绿色高效吸附分离平台技术
一、技术名称
绿色高效吸附分离平台技术
中海油天津化工研究设计院有限公司（简称“天津院”）基于吸附材料的创制、分离工艺的研究开发出吸附分离平台技术，包括馏分油芳烃吸附分离技术、碳八芳烃吸附分离技术、煤基α-烯烃吸附分离技术、高碳醇吸附分离技术。其中，柴油芳烃吸附分离技术于2020年实现首套工业化应用，煤基费托合成α-烯烃吸附分离技术于2023年实现工业示范。目前，柴油吸附分离技术在运2套，技术许可6套，包括3套百万吨级装置。
二、技术特点与案列分析
1、馏分油芳烃吸附分离技术
馏分油芳烃吸附分离技术是在非临氢下纯物理过程的一项专利技术。该技术以精制汽油、航煤、柴油及蜡油为原料，采用模拟移动床吸附分离工艺，将油品中的芳烃和非芳烃组分高效分离，耦合乙烯蒸汽裂解（或催化裂解）和重芳烃轻质化（或加氢裂化）技术，将市场过剩燃料油最大化转化为高价值烯烃、芳烃等化工品原料，实现油品的差异化、高值化、精细化利用，对于炼化企业“油转化”、“油转材”具有重要意义。馏分油芳烃吸附分离技术特别适用于具备乙烯和芳烃产业的大型炼化企业。
馏分油芳烃吸附分离技术关键核心为专有高效全介孔吸附分离材料、关键核心塔内件及控制系统。解决了宽馏分原料芳烃吸附分离能耗高、产品纯度低的问题。
技术特点：馏分油芳烃吸附分离技术是一种非临氢、低温、低压的绿色高效分离技术。该技术颠覆了传统炼化产业的加工过程，创造性地将燃料油分离为纯度更高的化学品原料，以提升油品的加工价值。
1.1 专有吸附剂分离效率高，原料适应性强
原料适应性强：适用于汽油、煤油、柴油及蜡油等馏分中芳烃的分离提纯，原料馏程宽；
吸附剂分离效率高：创新开发具有丰富孔结构及吸附活性中心的全介孔专有吸附剂，芳烃吸附分离效率高；
产品分离纯度高：专有吸附剂芳烃吸附能力强，芳烃和非芳烃组分之间的分离系数大，产品分离纯度高，吸附芳烃产品中芳烃含量≥97wt％，非芳烃产品中非芳烃含量≥97wt％。
1.2 关键核心设备及控制系统，智能化程度高
拥有自主知识产权专有吸附剂及关键核心设备技术。自主开发的专利格栅设备采用全自动激光深熔焊接技术，格栅结构为折流+溢流+双层梯级喷射混合迷宫结构，能够实现流体高效收集与均匀分配；
自主开发的SMIL吸附分离专有控制系统具备“自记忆”、“自学习”、“自诊断”等智能化控制功能，高频程控开关阀切换时间＜4 s，循环流量切换回稳时间＜6 s，操作更灵活便捷。
1.3 工艺流程简单，运行能耗低
预吸附塔、主吸附塔和精馏单元串联工艺，工艺流程简单，易于操作；
每个主吸附塔床层配有五个顺控开关阀组，周期性进行程序切换，开关阀切换时间和循环泵切换回稳时间短，控制简单，调整灵活；
运行能耗低。优化模拟移动床工艺和深度热集成工艺，工艺流程能耗降低30％，设计能耗＜16 kgEOth/吨原料。
应用实例：2020年6月在某公司40万吨/年柴油吸附分离装置首次工业应用，一次开车成功。采用加氢混合柴油，非芳烃产品芳烃含量＜5wt%，收率≥95wt%；芳烃产品中芳烃含量＞95wt%，收率≥95wt%。
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2、乙苯吸附分离技术
随着化工品市场迅速发展，苯乙烯需求增加。通过绿色高效模拟移动床吸附分离工艺，将催化重整生成油和乙烯裂解汽油中的乙苯分离出来，实现乙苯的增产，可有效扩大乙苯产能，降低生产成本。该技术以重整生成油或乙烯裂解汽油为原料，通过纯物理分离方法，可直接生产乙苯浓度≥99.8wt%优质产品。
技术特点：乙苯吸附分离技术通过吸附分离技术，将乙苯从重整生成油或乙烯裂解汽油中高效、低能耗分离，不仅拓展了乙苯原料途径，同时降低了重整生成油或乙烯裂解汽油加工难度。将乙苯组合分离工艺嫁接至现有PX装置之前，可以显著提高现有芳烃联合装置的整体经济效益。
混合C8芳烃中分离乙苯后，既可得到高纯度乙苯产品，又可降低PX装置的操作苛刻度（相同操作工况下可扩大PX装置处理量）；
PX装置产品纯度及加工负荷可进一步提高；
异构化装置的进料不含乙苯，可大幅降低异构化单元的操作苛刻度。
应用案例：采用天津院乙苯吸附分离技术，某企业160万吨/年C8芳烃资源，可直接生产得到乙苯纯度≥99.8wt%优质产品20万吨/年。乙苯吸附后剩余的混合二甲苯是PX装置的优质原料，可降低芳烃联合装置能耗10%以上，装置整体经济效益大幅提高。
3、煤基α-烯烃分离及利用成套技术
费托合成是煤碳清洁高效利用最有效的途径之一。费托合成油具有α-烯烃含量高、无硫、无氮、少芳烃等优点。传统费托合成油利用途径是通过加氢工艺生产成品油，未能有效利用高附加值α-烯烃资源。
针对费托合成油性质，基于催化材料及工艺方面创新，开发了先进的煤基α-烯烃分离及利用成套技术。成套技术包括费托合成油脱氧、烷烯分离及α-烯烃羰基合成三个工艺。可实现费托合成油的高值化利用，提升煤化工企业经济效益。
技术特点：
原料适应性强：适用于不同馏分段的费托合成油，各碳数的α-烯烃均可作为羰基合成原料；
脱氧效率高：实现费托合成油深度脱氧，产品中氧化物≤1.0 μg/g；
分离效率高：分离产物纯度和收率高；
产品方案灵活：产品可作为高质量洗涤剂醇，售价较天然脂肪醇高，可根据市场需求，调整工艺路线及产品方案。
应用案例一：采用该技术以某企业C5 ~C9 费托合成油，原料含氧化合物含量为2.65wt%，烯烃含量为72.8wt%。千吨级示范装置氧化合物脱除率100%，烯烃产品纯度达到聚合级产品原料标准。
应用案例二：以某企业费托合成油经吸附分离得到的C10 ~C12 α-烯烃开展中试试验，通过羰基合成及固定床加氢工艺，α-烯烃转化率≥95wt%，高碳醇收率≥90wt%。
4、高碳醇吸附分离技术
合成气一步法制高碳醇技术，产物中醇含量大于50%，采用天津院开发的分离技术可以将产物中氧化物分离提纯，得到高附加值高碳醇产品，实现油品的高价值利用。
技术特点：吸附分离法较萃取、精馏等技术具有工艺流程简单、能耗低的优势。通过吸附分离技术可以得到纯度≥99wt%的高碳醇产品。
应用案例：给某企业规划50万吨/年C5-C16馏分段高碳醇吸附分离装置，产品纯度≥99wt%，平均分离能耗约120 kg标油/t进料。
三、技术前景
吸附分离工艺技术属于绿色高效提质工程技术，实现了油品中特定组分的高效分离及转化利用，产品为优质化学品原料及高附加值化学品。工艺过程非临氢、低温、低压，具有流程短、能耗低、投资低、成本低等显著特点。吸附分离技术符合国家双碳和高质量发展目标，契合炼厂转型升级、减油增化的发展趋势，具有广阔的推广应用前景。
四、关于中海油天津化工研究设计院有限公司
中海油天津化工研究设计院有限公司（原化学工业部天津化工研究院）创建于1958年，是原化学工业部直属的专业从事工业水处理、无机盐和催化剂载体研究的中央级综合性研究院。2000年根据国家深化科技体制改革的要求，转制为国有科技型企业，2006年并入中国海洋石油集团有限公司。主要从事水资源化利用、催化剂和化工工艺、先进功能材料三大领域的科技开发及产业化研究，同时承担防爆电气产品检验检测、环境与安全咨询评价、清洁生产审核、国家及行业标准制修订、科技信息、工程咨询、工程设计及工程总包等专业化服务，是一家集研究开发、行业服务和高新技术产业化为一体的综合型研究院、国家高新技术企业。
天津院现有正式员工636人（工程技术人员占72%以上），其中正高级工程师24人，高级工程师265人；硕士以上学历270人；天津市授衔专家1人，天津市“131”创新型人才28名，天津市“131”创新型团队2个，6人享受“国务院政府特贴”，设有博士后工作站。
天津院拥有先进的科研设备和装备，近年来科技平台建设累计投资超过2亿元。拥有原子吸收光谱、6站比表面测定仪、气相色谱仪、ICP、热分析仪、X-光衍射仪、X-光荧光光谱仪、激光粒度仪、化学吸附仪、扫描电镜、透射电镜、核磁共振等数十套进口大型分析表征仪器；同时还拥有多功能循环冷却水动态模拟实验装置、工业废水处理联合实验装置等完善的评价装置。
天津院建院60多年来，获得各类省部级及以上科技奖励229项，包括国家科技进步特等奖1项，一等奖1项，二等奖5项；获得授权专利600余件，制修订现行国行标数量为800余项，团体标准21项。
天津院历来高度重视创新能力建设和高科技成果的产业化，在推动经济结构调整升级、促进行业科技进步的同时，实现自身发展。目前，已拥有国家工业水处理工程技术研究中心、国家工业水处理工程技术推广中心、石化工业水处理国家工程实验室、面向工业催化领域创新成果产业化公共服务平台、石油和化工行业绿色催化材料工程中心、天津市炼化催化技术工程中心、天津市催化材料工程研究中心、中海油分子工程与海洋油气资源利用实验室等10多个国家级中心和实验室。出版国内外公开发行中文核心期刊《工业水处理》和《无机盐工业》，英文期刊《Environmental Functional Materials》。
展望未来，到2025年，天津院在水资源生态利用、炼油与化工工艺和先进材料等领域开发多项具有国际领先的高水平技术，初步建成专业特点突出的国际一流化工研究院。到2030年，天津院将成为具有一流人才、一流设备、一流管理、一流成果的综合科技创新平台，全面建成专业特点突出的国际一流研究院。
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