截至2015年7月底，中國石化海南煉油化工有限公司的60萬噸/年芳烴聯(lián)合裝置已連續(xù)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)了20個月，其間各項關(guān)鍵技術(shù)指標達到或超過國際同類水平。

作為首個成套技術(shù)國產(chǎn)化的大型芳烴裝置，該項目的成功運行徹底結(jié)束了我國芳烴核心技術(shù)必須依賴從國外引進的歷史，也標志著中國石化成為繼美國、法國公司外，全球第三家擁有芳烴成套生產(chǎn)技術(shù)的專利商和工程EPC承包商。

石油化工技術(shù)的里程碑

在2015年3月召開的中國石化科技進步工作會議上，由中國石化石油化工科學(xué)研究院、中國石化工程建設(shè)有限公司、中國石化揚子石油化工有限公司、中國石化海南煉化公司、中國石化上海石油化工研究院等單位共同承擔(dān)的“芳烴關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項目榮獲中國石化科學(xué)技術(shù)進步特等獎。

“芳烴成套技術(shù)經(jīng)過工業(yè)實踐證明，大型芳烴聯(lián)合裝置主要指標國際領(lǐng)先，經(jīng)濟和社會效益巨大，對推動我國芳烴及相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大。”閔恩澤、袁渭康、何鳴元、袁晴棠、歐陽平凱、譚天偉6位院士對此予以高度評價，認為這是石油化工技術(shù)領(lǐng)域的里程碑。

“2011年，我們在揚子石化公司建成3萬噸/年工業(yè)試驗裝置，2013年底又在海南煉化公司建成60萬噸/年的大型項目推廣應(yīng)用。裝置一次投料試車成功，如今已連續(xù)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)了20個月。”據(jù)中國石化工程建設(shè)公司總經(jīng)理孫麗麗介紹，諸多科技創(chuàng)新賦予了這套裝置較大的國際競爭優(yōu)勢，比如“噸產(chǎn)品能耗僅為國際同類先進技術(shù)的72%，噸產(chǎn)品成本比國際先進水平降低6%，產(chǎn)品純度達到99.8%以上”。

在芳烴成套技術(shù)中，石化人研發(fā)了大量專用設(shè)備，創(chuàng)造出多項“世界之最”，例如世界最大的多溢流板式精餾塔、世界最大的單爐膛芳烴加熱爐、世界領(lǐng)先大直徑薄餅型精密流體分布器等。“這些均為自主研發(fā)制造的專利設(shè)備，并形成了配套的國家或行業(yè)標準。海南煉化對二甲苯項目的設(shè)備國產(chǎn)化率高達95%，大型關(guān)鍵設(shè)備、控制系統(tǒng)領(lǐng)跑芳烴生產(chǎn)技術(shù)，真正從中國制造走向了中國創(chuàng)造。”孫麗麗自豪地說。

幾代石化人的夢想

芳烴成套技術(shù)以生產(chǎn)對二甲苯為核心，是一個國家石油化工發(fā)展水平的標志性技術(shù)之一，系統(tǒng)集成度高、開發(fā)難度大。此前，全球僅有美國和法國的兩家公司掌握芳烴成套技術(shù)，國內(nèi)產(chǎn)能幾乎全部依賴國外公司的技術(shù)，技術(shù)許可和專用吸附劑、催化劑等費用極其昂貴。開展芳烴成套技術(shù)攻關(guān)，引領(lǐng)芳烴產(chǎn)業(yè)發(fā)展，成為幾代石化人的夢想。

自20世紀80年代起，石化人先后研發(fā)出芳烴抽提、二甲苯異構(gòu)化等單元技術(shù)，但芳烴成套技術(shù)的核心——吸附分離技術(shù)一直未能掌握。為了突破國外的技術(shù)壟斷，石科院從90年代初開展對二甲苯吸附分離技術(shù)的探索研究，研發(fā)出RAX—2000型國產(chǎn)吸附劑，2004年在中國石化齊魯分公司完成工業(yè)試驗，各項指標均達到甚至優(yōu)于進口劑水平，價格比進口劑低三分之一。2009年，中國石化成立了以高級副總裁戴厚良為組長的攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組，決心啃下這塊“硬骨頭”。同年，對二甲苯吸附分離技術(shù)進入中國石化“十條龍”攻關(guān)項目，攻堅戰(zhàn)正式拉開序幕。

“對二甲苯分離技術(shù)采用模擬移動床吸附分離工藝，該工藝集吸附劑、專用設(shè)備、工藝及專用控制系統(tǒng)于一體，開發(fā)技術(shù)難度極大。”提到研發(fā)面臨的困難，石科院副總工程師吳巍如是說。“此外，對二甲苯產(chǎn)品純度要求高(最低也要在99.7%以上)，但工業(yè)裝置物料閥門要在進出料之間不停切換，會造成管線內(nèi)物料殘留——哪怕是微量殘留，都會影響產(chǎn)品的純度和收率。”

為了盡快攻克技術(shù)難關(guān)，科研人員放棄節(jié)假日及周末休息時間，爭分奪秒地埋頭試驗，終于開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的模擬移動床吸附分離技術(shù)。2011年，中國石化在揚子石化建成3萬噸/年的首套工業(yè)示范裝置，采用最新研發(fā)的RAX—3000型國產(chǎn)吸附劑和工藝，產(chǎn)品純度、收率等關(guān)鍵指標均達到國際先進水平，驗證了自主技術(shù)的可靠性，為工業(yè)應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。

將芳烴成套技術(shù)推向世界

在工業(yè)試驗裝置上取得成功后，中國石化又在海南煉化建設(shè)了60萬噸/年芳烴聯(lián)合裝置，順利開工運轉(zhuǎn)，各項關(guān)鍵技術(shù)指標達到或超過國際同類水平。

科研人員在研發(fā)中還重點突出中國石化低碳環(huán)保的理念，例如率先采用回收塔頂?shù)蜏責(zé)崮芰堪l(fā)電，使聯(lián)合裝置項目發(fā)電量大于自身耗電量。“與國內(nèi)同類裝置相比，海南煉化這套設(shè)備每生產(chǎn)1噸對二甲苯產(chǎn)品，能耗要低150千克標油。按年產(chǎn)量60萬噸計算，每年在降低能耗上就可以節(jié)省數(shù)億元。”吳巍認為，海南煉化這套裝置必將以最低的能耗成為全球芳烴聯(lián)合裝置的新標桿。“在原料精制單元，項目突破性地以催化反應(yīng)代替物理吸附，大幅延長了催化劑壽命，減少固廢物排放達98%。可以說，海南煉化環(huán)保監(jiān)測指標全面優(yōu)于最新頒發(fā)的國家排放標準。”中國石化上海石油化工研究院副總工程師孔德金指出。

中國化工學(xué)會常務(wù)理事洪定一認為，中國石化擁有了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的芳烴成套技術(shù)，技術(shù)經(jīng)濟指標達到世界領(lǐng)先水平，將為國內(nèi)芳烴工業(yè)創(chuàng)造新的戰(zhàn)略發(fā)展機遇，對于提升我國經(jīng)濟發(fā)展的質(zhì)量效益、加快結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型具有重要意義。他說：“很多國家對芳烴技術(shù)都有需求，我們完全可以大膽走出國門，充分利用高效環(huán)保的競爭優(yōu)勢，通過淘汰落后產(chǎn)能贏得定價話語權(quán)，并帶動相關(guān)制造業(yè)和下游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。”

芳烴以對二甲苯為主，是重要的基本有機化工原料。芳烴可以制得高強度、低密度和耐磨性好的聚酰胺纖維，主要用于生產(chǎn)輪胎簾子線、橡膠補強材料、特種繩索以及軍工和航天材料，廣泛應(yīng)用于汽車、機電、航天航空、軍工等重要領(lǐng)域;此外，芳烴還大量用于生產(chǎn)非纖維用聚酯，為人們的日常生活提供安全方便、可回收利用的聚酯瓶包裝等。目前，全球用于化工用途的芳烴年消費總量約1.2億噸，芳烴生產(chǎn)廠共有130多家，遍布美國、西歐和日韓等發(fā)達國家和地區(qū)。

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