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攻克芳烃成套技术最后一座堡垒

  • 发布时间:2015-04-02 00:33:34  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  在近日召开的中国石化科技进步工作会议上,由中国石化石油化工科学研究院(简称石科院)与中国石化工程建设有限公司、中国石化海南炼油化工有限公司(简称海南炼化)、中国石化扬子石油化工有限公司、中国石化上海石油化工研究院、中石化洛阳工程有限公司等单位共同承担的“芳烃关键技术开发及应用”项目,荣获科学技术进步特等奖。该技术取得了一系列具有国际领先水平的重大创新性成果和关键性技术突破,攻克了芳烃成套技术最后一座堡垒,实现了60万吨/年规模的工业化应用。

  几代石化人的梦想

  芳烃是重要的基础化工原料,我们穿的衣服、坐的汽车、食品药物饮料包装、用的塑料……衣食住行的方方面面,都少不了芳烃的影子,其生产技术代表国家石油化工技术水平。在中国石化开展芳烃成套技术研发之前,全球只有两家国外公司掌握芳烃成套技术。

  开展芳烃核心技术攻关,引领芳烃产业发展,是中国石化集团公司党组的战略部署,也是几代石化人的梦想。自上世纪八十年代开始,石科院、上海院等单位先后研发出催化重整、芳烃抽提、二甲苯异构化、甲苯歧化和烷基转移等技术。但对二甲苯(PX)吸附分离技术一直未能被攻克,成为芳烃成套技术最后的技术壁垒。

  近十年,我国PX需求年均增长率高,但自给率仅为50%左右。“2014年我国PX实际消费1766万吨,其中进口908万吨,花费近百亿美元外汇。由于自给率低,丧失了定价权。”石科院一位参与PX吸附分离技术攻关的科研人员介绍说。

  国内仅有的产能中,也都是依赖引进技术建设的生产装置,每年需要花费数亿美元支付专利使用费和进口吸附剂。更关键的是,不掌握这项核心技术,在技术及吸附剂产品议价、装置扩能等方面受制于人,没有话语权。

  攻克吸附分离技术难关

  为了突破国外吸附分离技术垄断,石科院上世纪90年代初就开展PX吸附分离技术的探索研究,研发出RAX-2000型国产吸附剂,2004年在中国石化齐鲁分公司完成工业试验,各项指标均达到或优于进口剂的水平,价格比进口剂低三分之一。

  当中国石化陆续在引进的PX吸附分离装置上推广RAX-2000型国产吸附剂的时候,国外公司凭借其在吸附分离工艺工程技术垄断的优势,设置技术壁垒,不允许国内装置使用国产吸附剂,否则将不再为装置提供技术保障。

  国外公司设置的技术壁垒进一步激发了中国石化开发自主芳烃成套技术的雄心壮志。2009年,为了突破国外公司对PX吸附分离工艺技术的垄断,中国石化成立了以戴厚良高级副总裁为组长的芳烃成套技术攻关领导小组,依托石科院和工程建设公司等企业,组织发起芳烃成套技术最后堡垒——PX吸附分离技术攻关,完成芳烃成套技术的闭环,要不惜一切代价啃下这块“硬骨头”。同年PX吸附分离技术进入中国石化“十条龙”攻关项目,正式开启了自主PX吸附分离工艺技术攻坚战的序幕。

  戴厚良是国内芳烃成套技术领域的专家,曾主持完成扬子石化芳烃联合装置扩能改造等项目。他亲自参与自主PX吸附分离技术研发项目的研讨,制定总体攻关方案,决策重大技术难点解决方案及措施,组织项目工业示范和工业应用实施,带领攻关组破解研发和工业应用中的各种难题。

  提到吸附分离工艺研发的困难,负责工艺技术研发的石科院专家介绍说,PX分离技术采用模拟移动床吸附分离工艺,该工艺集吸附剂、专用设备、工艺及专用控制系统于一体,整体工艺复杂,开发技术难度极大。PX产品纯度要求高,最低也要在99.7%以上;工业装置物料阀门要在进料和出料之间不停的切换,会造成管线内物料残留。哪怕是微量的物料残留,都会影响产品的纯度和收率。

  为了尽快攻克技术难关,科研人员放弃节假日及周末休息时间,争分夺秒地埋头试验,开发出具有自主知识产权的模拟移动床技术,攻克了吸附程序控制系统(MCS)控制难题,创造性地开发出有别于国际同类技术的吸附室床层管线冲洗工艺,开发设计出符合工艺要求的内构件,彻底攻克了PX吸附分离工艺的所有技术难题。

  2011年,中国石化利用自主研发的PX吸附分离技术在扬子石化建成3万吨/年的首套工业试验装置,使用最新研发的RAX-3000型国产吸附剂,产品纯度、收率等关键指标均达到了国际先进水平,验证了自主PX吸附分离技术的可靠性,为工业应用提供了技术支撑。

  树立芳烃联合装置新标杆

  在工业试验装置上取得成功之后,中国石化依靠自主研发的芳烃工艺技术,在海南炼化建设了60万吨/年PX吸附分离装置,顺利开工运转,各项关键技术指标达到甚至优于国际同类水平。由于中国石化具有自主知识产权,投资费用比进口技术节省了1.5亿元人民币。

  科研人员在研发过程中突出了中国石化绿色低碳的理念。与国内同类装置相比,海南炼化这套PX装置每生产1吨PX产品,能耗要低150千克标油。按PX年产量60万吨计算,每年在降低能耗这一方面就可以节省3亿元以上。科研人员还率先采用回收塔顶低温热能量发电,一举使联合装置项目发电量大于项目自身的全部耗电量,向外输送电力。这套装置以最低的能耗,成为全球芳烃联合装置新标杆。

  海南炼化芳烃联合装置是中国石化自主芳烃成套技术首次在大规模芳烃联合装置上应用,标志着中国石化完全掌握了大规模芳烃联合装置全流程生产技术,具备了芳烃联合装置工艺设计、工程建设、吸附剂制备生产的能力,彻底改变了我国芳烃核心技术必须依赖国外引进的历史。中国石化成为全球第三个具有完全自主知识产权的芳烃生产技术专利商,将为国内芳烃工业发展创造新的战略发展机遇。

  (贾广华 杨彦强)

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