从中国第一套硫酸装置到国内一流电子级硫酸装置,它再次踏上焕新之路——
88岁“老伙计”的第五次转型
▲88岁“老装置”第五次转型后,将结束“露天”状态,“进入”室内,以更好满足电子级硫酸生产对纯度和洁净度的要求。
▲1936年建成的永利化学工业公司铔厂硫酸装置,也是中国第一套硫酸装置。
一边是年产50万吨工业硫酸的2号、3号硫酸生产装置,一边是正在安装设备、即将改造完成的原1号硫酸生产装置、现“电子级硫酸装置”。
12月21日,冬至。南京的最低气温来到-2℃,但中国石化集团南京化学工业有限公司生产区内,却一片忙碌、“热气腾腾”。
“电子级硫酸又称高纯硫酸、超纯硫酸,是集成电路工业常用的八大化学试剂之一,在芯片生产过程中必不可少。电子级硫酸装置,是南化公司转型升级的标志性项目,预计明年一季度即可试生产,为市场稳定提供国产化替代产品。”南化公司环己酮部经理助理、电子级硫酸装置项目负责人陈斌说,这套装置最早可追溯到1936年建成的永利化学工业公司铔厂硫酸装置,也是中国第一套硫酸装置,到如今已有88年的历史。
历经近百年,创新之魂永存。因地制宜发展新质生产力,传统产业里的“老装置”,正在创新中不断焕发新的活力。
“我和它的岁数差不多,
但这位‘老伙计’现在比我年轻!”
说起硫酸装置这位“老伙计”的故事,今年89岁,曾任南化公司总经理、中国硫酸工业协会副会长的郭克礼如数家珍。
他说,1934年,“中国民族化工业之父”、被毛泽东同志评价“工业先导,功在中华”的范旭东先生,在南京创办“远东第一大厂”——永利铔厂。这里,诞生了35项“中国化工之最”,是中国化学工业的“摇篮”,也是南化公司的前身。1936年,永利铔厂硫酸装置建成,次年生产出我国第一批硫酸产品。
1949年4月21日,代理厂长赵显斋和地下党员王克武等人打开紧闭的厂门,把解放军迎进工厂,包括硫酸装置在内的生产设备迎来新生。新中国成立后,百废待兴,被称为“工业之母”的硫酸需求量激增,这套硫酸装置开启了第一次转型升级——扩产能,计划从年产4万吨扩大到8万吨。
产能突破不会一帆风顺。郭克礼回忆说,在开发“放大版”燃烧炉时,出现温度过高便易烧结情况,经常导致设备运转故障。“当时的炉长吴修伏凭借多年积累的经验,慢慢摸索出一套操作技巧,成功解决了这一难题。”
创新之路,永不止步。1956年,南化公司成功开发出新一代制酸技术,硫酸装置实现第二次转型升级。“这次技术进步,降低了硫酸生产成本,提升了硫酸产量,在中国硫酸工业发展史上具有重大意义。”郭克礼说。
时间来到1988年,南化公司从当时的西德鲁奇公司引进先进技术,升级改造年产20万吨的硫酸装置系统,建成了当时国内最大的硫铁矿制酸系统,最高日产量达到650吨。郭克礼说,这是第三次转型升级,缩短了国内外硫酸生产的技术差距,打通了与世界工业强国进行技术交流的渠道,进一步提升了国内硫酸工业的整体水平。
一次次转型升级,一次次促进经济社会发展。“我和它的岁数差不多,但这位‘老伙计’现在比我年轻!”郭克礼说。
随着绿色环保理念逐渐深入人心,特别是进入21世纪后,硫酸生产因污染问题面临巨大考验。
“早前,一天工作下来必须洗把澡,不然就是‘一身红’。”南化公司2号、3号硫酸装置生产经理江浩对此记忆犹新。
直面挑战,再次启动转型之路。自2002年起,南化公司先后升级改造三套硫黄制酸装置,淘汰了原有的硫铁矿制酸系统,实现了硫酸环保生产、文明生产、低耗生产的新局面。“第四次转型升级,让环保与发展实现‘双向奔赴’。”江浩说。
“为了电子级硫酸的国产化,
88岁‘老伙计’开始第五次转型”
88岁“老装置”,见证中国化学工业发展历程;传统产业,如何跟上时代发展的步伐、转型升级再出发?南化公司将目光再次锁定在“看家本领”硫酸上。
毕业于中国科学技术大学的“80后”工程师季峰崎,现任南化公司研究院高端化学品和材料研发中心副主任。经过调研,他发现,近年来,我国半导体产业加速崛起,对电子级硫酸的需求量快速增长,预计到2025年将达到20万吨。集成电路产业是我国的战略性、基础性和先导性产业,关系国家安全和中国式现代化进程,生产电子级硫酸,市场前景广阔,并对提升集成电路产业链供应链安全稳定水平,具有重要意义。
然而,这也是季峰崎的“心酸”之处。“我国虽是硫酸生产大国,但最高端的电子级硫酸仍依赖国外品牌。目前,全球电子级硫酸重点企业包括德国巴斯夫、日本三菱化学、美国艾万拓等,国内能生产的企业屈指可数,且规模普遍较小、产量不稳定。”他说。
国产化替代之路,道阻且长。“为了一滴酸‘点硅成芯’,为了电子级硫酸的国产化,88岁‘老伙计’开始第五次转型升级。”季峰崎说。
作为公司技术研发骨干,季峰崎带着5人团队展开了专项攻关。他说,虽然都叫“硫酸”,但工业级硫酸生产是传统石化产业,电子级硫酸生产是电子化学品产业,两者之间从设备建设、工艺流程到生产理念等多方面,都存在巨大的差异。
如何迈过这道“鸿沟”、实现跨越式发展,对88岁的“老伙计”和“80后”季峰崎带领的年轻团队,都是巨大考验。
技术突破是关键!通过深入研究,南化公司决定采用蒸发提纯法生产,将工业级发烟硫酸蒸发纯化,再依次采用常温吸收和常温脱气后,经过滤得到电子级硫酸产品。目前,国内外电子级硫酸的制备工序中,纯化技术是生产的关键,对处理设备及材质、对容器和环境都有严苛的要求。
“老伙计”向“新”而行,在设备改造中“提升自我”,产品纯度和洁净度保障能力不断增强。年轻的团队也在不断学习,他们“钻”进专业书籍和科技期刊中,“泡”在实验室和设备安装调试间,从“零”学起电子行业知识,并与下游用户、半导体行业企业深度交流,一步步消化吸收、创新设计、提升工艺、推动转型。
“从传统化工产业的能效理念,转变成电子化学品产业的洁净理念,是这次转型升级的‘胜负手’。”季峰崎说,他们正在与88岁“老伙计”一起,坚定走在“焕新”之路上。
“以前只在厂史馆了解过它,
现在每天和它面对面一起焕新成长”
占地约1.5亩的电子级硫酸装置现场,厂房内的主设备已经建设完成。为了防止异物和灰尘进入,静置其中等待安装的设备、容器和管线都被裹上了厚厚的白色透明薄膜。
换上洁净鞋,在第一更衣室脱掉外衣,放下手机、手表等物品后,“90后”小伙、环己酮资深操作人员叶晓雨进入第二更衣室,再穿上洁净服、洁净鞋套,戴上口罩、帽子、手套,“全副武装”地进入缓冲间,通过风淋进行全方位吹扫。
这是叶晓雨每次进入封闭的洁净室前必走的“净化”流程。“生产全程,我们严禁使用香水,更不能打喷嚏,以此实现清洁度管理,竭力避免一丝污染源。”叶晓雨告诉记者。
叶晓雨进公司已有13个年头,之前从没接触过电子级硫酸生产,但清楚88岁“老伙计”的悠久历史和不凡成就。他说:“以前只在厂史馆了解过它,现在每天和它面对面一起焕新成长。”
“现在的它,和我想象中的完全不一样。”他形象地说,传统化工生产,只需要穿戴好劳保装备,吃的是“粗粮”;而电子级硫酸生产全程高标准、严要求,穿戴更像实验室里的科学家,吃的是“细粮”。
今年5月,南化公司精挑细选叶晓雨和其他20名技师、操作工骨干,展开脱产“特训”,为即将“上线”的电子级硫酸项目储备人才。
“芯片生产是在‘指甲盖’上建城市,电子级硫酸要在这座‘城市’里洒水做保洁,‘水质’必须清洁。电子级硫酸的纯度和洁净度,对芯片的成品率、电性能及可靠性有着重要影响,必须用‘苛刻’的标准来要求。”季峰崎为参训的员工讲课。他举例说,金属离子含量是检测硫酸纯度的一项关键指标,电子级硫酸要求每克含量低于百亿分之一。
参加“特训”的队伍中,有两名“00后”,都是刚入职不久的员工。祁昊出生于2002年,在学员中年龄最小,也是初次尝“酸”。
“电子级硫酸生产,技术升级是基础,生产工艺进步也很关键,这也是我们20多人参加长期‘特训’的重要意义,关键是培养提高清洁度的习惯。”祁昊告诉记者,比如,操作时他们要小心翼翼,呼气不能过重,避免产生空气震荡,对产品造成污染。
“老伙计”焕发新生,传统产业永葆“年轻态”。“我们正在不断学习、适应、探索,就是要将创新不止的精神传承下去,在未来转型升级中勇挑重担。”祁昊说。
“推动传统产业高端化智能化绿色化发展,让老树发新芽、长新枝”
祁昊和叶晓雨参加“特训”的洁净室,位于电子级硫酸装置的二层。
每次来洁净室实训,他们都能看到,装置建设现场,头戴SINOPEC(中国石化)标识红色安全帽、手臂上挂着黄色安全袖章的岗位员工,正在认真监护着吊装作业,一台台洁净工艺设备正被吊入厂房内准备安装。
“电子级硫酸装置建成投产后,将实现2万吨/年的产能,达到国内一流水平,公司也从传统石化产业正式迈入电子化学品产业。”季峰崎表示。
他说,目前,全球电子级硫酸生产技术及相关创新技术均为电子级硫酸生产企业所掌握,作为央企“国家队”,南化公司率先进行探索,将提升国内电子级硫酸生产技术水平,推动集成电路产业链供应链更加自主可控、稳定畅通、安全可靠。
“老伙计”转型再出发生产电子级硫酸,只是南化公司转型发展的第一步。季峰崎说,目前,该公司拥有硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠、合成氨、煤制氢等多套基础化学品装置,开发具有自主知识产权的高端电子级硫酸制备技术,为公司放大优势、布局未来,筑起扎实的根基。
“我们可以继续进军电子级硝酸、电子级盐酸、电子级氢氧化钠、电子级氨水、电子级氢气等电子化学品领域,形成较为完善的高端产业链,进而形成中石化电子级化学品生产基地。”季峰崎说,这有助于南化公司在高端电子级化学产品市场开拓中形成产业规模优势,为产业转型升级实现高质量发展奠定基础。
“发展新质生产力不是要忽视、放弃传统产业,传统产业不能当成‘低端产业’简单退出。”南京市社科院研究员、江苏省扬子江创新型城市研究院副理事长郑琼洁说,中国化工“摇篮”城市南京,正因地制宜,“用新技术改造提升传统产业,推动传统产业高端化、智能化、绿色化发展,让老树发新芽、长新枝”。
冬已至,春将来。明年,郭克礼将迎来自己90岁的生日,季峰崎、叶晓雨、祁昊等“80后”“90后”“00后”和他们的同事,将在89岁“老装置”里继续调整优化电子级硫酸生产工艺,让传统产业不断转型升级,让产业创新和科技创新在融合发展中生生不息。
图文:徐宁 郑瑞 陈斌
编辑:郑瑞
监审:张威