中国早期合成氨工业发展历程(二)

科技   2024-11-17 09:40   上海  

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中华人民共和国成立后恢复时期

(一)恢复老厂

大连解放以后,满洲化学工业株式会社更名为大连化学厂,是中华人民共和国成立后重点恢复的工业企业之一。人民政府派出领导干部,集中一批技术骨干力量,发动工人群众,克服了重重困难,修复了技术难度较大的空气分离、氢气分离和合成氨等生产装置,仅用约一年半的时间就完成了预计三年才能完成的任务。19516月,大连化学厂全面恢复了合成氨、硫酸、硫铵等生产,首战告捷。接着,在改建、扩建中,又进一步发挥技术人员和工人的聪明才智,胜利地完成了任务。厂主任工程师章用中组织设计人员较好地编制了全厂改建、扩建工程设计。工程师翁思麟、郑明涛、钱振亚等负责空气分离和氢气分离装置的设计,克服了技术上和材料上许多困难,提前完成了任务。工程师贺兆祥等负责稀硝酸装置的新建工作,从设计到投产只花了11个月时间,生产出来的硝酸有力地支援了当时的军工生产。工程师翁盛光、魏立藩、郁祖梧等人和老工人密切配合,设计并试制成功2400马力(1.76×106瓦)的高压氮气压缩机,解决了扩大生产能力必需的关键设备,并开创了我国自制高压化工机械的先例。工程师范柏林、吴子炉等为工厂的持续、稳定生产作出了一定成绩。老钳工董作财、金光秀等经验丰富、技术精湛,积极修复安装了高压压缩机、高压齿轮泵和高速鼓风机等大型、精密度高的机械,解决了生产的急需。

永利化学工业公司铔厂在中华人民共和国成立后也很快恢复了生机。1951年,试制成功合成氨用的催化剂。1952年公私合营后改名永利化学工业公司宁厂(简称永利宁厂,后改名南京化学工业公司氮肥厂),生产进一步发展,并开始扩建。在扩建中,总工程师姜圣阶,工程师赵元凯、黄力行等起了较大作用。1954年,试制出固定层煤气发生炉和高压循环气压缩机。1956年,在总工程师姜圣阶的指导下,铁工车间(后改为南京化学工业公司化工机械厂)试验成功多层包扎式320千克力/厘米231.4兆帕)氨合成塔。20世纪50年代中期,为保证钢铁生产所需的焦炭,原来使用焦炭作原料的合成氨生产不得不寻找新的造气原料。永利宁厂用无烟块煤代替焦炭制取合成氨原料气的试烧获得成功,制定出工艺条件和操作方法,为利用我国比较丰富的无烟煤资源、扩大氮肥原料来源和加快发展氮肥工业创造了条件。

(二)从前苏联引进

在不断扩建大连化学厂和永利宁厂的同时,从前苏联引进了成套氮肥装置,建设吉林、兰州和太原三个化工区的化肥厂,规模为年产5万吨合成氨配9万吨硝铵。1957年,吉林化学工业公司化肥厂首先建成投产,兰州、太原两厂相继于1958年、1961年全面投入生产。

从这三套前苏联引进装置的建设过程中,较为完整地学到了大型化工厂的建设经验,以及较为先进的设计、施工与生产技术。其次是学习了企业的计划管理、技术管理和经济核算等一系列管理制度。同时,也培养了一批技术人员和管理人员。这些都为今后合成氨工业及化学工业的其他行业发展打下了良好的基础。


自力更生发展中型氮肥厂

(一)建设四川化工厂

1956年,化工部化工设计院自行设计年产7.5万吨合成氨装置,建设四川化工厂。在设计过程中,对永利宁厂和吉林化肥厂的设计进行了研究、分析,结合我国国情,吸收了两厂的优点,编制出初步设计。在总图布置方面,一方面学习苏联考虑厂区安全和留有扩建余地的设计思想;另一方面,也改变了厂区过大、车间布置松散的缺陷,合理地划分了界区,调整了车间布置,使占地面积比吉林化肥厂减少近50%,少占了农田,节约了投资。在工艺方面,从本地资源特点出发,采用永利宁厂的焦炭固定层煤气发生炉,代替吉林化肥厂的劣质烟煤沸腾层气化炉;采用前苏联立式变换炉和国产的耐硫变换催化剂,强化了变换炉的生产;选用捷克斯洛伐克的2 SLK往复式高压压缩机代替前苏联1Г1661Г 266往复式高压压缩机,适应了当时国内制造水平,并有利于维修操作;采用永利宁厂130大气压(131.7帕)醋酸铜氨液净化技术代替苏联320大气压(324.24兆帕)碳酸铜氨液净化方法,缩短了工艺流程,提高了净化效率;采用单合成塔系列,取消前苏联氨合成塔系统中的精制塔,减少了高压设备和高压管线,有效地降低了能耗,节省了投资。四川化工厂的建成投产(见图1-2),标志着我国已经基本具备自力更生建设氮肥厂的能力。

为适应各省、市发展氮肥生产的需要,1958年化工部氮肥设计院根据四川化工厂的生产建设经验,以及永利宁厂以无烟煤制取合成氨原料气的工业化数据和生产经验,编制了年产5万吨合成氨的定型设计,建设投资和生产成本都比吉林化肥厂、四川化工厂有所降低。

1-2  1956年国内设计建设的首个中型化肥厂四川化工厂


(二)自己设计、自己制造设备、自己施工建设的新阶段

19613月,党中央决定把加快氮肥厂的建设列为工业支援农业的重要任务,由中央化肥小组加强对氮肥工业建设的领导。19614月,陈云副总理在杭州主持召开了化肥座谈会,对氮肥厂的建设规模和建设部署作了具体安排:由机械制造部门生产氮肥设备,成套供应;由化工部门组织安排建设。化工部协同浙江省、上海市和广东省,集中力量,首先抓好衢州化工厂合成氨分厂(见图1-3,后改名为衢州化学工业公司合成氨厂)、吴泾化工厂和广州氮肥厂的建设。化工部定期派出由领导干部和有设备制造、施工安装经验的技术人员组成的工作组,分赴设备制造厂和施工现场协助解决有关问题,对加快建设速度和保证设备、施工质量起了较好作用。这三个厂大规模施工时,正是我国国民经济比较困难的时期,但广大职工经受了考验,在实际工作中,不仅学到了本领,而且培养了艰苦奋斗、勇挑重担的优良作风。

1-3  年产合成氨5万吨浙江衢州化工厂合成氨车间施工工地(1961年)


 这三个厂的建成投产,标志着我国氮肥工业进入了自己设计、自己制造设备(见1-4)、自己施工建设的新阶段。继衢州化工厂合成氨分厂等三个厂投产后,1965年河南开封化肥厂、云南解放军化肥厂、河北石家庄化肥厂、安徽淮南化肥厂和贵州剑江化肥厂陆续投产。

 1-4  合成车间红旗牌高压压缩机


北京化工实验厂是化学工业部为开发和推广新技术而建立的示范厂。这个厂的第一期工程为年产合成氨1万吨,配碳铵4万吨。采用碳化法合成氨流程制碳酸氢铵工艺(以下简称碳化法工艺),于1959年建成投产。 1965年年底,全国投产的中型氮肥厂共有15个。各企业根据化学工业部的意见,对合成氨主要设备压缩机、合成塔、铜洗塔等普遍进行了挖潜改造,扩大了生产能力,使合成氨年产量达到130万吨以上,比1957年增加了7.5倍,不少厂的产量都超过了原设计能力。氮肥厂的职工由1957年的1.2万人增加到1965年的9.8万人。

(三)引进西方技术

随着国内和国际形势的变化,以及西方国家的合成氨技术新的发展,国家决定动用当时十分宝贵的外汇,从西方引进化工生产技术。19641966年期间,建设了四川泸州天然气化工厂,其合成氨装置从英国引进,采用天然气加压蒸汽转化法制合成氨原料气,年产氨10万吨;其尿素装置从荷兰引进,采用溶液全循环法,年产尿素16万吨。1965年,陕西兴平化肥厂开始建设从意大利引进的年产5万吨合成氨重油加压部分氧化法装置,国内与之配套的一部分合成氨生产装置和硝酸、硝铵生产系统,也于1970年相继建成投产。

(四)开发氮肥生产新工艺

1964年年底,化学工业部第一设计院总工程师陈冠荣、副总工程师黄鸿宁等提出以煤为原料,采用三催化剂(氧化锌脱硫剂、低温变换催化剂和甲烷化催化剂)净化流程制合成氨的设计方案(见图1-5),得到化学工业部领导的重视。经研究认为,采用这种流程建厂,与衢州、吴泾、广州三个氮肥厂所采用的流程相比,占地面积可减少一半,生产车间投资可节省300万元人民币,每吨氨的生产成本可降低19元。于是,在国家计委的支持下,化学工业部于1965年春组织有关单位攻关会战。由中国科学院大连化学物理研究所负责两种催化剂和一种脱硫剂的配方及配备方法的试验,由上海化工研究院负责1升原粒度催化剂和脱硫剂的试验,由北京化工实验厂负责200升催化剂的试验,由南京化学工业公司催化剂厂承担催化剂的试制和生产。当年内先后确定了甲烷化催化剂、氧化锌脱硫剂和低温变换催化剂的配方,196512月即完成了试制工作。19661月,北京化工实验厂和化学工业部第一设计院的有关工程技术人员在实验厂总工程师范柏林的组织下,进行了这一净化流程制合成氨的中间试验,经过三个月的生产考核,证明催化剂性能良好、工艺技术条件符合设计院提出的指标。196610月,采用三催化剂净化流程制合成氨试点的石家庄化肥厂三期扩建工程竣工投产。在生产中,黄鸿宁同工厂的技术人员和工人一起还陆续解决了脱硫工艺,塔设备腐蚀,透平式循环压缩机和热水泵的材质、结构等关键技术问题,完善了净化工艺条件,取得了工业化生产成果。1978年,合成氨三催化剂净化流程获全国科学大会奖。

1-5  1965年开发三触媒新技术在石家庄化肥厂首先工业化


 这一新工艺的成功,是先进的大型化学工程技术联合开发成功的范例,增强了广大技术人员自力更生开发和建设氮肥工业的信心。此后,陆续取得了一些新的成果。如含10%烯烃延迟焦化干气蒸汽转化法制合成氨、焦炉气蒸汽转化法制合成气、炼厂气催化部分氧化法制合成氨等。1978年,全国投产的中型厂由1965年的15个增加到50个,当年合成氨产量319万吨,比1965年增长近1.5倍。

1978年以后,中型氮肥厂通过填平补齐,挖潜改造,扩大了生产能力。投资少,见效快。吉林化学工业公司化肥厂经过几次扩建,到1966年,合成氨年生产能力达到了30万吨,为原设计能力的6倍。工厂分两期扩建,第一期扩建吨氨投资为508元、第二期为827元,比当时建设新厂的投资降低1/51/2。兰州化学工业公司化肥厂在第三次扩建时,合成氨年生产能力由16万吨扩大到25万吨,吨氨投资500元左右。中型氮肥厂由1978年的50个增加到1983年的56个,企业数量增加不多,但产量增长较快。这主要是通过挖潜改造取得的。




                              

                                             转载自《中国化工通史》

        

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