石化炉里炼“芳”香
- 发布时间:2016-01-09 03:35:05 来源:经济日报 责任编辑:罗伯特
本报记者 杜 芳
1月8日,2015年度国家科学技术奖励大会在北京隆重召开,中国石化“高效环保芳烃成套技术开发及应用”项目荣获2015年度国家科学技术进步奖特等奖。这项技术创新打破了国外垄断,使我国芳烃产业终于不再受制于人,民族石油化工技术实现从跟跑到领跑的跨越。我国从此成为世界上第三个掌握该项技术的国家。
芳烃究竟是什么?为什么该套化工技术甚至难倒许多发达国家的科学家和工程技术人员?而我国又是如何在该套技术上取得突破的?《经济日报》记者走进中石化集团,揭开芳烃成套技术的神秘面纱。
化工根基受制于人
许多人不知道芳烃,但提起“的确良”却十分熟悉。“的确良”这个时代高频词汇的背后,就是化工原料芳烃。
中国石化集团公司党组成员、股份公司高级副总裁戴厚良告诉《经济日报》记者,“芳烃是化学工业的重要根基,广泛用于三大合成材料以及医药、国防、农药、建材等领域。对二甲苯是用量最大的芳烃品种之一,与人们的生活息息相关,它是合成应用最为广泛的聚酯纤维的初始原料,通过聚酯切片、抽丝、纺织,再做成衣服或其他日用品”。
以芳烃为原料还可以制得高强度、低密度和耐磨性好的聚酰胺纤维,主要用于生产轮胎帘子线、橡胶补强材料、特种绳索以及军工和航天材料,广泛应用于汽车、机电、航天航空、军工等重要领域。“如今,约65%的纺织原料、80%的饮料包装瓶都来源于芳烃的主要品种对二甲苯。”中国石化工程建设有限公司总经理孙丽丽说。
相关数据显示,近15年来,我国芳烃主要品种对二甲苯消费量年均增长率高达20%。但是我国对二甲苯自给率仅为50%,一个重要的原因是芳烃生产技术长期依赖进口,技术费用昂贵,产业发展受制于人。“之前国际上仅有美国和法国两家著名公司掌握芳烃成套技术,形成技术垄断。我国是人口大国,对二甲苯原料消费需求旺盛。”孙丽丽说。
芳烃成套技术是一个国家石油化工发展水平的标志之一。打破国外技术垄断,开发自主芳烃成套技术也成为几代石化人的梦想。经过40余年孜孜以求、不懈努力,中国石化终于成功开发了具有完整自主知识产权的高效环保芳烃成套技术。
40余年攻坚克难
在炼油厂炼出芳烃并不容易。芳烃成套技术是复杂的系统工程,包括原料精制与精馏、芳烃异构与转化、吸附分离等工艺及工程技术。
如何分离筛选出有用成分、做什么样的分子筛吸附剂如何利用芳烃原料等技术难题摆在科研人员面前。随着一道道技术难关被攻克,我国石化技术从受制于人到如今实现了多个首创:首创两相共生分子筛并开发了新型歧化与烷基转移催化剂,创新开发了新型分子筛异构化催化剂,率先攻克高结晶度亚微米分子筛合成和高性能吸附剂制造两大世界性难题。
芳烃项目的成功开发与应用推广不但显著提升了我国芳烃生产技术水平和国际竞争能力,也推动了相关行业的科技进步:分子筛材料创新,促进了我国工业催化科学和技术发展;高效模拟移动床的技术平台显著提升了分离工程工艺研发和应用水平;智能控制系统创新显著提升了工业装置的精准控制和安全运行水平;关键装备设计方法与制造工艺创新推动了工程设计和装备制造业的发展;能量深度集成工艺创新显著提升了节能减排工程技术水平。
环保高效世界领先
中国石化高效环保芳烃成套技术通过物理化学、催化材料、智能控制、工艺工程等原理与方法创新,达到国际领先水平。
对比同类技术,我国自主创新的技术是“通过物理化学、催化材料、智能控制、工艺工程等原理与方法创新,显著提高产品分离和芳烃资源利用效率,大幅节能降耗、减少固废排放,不但环保而且高效。”孙丽丽说。
减排的同时,芳烃生产成套技术还实现了降耗。项目团队首创芳烃联合装置能量深度集成新工艺,实现了装置运行“外供电到外送电”的历史性突破,单位产品综合能耗降低28%。
“我们不但芳烃生产技术是自主研发,关键装备也实现了中国创造!”孙丽丽说。项目攻关团队创新设计并建造了世界规模最大的单炉膛芳烃加热炉,突破传统规范对水力学的限制,建成世界最大的多溢流板式芳烃精馏塔。同时,率先开发了新型结构的吸附塔格栅专利设备,流体混合与分配均匀性显著提高。
最终,中国石化高效环保芳烃成套技术累计获得40余项国内外专利授权,形成了完整自主知识产权。自主开发的成套技术工艺包、工程设计和管理软件等,使我国不仅成为芳烃成套技术专利商,而且成为工程建设EPC承包商。
2011年10月,扬子工业示范装置顺利投产,标志“高效环保芳烃成套技术开发及应用”成功;2013年12月,海南炼化60万吨/年对二甲苯项目推广应用成功。多项单元技术已在国内广泛应用,并推广到东南亚、东欧等地区。目前海南炼化二期正在筹建中。
“我们相信海南炼化二期会比一期做得更好。”戴厚良说。“未来中国炼油和化工技术也将沿着‘一带一路’走出去,成为一张靓丽的中国名片。”
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