陈俊武：中国炼油催化裂化技术起步的故事

徐沛宇

陈俊武被誉为我国催化裂化工程技术的奠基人，曾与炼油工业的多项“共和国第一”息息相关。1948年7月，22岁的陈俊武从北京大学化工系毕业后，几经辗转，于1949年12月来到辽宁抚顺矿务局，参加了人造石油工厂修复的工作。

1961年冬天，石油工业部在北京香山召开了炼油科技工作会议，决定开展炼油新技术（即后来被誉为“五朵金花”的流化催化裂化等五项炼油新工艺）技术攻关。34岁的陈俊武受命担任了我国第一套流化催化裂化装置设计师。

60年代初，古巴革命成功，将国外公司的炼油厂收归国有，陈俊武有机会赴古巴考察流化催化裂化技术，尽力收集了当时国外比较先进炼油技术资料，采用笔记加照相复制的方式，收集了大量资料。回国后，石油部又组织了专人进一步整理和翻译，极大地提高了我国炼油工业的技术水平。

本期《能源》，记者专访了陈俊武院士，请他回忆了那段中国催化裂化的起步故事。

自主研发起步和国外技术考察

60年代初，在前苏联老大哥帮助下建成的兰州炼油厂的催化裂化技术是移动床催化裂化，催化剂仍然是无定型硅铝小球，而西方国家已经有了流化催化裂化技术，催化剂已经是微球分子筛，无论轻油收率还是选择性均比苏联高出一大截。

我们发现，苏联的技术比西方技术落后二十年，相当于美国40年代的水平。那时候苏联也拿不出更先进的技术，他们的技术还没有跳出美国四十年代的技术水平。所以，如何赶上六十年代的国际先进技术，是当时国内炼油工业面临的一个大问题。

当时国外的一般技术可以卖给你，但战略性的先进技术绝不卖给我们。美国对中国实施技术封锁，所以中国只能考虑自主开发，只能靠自己去摸索和创新，这就是石油部1961年12月在北京召开炼油新技术开发科技会议的初衷。

可是，我们在兰州炼油厂做的一些实验都不成功，催化剂的损失太大，非常期望能够到国外去考察先进催化裂化技术。正好1961年底，我们石油部有几位专家应邀到古巴去考察，石油部领导在古巴去考察了两个炼油厂，一个是美国建的，一个是英国建的。其中就有当时最先进的流化催化裂化装置，该技术正是石油部香山会议确定要开发的新技术，并确定由我任装置设计师。

石油部的领导感觉到，去古巴考察是千载难逢的机会。古巴的炼厂里高层次的人员都是外国人，古巴革命成功后，这些人大部分都走了。古巴方面很慷慨地给了我们许多资料，但你怎么把他消化呢？资料不是拿来就能解决问题的，得消化变成自己懂得的技术，需要下很大的功夫才行。石油部领导决心再派五位不同专业的技术人员到古巴实地考察，我是工艺专业的并且是国内抚顺装置的设计师，肩负着国内开展工程设计和国外考察相结合的重任，其他几位同志来自设备、机械、仪表等专业。

在古巴学习的大量流化催化裂化资料，不仅能够解决流化催化裂化技术问题，而且还涉及炼油工艺的其他相关技术。我们考察组以催化裂化技术为主，同时兼顾学习常减压、催化重整方面的技术资料，在半年时间内，我们尽量把资料进行了复制或书面整理。

当时核心的问题是要把工艺和设备问题弄清楚，以便指导国内的工程设计和设备制造，幸好我们去古巴的几个人也挑起了担子，把该看的都看了，该记的都记了。所以回来以后把中国的催化裂化技术从无到有、从零开始搞起来了。从1962年9月到1963年2月及1964年9月至1965年2月前后两年半的时间里，我们基本掌握了该技术的核心，许多方面做到了不仅知其然，而且还知其所以然。

从“照猫画猫”到“照猫画虎”

在抚顺、大庆建设的60万吨/年流化催化裂化装置可以说是“照猫画猫”，后来石油工业部决定在山东的胜利炼油厂，设计建设规模大一倍的120万吨/年流化催化裂化装置，这就是“照猫画虎”了。这套装置由北京设计院负责具体设计，我担任技术指导。

在“照猫画虎”的过程当中就出了问题，问题主要还是我们技术水平不行。照抄照搬可以，但规模放大一倍，装置能力放大一倍就出问题了，而且当时领导也要求要做一些创新，在这些前提下，我们设计的东西就出了点毛病。

1967年年底，120万吨/年流化催化裂化装置投料试车阶段操作基本平稳，但催化剂日损耗量达30吨左右，装置被迫停工。一天跑损三十吨催化剂肯定受不了，因为当时国内正在研究这种催化剂（也属于“五朵金花”开发任务之一），但还不能工业化生产，国内使用的都是英国进口的3A微球分子筛催化剂，价格也非常贵。这就要求我们必须研究好流态化基础理论，找出工业装置催化剂跑损的原因所在。

但是这又不是在哪个研究所的实验室就可以做的，必须要到大型工业装置实地进行测试。热态运行的工业装置的再生器直径大约九米，不像实验室简单地可以重复进行，要求制定好测试和研究方案。

我被任命为专题调查组组长，带领调查组多次往返抚顺和大庆现场，对大庆正常运行的流态化数据和120万吨/年催化裂化装置再生器设计的催化剂密度和分布数据进行分析对比后，确认流化床气流分布不均匀是胜利炼油厂催化剂跑损的关键原因。

工业装置暴露的问题促进我们从理论上更深入地研究流态化机理，先从60万吨/年装置调查研究并测试，测试以后又到120万吨/年大装置上进行局部测试，然后全面测试，反反复复多次，终于找出一些规律成为后来流化催化裂化装置的测试规则和设计规范。测试就是要掌握我们原来不太清楚的规律和数据，经过新的测试又不断得到新的数据，整理后又有新的提高。测试不是那么简单，一个大装置反应器或再生器直径放大十倍以后，要把里面的疑难点弄透也不容易，既要理论分析，还要结合一些流态化测试技术。

后来我们的炼油厂加工规模越来越大，60万吨/年流化催化裂化装置规模就嫌小了， 要求放大到120万吨/年。规模大了以后，流态化方面必然暴露出很多问题，就是通过理论分析和测试诊断相结合的办法予以解决的，我们总结出一套测试诊断方法后，工业装置操作水平和设计水平都上了一个大台阶，流化催化裂化装置的设计规模就再上了一个新台阶。

1962年开始学习国外的60万吨/年催化裂化技术是“照猫画猫”，在1965年建成投产；120万吨/年的催化裂化则是“照猫画虎”，在1968年投产，出现了一些问题后不断地改进，到1969年就基本都成功了，也就是说我们“照猫画虎”也成功了。

设计院建设炼油实验厂

1972年燃料化学工业部批复同意在洛阳设计研究院建设炼油实验厂，以系统开发炼油技术的新工艺、新材料和新设备。1975年实验厂建成后，开展了一系列的催化裂化方面的实验，创建了工程设计与技术开发紧密结合的技术创新新模式。

20世纪70年代以前，国外催化裂化原料中不掺炼渣油，我们考虑到中国大庆原油中对催化剂有害的镍和钒含量很少，因此组织实验厂进行了掺炼大庆常压渣油的催化裂化试验，在不需取热的条件下实现了平稳生产。与此同时，石油化工科学研究院也在牡丹江炼油厂实验成功，从此催化裂化掺炼渣油的禁区开始打破。

1983年，中石化集团的前身中国石化总公司成立。为了使我国的炼油技术跻身国际先进行列，决定组织炼油技术攻关，我和闵恩泽院士分别担任属于国家“六五”攻关课题的催化裂化攻关组的组长和副组长，目标是开发大庆常压渣油催化裂化新工艺和新型催化裂化催化剂。

我将攻关课题分解为九个子课题，将再生器床层取热分为内部盘管取热与外部取热器取热（外部取热器又细分为“上流式”与“下流式”）两个系列。在外部取热器结构设计上，我提出了纵向翅片管高效取热方案，提高了传热效率，使取热器结构更加紧凑化。同时还组织进行了一些过去属于空白的应用基础研究，如安排石油大学进行烧焦动力学研究，中国科学院过程工程研究所进行流态化专题研究。

1985年，大庆常压渣油催化裂化项目在石家庄炼油厂取得成功。这些攻关成果使中国在渣油催化裂化加工领域处于世界领先地位。

国外催化裂化装置的反应器和再生器一直有同高并列式、高低并列式和同轴式等布置型式，而中国早些年建设的催化裂化装置均是同高并列式一种型式，我接受公司焦连陞副总工程师的建议，在公司洛阳实验厂开发了占地面积少、操作灵活的同轴式催化裂化装置，重点突破了塞阀、工艺控制和两段再生的难点，投产了5万吨/年规模的同轴式催化裂化装置，经中石化组织专家鉴定后，又指导陈道一同志为设计师的团队在兰州建设了放大10倍的50万吨/年同轴式催化裂化装置，于1984年和1985年分别获得了国家设计金奖和国家科技进步一等奖。

1988年，上海高桥石化炼油厂的朱人义总工程师向我提出在高桥新建的100万吨/年催化裂化装置既要有同轴式的紧凑，又要有烧焦罐的高效再生的要求。我们接受了这一挑战，提出了更为新颖的在烧焦罐上部设置大孔分布板，分布板上设置高速湍流床的方案，并在公司设备研究所进行了流态化验证，在高桥石化公司炼油厂顺利投产。

如今，我们已经可以根据企业的工艺流程需要，灵活设计生产规模小到5～10万吨/年，大到350～400万吨/年的流化催化裂化装置了。催化裂化的工程设计已经由“照猫画虎”上升到“生龙活虎”的境界。如果说当年抚顺催化裂化装置开发成功是金花独放，现在已经是锦绣满园了。我作为中国流化催化裂化工程技术的开发者之一，见证了中国炼油技术的发展和壮大，感到无比的自豪。