截至2015年7月底，中國(guó)石化海南煉油化工有限公司的60萬(wàn)噸/年芳烴聯(lián)合裝置已連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)了20個(gè)月，其間各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)國(guó)際同類(lèi)水平。
作為首個(gè)成套技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的大型芳烴裝置，該項(xiàng)目的成功運(yùn)行徹底結(jié)束了我國(guó)芳烴核心技術(shù)必須依賴(lài)從國(guó)外引進(jìn)的歷史，也標(biāo)志著中國(guó)石化成為繼美國(guó)、法國(guó)公司外，全球第三家擁有芳烴成套生產(chǎn)技術(shù)的專(zhuān)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(kāi)的中國(guó)石化科技進(jìn)步工作會(huì)議上，由中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院、中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司、中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工有限公司、中國(guó)石化海南煉化公司、中國(guó)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(kāi)發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲中國(guó)石化科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)。
“芳烴成套技術(shù)經(jīng)過(guò)工業(yè)實(shí)踐證明，大型芳烴聯(lián)合裝置主要指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益巨大，對(duì)推動(dòng)我國(guó)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(yáng)平凱、譚天偉6位院士對(duì)此予以高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為這是石油化工技術(shù)領(lǐng)域的里程碑。
“2011年，我們?cè)趽P(yáng)子石化公司建成3萬(wàn)噸/年工業(yè)試驗(yàn)裝置，2013年底又在海南煉化公司建成60萬(wàn)噸/年的大型項(xiàng)目推廣應(yīng)用。裝置一次投料試車(chē)成功，如今已連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)了20個(gè)月?！睋?jù)中國(guó)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(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，比如“噸產(chǎn)品能耗僅為國(guó)際同類(lèi)先進(jìn)技術(shù)的72%，噸產(chǎn)品成本比國(guó)際先進(jìn)水平降低6%，產(chǎn)品純度達(dá)到99.8%以上”。
在芳烴成套技術(shù)中，石化人研發(fā)了大量專(zhuān)用設(shè)備，創(chuàng)造出多項(xiàng)“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?！斑@些均為自主研發(fā)制造的專(zhuān)利設(shè)備，并形成了配套的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。海南煉化對(duì)二甲苯項(xiàng)目的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率高達(dá)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(guó)制造走向了中國(guó)創(chuàng)造?！睂O麗麗自豪地說(shuō)。
幾代石化人的夢(mèng)想
芳烴成套技術(shù)以生產(chǎn)對(duì)二甲苯為核心，是一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志性技術(shù)之一，系統(tǒng)集成度高、開(kāi)發(fā)難度大。此前，全球僅有美國(guó)和法國(guó)的兩家公司掌握芳烴成套技術(shù)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能幾乎全部依賴(lài)國(guó)外公司的技術(shù)，技術(shù)許可和專(zhuān)用吸附劑、催化劑等費(fèi)用極其昂貴。開(kāi)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(mèng)想。
自20世紀(jì)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(guó)外的技術(shù)壟斷，石科院從90年代初開(kāi)展對(duì)二甲苯吸附分離技術(shù)的探索研究，研發(fā)出RAX—2000型國(guó)產(chǎn)吸附劑，2004年在中國(guó)石化齊魯分公司完成工業(yè)試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到甚至優(yōu)于進(jìn)口劑水平，價(jià)格比進(jìn)口劑低三分之一。2009年，中國(guó)石化成立了以高級(jí)副總裁戴厚良為組長(zhǎng)的攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組，決心啃下這塊“硬骨頭”。同年，對(duì)二甲苯吸附分離技術(shù)進(jìn)入中國(guó)石化“十條龍”攻關(guān)項(xiàng)目，攻堅(jiān)戰(zhàn)正式拉開(kāi)序幕。
“對(duì)二甲苯分離技術(shù)采用模擬移動(dòng)床吸附分離工藝，該工藝集吸附劑、專(zhuān)用設(shè)備、工藝及專(zhuān)用控制系統(tǒng)于一體，開(kāi)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(shuō)?！按送猓瑢?duì)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(mén)要在進(jìn)出料之間不停切換，會(huì)造成管線(xiàn)內(nèi)物料殘留——哪怕是微量殘留，都會(huì)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(shí)間，爭(zhēng)分奪秒地埋頭試驗(yàn)，終于開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模擬移動(dòng)床吸附分離技術(shù)。2011年，中國(guó)石化在揚(yáng)子石化建成3萬(wàn)噸/年的首套工業(yè)示范裝置，采用最新研發(fā)的RAX—3000型國(guó)產(chǎn)吸附劑和工藝，產(chǎn)品純度、收率等關(guān)鍵指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，驗(yàn)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(yàn)裝置上取得成功后，中國(guó)石化又在海南煉化建設(shè)了60萬(wàn)噸/年芳烴聯(lián)合裝置，順利開(kāi)工運(yùn)轉(zhuǎn)，各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)國(guó)際同類(lèi)水平。
科研人員在研發(fā)中還重點(diǎn)突出中國(guó)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(xiàng)目發(fā)電量大于自身耗電量。“與國(guó)內(nèi)同類(lèi)裝置相比，海南煉化這套設(shè)備每生產(chǎn)1噸對(duì)二甲苯產(chǎn)品，能耗要低150千克標(biāo)油。按年產(chǎn)量60萬(wàn)噸計(jì)算，每年在降低能耗上就可以節(jié)省數(shù)億元。”吳巍認(rèn)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(biāo)桿?！霸谠暇茊卧?，項(xiàng)目突破性地以催化反應(yīng)代替物理吸附，大幅延長(zhǎng)了催化劑壽命，減少固廢物排放達(dá)98%?？梢哉f(shuō)，海南煉化環(huán)保監(jiān)測(cè)指標(biāo)全面優(yōu)于最新頒發(fā)的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。”中國(guó)石化上海石油化工研究院副總工程師孔德金指出。
中國(guó)化工學(xué)會(huì)常務(wù)理事洪定一認(rèn)為，中國(guó)石化擁有了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的芳烴成套技術(shù)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，將為國(guó)內(nèi)芳烴工業(yè)創(chuàng)造新的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇，對(duì)于提升我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(shuō)：“很多國(guó)家對(duì)芳烴技術(shù)都有需求，我們完全可以大膽走出國(guó)門(mén)，充分利用高效環(huán)保的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)淘汰落后產(chǎn)能贏得定價(jià)話(huà)語(yǔ)權(quán)，并帶動(dòng)相關(guān)制造業(yè)和下游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展?！?/p>
芳烴以對(duì)二甲苯為主，是重要的基本有機(jī)化工原料。芳烴可以制得高強(qiáng)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(xiàn)、橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料、特種繩索以及軍工和航天材料，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)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(fèi)總量約1.2億噸，芳烴生產(chǎn)廠共有130多家，遍布美國(guó)、西歐和日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)。
