傅老佳作连载10 | 星火厂28次有机硅试车失败后怎样浴火重生？

有机硅有机硅

2024-12-14

上一期连载，我们介绍了本书第九部分——我国有机硅工业发展期（下），主要讲述我国有机硅产量阶梯式的迈进之路。

本期我们将讲述中国有机硅工业成长期的故事。

友情提示-本期三大亮点：
1、建成万吨级甲基氯硅烷生产装置
2、星火厂28次失败后的浴火重生
3、国内有机硅形成四大巨头的格局

《有机硅工业及其在中国的发展》
傅积赉先生著
注：傅老原版著作成书于2015年6月，请以当时的视角阅读以下文字

涉及相关企业的重要近况，SAGSI团队为您适当补充，本文所使用的图片来源为原著及网络。

成长期（1）

生产更多的甲基氯硅烷是中国人强烈的愿望

为国家生产更多的甲基氯硅烷除了满足国民经济发展的需要外，更重要的一点是中国的有机硅市场不要被跨国公司所左右和不被他们耻笑，这是中国有机硅业界共同的强烈愿望。20世纪80年代，为了打破外国的技术壁垒、发展中国人自己的有机硅工业，“七五”期间国家计委同意化工部在江西永修县原来生产与军工有关化学品的星火化工厂（现星火有机硅化工厂前身）建设国内首套使用流化床工艺合成甲基氯硅烷单体的万吨级有机硅全流程生产装置，使我国有机硅生产上了一个新台阶。

编者注：星火化工厂，是我国化工行业巨头企业。
1964年，中苏关系恶化，为防备外部威胁，我国将东北、沿海等重工业机器和设备，转移到内地相对偏远地区，史称三线建设，也是星火化工厂诞生的主要背景。
1968年，我国决定在江西省永修县张公渡建设一座年产600吨偏二甲肼液体高能推进剂工厂，这是一种用作导弹、卫星、飞船等发射试验和运载火箭的主体燃料，星火化工厂由此诞生，军工代号为“752厂”。
80年代，星火与兄弟单位燎原厂合并，开始生产有机硅。
1996年，由中国蓝星集团并购。
2016年，星火化工厂搬迁至永修星火工业园。
星火化工厂旧址
图源：工业遗产网

成长期（2）

万吨级流化床合成甲基氯硅烷工业性试验装置

万吨级流化床合成甲基氯硅烷工业性试验装置是由化工部第六设计院（以下简称六院）设计，并由晨光化工研究院会同星火化工厂一起试车。这是一项总投资达1.1亿元的“七五”期间重点工程。此工程于1987年5月动工兴建，到1990年建成。1991年12月投料试车，由于一开始资金就不是很充裕，虽经几度调增预算，1991年开始试车时就已经出现资金紧张情况。

编者注：化工部第六设计院，成立于1965年，地址在陕西西安，主要进行化工工程全程总承包，也是《化学工程》期刊的主办单位。目前演变为中国华陆工程有限公司。

图源：搜狐新闻

鉴于有机硅产品的重要性和宽广的用途，当时的化工部调集了化工部第六设计院的技术骨干，有孟祥凤、陈淑文、孙恪慎等多人；晨光化工研究院有幸松民、邹家禹、瞿晚星、刘业成等多人在星火化工厂马国祯、杨成勇厂长指挥下进行工作。化工部不少领导也十分关心，经常派二局的工程师们到星火化工厂了解情况、指导工作。

尽管此前星火化工厂有过合成甲基氯硅烷单体的直径400mm和直径600mm流化床运行经验，但万吨级合成甲基氯硅烷单体的流化床在我国毕竟是第一套，所以遇到的问题不少。

1991年12月万吨级流化床开始投料试车时，来自六院、晨光化工研究院参加万吨级流化床攻关的众多技术人员和现场工人师傅们在厂长马国祯和杨成勇的领导下，努力工作，发现问题、总结经验、解决问题、含辛茹苦、攻坚克难，在1992年元月生产出合格的二甲基二氯硅烷，在1994年打通了全流程。

星火万吨级有机硅工程开工典礼
图源：中国化工集团官网

试验中有时也能较长周期平稳地运行，各项指标也不错，合成效果比较理想。由中国人自力更生制造的甲基氯硅烷终于能源源不断地从万吨级流化床中流了出来；二甲基二氯硅烷等组分从精馏塔中被分离开。翘首以待的下游产品工厂终于能用上更多的国产原料了。中国人能打破外企的壁垒使行业内外有志之士为之欢欣鼓舞。

该项目于1995年8月通过了化工部科技司组织的考核验收。项目的多项技术经济指标基本达到当初下达的工业性试验装置的要求，但与当时国际先进水平相比仍有很大的差距，主要有：作为有机硅单体合成的核心设备和技术，放大了直径的流化床反应器较易结块，不能保持长周期稳定运行；二甲基二氯硅烷选择性不能长时间保持在较高的水平。同时，作为配套的氯甲烷装置，工艺技术比较落后，名义上的1万吨/年装置，实际采用了8台3m³的搪瓷反应釜，生产效率低，反应釜损坏频繁，实际生产能力完全不能满足单体合成的需要。

而在此期间，由于国家对投融资制度的改革，万吨级有机硅工业性试验装置由当时的拨款改为贷款，星火化工厂也从此作为企业独自承担起试验重任。但试验任务十分繁重，如流化床合成常因局部过热、床身结垢等而中止反应。这是因为常常牵涉到诸如原料供应、流化床结构等多种因素。有的问题在当时也往往难以预见，解决问题也不是一蹴而就。譬如：在原料方面，当时没有化学级硅，从不同途径、用不同价格购入的原料硅的质量千差万别。硅中某些微量有害杂质的存在会使催化剂中毒而严重影响合成反应的正常进行，使本可顺利进行的反应会因局部过热而提前中止。另一个反应介质氯甲烷的质量也会因原料甲醇中的杂质存在而影响合成反应。

其他在流化床及其附属的旋风分离器，和配套的精馏塔群、储槽等硬件方面难免会出些问题，需要修改和完善。在诸多因素的影响下，经常会出现流化床生产稳定性差，产物粗单体中二甲基二氯硅烷的含量低，连续操作时间短，不能达标生产。诸多设备及工艺的修改和完善有时是很花时间的，并需要资金的支撑，如原料硅粉和氯甲烷的质量必须符合要求；流化床中不合理的结构要改进；催化剂活性要保证；流化床中反应温度要均匀控制等，这样二甲基二氯硅烷的选择性才能提高。而有的问题要反复验证才能肯定和解决，而这些都要花费很多金钱和时间的。但常常由于资金不足，导致工作不能连续进行而影响试验进度。由于巨额的试车费用，使企业背上沉重的包袱，以至于使企业濒临破产，一度被迫停产。

早期星火化工厂生产场景
图源：工业遗产网

化工部领导也曾请晨光化工研究院和吉化公司考虑能否为星火化工厂排忧解难。晨光化工研究院派出有关技术人员；吉化公司派出阎世城、梁新民等多名技术骨干了解情况，提出方案，但都因资金等问题而搁浅。

为了攻克核心的流化床反应器技术，化工部科技司多次组织国内相关的专家进行诊断，并在考察了中科院冶金所、清华大学和浙江大学后，最终确定由浙江大学与星火化工厂一起承担该课题的攻关。化工部科技司还提供部分科研经费，星火化工厂专门成立了工程开发室，抽调精干的工程技术人员配合，最终开发出“喷动流化床技术”和“体外循环氯甲烷反应器技术”。这些技术由于星火化工厂处于停产状态而未能顺利实施。最后，因无后续资金，资金链中断，欠缴大量电费导致电力部门停止供应电力而不得不全流程停车。

在化工部无法筹得资金情况下，1996年10月，在化工部领导的组织下，星火化工厂加盟中国蓝星（集团）总公司。化工部派出时任蓝星总公司总经理任建新进驻星火化工厂，经过近一个月深入细致的调查研究，由中国蓝星化工清洗总公司注入资金3200万元。

编者注：任建新，蓝星集团创始人，此前有机硅对其相关经历有精彩报道，点击链接即可查看！

图源：中国化工集团官网

在理顺了管理、凝聚了人心和解决了必要的资金后，在任建新和杨成勇带领下全厂上下对单体合成装置和氯甲烷装置进行完善，利用前期开发的“喷动流化床技术”和“体外循环氯甲烷反应器技术”，对原装置进行了系统的改造，其中氯甲烷装置几乎是推倒重建。不到半年，解决了原料氯甲烷生产中的瓶颈，于1997年4月，改造后的氯甲烷装置一次开车成功。1997年5月，通过改造的单体合成装置重新开车，于1997年5月9日至5月25日，第一台万吨级流化床连续运行了17天。当年甲基单体产量超过5000吨，一些指标达到设计要求，部分指标超过设计水平，使星火化工厂走出了困境。

在星火化工厂成功投产后，个别媒体的记者在宣传报道中强调在试车期间有“28次失败”以突出 “一次开车成功”。事实上，此前星火化工厂累计 20多次试车并不是完全“失败”的。有的“失败”是不可预见的。因为有的问题是设备结构上的，有的是工艺上的，有的是操作控制上的，有的是原料供应上的等，十分复杂。有的问题解决起来快，有的却要花费很长时间，如床身结构的不断完善就不是一天两天马上能解决的；还有如原料硅的质量，当时没有专用的化学级硅，要确定合乎合成用的硅的质量是要花时间的；同样确定合成氯甲烷用的甲醇的质量也要做大量工作。有时往往因一点小问题而不得不中止合成。故在20多次试验中，能较长时间运行、全面达到设计指标的次数不是很多。

又如合成氯甲烷的搪瓷釜腐蚀问题成为瓶颈，要进口设备是既花钱又费时的事。众所周知，由复杂工艺组成的大型流化床流程要能正常运转都需要分段考核和全流程贯通等试验，试验的次数有多有少，并不是一蹴而就的。就笔者所知，即使是美国道康宁公司和日本信越公司在生产初期也曾有过技术攻关的阶段。

成长期（3）

1997年甲基氯硅烷产量突破了万吨大关

（第一个里程碑）

中国人在增加甲基氯硅烷的产量上的努力一直没有停止过。由于星火有机硅化工厂的成功开车，加上吉化公司电石厂、北京化工二厂和新安化工集团公司也都不断扩建或增建流化床使甲基氯硅烷的产量大大增加。1997年在这举足轻重的四大企业努力下，全国甲基氯硅烷总产量打破了长期徘徊在年产数千吨的水平，历史性地突破了万吨大关（其中星火有机硅化工厂生产5200多吨，吉化公司电石厂生产4500多吨）。使我国甲基氯硅烷产量迈上了第一个台阶（1万吨）。

成长期（4）

中国有机硅工业开始蓬勃发展

1998年国家严厉打击走私之后，有机硅单体市场呈现供不应求的状态，星火有机硅化工厂在杨成勇厂长领导下抓住时机，在原有装置的基础上改建、扩建成2万吨/年装置。1998年产量突破1万吨，达到了设计能力。1999年的实际生产量即达到19500余吨。星火有机硅化工厂万吨级有机硅单体生产装置的成功扩建，实现了我国有机硅生产经济规模的突破，标志着我国有机硅工业能跨上了更高的台阶。

星火万吨有机硅装置试车成功
图源：中国化工集团官网

取得突破的星火有机硅化工厂没有固步自封，于1999年底开始实施建设5万吨/年有机硅单体项目。该项目于2001年底建成投产，一次试车成功。自此中国有机硅单体技术真正做到与国外公司相抗衡时代，带领中国有机硅单体工业进入蓬勃发展时期。该“5万吨/年有机硅甲基单体生产技术及装备的开发研究”项目于2005年获得国家科技进步二等奖。

随后，星火有机硅化工厂的生产进入了更为快速的发展阶段。2003年实施了7万吨到10万吨的技改，2006年产能突破10万吨/年大关。2007年，该厂投资10.36亿元新建一座年产10万吨有机硅单体装置正式投产，使星火有机硅化工厂的甲基氯硅烷单体产能达到20万吨/年，成为当时中国最大的有机硅单体生产企业。

2006年10月，蓝星并购罗地亚有机硅和硫化物业务
图源：中国化工集团官网

在蓝星收购罗地亚后，2009年4月28日按中国化工集团“十一五”计划安排，要星火有机硅化工厂使用花30多亿美元兼并到手的法国罗地亚工艺技术，投资80亿元增建年产能40万吨的有机硅单体及下游产品一体化项目。该项目原先打算安排在天津，后正式落户永修星火工业园。

投资40亿元，建20万吨/年有机硅项目的一期工程于2009年8月9日开工，计划2011年底竣工投产。二期工程计划2015年全面竣工，在二期工程完成后甲基氯硅烷将有70万吨/年的产能。中国化工集团公司的方针是要将星火有机硅化工厂建成中国最大的有机硅上下游一体化生产基地，成为“世界第一”的“世界硅城”。

2004年5月9日，中国化工集团成立
图源：中国化工集团官网

成长期（5）

中国的甲基氯硅烷生产形势越来越好

进入21世纪后，随着星火有机硅化工厂、吉化公司电石厂、北京化工二厂和新安化工集团不断地完善工艺、扩建和增建装置，甲基氯硅烷的生产形势越来越好。国内流化床的直径都己超过1200mm，2万吨级的直径为1700mm。5万吨级和10万吨级的流化床，床径又有扩大。

2000年全国甲基氯硅烷产量 4.7万多吨，2001年生产6万多吨。2003年总产量历史性地突破了10万吨大关，登上了第二个大台阶（第二个里程碑）。1997～2003年6年间，甲基氯硅烷产量增长了10倍。值得自傲的10万吨年产量，令关心民族有机硅工业命运的中国人和为之努力奋斗的团队都兴奋不已。尽管这10万吨产量还不到世界总产量200来万吨的5%，却是来之不易。这是在中央有关部、委和地方政府的关怀支持下、经过几代人的努力，用实际行动打破了中国有机硅市场为外国公司所左右的局面和和形成的壁垒，取得了拥有自主创新和知识产权的生产单体的成套技术，也带动下游有机硅高分子产品的发展。

图源：中国化工集团官网

果然，2004年甲基氯硅烷全国总产量达到15万吨；2005年总产量约19万吨；2008年产量约40多万吨；2009年产量达到90万吨；据说2012年实际产量超过100万吨；2013年甲基氯硅烷的产量达到130万吨。这些数字充分说明不甘落后的中国人有能力书写出了辉煌的中国有机硅产业史，也可以说中国的有机硅工业开始站稳了脚跟。