化工技术进步历程.doc

化工设计技术进步摘自中国化工勘察设计五十年设计专题篇 化学工业门类齐全、品种繁多、工艺复杂、应用广泛、配套性强，是国民经济中的一个重要基础产业。化工设计在化工基本建设中占有十分重要的地位，在化工建设项目确定以前，它为项目决策提供依据；在化工建设项目确定以后，又为项目的建设提供实施的蓝图。化工设计的质量直接关系着化工建设项目的质量和投资效益。化工设计同样具有化学工业的多行业、多品种、多工艺的复杂性、广泛性，还具有对化工工艺、催化剂、机械设备、材料、控制等多领域研究、技术开发、技术进步的依赖性。因此，每一个化工产品的技术进步（包括工厂规模、原料路线、生产工艺、机械设备、安全控制、产品质量、消耗及成本、建设投资、三废处理等等），都集中体现在化工设计的技术进步上。化工设计总体上大致是由工艺设计和工程设计两部分组成。工艺设计是化工设计的核心和龙头。因此,化工设计的技术进步突出地表现在化工工艺技术和工程设计技术两个方向，同时也必然体现在与工艺密切相关的设备、材料、控制、环保以及工厂规模大型化、产品上下游一体化、产品链扩张、实现循环经济，追求安全环保最优化、经济效益最大化为目标的工程设计方面的技术进步。因此拥有技术并不断推进技术进步，是设计单位生存和发展的重要条件。技术开发，技术进步，对提高工程设计水平有着重要意义和作用，也是化工部历年来一贯坚持的重要方针和政策。50年来,化工系统在化工设计技术进步方面取得了一系列可喜的成就，提高了我国化工的工程设计水平，锻炼了队伍，培养了人才，为创建国际型工程公司，实现与国际接轨和走向国际市场创造了条件，为国家社会主义现代化建设做出了卓越的贡献。化工设计行业的技术开发、技术进步以及工程设计水平的提高，是随着国家经济建设的十个五年计划和社会发展的历史前进步伐，经历了从无到有、从小到大、由弱到强、从落后到先进，与时俱进、逐步发展壮大起来的。50年来，几万名化工设计战线上的同仁，在成千上万个化工项目的设计中所取得的技术进步和他们在各个历史时期对国家做出的贡献，实在是难以在一篇文章中可以表述清楚的。此外，对提高设计技术水平有密切关系并具有重要促进作用的设计体制和管理、设计程序和方法、设计内容和手段、计算机装备、网络和软件以及标准、手册、化工设计各专业技术中心站等方面的技术进步和改革，因有专章记述，这里就不再重复。第一节 五十年代参加恢复建设 全面学习苏联 培养设计队伍旧中国留给人民共和国的化学工业十分薄弱，只有民族实业家范旭东先生创办的天津永利沽厂、南京永利宁厂；中国化学工业的先驱吴蕴初先生创办的上海天原氯碱企业，以及日本和国民党政府留下来的大连、沈阳、吉林、重庆等几个有数的化工厂。在解放前夕，均遭到不同程度的破坏，甚至被迫停产。为迅速恢复生产进行改造或扩建，中央决定从全国各地招聘工程技术人员，在北京、东北、华东化工局先后成立了化工设计处（室）。并组织老厂原有的专业技术人员，在大化、永利宁厂成立了设计组。不少爱国专家，如陈冠荣、陈鑑远等也纷纷从国外远涉重洋，回国参加社会主义建设。1953年，化工设计公司在沈阳正式成立，诞生了新中国第一支化工设计队伍。老厂恢复生产和扩建、改造的设计，是对我国化工设计队伍的第一次重大考验。解放初期，在一无经验、二无资料、三无外援，时间又十分紧迫的情况下，设计人员只能靠查阅仅有的杂志、文献、图片及专利介绍等零碎资料，与研究人员、生产工人一起攻关，依靠集体智慧，自力更生地完成设计任务。当时，国家关于化学工业的方针是重点恢复合成氨、硫酸、碱等无机化学工业。因此，他们先后完成了大连、南京、吉林、沈阳、天津等老化工企业的恢复、改造和扩建的设计工作。例如在大连化学厂（后改为大连化学工业公司）的恢复工程中，修复并自行设计技术难度较大的空气分离和氢气分离等装置，1951年5月，包括炼焦、合成氨、硝酸和硫酸等车间全面恢复了生产。永利宁厂（后改为南京化学工业公司）的恢复和扩建设计也取得了成功。建国初期，南化公司科技成果累累，填补了国内不少空白。催化剂是化工生产的关键，其制造技术国外一贯严加保密，南化公司攻克技术难关，1950年设计建成触媒车间，开发生产出多种硫酸和合成氨用催化剂，使催化剂的供应立足于国内。当传统的合成氨制气原料焦炭的供应限制了化肥生产时，姜圣阶（时任永利宁厂总工程师）提出并实现了用我国产量丰富、价格便宜的无烟块煤取代焦炭，开辟了新的合成氨原料路线。这是氮肥工业领域史无前例的创举，20世纪50年代曾轰动了国际氮肥界。建国初期，大连化学厂、永利宁厂、抚顺石油一厂和四一厂迅速恢复了硫酸生产。当时永利宁厂的硫酸装置（2.2万吨/年）以硫磺为原料,为改变依赖进口状况开发了新的原料路线，设计采用我国丰富的硫铁矿为原料，以接触法取代塔式法制硫酸，于1953年、1955年和1958年先后建成三套8万吨/年硫酸装置。1949年沈阳化工厂恢复生产烧碱、盐酸、漂白粉。1950年锦西化工厂建成日产10吨隔膜法烧碱车间和漂白粉车间；1951年又建成我国第一套水银法烧碱生产装置，开始有了纯度较高的烧碱。经过三年的恢复和建设，1953年国家开始实行有计划的经济建设。第一个五年计划期间，重点建设的化工项目主要是苏联帮助我国设计的156个项目中的11项，即吉林、太原、兰州三大化工基地的建设。新中国第一代年轻的化工设计人员，在工作实践中学习了苏联的设计经验，锻炼和提高了设计能力。通过配合三大化工基地的建设，学到了苏联大型化工项目的规划、选厂、三段设计（初步设计、技术设计、施工图）和施工、安装试车等方面的知识。特别是对大型合成氨厂和大型有机化工厂的工厂设计有了较全面、深入的了解，为以后自行设计建设大中型化工厂打下了基础。50年代中期，化工设计院在苏联专家指导下，参照苏联的一些技术资料（主要是工艺流程）完成了许多化工项目的设计。1955年完成了吉林电石厂醋酸装置和我国第一台13.5立方米聚合釜和年产3000吨聚氯乙烯装置的设计；还完成了铜官山硫酸厂塔法硫酸、抚顺硫酸厂接触法硫酸、山西磷肥厂普钙、株州化工厂隔膜法烧碱、长寿化工厂悬浮法聚氯乙烯、锦西化工厂有机玻璃和四乙基铅、长寿化工厂氯丁橡胶、重庆塑料厂酚醛树脂和酚醛塑料、锦西化工厂卡普隆、保定电影胶片厂醋酸纤维素片和电影胶片等项目的设计。1956年，化工部化工设计院吸收从苏联引进吉林化肥厂5万吨/年合成氨厂和永利宁厂合成氨的优点，自行设计了四川化工厂年产7.5万吨合成氨装置。合理划分界区、调整车间布置，少占了农田；在工艺上，从本地资源特点出发，采用永利宁厂固定层煤气发生炉取代吉化的劣质煤沸腾层气化炉，取消了投资较高的空气分离装置；采用2SLK高压压缩机取代1166和1266高压压缩机，适应了国内的制造和维修水平；采用永利宁厂130大气压（12.74兆帕）醋酸铜氨液净化技术代替苏联320大气压（31.4兆帕）碳酸铜氨液净化法，缩短了工艺流程，提高了净化效率；采用单台合成塔系列，取消苏联的氨合成系统中的精制塔，减少了高压设备和管线，有效降低了能耗，节省了投资。四川化工厂的建成投产，标志着学习苏联卓有成效，标志着消化吸收苏联技术能结合我国国情，突出了创新技术，标志着我国已经基本具备了自力更生开发设计建设整套氮肥生产装置的能力。1958年5月、6月，由化工部化工设计院设计的年产40万吨普通过磷酸钙的南京磷肥厂、年产20万吨普通过磷酸钙的山西磷肥厂先后投入生产，标志着我国已具备设计、建设大型磷肥厂的能力。1959年上海医药工业设计院自行设计了高桥化工厂处理炼厂气6750吨/年的裂解、分离装置。经过第一个五年计划的实践锻炼，化工设计人员已经具备了一定的独立设计能力。为适应各省市发展氮肥生产的需要，既保证设计质量，又能避免设计工作的重复劳动，1958年化工部化工设计院编制了以无烟煤为原料的5万吨/年合成氨的定型设计，建设投资和生产成本都比吉林化肥厂、四川化工厂又有降低。各省可根据定型设计因地制宜建设中型氮肥厂。化工工艺设计是要靠化工生产装备来实现的。 “侯氏制碱法”1943年就取得了专利，并震惊了世界制碱业。但由于未能解决工业化的生产装备，直到1958年，我国才在大化碱厂开始建设，1964年12月正式通过国家技术鉴定。在20世纪50年代，由于西方国家对我国的封锁，国内工业基础又很薄弱，化工生产设备既不能在国外采购，又不能靠国内提供，因此，化工设计人员只能自行开发、设计和研制。化工部就在各大化工基地建设了规模较大的化工机械制造厂，通过不懈的努力，很快提高了我国化工机械的制造能力，极大地促进了化工设计的技术进步，这也是当时的国情逼出来的。在大化扩建、改造设计中，设计人员对原有装置进行了深入的研究、分析、比较，对关键设备进行了改进，自行设计了2400马力氮气高压压缩机，1955年试制成功，开创了我国自制高压化工机械的历史，受到国务院的奖励，并获得重工业部颁发的重大技术成就奖。1954年，永利宁厂设计和试制成功固定层煤气发生炉和高压循环气压缩机；1956年在姜圣阶的带领下开发成功多层卷板式320大气压（31.4兆帕）氨合成塔等高压设备，开创了中国制造高压容器的先河。周恩来总理在有关文件上批示：“这是我国自己解决高压设备的开端，对促进氮肥工业、有机合成、化学工业和炼油工业的发展将起重大作用”。南化公司设计院探索了用醋酸铜氨液吸收微量一氧化碳气的一套完善的工艺条件和操作方法，1958年在永利宁厂建成日产10吨结晶尿素的中试车间，初步实现了化学肥料向高浓度发展的目标，填补了化肥领域的一项空白。其关键设备（高压液氨泵、高压液体二氧化碳泵、尿素合成塔、高压分解塔、低压分解塔、蒸发器、结晶机等）全部自行设计，并由南化公司化工机械厂制造。1956年，南化公司又开发了硫铁矿沸腾焙烧炉，在硫酸生产中以沸腾炉取代回转炉，使我国的沸腾焙烧技术步入了国际先进行列（德国BASF公司1952年首创）。到1958年以后，全国新建的硫铁矿制硫酸装置都陆续采用沸腾焙烧炉。1958年，化工部基本化学工业设计院与上海硫酸厂合作，共同创造了“三文一器”制酸流程，即以两级文丘里洗涤器和一台气体冷凝器进行洗涤和冷却，用第三级文丘里洗涤器进行除雾的气体净化流程，极大地简化了生产过程和节省了建厂投资，促进了我国硫酸工业的发展。1956年，大连碱厂完成了年产30万吨纯碱技术改造、扩建。1958年，化工设计院与上海天原化工厂合作开发成功立式隔膜电解槽，产量较原来提高了10倍，电耗降低23%，生产技术接近当时的世界先进水平。这项重大发明成果，受到国务院的表彰。后又设计了不同型号的立式隔膜电解槽，在全国推广应用。这项开发成果标志着我国的氯碱工业进入了一个新阶段，设计技术水平有了很大的提高。1958年，化工部化工设计院还编制了7500-15000吨/年烧碱、6000吨/年聚氯乙烯等两套定型设计供各地因地制宜采用。第二节 六十年代坚持三结合 独立搞设计 自力更生发展化学工业20世纪50年代末，中苏关系紧张，西方国家对我国实行技术、经济封锁，迫使我国走独立自主、自力更生的发展道路。60年代，按照中央有关部门的统一部署，组织科研设计、制造、生产等单位进行“三结合”联合攻关，开发技术，自行设计，化工系统成功地走出了一条自力更生发展化学工业的道路，取得了许多可喜的成绩。在短短十几年时间内，就建设了不少过去从来没有的化工装置，生产出了国防建设和国民经济急需的化工产品。为了搞好技术攻关，化工设计单位抽调大批工程设计人员，投入三结合会战。每个重大项目都从前期工作着手，按照工程设计的要求，做出概念设计，明确中试规模和实验方案。对有关设备、材料、生产控制、公用工程、环保、卫生安全等各方面的工程问题，均配备了水平较高、经验丰富的专业技术骨干。设计人员自始至终与科研制造人员紧密结合，长期驻在现场，参加岗位值班，系统地收集和整理中试中各类有关数据，及时研究分析，提出修改意见和解决办法。根据中试装置结果，完成第一套示范性工业化规模工厂的设计，并配合设备制造和工厂试车工作，直至稳定达产，并经国家考核验收为止。采用“三结合”联合攻关，成功地将一大批科研技术开发成果迅速转化为生产力，使我国化工和国防化工生产水平迈上了一个新台阶，缩短了与国际先进水平的差距，冲破了某些国家对我国的技术封锁和垄断。这一时期较为突出的成果有：重水、液氢、偏二甲肼、聚四氟乙烯、顺丁橡胶、萘法流化床苯酐、联碱以及“三触媒”净化合成氨新流程、碳酸氢铵新工艺等，实现了工业化生产，其中尤以重水的成功开发，不仅在工艺技术上达到了当时的世界水平，为我国第一颗原子弹、氢弹的爆炸成功作出了贡献，而且为我国化学工业的发展史写下了光辉的一页，证明中国人依靠自己的力量，完全能够开发出具有国际水平的先进技术。与此同时，随着国民经济发展的要求，化工设计水平的迅速提高，使得化学工业的各个领域也得到了迅速的发展。在氮肥工业方面，由于中国是一个人口大国，解决几亿人吃饭问题是头等大事。因此快速发展化肥，尤其是氮肥工业就成为60年代化学工业发展的重点。1961年3月，党中央决定加快氮肥厂的建设，支援农业生产。首先利用我国自行设计的5万吨/年合成氨定型设计建设了衢州、吴泾、广州三个中型氮肥厂。 1965年又继续建设了开封化肥厂、云南解放军化肥厂、石家庄化肥厂、淮南化肥厂四个省级5万吨/年氮肥厂，包括以块状无烟煤为原料、配二套8万吨/年硫酸及一套21万吨/年硫铵（省 型）；或配综合法8万吨/年硝酸和11万吨/年硝铵（省 型）。独立自主地建设我国的氮肥厂，就要有自己开发的氮肥生产新工艺。为此，1964年底化工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、甲烷化催化剂）净化工艺制合成氨的设计方案，得到化工部领导的重视。这种工艺与衢化、吴泾、广州三个氮肥厂所采用的工艺相比，占地面积减少一半，车间投资节省300万元，吨氨成本可降低19元。国家计委和化工部组织大连物化所、上海化工研究院、北京化工实验厂、南化公司催化剂厂进行试验，1966年1月，完成净化工艺的中间试验，经三个月考核，催化剂性能良好，工艺技术条件符合设计指标。同年10月，以石家庄化肥厂三期扩建为试点，采用三催化剂工艺制合成氨装置竣工投产。在试生产过程中，设计人员同工厂的技术人员、工人一起，解决了脱硫工艺、设备腐蚀、压缩机和泵的材质、结构等关键技术问题，完善了净化工艺条件，取得了工业化成功。这项成果达到了当时世界先进水平，1978年合成氨三催化剂净化工艺获全国科技大会奖。在高浓度氮肥的尿素开发方面，化七院在日产10吨的高效半循环法尿素中试成功的基础上，1965年设计建成衢化和吴泾两厂年产4万吨尿素生产装置。1966年，上海化工研究院取得了溶液全循环法生产尿素的研究成果，并由化四院编制了年产11万吨尿素装置的设计，首先在石家庄化肥厂扩建工程中采用，并在当时新建的6万吨/年合成氨厂和老企业扩建中广泛应用。到1983年，全国56个中型厂中有30个厂建设了尿素生产装置。合成氨净化新工艺的成功，尿素溶液全循环工艺的顺利投产，增强了广大设计技术人员自力更生开发新工艺、新技术和建设氮肥工业的信心。他们又向开发多种原料路线的氮肥生产工艺进军，很快取得了成功，形成了中型氮肥厂原料以煤为主，煤、油、气并举的格局。在以重油为原料生产合成氨方面，化工部五院吸收我国重油常压气化装置的设计经验和国外技术，设计了重油加压气化法的合成氨装置，随后又对炭黑污水处理作了新的技术改造，使重油为原料的合成氨设计技术渐趋成熟。在采用气体原料生产合成氨的设计方面，化工部第一设计院设计的以含10%烯烃的延迟焦化干气为原料，采用加压蒸汽转化工艺的合成氨装置，建在山东胜利石油化工总厂（后改名齐鲁石化），生产一直比较稳定。以炼油厂干气为原料，采用加压富氧部分氧化工艺的配套装置，分别建在燕山石化和岳阳化工总厂，也顺利投产。在气体原料中，还考虑了焦炉气的综合利用。化工部第二、三、四设计院发挥各自特长，分别采用了加压部分氧化、深度冷冻和加压蒸汽转化工艺，建成后均能正常运转。1967年化八院借鉴泸天化10万吨/年合成氨的引进技术，自行设计了自贡鸿鹤化工厂4.5万吨/年的天然气加压蒸汽转化合成氨装置获得成功，很快在全国推广。1966年化八院借鉴文献报道，开发了天然气常压间歇催化转化（CCR）造气技术，很快用于四川化工厂的造气技术改造工程，用天然气代替了焦炭，之后又用CCR技术设计了5000吨/年合成氨厂定型设计，在四川先后建设了50个厂，并在全国有天然气的地区得到推广应用。首创氮肥新品种碳酸氢铵的生产工艺和装置设计，这是60-70年代为全国县级、专区级建设小氮肥工业的技术基础和重要条件，广大化工设计技术人员为发展我国小氮肥作出了巨大贡献。20世纪60年代初，我国正处困难时期，迫切需要大量化肥以恢复和发展农业生产。建设大批大中型（57.5万吨/年合成氨）氮肥厂，必须配相应的硫酸或硝酸装置，所需的资金和成套设备、材料都非当时的国力所能承受。发挥国家和地方两个积极性，建设小型氮肥厂以弥补大中型氮肥厂之不足，就成为历史发展的必然。小氮肥工业以其投资少、上马快、设备易制造、便于地方集资办厂等特点，基本上可以普及到全国各省、自治区大多数专区和县的建设。早在1958年，氮肥设计院吴健生等人就进行了碳化制取碳酸氢铵的计算和开发，并提出了年产1万吨合成氨、配4万吨碳酸氢铵的设计方案，著名化学家侯德榜直接领导科研人员进行了试验研究工作，完整地提出了碳化法合成氨流程制碳酸氢铵工艺。经化工部批准，由化工部氮肥院设计，在北京化工实验厂建设年产5.000吨合成氨装置。该装置的建成，为后来编制年产12.5万吨碳酸氢铵的专区级氮肥厂定型设计提供了技术保障，首创化肥新品种碳酸氢铵。后来在都匀、宝鸡建设了专区级氮肥厂。1958年，上海化工研究院完成年产2000吨合成氨配8000吨碳铵中试成功后，1960年在丹阳化肥厂建成， 经过三年运行改进，到1963年过了技术、经济关，为小型氮肥厂实现工业化生产提供了经验。到1965年以较快的速度建设了宝鸡等8个年产合成氨4.5万吨，碳酸氢铵18万吨中型氮肥厂，采用无烟煤为原料，加压碳化工艺流程。这些项目后来都进行了合成氨生产尿素的改扩建工程。小氮肥工业开创了适合我国国情的化肥发展道路，它的技术发展和建设是“全民性运动”。1961年，化七院与江苏省化工设计院合作完成了年产2000吨合成氨装置通用设计（第三版）；化四院从1963年始先后完成了四版通用设计，全国各省、市化工设计院也一直充当着主角，作出了很大的贡献。在化工部北京设计院通用设计的基础上，1964年至1965年以上海化工设计院为主，11个省市设计院参加，编制了1.2万吨/年碳铵通用设计，推广到全国。山东、湖南、四川、浙江等省化工设计院还编制了本省版3000吨/年和5000吨/年合成氨通用设计。1965年到1979年，全国小氮肥总数达到1533个，产氨能力占全国氨总产量55.6 %。在此期间，一些有条件的厂还进行了产品结构调整，如江苏六合化肥厂1974年建成了日产42吨尿素试验车间，采用中压变换气提尿素。1982年通过技术鉴定后，在一些小氮肥厂推广。但是，有不少地方建厂不按科学办事，盲目“上马”，后来由于原料缺乏、煤电供应不足、能耗过高、管理水平低下、严重亏损等原因，陆续被淘汰。1983年后还剩下1215个，经过扩建改造，单套小合成氨装置年生产能力已达2.5万吨，最高达4.5万吨。有部分小氮肥厂已发展成年产810万吨合成氨的中型氮肥厂，总产氨量占全国56.4 %，占总氮肥量57.3 %。成为氮肥工业举足轻重的生产力，对发展农业生产功不可没。60年代初期，我国自行设计建设的中型氮肥厂，采用了综合法年产8万吨稀硝酸和11万吨硝铵的生产装置。1966年，化四院设计的开封化肥厂二期工程硝酸、硝铵装置，一次开车成功，创五个全国第一：硝铵溶液蒸发到99.5 % 浓度造粒；蒸发系统使用12公斤/平方厘米（1.18兆帕）饱和蒸汽压；蒸汽喷射器抽真空；钢结构自然通风造粒塔；固定式喷头造粒。磷肥工业方面，由于磷肥是化肥工业中仅次于氮肥的重要品种，而硫酸又是生产普钙等磷肥的主要原料，自主开发和设计磷肥就成为当时化工部的又一主要任务。1962年，化工部决定对全国部属化工设计院进行专业调整，国内知名磷肥专家和一大批磷肥专业技术骨干从中南、西南、北京、上海等地设计院、研究院调集到化七院，组成了较强的磷肥设计队伍。化七院因而成为全国硫酸专业研究中心和硫酸、磷肥设计技术中心。这些人员集中以后的第一个项目，是接受化工部下达的援助阿尔巴尼亚项目，设计建设拉奇磷肥厂10万吨/年普通过磷酸钙、4万吨/年硫酸装置。当时虽有南京磷肥厂的生产经验可供参考，但粒状普钙部分尚无长期连续生产经验，设计人员根据试验和试生产结果取得设计数据，精心设计，1965年建成投产，产量超过设计能力，产品质量优良，得到阿方高度赞赏。三年困难时期以后，国民经济开始恢复，南方几省计划建设一些磷肥厂，19631964年期间，化七院设计的湛江、株洲两套20万吨年磷肥装置，1965年建成投产，有力地支援了农业发展。这两套装置设计所采用的技术已经摆脱了苏联的影响，完全是自主开发的新技术，首次采用了风扫磨干法磨矿、皮带化成机、圆筒型氟吸收室、酸矿加料自动控制等技术（当时皮带化成工艺仅法国Kuhiman公司拥有专利），使我国普钙生产技术大大前进了一步。我国磷肥工业建立之初，主要品种是低浓度、单一养分的普钙和钙镁磷肥。为了跟上国际发展趋势，逐步发展我国的高浓度复合肥料生产，化工部安排在南化磷肥厂建设一个小型示范装置，以便取得经验，全面推广。化七院根据试验成果并参照国外资料，于1966年设计建成南化磷肥厂1.5万吨年磷酸、3万吨年磷酸铵装置，采用了当时二水法磷酸工艺先进技术、同心圆多桨反应槽、翻盘过滤机、真空浓缩、两段中和、喷浆造粒干燥机等，在试生产期间又改为预中和转鼓氨化粒化。为磷铵工业的发展积累了经验，培养了人才。由于国内形势、资金缺乏和国家偏重发展氮肥等原因，未及时组织推广和放大。此后20年间，磷铵工业停滞不前，直到80年代中后期，由于氮磷比例严重失调，才重新引起有关部门的重视，开创了一个磷铵工业大发展的黄金时期。无机化工方面，首先重点发展硫酸工业，继50年代后期自主开发硫铁矿沸腾焙烧技术和“三文一器”工艺技术后，60年代技术上又有进步，开发了沸腾炉余热综合利用和发电；两次转化两次吸收制酸新工艺；单台炼铜转炉烟气制酸技术，消除冶炼烟气造成的大气污染；改造苏联技术，开创65%高浓度发烟硫酸生产新路线等。（1） 硫酸余热锅炉及发电技术化七院在开发沸腾焙烧技术成功后，1966年继续开发硫酸生产的余热利用，为南化磷肥厂设计了我国第一套硫酸余热锅炉，回收高温位余热（此后，也回收中温和低温余热），副产3.9兆帕、450的过热蒸汽向外供热。1969年又配套设计了功率为1500千瓦的汽轮发电装置。这是我国硫酸生产装置首次利用余热发电。硫酸余热发电与普通发电厂不同，必须解决含SO3高温、多尘炉气的强腐蚀、炉管磨损、余热锅炉负荷大幅波动、蒸汽参数不稳定等难题。随着南化磷肥厂硫酸生产装置的大型化，1974年，南化院设计的余热锅炉发电功率达6000千瓦，每年发电量3000余万度。硫酸装置自用其发电量的一半左右，另一半送入电网，把一个消费动力的装置转变为向外供应动力的装置。1981年获江苏省70年代优秀设计奖。1978年以来，国家大力推广这项成就，拨出大量资金和材料，使大部分大、中型硫酸厂实现了余热利用。据资料统计，1983年全国各硫酸厂利用余热发电7400余万度，外供蒸汽70余万吨，相当于节约标准煤13万吨。（2）开发“两次转化两次吸收”制酸工艺及设备60年代初，国际硫酸工业创造了“两转两吸”流程，使SO2的转化率由97%98% 提高到99.7%。德国拜尔公司在1963年建成世界第一套生产装置。化七院于1964年在无锡硫酸厂试验“两转两吸”流程，1965年首先应用于四川硫酸厂8万吨/年硫铁矿制酸（为当时国内最大规模）工程设计，1966年10月投产成功，首开国内“两转两吸”制酸新流程，其转化、吸收率进入国际先进行列。1970年末，又首创“两转两吸”工艺及其设备模拟计算程序，优化物料、热量平衡和转化器、换热器的设备结构尺寸。使工艺设计参数、基建费用、操作管理费用三者达到最优。纯碱工业方面，侯氏制碱法1943年开发成功，直到解放后才工业化。1951年东北人民政府化工局在关于大连化学厂三年恢复建设的决定中，提出建立氯化铵中间试验厂，为日后开拓联合制碱创造了条件。1957年化工部决定在中间试验的同时，建设工业规模的联合制碱装置，并于次年将化工部化工设计院制碱科纯碱专业组调到大连。50年代末，先后确定了流程、工艺条件、设备选型、碳化清洗方法、盐质量指标、母液平衡等，1960年建设两个年产16万吨纯碱装置，1962年建成投产，实现了连续生产，质量、产量和技术经济指标均符合要求。1964年通过国家科委鉴定，命名为“联合制碱法”（简称联碱）。在联碱工业化过程中，设计人员对工艺生产过程的关键设备不断更新。移植放大的蒸汽煅烧炉取代了历来采用的外热式煅烧炉，单机能力提高两倍以上，热效率和操作环境都得到改善。联合制碱使我国制碱技术迈入了世界先进行列。此后，对吸氨和氯化铵结晶等工艺进行了改进，简化了设备，进一步完善了工艺流程。还研究了加压碳化直接制碱的新工艺，进行小型装置的探索，使联合制碱与合成氨生产的结合更加紧密。1999年成达公司突破了加压碳化塔大型化技术难题，开发了一种新型加压碳化塔并得到迅速推广，这是对侯氏制碱生产工艺的又一次创新。有机化工方面，发展有机工业首先要发展有机原料工业，而氯碱产品是其重要原料。1963年化工部化工设计院与锦西化工研究院合作，开发了盐酸脱吸法获取精制氯化氢气体，使副产盐酸又变成化工原料得以重复利用的新工艺。1964年设计出全浸式隔膜电解槽。1965年设计出10万安培水银电解槽；开发了我国第一台16000KVA电石炉变压器；开发了聚氯乙烯生产加压蒸馏工艺，设计出14立方米聚合釜，大大地提高了我国聚氯乙烯工业的生产技术水平。吉林电石厂扩建时，化九院设计了丙烯腈、醋酐、氯化钠、湿法乙炔发生站、乙醛、密闭式电石炉等装置，不仅其规模是当时国内的最大装置，技术上也有所创新。化二院通过技术开发为太原化工厂设计的已二酸工艺，为上海溶剂厂设计的合成丁醇和正丁胺工艺，都实现了工业化。1961年，在设计南化磷肥厂1000吨/年已内酰胺装置时，南化设计院首创以苯加氢制环已烷、环已烷液相空气氧化法制环已酮的工艺路线，取代了苏联提供的苯酚法工艺路线，从而为已内酰胺生产开辟了广阔的原料来源；在已内酰胺精制工艺中成功地用转盘萃取塔取代原来的多级用泵混合分离设备，显著地提高了产品效率和质量，减少了能耗和溶液损失，改善了劳动和环境条件。这两项开发成果后来被国内所有的已内酰胺工厂采用，并在南化磷肥厂扩建为3000吨/年生产装置，1981年获国家经委银质奖。第二个五年计划期间，化工部化工设计院为吉林四平联合化工厂开发设计了我国第一套1000吨/年维尼纶（聚乙烯醇）生产装置，1965年5月先于日本仓敷公司引进的装置投料试车，并顺利投产。通过对引进技术的消化吸收，并结合生产厂的改进措施，又自行设计了贵州有机化工厂。随后，编制了1万吨/年聚乙烯醇通用设计，在九个省市建设了工厂。西南化工设计研究院根据自己的试验数据，在1961年自行设计了自贡鸿鹤化工厂2000吨/年天然气热氯化法制二氯甲烷装置并顺利投产，填补了国内空白，满足了保定胶片厂生产需要。该院还自行研制了天然气蒸汽转化镍触媒。合成橡胶工业方面，60年代中期，为了开发我国的合成橡胶工业新技术，化工部、石油部、机械部、高教部和国家计委（四部一委）组织领导了顺丁橡胶工业化技术开发大会战，于1969年创出了以抽余油为溶剂、以环烷酸镍烷基铝三氟化硼乙醚络合物为催化剂的顺丁橡胶生产工艺技术路线。由化工部化工设计院、北京炼油院、锦州石油六厂组成联合设计组，作出了万吨级大厂初步设计方案，建立了中试装置。化工部化工设计院副总工程师程文锷组织化工科研设计力量在攻关中发挥了作用。通过两年的试验探索，获得大量的可靠数据，后来为北京燕山石化总厂设计了年产1.5万吨顺丁橡胶装置，于1971年4月建成投产，开创了我国自行开发工艺技术发展合成橡胶工业的先河，以后又建了4套装置。该项新技术获国家科技进步特等奖，1981年获国家颁发的“70年代国家优秀设计奖”。与此同时，化五院的“顺丁橡胶工业生产新技术”被1978年全国科学大会授予特等奖。石油化工方面，1959年上海医工院自行设计了高桥化工厂年处理炼厂气6750吨的裂解、分离装置。60年代后期，该院曾采用国内技术、设备和材料，自行设计、建设了年产1.2万吨乙烯装置，该项目的建成填补了石油化工空白，为我国建设现代石油化工装置积累了宝贵的经验，培养、锻炼了一批石油化工设计、建设、生产等方面的专业人材。染料工业方面，化九院（吉化公司设计院）60年代设计了四川染料厂，品种包括顺酐、苯胺、二甲基苯胺、卡叽2G、蒽醌以及染料后处理装置。建成后生产正常。农药工业方面，60年代，为使农药品种多样化，改变我国以无机农药和以六六六、滴滴涕为代表的氯制剂农药为主的状况，继沈阳、天津研究院开发磷制剂新农药推出1605（甲基对硫磷）、1059、敌百虫、敌敌畏、乐果等新品种之后，湖南省化工设计院先后设计完成了年产2000吨敌百虫和年产1000吨敌敌畏工程。这是当时国内最大规模的生产装置。1960年至1961年，该院还为越南设计了一套年产1万吨杀虫剂工程。国防化工和新材料工业方面，1965年刚成立的化六院（前身为化工部化工设计院七室）除开发成功重水、液氢、偏二甲肼等军工产品，满足了军工急需外，还与科研、生产紧密结合，开发成功有机氟、有机胺、金属钠、超氧化物、聚硫橡胶等多种非金属新型材料的设计和生产技术。创建各专业的设计技术中心站。60年代初，为促进我国化工设计技术进步，开发自己的新技术、新工艺、新设备，在冯伯华副部长倡议下，经化工部批准，于60-70年代先后组建了 13 个专业的设计技术中心站，现在已发展到24个。中心站构筑了化工设计基础工作的网络和活动平台，40多年来，对化工设计的技术进步作出了巨大的贡献。援外工作方面，60-70年代，化工设计院除了完成国内设计任务外，还利用自己开发的技术，走出国门，为发展中国家提供设计服务。如化工设计院完成了阿尔巴尼亚制碱装置、年产5万吨合成氨装置、年产10万吨硝铵装置和密封电石炉装置；援助越南北江氮肥厂年产5万吨合成氨装置和越池烧碱厂的工程设计。此外，1965年为埃及和阿富汗提供了烧碱、甲醇、酚醛塑料、酚醛树脂等技术建议书，为缅甸提供了烧碱和漂白粉等产品的方案设计。在消化吸收引进技术方面，60年代初，国家对化工部要求重点解决吃、穿、用问题。从1963年到1966年间，我国开始从西方成套引进了化工装置16项。其中有四川泸天化从英国引进的以天然气为原料的合成氨装置和从荷兰引进的全循环法尿素装置、有兴平化肥厂从意大利引进建设的重油加压气化装置、有北京有机化工厂从日本引进的聚乙烯醇装置。此后，化一院、化四院、化五院通过消化吸收，改进和创新，设计建设了石家庄化肥厂、刘家峡化肥厂、贵州有机化工厂等同类装置。总之，60年代是我国自力更生、自主开发化工技术，加快建设国民经济急需的、多品种的化工企业取得成果较为显著、科技成果转化比例较高的时期，也是化工设计单位投入技术开发力量最多的时期。这些成绩不但奠定了中国化学工业的基础，同时也锻炼和培养了一大批熟悉各类化工产品的化工设计专业人才，形成了化工部系统各有专长的十几个勘察设计院，成为今后加快发展我国化学工业的主力军。第三节 七、八十年代消化引进技术 推动开发创新 提高设计水平20世纪70年代初，中央有关部门经过出国考察，开始认识到建设大型化肥装置的优越性。随着我国农业生产对化肥需求量的日益增长和我国石油、天然气资源的大量开采，1973年，国家批准从美国、荷兰、日本引进了10套以天然气为原料的年产30万吨合成氨及年产4852万吨尿素装置，其中8套为美国凯洛格及荷兰斯那米卡邦公司技术，两套为日本公司技术；1974年又从法国引进3套相同规模的以轻油为原料的大型化肥装置，为法国赫尔蒂公司技术。这是引进的前13套大化肥项目。到1976年，这13套大化肥装置中的11套相继建成投产，达到设计能力。只有洞庭和枝城二个装置因原料由天然气改用轻油，推迟到1979年建成投产，因此13套大化肥建设历程总共用了6年时间。之后，为合理利用资源，又在镇海、宁夏和乌鲁木齐引进了美国德士古以渣油为原料的年产30万吨合成氨及年产52万吨尿素3套装置。80年代，内蒙古、九江、兰州，又引进了shell渣油气化年产30万吨合成氨及意大利斯那姆氨气提年产52万吨尿素装置。此后，由于石油供应趋紧，再转向我国丰富的煤资源，山西化肥厂引进鲁奇碎煤加压气化、低温净化工艺；渭河化肥厂引进德士古水煤浆加压气化技术；湖北双环公司引进shell干粉煤气化和低温甲醇洗工艺等。石油化工方面，1972年，北京燕山石化总厂引进包括年产30万吨乙烯装置在内的“四烯工程”， 1976年建成投产。1976年1978年，又引进4套年产30万吨乙烯及其配套装置，分别建在大庆石化总厂、齐鲁石化公司、南京扬子石化公司和上海金山石化总厂。引进大化肥装置和四大石油化工基地的建成投产，有力地增强了我国石油化学工业的生产能力，提高了我国化学工业的技术水平。在此期间部属各设计院都参与了大化肥、大乙烯项目引进的技术交流、合同谈判、设计联络、技术培训、现场施工安装、试车考核工作，使一大批设计人员通过这些大型引进项目工程建设的全过程受到了锻炼，开阔了眼界，认识了世界水平，看到了我们与国外工程公司的差距。同时，在配合引进和承担配套设计过程中，使自身的设计水平得到普遍提高，为自己独立设计大型化工装置打下了基础，创造了条件。如1975年，当时刚成立的燕山石化院,贯彻中央关于对引进装置“一学、二用、三改、四创”的方针，广大技术人员在消化吸收的基础上，在不到一年的时间内完成了以“四烯”为代表的七套大型石化装置的初步设计。13套大化肥和4套大乙烯装置都是从国外成套引进技术和设备，国内设计院分工负责土建和公用工程配套设计，为了尽快改变重复引进的局面，提高我国自己的设计能力和技术水平，国家适时改变引进方式，逐步转向以我为主，从全套引进，逐步向只采购专利技术和关键设备发展 。1978年，在镇海年产52万吨尿素装置设计中，化四院首次采用“一买三合作”的方法，只买技术软件，聘请技术专家，立足国内设计、制造。建成后，效果良好，说明我国完全可以依靠自己的力量，设计具有先进水平的大型尿素装置。化四院还组织了一批工程技术骨干去荷兰凯洛格大陆公司与外商进行合作设计、合作采购工作。使设计工作开始向国际先进的通用设计程序和方法靠拢。1979年，燕山石化总厂的对苯二甲酸（PTA）装置，仅向外商购买专利技术，采购关键设备，由燕山院承担基础设计和详细设计，并参与建设和设备制造。1983年，扬子公司引进年产14万吨聚丙烯和年产20万吨乙二醇装置，也采用了“一买三合作”形式，燕山院和化工设计公司派人到日本与三井造船公司和东洋公司合作设计，并参加了采购、监制，既完成了设计，又学习了国外的设计方法和设计管理，还掌握了部分工艺技术。在完成引进项目过程中，化工部一方面鼓励和支持各院专业人员自主开发工艺、土建、设备等专业计算和绘图软件，同时又派设计人员到国外学习。1978年，化工设计公司及上海医工院分别派出设计学习组，赴美国Stone & Weboter、日本JGC公司及美国Lummus公司结合大型乙烯工程的基础工程设计，进行了为期七个月及六个月的学习考察。除学习国外工程公司的设计组织、设计方法及工程项目管理以外，还了解到当时国际上著名的软件公司（如HTRI、HTSF、FRI等公司）的设计的软件支持系统，在化工部的支持下，我国不但参加了HTFS等软件公司，还购买了美国斯坦福研究所编制的化工经济手册（CEH）、工艺评价研究规划（PERP）等长期刊物，获得了设计工作所需要的长期软件支持，包括工艺物性计算、换热器计算、应力分析及各化工产品技术进展和经济分析等资料，对推动设计技术进步发挥了重要作用。1979年5月，化工部组织设计院领导赴西欧、美国，重点考察国外著名的工程公司组织工程设计和项目管理的经验后，提出设计院推行国际通用设计新体制，试行工程总承包和组建工程公司，加快与国际接轨。1980年，化工部组织翻译由荷兰尿素设计组带回的凯洛克大陆公司的设计手册。并由中国化工勘察设计协会组织编制了结合国情的“设计手册”约400万字，为推行国际通用设计程序和方法提供了技术基础。经过建设大型化工项目的实践和国外工程公司的合作、锻炼、学习，积累了大型项目设计经验，各院的设计技术水平已有了显著的提高，以我为主，独立设计大型化工装置，为国争光的革命热情被充分发挥出来，在自主开发设计化工生产装置方面作出了很多成绩，充分地显示了技术进步，工程设计能力大大提高。主要表现在： 1、设计建设大型氮肥厂1974年，上海化工设计院（当时叫化工局设计室）为上海吴径化工厂设计了以轻油为原料30万吨/年合成氨装置、化四院设计了24万吨/年气提法尿素装置，这是我国通过引进13套大化肥装置，积累了建设经验，特别是重点对洞庭氮肥厂引进的大化肥装置进行深入研究后，自行完成的第一个国产化大化肥装置。从方案设计到施工图历时15个月，1975年完成设计，1979年12月建成投产。概算投资2.28亿元，各类设备421套（全部国内制造）。这套大型合成氨装置的建成，标志着我国化工设计技术水平有了很大的提高。荣获了国务院重大装备领导小组颁发的一等奖。2 、完成了小化肥碳铵改尿素（4万吨/年）设计80年代，化四院在总结水溶液全循环法尿素生产技术的基础上，通过开发设计完成了小化肥碳铵改尿素（4万吨/年）方案，先在平度、邹县、辉县建三个厂，于1987年投产，之后在全国推广。这些样板厂开车成功是我国小化肥发展史上的一个里程碑。此后，化四院又借鉴CO2汽提法尿素工艺技术，通过深入的工作，进行二次开发，完成了元氏、潍坊两个年产4万吨CO2汽提法尿素装置的设计，并相继建成投产，为小化肥改产尿素又开辟了一条新路。3、只购买专利技术，自行设计、改造20万吨/年大型合成氨装置1987年，化八院在川化20万吨/年合成氨装置技术改造工程中，率先选择了凯洛格大陆公司的低能耗工艺新技术，在该公司的指导下，独立完成了基础设计和详细设计，设备国产化率达到80% 以上，使我国大型合成氨装置的工程设计水平提高到了一个新高度。该项目获得了1991年国家重大技术装备成果奖，1993年获国家科技进步一等奖。4、开发联醇生产新工艺生产合成氨联产甲醇（联醇），是利用原料气中的一氧化碳和氢合成甲醇，不仅降低了合成氨生产中原料气精炼工序的负荷，提高了有效气体利用率，且可低成本生产出经济价值很高的化工原料甲醇。1971年，南化设计院在丹阳化肥厂进行小合成氨联产甲醇的工艺、设备结构、催化剂等的开发研究，进行工业化装置设计，完成了小化肥配联醇的通用设计，在我国小合成氨蓬勃发展的基础上，创造了小联醇生产新工艺。1976年1977年，石油化工部组织以南化设计院为主的小联醇技术攻关组，对联醇生产工艺指标及操作（原料气净化、甲醇触媒升温还原、甲醇精馏等）进行优化，使联醇催化剂使用寿命达到200天以上，联醇生产得以长周期、高效率稳定运行。1980年，又开发了“配气法”合成氨联产甲醇的技术，1993年经国家专利局批准为专利，并用于南化公司氮肥厂15万吨/年合成氨改造、6万吨/年甲醇设计。5、自主设计建设乙烯和芳烃抽提装置1975年，吉化院率先在国内第一个利用自己的技术，为吉化公司设计了11.5万吨/年的乙烯装置和年处理6.4万吨加氢汽油芳烃抽提装置，与从国外引进的同类装置相比，它在某些方面具有我国自己的特点，经过考核各项指标达到和优于设计值。 6、开发液相本体法聚丙烯技术1976年，南化设计院自主开发的液相本体法聚丙烯技术，与当时引进的溶剂法聚丙烯技术相比，其工艺特点是流程很短、投资少、能耗低、成本低、基本无三废排放。并成功建成10000吨/年装置，获1986年度国家科技进步二等奖。7、开发设计2万吨/年苯胺生产装置吉化院根据研究院提供的数据，为吉化染料厂开发了2万吨/年苯胺装置，1985年一次开车成功，在国内同类装置中产能一直处于领先地位。在此基础上形成的万吨级硝基苯流化床技术，获1986年化工部优秀工程设计一等奖，成为该院的专有技术。8、开发20万吨/年硫铁矿制酸装置的大型化设计1985年，南化设计院只引进德国鲁奇公司焙烧技术，用自己的技术完成了硫酸装置内的原料、净化、干吸、转化和尾吸、发电等工序的施工图设计，1988年起试生产一年，运行情况良好，产量已超过设计能力600吨/日。该工程为自主建设大型硫酸装置迈出了第一步，接近当时的国际水平。1991年获江苏省优秀设计一等奖。9、开发具有国际先进水平的氯化法钛白技术80年代，化三院在攀枝花钛精矿综合利用，生产金红石钛白和开发具有国际先进水平的氯化法钛白技术取得了成果。他们研制开发的涂料专用搅拌釜系列、节能高效双轴搅拌机等系列三项油漆技术开发成果，获联合国TIPS机构授予“发明创新、科技之星”金奖。10、氯碱工业新技术的开发应用化八院将汽提技术应用于北京化工二厂聚氯乙烯改造，降低了原料消耗，改善了环境，提高了产品质量。该院还将三效逆流蒸发技术移位于烧碱工业中，降低了能耗和生产成本。提高了烧碱浓度和质量。该工程设计获国家优秀设计金质奖。1984年，兰州设计院甘肃盐锅峡化工厂的技术改造中设计建成了我国第一套离子膜烧碱装置，并荣获1990年国家优秀设计金质奖。11、开发2000吨/年有机硅装置设计技术吉化院在1986年与吉