PTA成套技術：躋身國際一流

文/李曉巖

2013年我國化纖產量超過4100萬噸，其中聚酯纖維（滌綸）超過80%。然而，作為聚酯主要原料的精對苯二甲酸（PTA）核心生產技術和裝備卻一直被國外公司壟斷，PTA曾長期供不應求，PTA的大量進口嚴重制約著我國化纖工業的發展。中國昆侖工程公司與科研、生產和制造單位合作完成的百萬噸級精對苯二甲酸（PTA）裝置成套技術開發與應用項目成功打破了這一僵局。目前，昆侖公司采用該項目成果已簽署8套PTA裝置技術轉讓合同，不僅突破了國外專利技術的壁壘，結束了我國PTA技術和裝備長期引進的歷史，同時還實現了聚酯產業鏈的垂直整合，促進了紡織和化纖行業的健康可持續發展。該項目由此獲得了2014年度國家科技進步二等獎。

從打破壟斷到國際一流

據該項目負責人介紹，由于要從國外進口PTA設備和技術，我國每萬噸PTA產能投資達到4000萬～5000萬元，其中僅技術轉讓費每萬噸就高達100多萬美元。面對這一制約我國化纖工業發展的技術瓶頸，2002年3月，昆侖公司（原中國紡織工業設計院）踏上了開發具有自主知識產權的大型PTA裝置工藝技術和成套裝備的征程。

他們先后與浙江大學、天津大學等高校合作完成了項目的基礎研究，同時積極參與相關企業的擴能改造工作，為大型PTA成套技術的研發打下堅實基礎。此后在國家發改委、財政部和中國機械工業聯合會等的多方支持下，大型PTA裝置國產化終于取得突破，昆侖公司不僅開發出大型PTA裝置工藝包，還與國內外多家知名的設備制造廠家合作，相繼完成了對二甲苯（PX）氧化反應器等PTA裝置關鍵設備的研制工作。

在掃除核心工藝技術和關鍵設備這兩大障礙之后，大型PTA成套技術的產業化被提上日程。2007年，昆侖公司與重慶蓬威石化有限責任公司合作，建成了首套年產90萬噸PTA國產化示范工程。2009年11月，該裝置順利投產，由此一舉打破了國外公司在PTA工藝和設備上的壟斷。隨后，江蘇海倫化學公司年產120萬噸國產化PTA裝置、浙江遠東石化公司年產140萬噸國產化PTA裝置相繼建成。2014年5月，采用國產工藝包建設的年產150萬噸最大規模PTA裝置在江蘇虹港石化有限公司建成，其裝備國產化率達到80%，“中國制造”的PTA裝置在產能規模和設備國產化方面取得雙突破，表明我國自主PTA工藝技術與裝備已日臻成熟，達到國際一流水平。

工藝與裝備系統性創新

從突破國外技術裝備壟斷到趕超國際一流水平，昆侖公司與合作企業用他們十余年的艱辛探索實現了我國PTA生產工藝技術和成套裝備的系統性創新。

該項目首創了帶脫水段及特殊氣體分布結構的無攪拌塔式氧化反應器，發明了組合進氣旋動裝置。其設計制造的無攪拌塔式氧化反應器與引進技術相比，可節省400萬美元的投資，同時每年節電1600萬千瓦時。

為了克服PTA漿料傳統兩步法分離技術的不足，項目組開發了集壓濾、洗滌、干燥、卸料于一體的一步法分離工藝技術。與傳統兩步法離心分離工藝相比，一步法工藝可節省設備投資約60%，年節電約1400萬千瓦時。

針對PTA精制母液的組成特性，該項目首創了超濾＋離子交換＋反滲透深度處理PTA母液新工藝，提高了有機物回收率，廢水COD可降低20%，避免了重金屬污染，減少了工藝水排放，水的重復利用率可達70%。

項目組還開發了氧化、精制及尾氣焚燒、溶劑脫水、母液深度處理等的成套技術、設備、控制和安全系統，實現了百萬噸級PTA成套技術的集成創新。與同期引進裝置相比，該成套技術建設的PTA裝置萬噸投資節省40%，噸產品原料消耗降低5千克、節能折標油30千克，每年可節省生產費用1.6億元。

此外，該項目還攻克了由副產低壓蒸汽和反應尾氣聯合驅動的大型國產化“三合一”工藝空氣壓縮機組、氧化反應器、精制反應器、回轉干燥機等關鍵裝備在設計制造及檢驗中的技術難題，首次完成了大型超限核心裝備的自主設計和制造，成功實現了關鍵設備的國產化，國產裝備還在多套裝置中獲得推廣應用。

艱辛探索贏得豐厚回報

在PTA創新征程上的攻堅克難為昆侖公司帶來了豐厚回報，目前他們已獲得PTA技術裝備方面的授權發明專利10件，實用新型專利8件，形成技術秘密67件，國家標準1件，發表論文65篇，榮獲部級科技進步一等獎2項，國家科技進步二等獎1項。PTA自主技術也為相關企業帶來了巨大的經濟、社會和環境效益。

蓬威石化是昆侖公司自主PTA工藝包的首套示范工程項目用戶，該公司建設的年產90萬噸PTA項目投產5年來實現產值近200億元，未發生安全和環境事故。

截至目前，百萬噸級PTA項目成果已成功應用于8套裝置，總規模超過1000萬噸，占國內同期新增產能約1/3。這8套裝置比引進裝置節省投資數十億元，綜合能耗降低約18%，節水約50%。

百萬噸級PTA成套工藝技術在投資、能耗和環保上的綜合優勢也贏得了多方贊譽。中國化纖工業協會認為，該項目對推動我國聚酯化纖工業良性發展具有積極意義；中國石油和化學工業聯合會鑒定認為，該項目總體技術水平達到國內領先和國際先進水平。中國機械工業聯合會高度認可該項目在裝備國產化上取得的成就，認為其對推動國內重大裝備國產化意義重大。