未雨綢繆布局丙烯腈技術與產業發展——訪中國工程院院士關興亞

□ 本刊記者 肖宏斌

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未雨綢繆布局丙烯腈技術與產業發展——訪中國工程院院士關興亞

□ 本刊記者 肖宏斌

“預計未來將有更多的民營企業被允許加入丙烯腈生產中，競爭將愈加激烈，我們要未雨綢繆，在相關技術和產業分布上提前布局。”

關興亞，著名石油化工專家，中國工程院院士，上海石油化工研究院原總工程師。從20世紀60年代初開始長期從事丙烯腈生產工藝及催化劑的研究開發，曾獲得多項國內外專利和國家科技進步一等獎。

丙烯腈是一種重要的化工原料，其相關的生產開發技術是中國石化具有國際競爭力的專有技術之一。為了支撐中國石化化工板塊更好的發展，丙烯腈技術未來將在哪些方面重點突破？本刊記者近日就相關問題專訪了上海石油化工研究院原總工程師、中國工程院院士關興亞。

丙烯腈技術有競爭力

記者：您怎樣看待中國石化經過30多年的發展，在化工技術方面取得的成就？

關興亞： 中國石化根據自己的產業特點，經過多年的發展，已成為中國最大的一體化能源化工公司，在世界500強的排名也達到了第二名。多年來，中國石化通過改革重組、技術創新，提高了企業的整體效益。在頁巖氣、煤化工方面取得突破，在油氣勘探開發、煉油、化工領域已擁有一批具有國際競爭力的核心技術和專有技術，已形成了良好的循環發展機制。以丙烯腈技術為例，從1960年開始研發，經過50多年的堅持，從無到有，從成套技術引進到實現自主創新，現在已經發展到了第3代技術，成為中國石化具有國際競爭力的專有技術之一。

記者：請您談談目前國內丙烯腈發展的現狀及趨勢。

關興亞：目前國內丙烯腈生產裝置主要集中在中國石化和中國石油兩大系統內。2015年丙烯腈裝置年生產能力約為180萬噸，而國內丙烯腈市場需求量約為200多萬噸，仍需從國外進口部分丙烯腈以填補國內缺口。其中，中國石化有丙烯腈裝置6套，年生產能力為83萬噸，約占全國總產能的46.1％。丙烯腈下游產品仍以腈綸和ABS為主，分別占總需求量的38.2％和33.9％，另外還用于丙烯酰胺、丁腈橡膠、農藥和碳纖維等生產。丙烯腈市場的需求決定了丙烯腈的產量。未來，腈綸對丙烯腈需求小幅下降，而ABS對丙烯腈需求有所增加；隨著三次采油和水處理劑的需求增加，丙烯酰胺的需求和產量也會小幅增加；預計丁腈橡膠和碳纖維對丙烯腈需求也可能會提高。

隨著國家相關政策的調整，2015年年底，江蘇連云港26萬噸/年丙烯腈新裝置開工投產。預計未來有更多的民營企業被允許加入丙烯腈生產中，國內丙烯腈生產能力將快速增加，競爭將愈加激烈。為此，我們要未雨綢繆，在相關技術和產業分布上提前布局。

為企業提升競爭力提供技術支撐

記者：在推動丙烯腈技術進步方面，上海院做了哪些工作？

關興亞：上海院自上世紀60年代起在丙烯腈技術的研究和開發方面投入了大量的人力、物力和財力，開發了一系列成套技術并成功實現工業化應用。目前，上海院以丙烯腈流化床催化劑開發為核心，以“節能降耗、綠色低碳”為目標，集成多項具有自主知識產權的關鍵技術，開發了丙烯腈成套技術工藝包，并進行推廣應用，促進丙烯腈技術不斷向前發展。其中的關鍵技術包括大型流化床反應器技術、高精制回收率技術、高純乙腈技術、在線清堵技術、新型PV旋風分離器技術、旋液分離器技術、廢氣回收技術等。中國石化丙烯腈成套技術已成功運用于多套萬噸級丙烯腈裝置上，裝置運行穩定，經濟效益明顯，綜合技術指標處于國際先進水平。

人們的生活離不開以包括丙烯腈在內的基礎原料生產的化學制品，上海院將竭力繼續提升丙烯腈技術水平，為丙烯腈生產企業提升競爭力提供技術支撐。

記者：您對丙烯腈產業未來的發展方向怎么看？

關興亞：丙烯腈產業的未來發展，主要是三個方面：一是拓寬技術思路，不僅做纖維，還要從多方面來想辦法，拓展應用領域。二是節能降耗，提高回收率。三是綠色環保，可持續發展。

節能與環保是技術發展兩大主題

記者：在節能降耗方面，丙烯腈技術有什么樣的發展空間？

關興亞：節能降耗是技術發展永恒的話題，包括丙烯腈催化劑技術、高精制回收率技術、裝置長周期運行，以及工藝流程優化等方面的技術開發與改進。在丙烯腈催化劑技術方面，從最初的收率60％一直提升至目前實驗室考評數據82.5％的水平，并在萬噸級工業裝置上成功運用，催化劑性能與進口同類催化劑水平相當，且以丙烯轉化率高，丙烯腈選擇性好，三腈收率高，清潔性、穩定性好，獲得了用戶的好評。高精制回收率技術同樣也在多套丙烯腈生產裝置上成功運用，從對應用該技術的裝置連續72小時運行標定結果看，精制回收率均達到95％以上，高于國內外同類裝置精制回收率水平。以13萬噸/年丙烯腈裝置為例，按每噸丙烯腈價格為1萬元計，丙烯腈收率或者精制回收率每提高一個百分點，不僅大大降低了原料丙烯損耗，同時可以提高裝置丙烯腈產量，給企業帶來1300萬元的純利潤。同樣，工藝流程的優化及裝置長周期運行等技術，也可以實現節能降耗。

記者：在“綠色環保”方面，丙烯腈技術未來將如何發展？

關興亞：隨著國民環保意識的增強，國家對“三廢”排放要求日益嚴格。化工行業多多少少都存在的“三廢”排放問題，未達環保排放要求的裝置將直接面臨著企業的關停，因此，提高丙烯腈行業環保技術水平是當前的一項重要課題。

丙烯氨氧化生產丙烯腈過程中，反應產物經吸收塔吸收后的尾氣中含氰、烴等有害物質。由北京化工大學、上海石油化工研究院等單位承擔的國家“863”計劃課題——石化行業典型含氰廢氣凈化技術，開發了可一步處理含氰、烴和氮氧化物等有害物質的雙功能催化劑，經處理的尾氣達到國家排放標準，現已完成千噸規模的中試驗證，下一步計劃進行該催化劑的工業應用試驗。

現在國內大部分裝置都采用回收硫銨的二段式急冷塔工藝，相比一段式急冷塔工藝，二段式工藝的丙烯腈精制回收率低2～3個百分點，而把二段式工藝改成一段式工藝，急冷塔硫銨廢水中的有機物含量又會明顯升高。有機物濃度較高的廢水（如急冷塔下段廢水）采用焚燒爐焚燒處理，焚燒過程中會產生氮氧化物、二氧化硫等有毒有害氣體，且焚燒需大量燃油，造成裝置能耗和環保的雙重壓力。上海院目前所開發的催化濕式氧化技術，丙烯腈廢水通過催化處理，沒有煙灰和氮氧化物、二氧化硫等有毒有害物質排放，且處理后的廢水達到直接排放或生化處理標準。采用該技術可以使急冷塔由兩段式改為一段式，實現裝置在酸性條件下操作，提高精制回收率，同時回收綜合利用催化濕式氧化過程中產生的大量熱量，有助于降低丙烯腈裝置的能耗，消除焚燒爐廢氣的環保隱患。目前該技術已完成實驗室催化劑和工藝的開發，下一步準備開展工業側線試驗驗證催化濕式氧化催化劑性能與工藝可行性。

我們通過這些先進的環保技術在丙烯腈裝置上的運用，進一步降低有毒有害物質的排放，使丙烯腈技術“綠色環保”水平再上一個臺階。