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3. 吴泾化工厂 第一代国产化氮肥厂 少数的几套化肥生产装置远不能满足国家的需要，必须在全国加快化肥工业建设，大力增产化肥。化工部上下都强烈认识到这一点。于是早在50年代末，就部署化工设计院着手组织编制可重复应用的氮肥厂定型设计。”省级” 是年产5万吨氨，”专区级” 是年产1万吨氨。要求定型设计有通用性，能“因地制宜”。结合各地的具体情况作少量补充、调整，就可做出工程设计，进行施工，从而得以省力省时，保证质量，达到成批建厂的目的。 定型设计在考虑工艺流程、技术及设备等方面时都尽量结合当时的国力和国情。经仔细分析发现，合成氨装置中绝大多数备都是国内能够自行开发设计制造，不必向外国购买的。化工部随即确立自力更生建设氮肥厂的发展方向。1956年，国家决定在第二个五年计划中兴建一批国产化的大型氮肥厂。 所谓国产化，简而言之，就是要自己设计、自己制造设备、自己安装、自己试车开工。这可不是一个简单的问题。 外行人可能会拍胸脯说 ”没问题” ，我们不是已经有多个大厂在生产氮肥了吗？照样画葫芦就可以了。但懂行的就肯定不会这样说了。 虽然，当时我国已建有好几套合成氨装置在运作或安装，但是，它们都是采用外国的设计和装备来建造的。大连厂全部是日本人建造的就不说了。南京永利的“远东第一大厂” 是美国设计的，采购多国的设备，还有人员培训等，是借助外力而建成的。吉林兰州太原更是苏联的全套援助，我们只是跟在后面做小学生。而今要自己独力建造，这就困难得多了。 困难在于合成氨装置的技术难度。其他的先不说，只说最为显而易见的一点。 在合成氨工艺中，氨是由氮气和氢氧经化学反应合成的。而这个合成反应是必须在320个大气压之下才能进行，低于320大气压，合成氨反应就不能进行，也就产生不了合成氨。320大气压是甚么概念呢？平常沿海地区的人承受的是1大气压，它相当于10.33米高的水柱形成的重力。有人可能要问为甚么没给压成肉饼？那是因为人体内外气压平衡的缘故。 320大气压就相当于约3300米水柱的压力，换一个讲法，就是潜入3200米海底所承受的压力。这样换算，大家就会有概念了。用潜水艇工作深度作对比︰俄罗斯 ”阿尔法” 级核潜艇是700米；美国 ”海狼” 级核潜艇是450-610米；中国 ”晋” 级核潜艇约300米。对比一下就知道要承受3200米海水，亦即320个大气压是多么可怕了。 更大问题是我国当时的工业水平。以生产钢管为例，我国到解放初还不能制造无缝钢管。所需自来水管之类都只能用钢板卷合焊接而成。直到1953年末中国才生产出第一根无缝钢管。现在学会制造无缝钢管才三五年，以这样的工业水平要制造能承受320大气压的容器设备谈何容易。还有要制造能压出320大气压的气体压缩机等配套设备。困难不言而喻。 其实，这高压容器和压缩机问题在整套合成氨装置中只是众多难题的其中之一，一些外行听不懂的难题可以说是数不胜数的。
考虑到上海是全国工业最密集的地区，各种类制造业最为齐备，技术力量最强。最便于协同解决设备制造和施工问题。1958年1月，中央决策把建设第一座国产化大型氮肥厂的任务交给了上海，既艰巨也光荣。厂址选定在上海市郊的吴泾，取名吴泾化工厂。 1960年6月，国产化第一套合成氨装置正式开始动工兴建。采用 “省级” 氮肥厂定型设计。第一期工程主要包括年产2.5万吨合成氨车间、8万吨硫酸车间和10万吨硫酸铵车间。由于合成氨的生产需要在高压、高温、密闭的条件下连续地进行，对设备的要求很高。规定设备由一机部和上海市定点生产。一机部确定由部直属104家企业定点制造化肥设备、仪表、阀门。上海市在市属300家机械厂中选出100家，定点制造大型化肥厂设备、仪表、阀门。建设过程中汇集了上海多个建筑、安装单位的技术人员和工人参与制造任务。工程的470多个项目、1千多台设备、4万多米大小管道等建筑和安装任务全由我国独立完成。安装人员在安装完毕后，对全厂所有的高压管道的300个焊口，都经过X光拍片仔细检验。经过验收，整个工程质量完全符合要求。 1962年11月20日，第一期工程试产成功，生产出首批合格的硫酸铵。1963年9月26日，通过国家验收。9月27日《解放日报》头版宣告︰我国第一座自己设计、自己制造设备、自己安装、自己开工的大型氮肥厂----吴泾化工厂第一期工程建成投产。工程所用设备实现了100%国产化，材料实现80%国产化。为确保设备质量，大型化肥厂用不锈钢和仪表轴承用钻石等，专拨1600万美元外汇向国外采购用料。合成塔热电偶用镍铬丝的镍由国库进口镍中拨给。 吴泾化工厂的建设，使我国化工和通用设备制造在高温高压、高速、强腐蚀、自动化和大型化等方面都上了新的台阶。 20世纪60年代初，采用化工设计院的定型设计，我国先后建设了上海吴泾化工厂、浙江衢州化工厂和广州氮肥厂。60年代后半期又建设了河南开封、云南解化、河北石家庄、安徽淮南等。共计新建了7座中型氮肥厂。1964-1966年，我国还同时建设的中型氮肥厂主要分两种类型：一是年产4.5万吨合成氨的碳铵厂，如宝鸡、宣化；二是年产6万吨氨、11万吨尿素厂，如石家庄、银川、鲁南等。
4. 碳铵小氮肥 遍地开花 第二个五年计划建设的省级氮肥厂，为我国化肥工业的发展奠定了基础，解决了我国化肥短缺的燃眉之急，但是其产能仍远远无法满足我国农业的发展需求。 1958年，化工部提出兴办小型氮肥厂的设想，并召开了技术研讨会，研讨了小型氮肥装置的工艺技术路线和产品方案等。大家认为，小氮肥厂如果是生产硫铵或硝铵，就必须建造配套的硫酸、硝酸装置，不仅投资大，建设周期长，而且还需要大量的铅或不锈钢材，难以普及。当时在碳铵、硫铵、尿素、氯化铵几种主要的氮肥生产装置中，只有碳铵生产过程工艺最简单也最容易操作，选用碳铵路线最符合我国当时工业薄弱、国外封锁的实际情况。碳酸氢铵的肥效也得到农业部门的肯定。 当时已是化工部副部长的侯德榜建议在中国大力发展碳酸氢铵。带领助手开发出碳化法合成氨流程制碳酸氢铵化肥新工艺。就是利用制造合成氨流程中脱除的二氧化碳去结合合成氨，生成碳酸氢铵作为化肥产品，从而取消了传统的氨加工工序，大大缩短了生产流程，为节省投资加速建设起到了决定性的作用。 旋即在上海化工研究院建造第一套碳铵试验装置。进而在丹阳化肥厂建造年产3千吨合成氨的工业装置。化工设计院做出定型设计。碳铵小氮肥定型设计有两个级别，一是年产800吨合成氨，另一是年产2000吨合成氨。当时，化工部决定初建13套年产2000吨和35套年产800吨的样板装置。在全国各省选点，进一步做扩大试验。可是适逢”大跃进”，各地一哄而上，未等实验装置成熟，各地就纷纷推广。大多遇到困难。 1959-1960年，我国先后建成了近200套800吨型和2000吨型的小氮肥厂。而多数800吨型因设备不配套或设备质量不好而不能投产。少数投了产的也因产量低、消耗高、亏损大，不能正常生产，难以维持。 随之而来的三年自然灾害，让国家粮食成了大问题。增产粮食，最急需的就是化肥。1961年4月，国家在杭州召开氮肥会议，中央化肥领导小组组长陈云半开玩笑地说。“今后，我就向化工部要吃要穿了！”这不是玩笑，是一种责任，一种使命。 碳铵小氮肥的试验，直到1962年在丹阳化肥厂装置上解决了碳化流程中的二氧化碳与氨平衡这一关键问题之后，困难才被突破。继而攻克技术关、设备关和经济关，达到了设计水平。由此，生产设备相对简单的碳铵小氮肥生产终于过关，并成了中国特有的一个氮肥品种。从此，一大批小型氮肥厂迅速建立起来，成为氮肥工业的重要组成部分。后来800吨级提到3000吨级、2000吨级提到5000吨级，在积累经验教训的基础上，当时的化工部设计院提出了年产1万吨合成氨、4万吨碳酸氢铵新的设计方案在全国推广。 1963年，中央和国务院批示，发展氮肥主要靠大中型厂，适当发展小氮肥作为补充。而中型厂一时上不去，各县是积极发展小氮肥。到1966年，许多省几乎县县都建氮肥厂，有的县甚至有两套小氮肥。到1979年，全国共建成了1533个小氮肥厂。合成氨产能占全国当时总量的55.6%。小氮肥在保障我国化肥供应方面发挥了重要作用，但许多厂经济效益差，亏损严重。经过80年代初的调整、整顿，小氮肥关停了317个，1983年，开工生产的小氮肥有1215个，平均每厂年产合成氨7800吨。 其后，小合成氨厂完成了一系列的增产、节能、降耗的技术改造项目，生产规模不断扩大，生产条件大有改善，能耗大幅度下降，企业的经济效益明显提高。90年代初碳酸氢铵改产尿素的成功，一批小尿素厂投产，走出一条新路。2007年，全国小氮肥厂470个，合成氨产量3569.8万吨，占全国合成氨产量的69.1％。全国小尿素企业132个，产量2898.1万吨，占全国产量的58.1％。生产碳酸氢铵的小氮肥厂332个，产量3076.6万吨，占全国碳铵产量的93.9％。
5. 尿素的兴起 尿素是一种含氮量最高的氮肥。工业上用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素。但尿素的制造工艺一直没有成熟。40年代出现了半循环法，50年代出现了全循环法。60年代初期出现二氧化碳气提法，并于1967年建成工厂投入生产。这一工艺使尿素生产的能耗大为降低。70年代中期出现第二代氨气提法工艺。1980年日本又开发了一项结合传统的水溶液全循环法和气提法特点的新工艺，即节资降能新工艺，简称ACES。80年代初，意大利又开发了等压双循环的新工艺，简称IDR。 我国尿素工业化的开发始于1958年，在南京永利宁厂建成日产10吨尿素的半循环法中试车间并投入运行。其后上海吴泾化工厂年产1.5万吨的半循环法工业装置建成投产。1965年上海化工研究院完成了甲铵水溶液全循环法中间试验，1967年我国自行设计、自行制造设备的年产11万吨全循环法工业装置在石家庄化肥厂投产成功。其后有几十套中型尿素装置相继建成投产。 1975年我国又完成了年产24万吨二氧化碳气提法装置的设计，并在上海吴泾化工厂建成投产。70年代以来，从国外陆续引进20多套年产50万吨的大型尿素装置主要是气提法工艺。尿素工厂的规模也在日益扩大，目前我国已能够自行设计和建造各种规模的装置。70年代中期开始，我国新建了一批与日产1000吨合成氨配套的大型尿素厂。1979年12月30日，我国自行设计、制造、安装的第一套大型合成氨装置----年产30万吨合成氨和24万吨尿素联动装置在吴泾化工厂试车成功。尿素成为氮肥的主力。
化肥之路的回忆 -- 4
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发表于 1970-1-1 08:00:00
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