中石化創芳烴成套技術多項“世界之最”

文/張蕾

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/年芳烴聯合裝置已連續平穩運轉了20個月，其間各項關鍵技術指標達到或超過國際同類水平。

作為首個成套技術國產化的大型芳烴裝置，該項目的成功運行徹底結束了我國芳烴核心技術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技術的專利商和工程EPC承包商。

石油化工技術的里程碑

在今年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研究院、中國石化工程建設有限公司、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的“芳烴關鍵技術開發及應用”項目榮獲中國石化科學技術進步特等獎。

“芳烴成套技術經過工業實踐證明，大型芳烴聯合裝置主要指標國際領先，經濟和社會效益巨大，對推動我國芳烴及相關新興產業的發展意義重大。”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領域的里程碑。

“2011年，我們在揚子石化公司建成3萬噸/年工業試驗裝置，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用。裝置一次投料試車成功，如今已連續平穩運轉了20個月。”據中國石化工程建設公司總經理孫麗麗介紹，諸多科技創新賦予了這套裝置較大的國際競爭優勢，比如“噸產品能耗僅為國際同類先進技術的72%，噸產品成本比國際先進水平降低6%，產品純度達到99.8%以上”。

在芳烴成套技術中，石化人研發了大量專用設備，創造出多項“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、世界領先大直徑薄餅型精密流體分布器等。“這些均為自主研發制造的專利設備，并形成了配套的國家或行業標準。海南煉化對二甲苯項目的設備國產化率高達95%，大型關鍵設備、控制系統領跑芳烴生產技術，真正從中國制造走向了中國創造。”孫麗麗自豪地說。

幾代石化人的夢想

芳烴成套技術以生產對二甲苯為核心，是一個國家石油化工發展水平的標志性技術之一，系統集成度高、開發難度大。此前，全球僅有美國和法國的兩家公司掌握芳烴成套技術，國內產能幾乎全部依賴國外公司的技術，技術許可和專用吸附劑、催化劑等費用極其昂貴。開展芳烴成套技術攻關，引領芳烴產業發展，成為幾代石化人的夢想。

自20世紀80年代起，石化人先后研發出芳烴抽提、二甲苯異構化等單元技術，但芳烴成套技術的核心——吸附分離技術一直未能掌握。為了突破國外的技術壟斷，石科院從90年代初開展對二甲苯吸附分離技術的探索研究，研發出RAX—2000型國產吸附劑，2004年在中國石化齊魯分公司完成工業試驗，各項指標均達到甚至優于進口劑水平，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領導小組，決心啃下這塊“硬骨頭”。同年，對二甲苯吸附分離技術進入中國石化“十條龍”攻關項目，攻堅戰正式拉開序幕。

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

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

將芳烴成套技術推向世界

在工業試驗裝置上取得成功后，中國石化又在海南煉化建設了60萬噸/年芳烴聯合裝置，順利開工運轉，各項關鍵技術指標達到或超過國際同類水平。

科研人員在研發中還重點突出中國石化低碳環保的理念，例如率先采用回收塔頂低溫熱能量發電，使聯合裝置項目發電量大于自身耗電量。“與國內同類裝置相比，海南煉化這套設備每生產1噸對二甲苯產品，能耗要低150千克標油。按年產量60萬噸計算，每年在降低能耗上就可以節省數億元。”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，海南煉化環保監測指標全面優于最新頒發的國家排放標準。”中國石化上海石油化工研究院副總工程師孔德金指出。

中國化工學會常務理事洪定一認為，中國石化擁有了具有自主知識產權的芳烴成套技術，技術經濟指標達到世界領先水平，將為國內芳烴工業創造新的戰略發展機遇，對于提升我國經濟發展的質量效益、加快結構轉型具有重要意義。他說：“很多國家對芳烴技術都有需求，我們完全可以大膽走出國門，充分利用高效環保的競爭優勢，通過淘汰落后產能贏得定價話語權，并帶動相關制造業和下游產業的快速發展。”