近日,全球單系列規模最大、年產40萬噸的丙烯腈裝置在鎮海煉化開車一次成功,標志著中國石化丙烯腈大型成套技術實現跨越式發展。這一里程碑式成果的達成,離不開中石化(上海)石油化工研究院有限公司(以下簡稱上海石油化工研究院)的核心技術支撐。丙烯腈是一種重要的化工原料,是合成纖維(像腈綸)、合成樹脂、合成橡膠的主要原料之一,與人類現代生活密切相關。回溯發展歷程,受限于丙烯腈的基本有機原料合成項目技術難度大,涉及面廣,我國丙烯腈技術與產品一度處于完全依賴進口的被動局面,嚴重制約了國內化工產業的自主發展。
歷經65載深耕,上海石油化工研究院以技術自主化為核心目標,在丙烯腈技術研發領域持續攻堅。從早期簡陋條件下的技術探索,到如今形成具有自主知識產權的S-ANT丙烯腈成套技術并成功實現工業化,上海石油化工研究院的科研團隊傾注了大量心血,推動我國石化工業逐步躋身全球技術領先行列,為國內化工產業鏈的自主可控奠定了堅實基礎。
“解決人民穿衣問題”
上世紀60年代,國內僅有少數研究單位從事石油煉制以及石油化工方面的開發研究。與此同時,國外發達國家的石油化學工業正以驚人的速度發展。為了趕上世界發展步伐,建立石油化工專業研究機構,培養科研隊伍,研制出具有國際水平的催化劑,是當務之急。1960年1月,中共上海市委召開上海科技工作會議決定籌建上海市石油化學研究所;同年5月,在黃浦江畔東塘路的兩間平房里,上海市石油化學研究所正式掛牌,成為上海市化工局直屬科研單位之一。這就是上海石油化工研究院的前身。
上海石油化工研究院剛建立之時,我國的糧食和棉花大幅減產,億萬人民不得不節衣縮食。這種情況牽動了中央和各級地方領導的心,上海市委遵循黨中央關于重點解決三年困難時期人民“吃、穿、用”問題的指示,急切發展合成纖維工業,解決糧棉爭地的問題。而當時我國石化工業基礎薄弱,丙烯晴這一重要工業原料完全依賴進口。為了打破技術封鎖,滿足國家經濟建設和人民生活需求,剛剛成立的上海石油化工研究院肩負起丙烯腈技術研發的重任。
當時,國際上丙烯晴生產技術被少數發達國家壟斷,國內既無成熟技術,也缺乏相關設備,科研人員面對的是一片空白。上海石油化工研究院以“解決人民穿衣問題”為使命,由關興亞院士等老一輩科學家開始了丙烯腈技術的研發和創新之路。他們手推平板車、肩扛氣體鋼瓶,在極其簡陋的科研條件下,開始了從無到有的挑戰。后來,關興亞成為我國丙烯腈催化劑及丙烯腈成套工藝技術的開拓者和奠基人,回憶當時的情景,他說:“當時國外的資料根本就沒有,就是摸索。”
自主創新填空白
從實驗室到工業化丙烯腈的核心生產技術是丙烯氨氧化生產工藝,這一工藝對催化劑、反應條件和設備要求極高。當時世界上只有一個公司采用丙烯氨氧化技術,因為這種技術的難度特別高。
研發初期,面對實驗室設備簡陋、科研經費有限的艱苦條件,關興亞帶頭立下“軍令狀”,要在1962年底前拿出中試裝置設計所需數據。當時上海石油化工研究院要解決兩方面的困難:一是催化劑;二是放大的問題,即如何從實驗室擴大到生產裝置。當時,課題組有一個不成文的規定,那就是凡是難度大的有危險性的工作,都是關興亞先來試“險”。比如,化學分析需要的各種不同濃度丙烯腈等有機毒物的配制,都由他親自動手進行。
術的創新并未止步。團隊成員不斷優化改進技術,開發系列MB型丙烯腈催化劑并成功應用。1999年,完成“5萬噸/年丙烯腈裝置工藝包”設計,并幫助齊魯石化順利實現丙烯腈裝置從2.5萬噸/年到4萬噸/年的擴能改造。2003年,幫助上海石化完成裝置從6萬噸/年到13萬噸/年的技術改造。
就這樣,關興亞帶領團隊經歷了56天的連續奮戰。“當時我們是沒有周末的,就是摸索。”關興亞說。整整56天里,他早中晚三班都在忙碌,對于家人來說就像一個“失蹤”的人。他不僅沒有回家,甚至連電話都沒時間打。最終在1962年11月拿到了年產60噸丙烯睛中試裝置設計所需的主要數據,完成固定床中試裝置試驗,奠定了工業化基礎。1964年,上海市科委推薦,以上海石油化工研究院科研成果“丙烯氨氧化制丙烯腈新工藝”為題,制作花車一輛,向新中國成立15周年獻禮。
21世紀初,上海石油化工研究院丙烯腈技術在催化劑、大型流化床反應器、急冷新工藝、丙烯腈分離技術、環保新技術等方面都取得了工業化應用成果,并在這些單項技術成果的基礎上,集成開發了新一代中國石化成套丙烯腈工藝技術,將大型丙烯腈成套技術推上新臺階。
他們在初創時期科研條件十分艱苦、技術力量薄弱的情況下,僅僅花了三年多時間,就啃下了石油化工技術領域里的一塊“硬骨頭”,填補了國內丙烯氨氧化技術的空白。1970年,高橋石化國內首套1000噸丙烯腈固定床生產裝置投產,邁出了我國丙烯氨氧化制丙烯腈技術工業化的第一步。
作為丙烯腈技術的核心,上海石油化工研究院在丙烯腈催化劑研發中不斷探索創新,開發的SANC系列催化劑在國內多家裝置實現應用,催化劑綜合性能達到世界領先水平。近年來,該催化劑成功出口海外,市場應用版圖不斷擴大,技術國際競爭力持續提升。
走向更廣闊舞臺
上海石油化工研究院丙烯晴技術的成功,離不開一代代科研人員的無私奉獻。關興亞院士帶領團隊發揚勇于探索的實踐精神,腳踏實地、刻苦鉆研,克服種種困難,使我國丙烯腈工業從無到有、生產規模從小到大、技術從弱到強,成為世界上少數幾個掌握丙烯氨氧化制丙烯腈成套技術的國家之一。如今,新一代丙烯腈技術研發團隊成員繼承優良傳統,在新時代新征程上不斷開拓創新,將丙烯腈技術推向更廣闊的舞臺。

●回望歲月,中國的丙烯腈研發之路充滿艱辛和自豪。供圖/上海石油化工研究院
截至目前,上海石油化工研究院丙烯晴技術累計獲國內外發明專利授權230余件,先后獲國家及省部級科技進步獎、技術發明獎14項,其中國家科技進步獎一等獎1項,國家科技進步獎二等獎2項,中國專利金獎1項,省部級科技進步一等獎5項,發明金獎2項。
從1960年到2025年,從研發丙烯腈成套技術到形成以石油化工催化劑及成套技術為特色的技術創新體系,上海石油化工研究院始終以推進中國石油化工技術進步、服務企業發展為己任,研究領域涵蓋了當前石油化工及煤化工產業鏈的主體技術,已成為我國石油化工產業發展的重要技術支撐力量。
上海石油化工研究院丙烯腈技術的研發歷程不僅展現了科研人員的智慧和勇氣,也見證了我國石化工業從無到有、從弱到強的崛起之路。如今,上海石油化工研究院仍在不斷突破創新,繼續為石化工業高質量發展貢獻力量。