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打破国外垄断 “芳烃成套”让中石化“自己做主”

2016年01月08日10:25 | 来源:人民网-科技频道
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人民网北京1月8日电 (记者 魏艳)上世纪七八十年代,随着电影《庐山恋》的热播,以对二甲苯为原料生产的“的确良”布料迅速风靡,给中国人民的生活带来了光彩和靓丽。“一人一件的确良”很快成为了那个时代时尚青年的“标志”。如今,约65%的纺织原料、80%的饮料包装瓶都来源于这种芳烃产品。

我国是纺织大国,发展芳烃项目对于解决粮棉争地矛盾,保障纺织原料供应、产业链完整及经济结构安全具有至关重要的作用。据了解,近15年来,我国对二甲苯消费量年均增长率高达20%。2014年我国消费对二甲苯约2000万吨,生产的化学纤维相当于替代约2.3亿亩土地产出的棉花。

在2015年国家科学技术奖励大会上,一项由中国石化集团带头完成的“高效环保芳烃成套技术开发及应用”项目荣获了2015年度国家科学技术进步特等奖。这一项目被媒体评价“为守住我国‘18亿亩耕地红线’做出了重要贡献”。闵恩泽、袁渭康、何鸣元、袁晴棠、欧阳平凯、谭天伟等6位院士对此予以高度评价,认为这是石油化工技术领域的里程碑。

40年攻坚克难 几代石化人的梦想终实现

芳烃成套技术以生产对二甲苯为核心,是一个国家石油化工发展水平的标志性技术之一。中国石化集团公司党组成员、高级副总裁、项目第一完成人戴厚良在接受记者采访时表示,“我国对二甲苯自给率仅为50%,一个重要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。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,系统集成度高、开发难度大。”

“此前,芳烃成套技术仅有欧美两家著名公司掌握,技术壁垒非常高。国内产能几乎全部依赖国外公司的技术,技术许可和专用吸附剂、催化剂等都需要花费极其昂贵的费用。”据中国石化工程建设公司总经理、项目第二完成人孙丽丽回忆,1975年引进仅年产2.7万吨的对二甲苯装置,引进费用就高达400多万美元;而目前,一套年产60万吨的对二甲苯装置,技术转让、催化剂及专利设备费用达数亿元。

“开展芳烃成套技术攻关刻不容缓。”在戴厚良看来,这样一项石化核心技术决不能受制于人,“如此重要的基础原料,自己不做,就不掌握话语权。”

在这样的大背景下,开展芳烃成套技术攻关,引领芳烃产业发展,成为几代石化人的梦想。

据中国石化石油化工科学研究院副总工程师吴巍介绍,我国芳烃成套技术的开发经过了40余年的攻坚克难。自20世纪80年代起,中国石化人先后研发出芳烃抽提、二甲苯异构化等单元技术,但芳烃成套技术的核心——吸附分离技术一直未能掌握。

为了突破国外的技术垄断,石油化工科学研究院从90年代初开展对二甲苯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,各项指标均达到甚至优于进口剂水平,价格比进口剂低很多。2009年,中国石化成立了以戴厚良为组长的技术攻关组,决心啃下这块“硬骨头”。同年,对二甲苯吸附分离技术进入中国石化“十条龙”攻关项目,攻坚战正式拉开帷幕。

“对二甲苯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,开发技术难度极大。”吴巍如是说。“此外,对二甲苯产品纯度要求高,但工业装置各物料和产品的进出要通过阀门周期切换,会造成管线内不同物料残留——哪怕是微量残留未消除,都会影响产品的纯度和收率。”

终于,在2011年,中国石化在扬子石化建成3万吨/年的首套工业示范装置,标志着中国石化成功攻克了自主芳烃生产技术的最后一座堡垒——吸附分离技术,掌握了芳烃生产成套技术。据了解,扬子石化3万吨/年的工业示范装置采用最新研发的RAX—3000型国产吸附剂和工艺,验证了自主技术的可靠性,为工业应用提供了技术支撑。

2013年12月,海南炼化60万吨/年对二甲苯项目推广应用成功,多项单元技术也已在国内广泛应用,并推广到海湾、东南亚、东欧等国家。

事关国计民生 石化技术的“里程碑”怎样炼成?

作为首个成套技术国产化的大型芳烃装置,该项目的成功运行彻底结束了我国芳烃核心技术必须依赖从国外引进的历史,也标志着中国石化成为全球第三家拥有芳烃成套生产技术的专利商和工程EPC承包商。

谈到这一成绩,项目第一完成人戴厚良丝毫不掩饰他自豪的神情。在戴厚良看来,正是石化人坚持不懈的拼搏精神造就了今天的成果。

据中国石化石油化工科学研究院王辉国介绍,科研人员在研发过程中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,使得重芳烃转化能力提高70%-80%,资源利用率提高5%,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,并首创吸附剂二次晶化技术,吸附分离效率提高10%。

同时,研发过程中科研人员还突出了中国石化绿色低碳的理念,以化学反应替代物理吸附精制原料,实现了原理创新,精制剂寿命延长40-60倍,固废排放减少98%,能耗降低28%。

“不仅如此,我们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。”孙丽丽表示。

作为国民经济的重要支柱,芳烃产业链条长,产品覆盖面广,与人民生活息息相关。有数字显示,自2012年至2014年,这项“高效环保芳烃成套技术”已累计实现新增销售收入139.5亿元,利润11.5亿,经济效益显著。

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(责编:郝孟佳、马丽)

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