苯，二甲苯臨氫異構(gòu)化，二甲苯吸附分離，天然氣熱解制乙炔及熱解乙炔提濃尾氣低壓法制甲醇等國外先進技術(shù)和大型有機原料成套裝置。通過國外先進技術(shù)和大型裝置的引進，在較短時間內(nèi)使國內(nèi)有機原料工業(yè)，無論在技術(shù)上、產(chǎn)量上，還是布局上都發(fā)生了根本性的變化。

一是有機原料產(chǎn)品產(chǎn)量有了大幅度增長。

中國有機原料的產(chǎn)量，1985年比1965年有大幅度增長，其中乙烯產(chǎn)量增長217.4倍，丙烯從無到有，丁二烯增長13倍，乙二醇增長191.4倍。其余產(chǎn)品，如甲苯、丁醇、辛醇等，也都有較大幅度增長。有機原料產(chǎn)量的大幅度增長，帶來了三大合成材料的發(fā)展。1985年與1965年比較，塑料增長12.7倍，合成橡膠增長11.4倍，合成纖維單體增長148倍。

二是初步改變了小型分散局面，促進了原料路線的轉(zhuǎn)化。

長期以來，中國有機原料一直是分散的小規(guī)模生產(chǎn)。如乙烯生產(chǎn)裝置，全國大大小小約有40余套，包括砂子爐、方箱爐、蓄熱爐等。1973年以前，全國乙烯年生產(chǎn)能力不過8萬噸，年產(chǎn)量僅5.1萬噸。引進3套大型乙烯生產(chǎn)裝置以后，年生產(chǎn)能力很快就增加了48.8萬噸。再如丙烯腈生產(chǎn)裝置，全國有10多套年產(chǎn)100～1000噸規(guī)模的設(shè)備，總共年生產(chǎn)能力僅有1萬多噸。1965年，蘭州石油化工廠從聯(lián)邦德國引進固定床生產(chǎn)裝置，丙烯腈生產(chǎn)能力就達1萬噸；1976年，上海石油化工總廠引進流化床生產(chǎn)裝置，丙烯腈生產(chǎn)能力達到5萬噸。

有機原料的大型化生產(chǎn)，促使原料路線大幅度向石油和天然氣轉(zhuǎn)移。例如，北京燕山石化公司前進化工廠引進的10萬噸規(guī)模的脫烷基制苯裝置投產(chǎn)后，改變了一直依賴鋼鐵工業(yè)焦油回收制苯的局面。丁醇和辛醇的生產(chǎn)，過去采用糧食發(fā)酵的工藝，自從吉林化學(xué)公司引進5萬噸丙烯羰基化法裝置建成投產(chǎn)后，石油原料代替了糧食原料。

三是采用新工藝，逐步淘汰落后技術(shù)。

中國20世紀五六十年代建設(shè)的有機原料生產(chǎn)裝置，大部分是因陋就簡，逐步發(fā)展起來的，采用的工藝技術(shù)大都是三四十年代的水平。隨著七十年代大型裝置的引進和建成投產(chǎn)，逐步淘汰落后技術(shù)，采用新工藝生產(chǎn)有機原料。

60年代，全國30多套小型裝置采用氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，每年要用大量石灰和氯氣，總生產(chǎn)能力不過1.22萬噸，而且還造成嚴重的環(huán)境污染。北京燕山石化公司前進化工廠和遼陽石油化纖公司引進的兩套環(huán)氧乙烷、乙二醇生產(chǎn)裝置是以乙烯為原料，分別采用氧氣法和空氣法制環(huán)氧乙烷，進而水合成乙二醇。這兩套裝置采用新工藝代替了舊的氯醇法，技術(shù)先進，生產(chǎn)能力達到10.4萬噸。

上海石油化工總廠從聯(lián)邦德國引進的乙烯直接氧化制乙醛的新技術(shù)，要比國內(nèi)電石乙炔法或糧食酒精再氧化法的技術(shù)經(jīng)濟指標先進得多。此外，有些單位還對二甲苯臨氫異構(gòu)化、甲苯歧化制苯和二甲苯、二甲苯吸附分離等工藝過程，開展了研究。

總之，70年代引進的一批技術(shù)先進的大型有機原料成套裝置的建成投產(chǎn)，在很大程度上改變了中國有機原料技術(shù)落后的面貌，經(jīng)濟上增加了效益，技術(shù)上縮短了與世界先進水平的差距。

3．有機原料工業(yè)的技術(shù)進步

經(jīng)過30年的生產(chǎn)、建設(shè)，中國以石油和天然氣為原料的有機原料工業(yè)已初具規(guī)模，但是基礎(chǔ)仍很薄弱，特別是工藝技術(shù)還很落后。如蓄熱爐裂解制乙烯、磺化法生產(chǎn)苯酚、硫酸法生產(chǎn)乙醇等工藝技術(shù)，不僅流程長、設(shè)備多、腐蝕性大、“三廢”污染嚴重，而且經(jīng)濟效益差，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)。即使國內(nèi)70年代引進的裝置，包括尚在興建的70年代后期引進的裝置，與80年代國外技術(shù)水平相比，也有了不小的差距。例如乙二醇生產(chǎn)工藝，國外由于采用新型催化劑和改進工藝，乙烯和氧氣的消耗定額比北京燕山石化公司前進化工廠的裝置分別低10％和20％。因此，必須及時對引進裝置進行技術(shù)改造，用自己開發(fā)的或國外的先進技術(shù)改造國內(nèi)的老企業(yè)、老裝置，才能使中國的有機化工原料生產(chǎn)技術(shù)逐步跨入國際先進行列。

60年代初，蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠廠從蘇聯(lián)引進方箱爐裂解乙烯裝置和乙苯脫氫制苯乙烯裝置。60年代中后期，該公司石油化工廠從聯(lián)邦德國引進砂子爐裂解乙烯裝置。這些裝置投產(chǎn)以來，工廠先后進行了多次技術(shù)改造。

1965年，蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠廠將乙烯裝置中裂解氣分離的中壓油吸收改為深冷分離，在利用原有塔系的基礎(chǔ)上，增加了兩臺管式爐和一些壓縮機、冷凍機等，使乙烯年生產(chǎn)能力從5000噸提高到2.2萬噸。1972年又對方箱爐進行改造，采取拆除預(yù)熱段和裂解段間部分擋墻，擴大燃料管徑，增加預(yù)熱器等措施，使乙烯實際產(chǎn)量達到了設(shè)計水平。

1965年，蘭州化學(xué)工業(yè)公司石油化工廠從聯(lián)邦德國引進了年產(chǎn)3.6萬噸乙烯的砂子爐裝置。當(dāng)時在世界上采用砂子爐裂解制乙烯的技術(shù)尚欠成熟，所以一開始就在裂解原料上遇到問題，后決定裂解原料由原油改為一級閃蒸油。1969年初，裝置投油試車后，又發(fā)現(xiàn)存在許多技術(shù)問題。為此，該廠重點對冷卻回收系統(tǒng)以及裂解反應(yīng)系統(tǒng)作了一系列技術(shù)改進。到1975年，這套裝置的乙烯產(chǎn)量才達到設(shè)計水平。之后，在錦西化工機械廠、蘭州化工機械廠、蘭州化學(xué)工業(yè)公司機械研究所等單位的共同努力下，又自行設(shè)計制造了一套年產(chǎn)3.6萬噸乙烯的同類裝置。

蘭州化學(xué)工業(yè)公司石油化工廠的固定床氨氧化制丙烯腈裝置，也是1965年從聯(lián)邦德國引進的，并于1970年投產(chǎn)。盡管這套裝置的工藝技術(shù)比較成熟，但仍有許多欠缺。為此，石油化工廠先后對最終精餾塔、萃取精餾塔、氰醇殘渣處理等工藝過程進行了改進，并且對生產(chǎn)中自聚物的處理摸索到簡易可行的方法。這套裝置在引進的第一批催化劑卸裝后，便改用國內(nèi)自己開發(fā)的催化劑。由于催化劑的不斷改進，致使這套裝置的丙烯腈單程收率從原來的60％提高到70％左右。

利用國內(nèi)自己的技術(shù)建成的上海高橋化工廠，于1969年、1973年和1979年先后三次對乙苯和苯乙烯裝置進行了技術(shù)改造，使乙苯和苯乙烯的年生產(chǎn)能力分別提高到2.5萬噸和1.7萬噸。此外，該廠于1970年還將乙烯裝置中的中壓油吸收改為深冷分離，原料使用范圍擴大到液態(tài)烴和輕油，使原料處理量從6750噸提高到了2萬噸。

為了把技術(shù)改造工作引向深入，進一步提高現(xiàn)有裝置的生產(chǎn)能力，在1983年4月召開的全國化工行業(yè)技術(shù)改造規(guī)劃座談會上，確定了基本有機原料行業(yè)技術(shù)改造的方向和原則。①對于不適應(yīng)當(dāng)前和今后原料路線的品種要逐步改變其原料路線。例如苯酐的生產(chǎn)，應(yīng)由原料萘逐步轉(zhuǎn)向鄰二甲苯。對那些非常落后而又很難改造的工藝技術(shù)，如氯醇法生產(chǎn)乙二醇、磺化法生產(chǎn)苯酚等，要逐步淘汰。②逐步改變有機原料生產(chǎn)規(guī)模小而分散的狀態(tài)，實現(xiàn)基本有機原料集中生產(chǎn)。③在消化、吸收引進技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用本國的科研成果和成熟的新技術(shù)，改造現(xiàn)有企業(yè)。④搞好資源綜合利用，完善加工配套，提高經(jīng)濟效益。⑤引進國內(nèi)急需而科研基礎(chǔ)又較差的技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備。⑥大力開展節(jié)能工作，充分回收反應(yīng)熱、物料余熱、壓力能和低品位熱能，并加以合理利用。

根據(jù)已經(jīng)確定的技術(shù)改造方向和原則，有機化工原料主要產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的具體改造內(nèi)容是：乙烯、丙烯的生產(chǎn)，要淘汰蓄熱爐和砂子爐，將蘭化公司石油化工廠的砂子爐改造為毫秒裂解爐型，對70年代引進的管式爐在降低能耗方面也要作相應(yīng)的改造；乙二醇的生產(chǎn)，要淘汰落后的氯醇法生產(chǎn)工藝，將遼陽石油化纖公司的空氣氧化法生產(chǎn)工藝改為氧氣氧化法，北京燕山石化公司前進化工廠的氧氣氧化法生產(chǎn)工藝更換新型催化劑；苯酚的生產(chǎn)，要淘汰磺化法生產(chǎn)工藝，采用和完善異丙苯法工藝生產(chǎn)苯酚產(chǎn)品，并采取措施降低苯酚生產(chǎn)過程中的含酚污水量。此外，還考慮要引進甲醇羰基化制醋酸、鄰二甲苯氧化制苯酐成套裝置，來改造現(xiàn)有的醋酸和苯酐的落后生產(chǎn)技術(shù)。