持续创新引领芳烃产业发展 ——记国家科技进步特等奖项目“高效环保芳烃成套技术开发及应用”
项目名片
名称：高效环保芳烃成套技术开发及应用
奖项：国家科技进步特等奖
完成单位：石油化工科学研究院、工程建设公司、扬子石化、海南炼化等
主要成效：该项目攻克了包括芳烃转化与分离等系列复杂过程的对二甲苯生产技术，率先研制了亚微米分子筛组元高性能吸附剂，创新开发了高效吸附分离工艺及专用控制系统，率先开发了具有迷宫结构的吸附塔格栅等，首次将两种新型分子筛用于芳烃高效转化过程，开发出催化脱烯烃原料精制等节能环保新技术。通过创新吸附及催化新材料、新工艺、新装备及控制系统，开发出产品分离高效、芳烃转化充分、原料精制环保的芳烃成套技术，达到国际领先水平，显著提升我国芳烃生产技术水平和国际竞争能力。
芳烃是一种重要的基础化工原料，广泛用于三大合成材料及医疗、农药、建材等领域，对二甲苯（简称PX）作为用量最大的芳烃品种之一，则是现代纺织业使用最广泛的聚酯纤维（俗称涤纶）的主要原料。20世纪70年代，以对二甲苯为原料生产的“的确良”和“涤卡”，给人们的生活带来了光鲜和靓丽。
然而，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、对二甲苯吸附分离等工艺及工程技术，系统集成度高，开发难度大，之前仅被美国和法国的两家公司所掌握。为打破国外技术垄断，自1972年起，中国石化与中国科学院及有关高校开展合作研究，为芳烃成套技术发展奠定了基础。但技术的核心——对二甲苯吸附分离工艺，因开发难度最大，一直未能攻克，致使我国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。
技术壁垒进一步激发了中国石化自主开发芳烃成套技术的雄心壮志。为突破这一最后关口，2009年，中国石化组织石科院、工程建设公司（SEI）等多家单位成立研发团队，集智攻关、协同创新，创造性地开发出分立冲洗式模拟移动床吸附分离新工艺SorPX工艺，配套开发MCS控制系统和具有迷宫结构的新型吸附塔内构件，结合石科院研发的RAX系列对二甲苯吸附剂，成功破解了对二甲苯吸附分离工艺难题。
2011年，采用该技术在扬子石化建设的对二甲苯工业示范装置一次投料开车成功，运行关键指标达到国际先进水平，为大规模工业装置建设奠定了坚实基础。
2013年，中国石化创新集成高效吸附分离、高效芳烃转化、原料绿色精制、能量高效利用、大型关键装备等一系列新技术，开发出第一代高效环保芳烃成套技术，在海南炼化60万吨/年芳烃联合装置应用，并实现一次开车成功，主要运行指标达到同期国际领先水平，标志着中国石化成为具有完全自主知识产权的芳烃生产技术专利商，我国成为全球第三个掌握芳烃成套生产技术的国家。凭借此技术，“高效环保芳烃成套技术开发及应用”项目获得2015年度国家科学技术进步特等奖。
近20年来，我国对二甲苯消费量持续快速增长。如今，65%的纺织原料、80%的饮料包装瓶都来源于对二甲苯。2020年我国对二甲苯表观消费量3349万吨，利用其生产的化学纤维相当于替代3.8亿亩土地产出的棉花，有效化解了粮棉争地矛盾，守住了18亿亩耕地红线，同时保障了纺织业的原料供应和产业链完整。
创新之路永无止境。为不断提升中国石化芳烃技术的竞争力，石科院在吸附分离和二甲苯异构化领域持续创新，开发出新一代RAX-4000吸附剂、RIC-270异构化催化剂、变温模拟移动床吸附分离新工艺等，形成第二代高效环保芳烃成套技术。
2019年10月，第二代芳烃成套技术在海南炼化100万吨/年对二甲苯装置上成功应用并顺利投产，装置运行能耗较上一代技术降低25%，技术水平全面领先世界同类装置。
为进一步巩固中国石化芳烃技术的领先优势，芳烃技术研发团队步履不停，在短短的两年时间内又接连开发出单塔芳烃吸附分离工艺、RAX-4500型吸附剂、RIC-300型异构化催化剂、HAT-300P型歧化与烷基催化剂及芳烃装置数字化控制等系列新技术，形成具有国际领先水平的第三代芳烃成套技术。利用该技术设计建设的89万吨/年芳烃联合装置于今年1月20日在九江石化高标准建成中交，装置投产将带动当地超千亿元产业集群发展。
随着芳烃成套技术各项单元技术的不断进步，吸附剂、催化剂及工艺控制系统在洛阳石化、扬子石化、天津石化、金陵石化、上海石化等国内芳烃装置改造中均得到广泛应用，使高效环保芳烃成套技术的市场占有率不断攀升，为我国芳烃产业降本增效和提质升级作出突出贡献。
此外，石科院在基于芳烃技术攻关建立的吸附分离技术平台上持续发力，将吸附分离工艺成功拓展到其他领域，开发出多项先进的分离工艺。其中，汽油轻馏分、全馏分石脑油优化利用技术实现了根据组分结构和性质进行选择性分离，为石化企业二次加工装置提供了优化的原料；三甲苯、甲乙苯等重芳烃综合利用技术实现了低成本分离重芳烃中高附加值的化工单体，为我国石化行业转型发展、低成本获得高附加值化工产品提供了新的技术手段。
未来，芳烃技术研发团队将立足芳烃分离与转化技术平台，紧紧围绕“一基两翼三新”产业格局，坚持不懈走自主创新之路，不断攻克关键核心技术，努力推动芳烃产业高质量发展和“油转化”“油转特”转型发展，为中国石化打造世界领先洁净能源化工公司贡献科技力量。
责任编辑：牛淋淋