張來勇　國產大乙烯領軍人

高妍　喬占衛

科學家發現未知之事，工程師創造未有之物，前者重于“發現”，后者側重“實現”，“發現”可以天馬行空，而“實現”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”）首席技術專家張來勇長期扎根技術研發與成果轉化、工藝設計和工程建設一線，或面向經濟社會發展，或聚焦國家戰略需求，帶領寰球工程乙烯創新與工程應用團隊完成了一次又一次的工程“實現”，為我國乙烯為龍頭的石油化工和煤化工關鍵成套技術研發、應用、設計和項目管理做出了重大貢獻。

立足社會需求

持續創新助力乙烯從0到N

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

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

“上世紀80年代，工藝技術、重要裝備甚至工程設計都靠引進，到了90年代，引進就逐步縮減到基礎設計，詳細設計基本上由自己做了。”張來勇認為，這種變化來自于引進過程中的逐步消化和學習，以及自身能力的提升。1990年，張來勇作為國家第一批聯合工作和培養人員被派往意大利，“去熟悉國際上的工作方式，包括設計理念”。

再到后來，隨著我國自身基礎能力和技術設計能力的增強，“我們陸續開發小規模裂解技術、分離技術，同時在國家和相關部門組織下，開始與制造企業一起摸索研究，實現了小型裂解爐等關鍵裝備的國產化。”遺憾的是，乙烯成套技術尤其是大型乙烯的成套技術國產化始終沒有突破，直到2008年。

這一年，我國成為世界第二大乙烯消費國。但是，當時的當量自給率僅38%，60%以上的乙烯產品依賴進口，擴大乙烯產能迫在眉睫。經過深入調研、反復論證，中石油決定：設立“大型乙烯裝置工業化成套技術開發”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，對乙烯成套技術和關鍵設備的國產化進行攻關。

此時已成長為總工程師的張來勇，擔任項目長，帶領團隊開始了漫長的攻關。“如何給國家和集團交一份圓滿的答卷，給大慶石化交付一套技術先進的裝置？雖然我們很有信心，但還是有很大壓力，畢竟沒有先例和經驗。”更為重要的是要想順利投產，不僅要考慮技術和工藝設計，更要研究如何將技術成果轉化為實際的產品，要考慮生產的各個環節，要經過復雜的工程設計和工程擴大化，“只要不投入生產，就不敢松勁兒”。

弦一繃就是5年。在這期間，張來勇和團隊又牽頭承擔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、關鍵裝備研發及示范應用”，同步推進。最終，張來勇及團隊不辱使命。2012年10月，大慶乙烯一次開車成功，比原計劃提前一年，鑒定認為各項指標都達到國際先進水平，部分關鍵指標甚至達到國際領先水平。

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

前進的腳步依然鏗鏘。“二期目標主要有兩個，一是對一期成果應用推廣，使科技成果真正轉化為生產力；二是適應市場發展與煉化業務進步，擴大乙烯原料范圍，鞏固技術優勢。”張來勇介紹。

2017年，中石油設立“大型乙烯關鍵技術升級與工業應用”重大科技專項（大乙烯二期），歷時5年深耕和研發，實現了乙烯原料由石腦油到氣體原料、重質液體原料、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余項技術成果，實現了中國石油乙烯技術“從有到強”的跨越。

其中，百萬噸級乙烷裂解制乙烯成套技術已成功應用于長慶、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，實現了乙烷制乙烯領域“零的突破”，乙烯綜合收率高達83%，噸乙烯綜合能耗分別為311.9和319.7千克標油，充分體現出乙烯收率高、流程短、能耗低、投資省的特點，鑒定認為達到國際先進水平。投產后一年，兩套乙烷制乙烯已實現利潤20多億元。同時，適應多種液體原料的年產150萬噸乙烯成套技術也已應用于廣東石化年產120萬噸乙烯裝置，即將投產。

面向國家需要

解決復雜巨系統工程難題

技術創新永無止境。如果說社會需求是推動技術發展的第一動力，那么國家需要就是技術創新的最強有力召喚。

大乙烯一期、二期通過持續創新推進大乙烯國產化、原料多元化、裝置大型化，是面向經濟社會發展主戰場，服務民生需求，“年產400萬噸煤間接液化成套技術創新開發及產業化”重大項目（以下簡稱400萬噸煤制油項目）則是聚焦國家戰略需求，在戰略必爭領域補短板、強能力。

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%。盡管煤炭占比持續下降，但鑒于可再生能源短期內難以大規模替代傳統化石能源，在未來一段時間，煤炭仍將是我國能源供應的“壓艙石”。因此，積極穩妥的發展煤制油，是保障國家能源安全的戰略性舉措，400萬噸煤制油項目就是在這一背景下建設。

這是一個典型的復雜巨系統工程，大部分困難都源于復雜二字。作為全球單體規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、156個系統組成，工藝管道總長度達3728公里的復雜巨系統。單動靜設備就有1.3萬余臺（套），更別提11萬臺儀表設備、15萬臺電器設備、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、系統集成及工程放大技術難題之復雜、繁瑣難以想象。張來勇帶領的寰球工程團隊所解決的，正是復雜系統的工程放大和系統優化集成。

復雜巨系統工程的研發推進，往往涉及多單位、多部門的協同作戰，這種復雜性體現在多個層面的管理與協同上——技術開發過程中，在解決自身多專業協調的同時，還要處理好寰球團隊與合作單位包括業主單位、技術創新單位、設備制造單位、生產企業與用戶等的關系；在創新成果轉化和應用過程中，需要創新團隊和工程團隊之間的協同配合，要把技術要求轉化為工程的語言，也就是圖紙，讓制造企業知道怎么做、施工企業知道怎么安裝，更要讓生產企業知道如何操作；到了施工現場，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。

幾年攻關，張來勇帶領團隊在無可借鑒經驗的情況下，完成了“煤氣化裝置各單元系統集成研究”等46項專題研究，突破了工程技術放大、系統集成和優化等關鍵工程建設難題，為全系統集成和能效提升提供了技術支撐，成功保證了國產煤炭間接液化成套技術的工業應用。項目最終形成的自主化、規模化、標準化、模塊化系列成套技術，使我國有能力在應急狀態下，迅速復制多套400萬噸或更大規模的煤制油裝置，具備了億噸級戰略供應能力，提升了國家能源安全戰略保障能力。

2016年12月，項目在國能集團寧夏煤業建成投產，一直關心、牽掛這一項目的習近平總書記發來賀信，指出“這一重大項目建成投產，對增強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展方式的有益探索，也是實施創新驅動發展戰略的重要成果。”

超前部署

為綠色煉化“計深遠”

截至目前，中石油自主乙烯成套技術已應用于17套新建、改擴建乙烯裝置，總產能達900萬噸/年。其中帶強化傳熱爐管的裂解爐在清焦周期、熱效率等關鍵指標方面都超過了同類技術，分離技術中的乙烯回收率遠高于同類技術，在為公司創造超過200億元業務收入的同時，還憑借產品量增加、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勢，取代了國外傳統優勢企業的爐管，同步帶動了上下游數千億元產值，對拉動產業升級、推動石化行業及裝備制造業技術進步起到了重要作用。

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

張來勇認為，國家的鼓勵至關重要，“創新是一個充滿風險的過程，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。”而國家鼓勵科技創新的政策，會形成創新的市場和良好氛圍，這都會成為個人創新的力量源泉。同時，“國家需求是科技人員創新的一種支撐，有需求才有解決問題的環境，科技人員也就有了解決問題的激情與渴望。”

集團與公司的支持主要體現在對技術創新的堅持。幾十年來，寰球的戰略理念幾經調整，但始終將技術創新放在第一位。正是中石油的強有力支持、寰球的堅持和敢于擔當、生產企業的勇于冒險，為創新技術提供了驗證試驗的平臺和機會，解決了技術落地的最后一公里難題。

團隊的奉獻更為切實。張來勇說，寰球擁有一支持續變化的團隊。這種變化，不僅體現在團隊技術水平與工程能力的提升，更體現在團隊成員的迭代與更新。從上世紀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，寰球工程乙烯團隊也伴隨乙烯國產化的征程實現了三代核心團隊的傳承，老中青相結合實現了技術的傳承和可持續發展。到目前為止，寰球工程已經建立起了一支300余人的年齡梯隊合理、多專業協作，覆蓋技術開發、工程設計、建設運營全過程的乙烯創新和工程應用團隊。

以上種種，無一不是寰球能夠走到今天，擁有五大領航技術和200多項技術、800多件專利、約100件工法的關鍵所在，無一不是其榮獲10多項國家科技進步獎、中國石油科學技術進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備。

面對我國成品油消費趨緩而新材料消費需求旺盛的現狀，煉化行業在積極調整結構，“減油增化”已經成為主流發展趨勢。近年，生態文明建設持續推進、“雙碳”戰略加速落地等多重背景因素的影響之下，煉化行業更加期待以節能降耗、提質減碳為核心目標的先進理念與技術的出現。

如何破題，張來勇把主意打到了裂解爐燃料上。“一套乙烯裝置的能量消耗約3/4在裂解爐，碳排放也是，所以關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。”

張來勇算了一筆賬，以120萬噸乙烯裝置為例，與傳統石腦油等原料相比，采用乙烷為原料裂解，一年可節能30萬噸標油、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。“這是我們未來5年甚至更長一段時間要去解決的問題，也是乙烯三期攻關要解決的問題。”

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