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芳烴是重要的基礎(chǔ)化工原料，我們穿的衣服、坐的汽車、食品藥物飲料包裝、用的塑料……衣食住行的方方面面，都少不了芳烴的影子，其生產(chǎn)技術(shù)代表國家石油化工技術(shù)水平。在中國石化開展芳烴成套技術(shù)研發(fā)之前，全球只有兩家國外公司掌握芳烴成套技術(shù)。
開展芳烴核心技術(shù)攻關(guān)，引領(lǐng)芳烴產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是中國石化集團公司黨組的戰(zhàn)略部署，也是幾代石化人的夢想。自上世紀八十年代開始，石科院、上海院等單位先后研發(fā)出催化重整、芳烴抽提、二甲苯異構(gòu)化、甲苯歧化和烷基轉(zhuǎn)移等技術(shù)。但對二甲苯(px)吸附分離技術(shù)一直未能被攻克，成為芳烴成套技術(shù)最后的技術(shù)壁壘。
近十年，我國px需求年均增長率高，但自給率僅為50%左右。“2014年我國px實際消費1766萬噸，其中進口908萬噸，花費近百億美元外匯。由于自給率低，喪失了定價權(quán)。”石科院一位參與px吸附分離技術(shù)攻關(guān)的科研人員介紹說。
國內(nèi)僅有的產(chǎn)能中，也都是依賴引進技術(shù)建設(shè)的生產(chǎn)裝置，每年需要花費數(shù)億美元支付專利使用費和進口吸附劑。更關(guān)鍵的是，不掌握這項核心技術(shù)，在技術(shù)及吸附劑產(chǎn)品議價、裝置擴能等方面受制于人，沒有話語權(quán)。
中國石化成功研發(fā)芳烴成套技術(shù)
海南煉化芳烴聯(lián)合裝置是中國石化自主芳烴成套技術(shù)首次在大規(guī)模芳烴聯(lián)合裝置上應用，標志著中國石化完全掌握了大規(guī)模芳烴聯(lián)合裝置全流程生產(chǎn)技術(shù)，具備了芳烴聯(lián)合裝置工藝設(shè)計、工程建設(shè)、吸附劑制備生產(chǎn)的能力，徹底改變了我國芳烴核心技術(shù)必須依賴國外引進的歷史。中國石化成為全球第三個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的芳烴生產(chǎn)技術(shù)專利商，將為國內(nèi)芳烴工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造新的戰(zhàn)略發(fā)展機遇。
為了突破國外吸附分離技術(shù)壟斷，石科院上世紀90年代初就開展px吸附分離技術(shù)的探索研究，研發(fā)出rax-2000型國產(chǎn)吸附劑，2004年在中國石化齊魯分公司完成工業(yè)試驗，各項指標均達到或優(yōu)于進口劑的水平，價格比進口劑低三分之一。
當中國石化陸續(xù)在引進的px吸附分離裝置上推廣rax-2000型國產(chǎn)吸附劑的時候，國外公司憑借其在吸附分離工藝工程技術(shù)壟斷的優(yōu)勢，設(shè)置技術(shù)壁壘，不允許國內(nèi)裝置使用國產(chǎn)吸附劑，否則將不再為裝置提供技術(shù)保障。
國外公司設(shè)置的技術(shù)壁壘進一步激發(fā)了中國石化開發(fā)自主芳烴成套技術(shù)的雄心壯志。2009年，為了突破國外公司對px吸附分離工藝技術(shù)的壟斷，中國石化成立了以戴厚良高級副總裁為組長的芳烴成套技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)導小組，依托石科院和工程建設(shè)公司等企業(yè)，組織發(fā)起芳烴成套技術(shù)最后堡壘——px吸附分離技術(shù)攻關(guān)，完成芳烴成套技術(shù)的閉環(huán)，要不惜一切代價啃下這塊“硬骨頭”。同年px吸附分離技術(shù)進入中國石化“十條龍”攻關(guān)項目，正式開啟了自主px吸附分離工藝技術(shù)攻堅戰(zhàn)的序幕。
戴厚良是國內(nèi)芳烴成套技術(shù)領(lǐng)域的專家，曾主持完成揚子石化芳烴聯(lián)合裝置擴能改造等項目。他親自參與自主px吸附分離技術(shù)研發(fā)項目的研討，制定總體攻關(guān)方案，決策重大技術(shù)難點解決方案及措施，組織項目工業(yè)示范和工業(yè)應用實施，帶領(lǐng)攻關(guān)組破解研發(fā)和工業(yè)應用中的各種難題。
提到吸附分離工藝研發(fā)的困難，負責工藝技術(shù)研發(fā)的石科院專家介紹說，px分離技術(shù)采用模擬移動床吸附分離工藝，該工藝集吸附劑、專用設(shè)備、工藝及專用控制系統(tǒng)于一體，整體工藝復雜，開發(fā)技術(shù)難度極大。px產(chǎn)品純度要求高，最低也要在99.7%以上;工業(yè)裝置物料閥門要在進料和出料之間不停的切換，會造成管線內(nèi)物料殘留。哪怕是微量的物料殘留，都會影響產(chǎn)品的純度和收率。
為了盡快攻克技術(shù)難關(guān)，科研人員放棄節(jié)假日及周末休息時間，爭分奪秒地埋頭試驗，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的模擬移動床技術(shù)，攻克了吸附程序控制系統(tǒng)(mcs)控制難題，創(chuàng)造性地開發(fā)出有別于國際同類技術(shù)的吸附室床層管線沖洗工藝，開發(fā)設(shè)計出符合工藝要求的內(nèi)構(gòu)件，徹底攻克了px吸附分離工藝的所有技術(shù)難題。
2011年，中國石化利用自主研發(fā)的px吸附分離技術(shù)在揚子石化建成3萬噸/年的首套工業(yè)試驗裝置，使用最新研發(fā)的rax-3000型國產(chǎn)吸附劑，產(chǎn)品純度、收率等關(guān)鍵指標均達到了國際先進水平，驗證了自主px吸附分離技術(shù)的可靠性，為工業(yè)應用提供了技術(shù)支撐。
在工業(yè)試驗裝置上取得成功之后，中國石化依靠自主研發(fā)的芳烴工藝技術(shù)，在海南煉化建設(shè)了60萬噸/年px吸附分離裝置，順利開工運轉(zhuǎn)，各項關(guān)鍵技術(shù)指標達到甚至優(yōu)于國際同類水平。由于中國石化具有自主知識產(chǎn)權(quán)，投資費用比進口技術(shù)節(jié)省了1.5億元人民幣。
科研人員在研發(fā)過程中突出了中國石化綠色低碳的理念。與國內(nèi)同類裝置相比，海南煉化這套px裝置每生產(chǎn)1噸px產(chǎn)品，能耗要低150千克標油。按px年產(chǎn)量60萬噸計算，每年在降低能耗這一方面就可以節(jié)省3億元以上?？蒲腥藛T還率先采用回收塔頂?shù)蜏責崮芰堪l(fā)電，一舉使聯(lián)合裝置項目發(fā)電量大于項目自身的全部耗電量，向外輸送電力。這套裝置以最低的能耗，成為全球芳烴聯(lián)合裝置新標桿。
