中石化芳烴技術(shù)：讓人們穿得暖、穿得好

文/吳莉

中石化芳烴技術(shù)：讓人們穿得暖、穿得好

文/吳莉

“開發(fā)自主芳烴成套技術(shù)是幾代石化人的夢(mèng)想，也是幾千名參與項(xiàng)目攻關(guān)人員共同努力的成果。我們的技術(shù)幫助解決人們穿衣難題，這對(duì)解決我國(guó)糧棉爭(zhēng)地矛盾至關(guān)重要?！?中國(guó)石化“高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目第一完成人——中國(guó)石化集團(tuán)公司總經(jīng)理戴厚良說(shuō)。

榮獲2015年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)的中國(guó)石化“高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目，使我國(guó)成為世界上第三個(gè)掌握該技術(shù)的國(guó)家，實(shí)現(xiàn)了從追趕者到領(lǐng)跑者的跨越；應(yīng)用芳烴技術(shù)每年由對(duì)二甲苯生產(chǎn)的化學(xué)纖維可替代約2.3億畝土地產(chǎn)出的棉花，為有效解決糧棉爭(zhēng)地矛盾、守住18億畝耕地紅線做出重要貢獻(xiàn)。

可有效解決糧棉爭(zhēng)地矛盾

芳烴是化學(xué)工業(yè)的重要根基，廣泛用于三大合成材料以及醫(yī)藥、國(guó)防、農(nóng)藥、建材等領(lǐng)域。對(duì)二甲苯是用量最大的芳烴品種之一，與人們的生活息息相關(guān)。但我國(guó)對(duì)二甲苯自給率僅為50%，一個(gè)重要的原因是芳烴生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，技術(shù)費(fèi)用昂貴，產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人。芳烴成套技術(shù)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括原料精制與精餾、芳烴異構(gòu)與轉(zhuǎn)化、吸附分離等工藝及工程技術(shù)，系統(tǒng)集成度高，開發(fā)難度大，之前僅有美國(guó)和法國(guó)兩家著名公司掌握，技術(shù)壁壘非常高。

發(fā)展芳烴項(xiàng)目是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活的需要，事關(guān)國(guó)計(jì)民生。如今，約65%的紡織原料、80%的飲料包裝瓶都來(lái)源于對(duì)二甲苯，其衍生品還廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視、影像等。由對(duì)二甲苯生產(chǎn)的化學(xué)纖維可以替代約2.3億畝土地產(chǎn)出的棉花。應(yīng)用芳烴技術(shù)節(jié)省出的棉田就可以種糧食，為有效解決糧棉爭(zhēng)地矛盾，守住18億畝耕地紅線做出重要貢獻(xiàn)。

值得注意的是，數(shù)據(jù)顯示，近15年來(lái)，我國(guó)對(duì)二甲苯消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率高達(dá)20%。2014年我國(guó)消費(fèi)對(duì)二甲苯約2000萬(wàn)噸，進(jìn)口量高達(dá)50%左右，75%的進(jìn)口來(lái)自韓國(guó)、日本、新加坡等國(guó)家。

顯著提升我國(guó)芳烴生產(chǎn)技術(shù)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力

我國(guó)芳烴成套技術(shù)的開發(fā)并非一帆風(fēng)順，經(jīng)歷了40余年的攻堅(jiān)克難。上世紀(jì)70年代，我國(guó)開始引進(jìn)芳烴生產(chǎn)裝置。1972-2008年，中國(guó)石化與中科院及有關(guān)高校開展合作研究，為芳烴技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。2003年以來(lái)，為實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)跨越、創(chuàng)新引領(lǐng)的目標(biāo)，國(guó)家科技部、中國(guó)石化通過(guò)973項(xiàng)目、“十條龍”重大科技攻關(guān)等形式持續(xù)支持，2009年中國(guó)石化專門成立了芳烴成套技術(shù)攻關(guān)組，發(fā)揮體制優(yōu)勢(shì)，集科研、設(shè)計(jì)、建設(shè)、生產(chǎn)等單位2000多名技術(shù)人員聯(lián)合攻關(guān)。經(jīng)過(guò)40余年攻關(guān)，成功開發(fā)出具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)。

通過(guò)物理化學(xué)、催化材料、智能控制、工藝工程等原理與方法創(chuàng)新，中國(guó)石化高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，顯著提升了我國(guó)芳烴生產(chǎn)技術(shù)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，使我國(guó)成為世界上第三個(gè)掌握該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。顯著提高產(chǎn)品分離和芳烴資源利用效率，大幅節(jié)能降耗、減少固廢排放，實(shí)現(xiàn)五大創(chuàng)新：

一是首創(chuàng)原料精制綠色新工藝。以化學(xué)反應(yīng)替代物理吸附，實(shí)現(xiàn)了原理創(chuàng)新，精制劑壽命延長(zhǎng)40-60倍，固廢排放減少98%。

二是首創(chuàng)芳烴高效轉(zhuǎn)化與分離新型分子篩材料。重芳烴轉(zhuǎn)化能力提高70-80%，資源利用率提高5%，吸附分離效率提高10%。

三是集成創(chuàng)新控制方法實(shí)現(xiàn)智能控制。實(shí)現(xiàn)短時(shí)間大流量變化的快速調(diào)控，吸附塔壓力波動(dòng)幅度顯著降低，確保了裝置長(zhǎng)周期本質(zhì)安全與高效精準(zhǔn)運(yùn)行。

四是首創(chuàng)芳烴聯(lián)合裝置能量深度集成新工藝。裝置運(yùn)行實(shí)現(xiàn)由“需要外部供電”到“向外部輸送電”的歷史性突破，單位產(chǎn)品綜合能耗降低28%。

五是創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法與制造工藝實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵裝備“中國(guó)創(chuàng)造”。創(chuàng)新設(shè)計(jì)并建造了世界規(guī)模最大的單爐膛芳烴加熱爐和多溢流板式芳烴精餾塔，率先開發(fā)了新型結(jié)構(gòu)的吸附塔格柵專利設(shè)備，流體混合與分配均勻性顯著提高。

業(yè)內(nèi)院士和專家對(duì)中國(guó)石化高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)給予了高度評(píng)價(jià)。認(rèn)為芳烴成套技術(shù)成功開發(fā)是石油化工技術(shù)的“里程碑”，項(xiàng)目在工藝、工程裝備、控制方法與系統(tǒng)、吸附與催化材料等方面取得多項(xiàng)重大創(chuàng)新與突破，處于國(guó)際領(lǐng)先水平，具有重要推廣應(yīng)用價(jià)值。

具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益凸顯

筆者從中國(guó)石化獲悉，高效芳烴成套技術(shù)累計(jì)獲得40余項(xiàng)國(guó)內(nèi)外專利授權(quán)，形成了完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，出版專著1部，獲中國(guó)發(fā)明專利金獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲省部級(jí)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。自主開發(fā)的成套技術(shù)工藝包、工程設(shè)計(jì)和管理軟件等，使我國(guó)不僅成為成套技術(shù)專利商，而且成為工程建設(shè)EPC承包商，取得了顯著社會(huì)效益。

一是能耗物耗顯著降低，實(shí)現(xiàn)高效環(huán)保。與國(guó)內(nèi)同期開工裝置相比，中國(guó)石化高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)單位產(chǎn)品能耗低28%，環(huán)保監(jiān)測(cè)指標(biāo)全面優(yōu)于最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

二是帶動(dòng)化工與流程制造業(yè)發(fā)展。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，項(xiàng)目95%的設(shè)備自主設(shè)計(jì)與建造。此外，還可帶動(dòng)吸附劑、催化劑、化工裝備等制造業(yè)發(fā)展。創(chuàng)造新增就業(yè)，社會(huì)效益顯著，踐行了中國(guó)創(chuàng)造。積極推動(dòng)技術(shù)出口，對(duì)于貫徹“一帶一路”戰(zhàn)略，帶動(dòng)化工與流程制造業(yè)發(fā)展，具有重要意義。

三是保障紡織原料供應(yīng)、產(chǎn)業(yè)鏈完整及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)安全。我國(guó)是紡織大國(guó)，發(fā)展芳烴項(xiàng)目對(duì)于解決糧棉爭(zhēng)地矛盾，保障紡織原料供應(yīng)、產(chǎn)業(yè)鏈完整及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。

以2013年底投產(chǎn)的中國(guó)石化海南煉油化工公司60萬(wàn)噸/年芳烴聯(lián)合裝置為例，該公司負(fù)責(zé)人蔡智說(shuō)，“我們公司實(shí)現(xiàn)了空中無(wú)排放，地上無(wú)泄漏，地下無(wú)滲漏。公司固廢排放減少98%?！彼麄冞€組織附近居民前來(lái)觀摩，消除誤解。

2012年至2014年，該項(xiàng)目累計(jì)實(shí)現(xiàn)新增銷售收入139.5億元，新增利潤(rùn)11.5億元。而60萬(wàn)噸對(duì)二甲苯生產(chǎn)的纖維，則相當(dāng)于海南全省有效耕地產(chǎn)出的棉花。