百年清华

张殿升（1963工化）

1957年，我考入清华土建系工业与民用建筑专业学习，1958年转入工程化学系高分子合成专业，1963年毕业，分配到化工部北京合成纤维研究所，从事国防研究工作。

1975年我调入石油工业部第二炼油设计院，从事炼油设计工作。1980年，在中科院院士陈俊武院长安排下，我承担了国家经委重点节能改造项目“南京炼油厂250万吨/年第一套常减压装置节能改造设计”，担任设计项目负责人和工艺负责人，要求1981年底完成设计任务，1982年6月建成投产。

我在清华6年，学了两个专业，与炼油专业不対口，从事设计工作实际只有4年，是一个年轻的设计人员，如何完成任务？在大型炼油工业装置上，做设计创新，有很大风险，如果失败，不但自己身败名劣，还要给国家和人民造成巨大损失，是严重犯罪。但我又想，我是清华大学毕业生，一种使命感、责任感使我下决心做好设计创新。

精心设计，追求卓越

南京炼油厂250万吨/年第一套常减压装置，由电脱盐系统、常压、减压、加热炉、换热、冷却、回流罐、管网机泵系统，仪表控制室、变电所、车间办公室组成。生产的产品有：重整原料、石脑油、分子筛原料、航空煤油、轻柴油、重柴油、农用柴油、催化裂化原料、加氢裂化原料、热裂化原料、加氢精制原料、燃料油、燃料气等多种产品。它是炼油厂第一套生产装置，为全厂下游生产装置提供原料，炼油厂的规模大小，由常减压装置的规模决定，常减压装置是全厂第一耗能大户。“国家经委重点节能项目”，是一个技术创新项目，也是一个工程建设任务，主要目标是节能，同时要求提高经济效益和社会效益。本装置的设计，是一个集体作品，需要工艺、工艺安装（配管）、设备、机械、加热炉、建筑、结构、电工、仪表、给排水、热工、技术经济等十二个专业设计人员共同完成，其中工艺专业是龙头，是核心，整体设计水平、质量、效益主要取决于工艺专业，根据以上条件和要求，我作为项目负责人和工艺专业的负责人，在深入研究南京炼油厂现场情况的基础上，进一步研究国外先进技术，美国的科帕斯.克里斯蒂炼油厂，常减压装置能耗13.06公斤标油/吨原油，是国外发表的最好先进指标，主要是采用干式减压蒸馏新工艺，干式减压塔采用全填料型，投资比较大，结合当时的国内情况，决定采用混合型干式减压蒸馏新工艺，具体采用5项创新技术和措施：

“混合型干式减压蒸馏新技术”，改变减压塔内部结构和传统工艺，取消加热炉和塔底注汽，湿式变干式；在塔顶增加缩径段，内装阶梯环填料，用多孔波纹支撑板支撑，填料段的回流液用树枝状液体分布器和旋型喷头喷淋，以加强传质交换；中下部保留塔盘；增加循环油系统，强化洗涤，调整减压塔的三个中段回流取热，增加高温热源，以提高换热效率。

“高真空蒸汽抽空器”系统，由增压器、一级抽空器、二级抽空器组成，使减压塔达到高真空，提高产品收率和质量，改变水冷为湿空冷，冬季只开空冷，夏季南京热，开湿空冷，空冷器喷软化水，达到节能。

“低速转油线”，分为两部：低速段为单根水平直管，直径1.3米，径向进入减压塔，高速段四根，直径200毫米，从减压炉出口由上部斜向进入低速转油线，低速段设单根柔性支架，转油线的热位移，由高速段和柔性支架热补偿。

“高换热终温的节能换热系统”：用先进的软件计算、优化换热流程，使原油换热终温提高到300摄氏度，同时用低温热发生蒸汽自用，以减少外供蒸汽量。

“低排烟温度的节能加热炉系统”：增设空气预热器，选用新型火嘴；提高燃烧效率，炉内增设吹灰器，用本装置发生的蒸汽同减压炉对流段换热，进一步降低排烟温度，提高加热炉效率。

常压塔系统、冷却系统、机泵系统、电脱盐系统，采用有效的节能措施；减二线油热出料，外输能量，计入节能指标。

根据技术开发成果和工艺设计方案，首先进行“初步设计”，作为工艺专业负责人，首先对全装置工艺设备进行了详细计算：包括干式减压塔，高真空蒸汽抽空器，低速转油线，各台加热炉，全部换热器，冷凝器，空冷器，回流罐，各种泵，电机，电脱盐罐，空气予热器；根据计算结果，确定非标设备的结构、尺寸、开口方位，对其他设备确定选型、规格、型号。计算出全部管线的管径，伴热管线，高温管线的热补偿。做出设备规格表，管线表，完成全装置工艺原则流程图，工艺管线及自动控制流程图，换热流程图，水、电、汽、燃料油、燃料气工艺管线及自动控制流程图。在此基础上，向设备、仪表、加热炉、配管、建筑、结构，给排水、电工、机械、热工、技术经济专业负责人，提出设计委托资料。根据设计进度，作为项目负责人组织确认、会签各专业提出的设计委托资料。编制完成初步设计说明书，组织各专业，按计划完成全部设计文件和图纸，安排立即出版，经过全体设计人员的努力，于1980年11月完成初步设计。

第二阶段：“施工图设计”，1981年1月，石油部召开了《南京炼油厂第一套常减压装置初步设计》审查会议，经过专家严格评审，顺利通过，石油部批准初步设计。根据批文，组织进行施工图设计，按照炼油厂的要求，提前交付非标设备图，设备规格表，材料表，以便提前订货，经过全体设计人员的努力，于1981年11月提前完成全部设计，安排迅速出版，及时交付炼油厂和施工单位。

本次节能创新设计的总效果是：产品质量合格并有一定提高；产品收率达到61%，提高了收率，增加了产品产量；减压塔顶真空度大幅度提高，达到20mmg，加热炉排烟温度大幅度降低，达到225摄氏度，加热炉效率提高到85%；换热终温大幅度提高，达到300摄氏度。全装置能耗大幅度降低，达到13.5公斤标油/吨原油，创造了全国先进值标，接近美国的先进指标13.14公斤标油/吨原油。

精心施工，投产成功

施工建设之前，首先进行设计交底，在南京炼油厂召开设计交底会议，我代表设计院介绍初步设计审查会情况和审批意见，设计文件组成，原料、产品、技术特点、生产准备要求，主要建安工程量，与界区外工程的关系和衔接要求，执行的施工验收标准、规范。经过认真讨论，最后形成会议纪要，各单位对纪要认真贯彻执行。根据南京炼油厂的安排，我院派出各专业的设计代表到现场服务，每天到现场参与施工，解决图纸和现场技术的问题，完成施工建设后，进行单机试车，完全合格后，进行系统吹扫、清洗、工程交接，接着联动试车，包括系统气密、烘炉干燥、置换、水联运、油联运。全部合格后，进行投料试车。

联动试车成功后，由于设计院有新任务，各专业的设计代表全部离厂回院，只留下我一个人作设计总代表，参加投料开车，1982,年5月20日，按干式减压方案，进行投料开车，到晚上9点钟，已运行4个小时，装置不能出合格产品，被迫打循环，原因是减压顶真空度达不到要求，工厂各部门、厂有关领导都来到车间，对出现的问题，无能为力，大家都很着急，我提出解决办法，经过炼油厂领导同意，我指导施工单位重新调整增压器内部结构，使“X”值达到一定正值，重新安装增压器，经过1小时运行，塔顶真空度，达到设计要求，全塔各侧线出合格产品，全装置正常、平稳运行，达到一次开车成功，比计划1982年6月提前建成投产。炼油厂领导给设计院发电报表示衷心感谢。河南省广播电台的记者来到设计院，对我的事迹进行了采访，在河南省广播电台进行了播放。

技术标定，推广应用

创新设计效果指标，是理论计数值，实际效果如何？要进行现场技术标定来决定，经过三个多月的运行考验，于1982年8月26日到9月2日，进行了技术标定。南京炼油厂和设计院，组织50多人，经过七天标定，取得各项技术数据9000多个，经过整理和计算，得出结论：生产运行平稳，调节灵活，产品质量合格，产品收率提高，节能效果显著，其主要技术指标是：全装置能耗：13.219公斤标油/吨原油，低于设计值；产品收率达到70.15%，关于设计值；换热终温：301摄氏度，与设计值相近；减压炉热效率85%，与设计值相近；减压塔顶真空度6.25mmg，低于设计值；减压转油线真空度大幅度提高，有利于油品汽化，提高产品收率；装置噪音：降到78.8分贝，改善了环境。各项数据，全部达到设计指标，部分指标优于设计指标。

本项目设计创新的5项技术，可在全国常减压装置上应用推广，投资省、见效快。标定完成后，由我执笔，以石油部第二设计院和南京炼油厂署名，在国内期刊《炼油设计》发表文章，全面介绍了设计、施工、投产、标定情况，经济效益和社会效益，引起国内各炼厂的重视和兴趣，在石油部炼油系统得到强烈反响，各单位主动学习、应用。由于第一套改造成功，南京炼油厂决定第二套常减压装置，采用干式减压蒸馏技术，进行技术改造，我担任设计审核人，1983年10月投产，效果很好。北京设计院各专业的技术人员，到南京炼油厂考察、学习，还有镇海炼油厂、安庆、吉林、哈尔滨、九江、武汉、齐鲁、石油一厂、天津、济南、洛阳、杨子公司等十几个炼油厂，先后到南京炼油厂学习、考察，应用南京炼油厂的经验，取得较好的效果。

在新的形势下，石油部决定召开全国常减压装置会议，为开好会议，首先进行调查研究，石油部组织调查组，由北京设计院、第二设计院，南京炼油厂，齐鲁炼油厂的专家组成，任命我为调查组长，经过一个多月的调查，写出了调查报告，上报石油部。石油部召开全国常减压会议，在会上，我代表调查组作了重点发言，各主要炼油厂介绍了经验，石油部领导作了总结，要求各炼油厂把经验带回去，尽快实施，不仅进行常减压装置节能改造，而且还要进行其他各炼油装置的技术改造，使全厂能耗大幅度降低，提高工厂的经济效益和社会效益。通过本次会议，进一步推动了全国炼油厂的节能和技术创新工作。

技术鉴定，获得奖励

石油部决定召开“国家经委重点节能项目”，“南京炼油厂一套常减压装置混合型干式减压蒸馏”技术鉴定会，在开会之前，石油部节能技术专业组，进行现场测试，1983年3月7日到9日，测试3天，测试结果同技术标定结果作了比较，结果各项技术指标同技术标定指标相同，部分指标优于技术标定指标，结论是本项目的技术改造是成功的，达到国内先进水平，测试组完成测试报告，上报石油部。在上述工作的基础上，石油部召开了技术鉴定会，经过专家认真评审，提出并通过“混合型干式减压蒸馏技术鉴定证书”。石油部批准了“技术鉴定证书”。

石油部根据技术鉴定的结果和各炼油厂应用推广的情况，认为已经达到“国家经委重点节能项目”的要求，决定对本项目进行评奖，经过评审，《南京炼油厂混合型干式减压蒸馏技术》，一九八二年，获得《石油工业优秀科学技术成果一等奖》；一九八三年，国家机构调整，成立中国石化总公司，原石油部所属的炼油厂、设计院、研究院等，划归中国石化总公司领导，石油部第二炼油设计研究院，改为中国石化总公司第二炼油设计研究院，之后，又改为中国石化总公司洛阳石油化工工程公司，中国石化总公司延续石油部的工作，进行优秀科技成果评选，《南京炼油厂混合型干式蒸馏技术及常减压技术改造》，一九八三年，获得《中国石化总公司优秀设计项目一等奖》；一九八四年获得《南京市优秀科技成果一等奖》。

一九八四年， 根据中国石化总公司的文件，要求洛阳石化工程公司，填报国家科学技术进步奖申报书：项目名称：《混合型干式减压蒸馏技术及常减压装置技术改造》；工作起止时间：1980年6月-1983年3月；，申报部门：“中国石油化工总公司”；对本项目作出创造性贡献的主要人员情况表，“张殿升：男，洛阳石化工程公司，工程师“，对项目作出创造性贡献的内容：“完成本项目技术开发和方案设计、初步设计、施工图设计，担任工艺负责人和项目负责人，解决现场施工、开车投产中的技术问题，作到一次投产成功，组织、参加全装置技术标定工作，完成装置改造标定报告、技术总结、技术鉴定准备工作”。

一九八五年四季度召开了全国科学技术进步奖励大会，表彰对国家科学技术进步作出贡献的集体和个人，并颁发奖励证书，中国石化总公司洛阳石化工程公司获得《国家科学技术进步奖一等奖》，主要工作者张殿升，同时获得《国家科学技术进步一等奖》，国家评审时，把项目名称改为《常减压蒸馏装置节能技术的应用与推广》，扩大奖励单位，石化总公司北京炼油设计院等单位同时获奖。常减压装置获得国家科学技术进步一等奖，是洛阳石化工程公司建院30年，第一次获得的最高级别奖励，也是全国石油系统第一次获得的最高级别奖励。

生产发展，技术现状

到2012年，中国炼油事业得到巨大发展，中石化、中石油、中海油三大集团公司都在建设大型炼油厂，常减压装置规模达到1000万吨/年，但在技术上仍然采用我获奖的成套技术，由于全球炼油工程技术的发展，机械设备的进步，特别是中国改革开放，引进国外的先进技术和设备，中国常减压装置实现了大型化，某些技术得到发展，机械设备得到改进，为国家做出了巨大贡献，

我精心培养的年轻人李和杰，他现在是中国石化集团公司洛阳工程公司副总工程师、教授级高级工程师，石油和化工行业设计大师，他设计的《中国石化青岛石化公司1000万吨/年常减压装置》，因为首次实现了大型化，以题目《炼油分离过程大型化关键技术体系集成与节能》，2008年获得了《国家科技进步二等奖》。1980年到2012年，又经过了32年，我获得的《国家科学技术进步一等奖》，仍然是全国常减压装置的最高奖励。

人生感悟

洛阳石化工程公司成立已经30年，完成炼油装置设计已230多套，主要设计人员都是老前辈，是我的老师，我自己是只有4年实际工作的设计新人，经过深入的回忆和反思，我为什能够设计创新？并获得国家级奖励？一方面是自己不断学习、努力工作，更深层的原因是我的母校清华，培养教育的思想和精神：“一丝不苟的科学精神”，掌握国内外炼油专业先进的前沿科学技术，并在国内具体应用；“独立思考的创新精神”，经过科学的逻辑分析，提出切实可行的创新方案；“谦虚诚信的团队精神”，本项目由十二个专业设计人员共同完成，还要和炼油厂、施工单位密切合作，必须有良好的团队精神；“全面发展的专业精神”，作为项目负责人，要精通自己专业科学技术，同时要掌握各专业的技术知识，对主要专业技术也要精通，这样，才有共同语言，才能提出合理的建议，当你独立执行任务时，才能解决各专业的问题；“清华厚德精神”，清华大学在人们的心目中，有很高的信誉，清华的毕业生，由于厚德，在各部门，各单位受到重视，所以，陈院长敢于把这项任务交给我。在清华学习6年，是我人生观、世界观、价值观确立的根基，进入清华和毕业后工作，是我溶入清华的开始和继续，清华有我的老师、领导和留校同学，一直设法保持联系，了解清华的信息和发展，学习清华的思想和精神，总之，我的成果是《自强不息，厚德载物》，《行胜于言》，《严谨、勤奋、求实、创新》的清华思想和精神，培养教育的结果，当我收到奖状和证书时，再一次感谢同我合作的同志，感谢支持、帮助我的朋友，更感谢清华大学的各位老师和各级领导。

2012年12月 于天津