未雨綢繆布局丙烯腈技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展——訪中國工程院院士關(guān)興亞

□ 本刊記者 肖宏斌

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未雨綢繆布局丙烯腈技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展——訪中國工程院院士關(guān)興亞

□ 本刊記者 肖宏斌

“預計未來將有更多的民營企業(yè)被允許加入丙烯腈生產(chǎn)中，競爭將愈加激烈，我們要未雨綢繆，在相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)分布上提前布局。”

關(guān)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(chǎn)工藝及催化劑的研究開發(fā)，曾獲得多項國內(nèi)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(guān)的生產(chǎn)開發(fā)技術(shù)是中國石化具有國際競爭力的專有技術(shù)之一。為了支撐中國石化化工板塊更好的發(fā)展，丙烯腈技術(shù)未來將在哪些方面重點突破？本刊記者近日就相關(guān)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(guān)興亞。

丙烯腈技術(shù)有競爭力

記者：您怎樣看待中國石化經(jīng)過30多年的發(fā)展，在化工技術(shù)方面取得的成就？

關(guān)興亞： 中國石化根據(jù)自己的產(chǎn)業(yè)特點，經(jīng)過多年的發(fā)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(shù)創(chuàng)新，提高了企業(yè)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(fā)、煉油、化工領(lǐng)域已擁有一批具有國際競爭力的核心技術(shù)和專有技術(shù)，已形成了良好的循環(huán)發(fā)展機制。以丙烯腈技術(shù)為例，從1960年開始研發(fā)，經(jīng)過50多年的堅持，從無到有，從成套技術(shù)引進到實現(xiàn)自主創(chuàng)新，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了第3代技術(shù)，成為中國石化具有國際競爭力的專有技術(shù)之一。

記者：請您談談目前國內(nèi)丙烯腈發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢。

關(guān)興亞：目前國內(nèi)丙烯腈生產(chǎn)裝置主要集中在中國石化和中國石油兩大系統(tǒng)內(nèi)。2015年丙烯腈裝置年生產(chǎn)能力約為180萬噸，而國內(nèi)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(nèi)缺口。其中，中國石化有丙烯腈裝置6套，年生產(chǎn)能力為83萬噸，約占全國總產(chǎn)能的46.1％。丙烯腈下游產(chǎn)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(nóng)藥和碳纖維等生產(chǎn)。丙烯腈市場的需求決定了丙烯腈的產(chǎn)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(chǎn)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(guān)政策的調(diào)整，2015年年底，江蘇連云港26萬噸/年丙烯腈新裝置開工投產(chǎn)。預計未來有更多的民營企業(yè)被允許加入丙烯腈生產(chǎn)中，國內(nèi)丙烯腈生產(chǎn)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(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)分布上提前布局。

為企業(yè)提升競爭力提供技術(shù)支撐

記者：在推動丙烯腈技術(shù)進步方面，上海院做了哪些工作？

關(guān)興亞：上海院自上世紀60年代起在丙烯腈技術(shù)的研究和開發(fā)方面投入了大量的人力、物力和財力，開發(fā)了一系列成套技術(shù)并成功實現(xiàn)工業(yè)化應用。目前，上海院以丙烯腈流化床催化劑開發(fā)為核心，以“節(jié)能降耗、綠色低碳”為目標，集成多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了丙烯腈成套技術(shù)工藝包，并進行推廣應用，促進丙烯腈技術(shù)不斷向前發(fā)展。其中的關(guān)鍵技術(shù)包括大型流化床反應器技術(shù)、高精制回收率技術(shù)、高純乙腈技術(shù)、在線清堵技術(shù)、新型PV旋風分離器技術(shù)、旋液分離器技術(shù)、廢氣回收技術(shù)等。中國石化丙烯腈成套技術(shù)已成功運用于多套萬噸級丙烯腈裝置上，裝置運行穩(wěn)定，經(jīng)濟效益明顯，綜合技術(shù)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(nèi)的基礎(chǔ)原料生產(chǎn)的化學制品，上海院將竭力繼續(xù)提升丙烯腈技術(shù)水平，為丙烯腈生產(chǎn)企業(yè)提升競爭力提供技術(shù)支撐。

記者：您對丙烯腈產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向怎么看？

關(guān)興亞：丙烯腈產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展，主要是三個方面：一是拓寬技術(shù)思路，不僅做纖維，還要從多方面來想辦法，拓展應用領(lǐng)域。二是節(jié)能降耗，提高回收率。三是綠色環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展。

節(jié)能與環(huán)保是技術(shù)發(fā)展兩大主題

記者：在節(jié)能降耗方面，丙烯腈技術(shù)有什么樣的發(fā)展空間？

關(guān)興亞：節(jié)能降耗是技術(shù)發(fā)展永恒的話題，包括丙烯腈催化劑技術(shù)、高精制回收率技術(shù)、裝置長周期運行，以及工藝流程優(yōu)化等方面的技術(shù)開發(fā)與改進。在丙烯腈催化劑技術(shù)方面，從最初的收率60％一直提升至目前實驗室考評數(shù)據(jù)82.5％的水平，并在萬噸級工業(yè)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(zhuǎn)化率高，丙烯腈選擇性好，三腈收率高，清潔性、穩(wěn)定性好，獲得了用戶的好評。高精制回收率技術(shù)同樣也在多套丙烯腈生產(chǎn)裝置上成功運用，從對應用該技術(shù)的裝置連續(xù)72小時運行標定結(jié)果看，精制回收率均達到95％以上，高于國內(nèi)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(chǎn)量，給企業(yè)帶來1300萬元的純利潤。同樣，工藝流程的優(yōu)化及裝置長周期運行等技術(shù)，也可以實現(xiàn)節(jié)能降耗。

記者：在“綠色環(huán)?！狈矫?，丙烯腈技術(shù)未來將如何發(fā)展？

關(guān)興亞：隨著國民環(huán)保意識的增強，國家對“三廢”排放要求日益嚴格?；ば袠I(yè)多多少少都存在的“三廢”排放問題，未達環(huán)保排放要求的裝置將直接面臨著企業(yè)的關(guān)停，因此，提高丙烯腈行業(yè)環(huán)保技術(shù)水平是當前的一項重要課題。

丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈過程中，反應產(chǎn)物經(jīng)吸收塔吸收后的尾氣中含氰、烴等有害物質(zhì)。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(yè)典型含氰廢氣凈化技術(shù)，開發(fā)了可一步處理含氰、烴和氮氧化物等有害物質(zhì)的雙功能催化劑，經(jīng)處理的尾氣達到國家排放標準，現(xiàn)已完成千噸規(guī)模的中試驗證，下一步計劃進行該催化劑的工業(yè)應用試驗。

現(xiàn)在國內(nèi)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(chǎn)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(huán)保的雙重壓力。上海院目前所開發(fā)的催化濕式氧化技術(shù)，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(zhì)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(shù)可以使急冷塔由兩段式改為一段式，實現(xiàn)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(chǎn)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(huán)保隱患。目前該技術(shù)已完成實驗室催化劑和工藝的開發(fā)，下一步準備開展工業(yè)側(cè)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(huán)保技術(shù)在丙烯腈裝置上的運用，進一步降低有毒有害物質(zhì)的排放，使丙烯腈技術(shù)“綠色環(huán)保”水平再上一個臺階。