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一块胶的故事

2021-11-17冯学军

中国石油石化 2021年20期
关键词:顺丁橡胶合成橡胶大会战

文/冯学军

中国“第一块胶”,凝聚着我国石油科研人和产业工人的智慧和汗水。

1966年9月30日,中国第一块合成顺丁橡胶诞生在英雄的城市锦州,诞生在锦州石油六厂(以下简称六厂)这个共和国的功勋企业里。到今年9月30日,正好55周年。

空白

20世纪20年代,《共产党宣言》的中文首译者陈望道先生(后任复旦大学校长)将妻弟——毕业于上海光华大学的蔡希陶先生推荐给胡先骕先生的北平静生生物调查所担任助理。从此,蔡希陶先生开始迷恋七彩云南的原始森林,在中国科学院的组织下,开创了中国天然橡胶的研究。

1961年4月13日,周恩来总理在西双版纳与缅甸总理会晤期间,专程接见了蔡希陶先生。周总理反复强调了发展橡胶事业的战略意义,中心话题就是希望蔡希陶先生能够尽快把橡胶林园搞起来。蔡希陶先生铭记周总理重托,潜心钻研,苦心耕种。无奈,受地理位置、气候条件的制约,天然橡胶的产量对于诺大的中国只是杯水车薪。

进入20世界30年代,世界上开始有了合成橡胶,被誉为“世界交通的基石”。1962年,世界合成橡胶消费量首次超过天然橡胶,并一直保持至今。

1958年11月14日,重庆长寿化工厂第一套氯丁橡胶装置建成投产,开始了中国工业化生产合成橡胶的历史。但因当时条件所限,无法形成规模。

标志着中国自主创新的合成橡胶工业化生产还得从60年代算起。那一年中国外贸部从日本购得5000吨合成橡胶,商轮还没驶出日本海域就被当局拦截,严禁输出,态度十分决绝。周恩来总理得知后十分生气,立即下令:中国一定要发展自己的合成橡胶工业。

会战

1965年2月4日,在周恩来总理的亲切关怀下,石油部计划司司长杨达来厂传达石油部党组指示,指令六厂搞合成橡胶试验,史称“橡胶大会战”。六厂厂长王国斌做了表态发言。前后共有全国34家科研单位的500名科技工作者和3700名技术工人参加了“橡胶大会战”。

选择橡胶聚合催化剂和丁烯氧化脱氢反应器是会战的关键。

聚合是生产橡胶的核心单元。如何把丁二烯这些小分子变成大分子,合适的催化剂是关键。国际上惯用钛和钴作聚合催化剂。中科院副院长王佛松尝试用钴做催化剂,但这种催化剂生产出来的橡胶容易老化。长春应化所欧阳圴和学生沈之荃选用镍做催化剂,但做出来的橡胶又像水一样无法固化。经过摸索,沈之荃提出在镍催化剂里除了添加烷基铝外还要加入三氟化硼,通过最佳配比,经过试验获得成功。后来,这种催化剂被命名为三元镍系催化剂。经“橡胶大会战”副总指挥、石油部生产技术司总工程师武迟、生产技术司处长张皓若(后任国家商务部部长)组织专家评审,最后决定使用镍系催化剂生产橡胶。

在长春应化所的大力协作和帮助下,六厂聚合技术负责人陈亚很快建立了小瓶聚合试验及催化剂合成设备,熟悉掌握基本操作,同时决定由北京设计院设计,在1965年上半年建立安装一套中型放大250立升釜聚合试验装置,改变工艺条件及提供试制轮胎用生胶料。

在整个试车过程中,只要装置需要,全厂职工就全力以赴。在那一个难忘的夜晚,虽有凉风送爽,许多参战人员的心里却像燃起了一团火。在一个不到200平方米的厂房里,灯火辉煌,里里外外聚集了许多关心这次试验的领导、技术人员与工人。消防车就停在旁边,严阵以待。试验第一线的技术人员、工人和长春应化所科研人员并肩作战,镇静而有条不紊地按操作程序进料、加催化剂、调节操作,仔细观察控制温度与压力界限,严防爆聚造成超温超压。

功夫不负有心人!1965年7月,合成橡胶中型装置生产出50公斤合成顺丁橡胶。北京橡胶工业研究设计院制成了一条900-20的汽车轮胎,在当年的学大庆工业展览会上即石油部一楼大厅展出。

1965年2月4日,六厂与兰州化工研究院开始建立顺丁橡胶中试基地。两个橡胶基地的聚合生产均采用了镍催化体系。在溶剂路线的确定上,六厂以脂肪烃为溶剂进行丁二烯聚合,兰化院则以苯为溶剂进行丁二烯聚合。同时,锦州基地以流化床反应器氧化脱氢制丁二烯、乙腈萃取精馏分离丁烯/丁二烯和丁烷/丁烯、兰化院则以五段绝热床反应器进行氧化脱氢制丁二烯、丙酮萃取精馏分离丁烷丁烯、铜氨液萃取分离丁烯丁二烯。

丁烯氧化脱氢制丁二烯流化床反应器由山西煤炭化学研究所负责研制,反应采用的磷-钼-铋催化剂则由中科院兰州化学物理研究所提供。最初,研发的是单流化床反应器,但产品的选择性低,易形成含氧化合物,于是又进行了双流化床反应器的研究与开发。研究人员在实验室建成一套小型双流化床热模装置,对催化剂进行了3000小时的寿命实验。锦州基地派科技人员跟班作业,取得了满意的效果,并且很快在锦州双流化床中试装置进行了实验。结果表明,设有多层百叶窗式多旋斜片横向挡板的单流化床反应器与设有多层百叶窗式单旋斜片横向挡板的双流化床反应器相比结构单一,操作方便,催化剂不需再生,性能稳定,反应的转化率和选择性良好。

1965年6月,国家决定采用锦州基地的以流化床反应器氧化脱氢制丁二烯、乙腈法分离精制丁二烯技术,汇集全国30多家科研机构力量,在锦州基地展开合成顺丁“橡胶大会战”。兰化院也成功完成了以苯为溶剂的30T级丁二烯聚合试验,选派科技骨干力量赴锦州参加“橡胶大会战”,并以苯为溶剂,在锦州橡胶中试装置实现了长周期运转。

1966年9月30日,锦州基地生产出新中国第一块合成顺丁橡胶,首批14吨。1967年1月,年产1000吨/年顺丁橡胶装置投产,5月成功生产139吨顺丁橡胶。

1970年,橡胶大会战采用了催化剂双二元陈化方式,并以脂肪烃为溶剂进行丁二烯聚合试验,最终获得了成功。在30多家参战单位中,山西煤化所开发的挡板流化床技术、兰化院开发的铜氨液液萃取分离丁烯/丁二烯技术、长春应化所开发的丁二烯聚合技术起到了决定性的作用。

路线

虽然镍系顺丁橡胶并不完美,但它却是能够迅速产业化、技术突破潜质高的品种。国家决定将新中国第一套成吨级的顺丁橡胶装置建在北京胜利化工厂。1970年,化工厂破土动工。在选择苯和油哪个更适合聚合溶剂的问题上,锦州基地提供了更为科学的技术指标,最后决定采用该基地以脂肪烃为溶剂的聚合技术路线生产顺丁橡胶。

1971年9月,装置建成投产。除了一堵二挂三污水以外,产品质量也不达标。经查,有几个原因。一是设计人员擅自更改流程,造成水洗塔功能不能正常发挥;二是减少工序,催化剂量增加,使聚合釜严重挂胶;三是没能采用铝-镍陈化、稀硼单加的陈化方案而产生大量凝胶自聚堵塞设备。

针对以上问题,1973年8月,燃化部再次汇集长春应化所、六厂、上海合成橡胶厂、山西煤化所等十多家单位组织攻关,终于在1975年实现了长周期运转,1976年产量达到了设计能力。

六厂作为新中国第一块合成顺丁橡胶的诞生地,也在1974年建成投产了6000吨/年合成顺丁橡胶装置,1978年达到装置设计能力。丁烯氧化脱氢装置催化剂也经历了Bi-Mo-P、H-198和W201更新换代,实现了安全环保和生产高效。目前,企业信誉和产品质量依旧保持领先地位。

荣誉

1986年5月15日,国家科学技术大会在北京人民大会堂隆重召开。六厂代表张国栋和兰州化物所的周望岳先生共同上台领取了“顺丁橡胶工业化生产新技术”国家科学进步特等奖。这是至今中国炼油企业获得的唯一一个国家级特等奖项。

张国栋毕业于东北工学院(大连工学院),一直从事合成顺丁橡胶的工业放大和生产管理,曾经担任过六厂的副厂长、总工程师等领导职务,为新中国第一块合成顺丁橡胶和丁烯氧化脱氢装置生产橡胶原料丁二烯,特别是H-198催化剂的试验与放大,做出了突出贡献。六厂选派他上台领奖,实至名归。

一个“橡胶大会战”,成就了5位院士、上百名橡胶专家、上千名科技骨干,更有无数技术工人像种子一样在合成顺丁橡胶的世界里生根、开花、结果。

乔三阳教授是“橡胶大会战”的测试人、使用苯作为聚合溶剂的主要提出人、“苯体聚合”的发明人、国家科技进步特等奖获得者、世界著名橡胶专家、第八届全国政协委员。

20世纪60~70年代,六厂与中科院长春应化所合作进行了稀土充油顺丁橡胶的研究与开发,并在千吨级中试装置上进行放大试验,取得了成功。之后,两个单位又合作进行了万吨级的工业生产设计。

由于稀土橡胶价格超高于镍系橡胶以及客观条件的制约,稀土橡胶工业化生产停滞不前,但研制稀土橡胶的攻关始终没有停止。1988年,六厂与中科院长春应化所开发的“稀土充油顺丁橡胶的合成与加工应用”技术获得国家发明三等奖。

1992年10月,乔三阳带着他刚刚发明的“苯体聚合”生产技术参加了在北京举办的国际橡胶展览会,看到意大利Enichem公司和德国Bayer公司展位上展出了他们工业化放大的稀土顺丁橡胶的商品牌号和相关广告,不禁感到一丝酸楚。参加会议的《合成橡胶工业》杂志主编周伯先也非常感慨:一个由中国首先发明并进行大量工业化实验研究、技术上本来领先于世界的顺丁橡胶品种,却由外国公司首先实现工业化生产并推向市场。这让中国的科学家情何以堪!周伯先建议乔三阳写一篇稿子再宣传一下稀土顺丁橡胶。经周伯先修改,署名姜连升、乔三阳的一篇文章在1992年第6期《合成橡胶工业》杂志 “论坛”栏目发表,引起了高层关注,从而推动了我国稀土顺丁橡胶的工业化生产。

伴随着轮胎行业的变革,稀土橡胶生产的轮胎闪亮登场。因为用稀土顺丁橡胶等量代替镍系顺丁橡胶,轮胎疲劳寿命提高了50%以上。

机不可失!

1998年,六厂稀土顺丁橡胶进行工业放大获得成功,首产200吨稀土顺丁橡胶。2000、2001和2004年,又连续进行工业放大,共生产合成稀土顺丁橡胶1700吨,目前生产力能力已达到1.5万~2万吨/年。轮胎使用里程试验的结果表明,锦州石化稀土顺丁橡胶性能优于国外同类产品。

记忆

1964年9月,工人出身的王国斌就任六厂厂长。王国斌任劳任怨、无私奉献、平易近人。就在他担任厂长的第二年,在周恩来总理的亲切关怀下,“橡胶大会战”在六厂拉开帷幕。在王国斌的带领和指挥下,提出了“一切都为了橡胶”的战斗口号,抽调全厂300多名干部工人参加大会战。王国斌许诺,橡胶搞出来了,全厂吃饺子。

经过一年半的努力,厂里终于成功生产出新中国第一块合成顺丁橡胶,并且建成中国第一套1000吨/年的合成橡胶装置,受到了石油部的嘉奖。王国斌兑现诺言,1966年新年,全厂喜吃饺子。

虽然吃饺子在现在不算啥,但在当时特别是在那个历史氛围之中,吃饺子变得意义非凡。王国斌亲自到大食堂和工人家属包饺子,亲手为职工们端上热气腾腾的饺子。

文革期间,王国斌受到不公平对待,不幸去世,年仅45岁。1979年2月27日,在石油工人文化宫为王国斌举行了隆重的追悼大会。在建厂50周年之时,橡胶工人冯守民专门撰写了《音容笑貌永留芳》的文章,以此纪念王国斌为工厂的发展特别是“一块胶”做出的贡献。

革新

橡胶后处理装置推胶岗工人冯守民爱动脑子,点子多,解决了不少的生产难题。在车间的支持下,他成立了革新小组,组长左立群、副组长孙艳超,组员有李曙光、王德龙、王殿元、周振东、刘成吉、郭守学等,工具却只有一台电焊机、一套水焊工具。革新小组利用业余时间根治装置的疑难杂症,共进行了13项技术革新,几乎每年都有成果。例如,制造了提升机接胶平台,避免了橡胶落地损失;以破乳剂代替了滑石粉,消灭了粉尘,减轻了体力劳动;把给料筛吊起,减少了振动和噪音;用固定斜筛代替1#振动筛,降低了设备故障率;改造缓冲罐为缓冲筒,缩短了散胶停留时间,杜绝了设备堵塞。

橡胶属于高分子,生产过程中最大的难点就是一堵二挂。开工以来,凝聚釜的挂胶问题一直困扰着橡胶生产,凝聚釜开工几天就得停下来检修。检修时,工人钻进釜里,用铁铲子把釜壁上的胶铲下来,又累又热。铲下的胶成了废胶,只能烧火用。冯守民根据厕所水冲原理,想出了用水冲来解决凝聚釜的挂胶现象。1983年3月,他们进行了局部试验。两个月后打开凝聚釜孔目测,试验的地方一粒胶也没挂。随即,他们进行了凝聚釜的整体试验,一次获得成功。从此,工人们免去了清胶之苦,延长了使用周期,每年节胶10吨。这项技术革新获得了辽宁省技协奖。

1987 年10月,冯守民被聘为中国首批工人技师。目前,所有革新项目都在装置现役,为实现橡胶装置安全生产、高质高效做出了贡献。

冯守民属于全能型工人,多才多艺。他自编自导自演话剧《一块橡胶》;创作了诗歌《我爱橡胶》;作词作曲《我爱我的石油炼厂》《锦州我亲爱的家》,等等。他尤其擅长演讲,以《我爱夜班》为题讲了1700场,足迹遍布全国各地。他被锦州市授予劳动模范、工人演讲光荣称号,是中国首届职业道德模范先进个人,事迹被中央电视台“东方时空”栏目连续报道。

点 评

一块胶带动一个产业

中华人民共和国成立至今72年了,其间,创造了无数个中国第一。1966年9月30日,锦州石油六厂诞生出中国第一块合成顺丁橡胶。“顺丁橡胶工业化生产新技术”获得了国家科学进步特等奖。面对周总理的“中国一定要发展自己的合成橡胶工业”的决心,中国的石油人不负重托!

55年,弹指一挥。祖国强大,科技腾飞。然而,“一块胶”和锦州石油六厂“一块胶”的故事仍然闪烁着耀眼的光芒、凝结着历史的记忆。因为,它是新中国一项自主研发的科技成果,新中国的合成橡胶工业自此崭露头角。

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