巅峰突破 芳烃成套技术创新驱动未来
讲述人 孙丽丽
中国工程院院士、中国石化首席科学家、中石化炼化工程(集团)股份有限公司科技委主任、中国石化工程建设有限公司科技委主任
芳烃成套技术是关乎着国计民生的重大核心技术,但是由于它的开发难度大、系统集成难,所以长期以来仅仅被国外两家专利商所拥有。那么它到底难在哪里呢?今天我想分享其中的两大难点:吸附分离技术与能耗高的难题。
吸附分离技术像座大山一样横亘在我们面前,很长一段时间让我们举步维艰。由于PX与其他C8芳烃的沸点相差非常小,最小沸点差不足1℃,且PX产品纯度要求大于99.7%以上,这就给我们带来了更高的要求,常规方法是无法解决这些方面的。我们突破了传统思路,布局了系统的攻关方案。在攻关历程中,一次次潮水般涌来的挫败感并没有淹没我们的决心和信心。国家发展的需要、几代石化人的期待成为我们穿越一切困境的力量源泉。我们成功了,我们让PX的纯度和收率得到了双高的大丰收!
芳烃生产是高耗能的过程,降能耗更是世界性难题。我们研究发现,只有把装置的大量低温余热回收利用,才能解决这个难题。这被称为该领域的禁区,因为一旦水漏到吸附剂里,价值上亿的吸附剂就失效了。我们勇闯无人区,开发用能新工艺,并同步开发新装备,让水难以泄漏,我们还设立了精准测量与快速切断的系统以防泄漏。长期的创新让我们有了更多的底气和信心,我们又一次突破传统认识,将这些单项技术集成创新应用,进一步大幅度降低能耗。
在巨大的成功面前,我们从未停下创新的脚步。在短短的十年里,我们让自主芳烃成套技术拥有了三代技术的跨越式进步。每一次创新都使产品指标越来越好,也让装置能耗更低。我可以自豪地说,中国石化芳烃成套技术攻关是通过技术迭代创新始终保持国际领先水平的典型案例,也是中国石化把团队高水平团结起来进行“大兵团作战”的经典案例。
芳烃的成功就像一盏希望的明灯,它照亮了我们与时代同行的路,我们现在把芳烃技术与风能、太阳能融合起来一体化发展。我们希望在这个过程中,能够让更多的新能源融入到芳烃技术中,让未来的芳烃装置有更少的排放,有更多的新产品。
最后,我们一起努力把总书记的嘱托牢牢地记在心里,把能源的饭碗牢牢地端在手里!
背景介绍
2023年10月10日,习近平总书记视察中国石化九江石化期间,曾驻足于年产89万吨芳烃联合装置照片前,这套装置应用的正是中国石化第三代高效环保芳烃成套技术。习近平总书记现场询问了中国石化当前的炼油化工技术水平,并对第三代芳烃成套技术给予了高度评价。
为什么芳烃技术很重要?
芳烃产品是人民生活不可或缺的基础化工产品,广泛应用于工业、医药、电子等国民经济领域,是人民生活必不可缺的基础化工产品。对二甲苯(PX)是目前使用量最大的芳烃产品之一。20世纪70年代,以PX为原料生产的“的确良”和“涤卡”,有效满足了人民“穿好衣”的需求。因此,芳烃成套技术以生产PX为核心,是代表国家石油化工发展水平的标志性技术之一,拥有这项技术可以有效地缓解“粮棉争地”矛盾。
“芳烃成套技术是系统复杂、技术密集型的高端技术,有很高的技术壁垒,此前长期被国外垄断,制约了我国芳烃产业发展,开发自主成套技术是我们几代人的梦想。”中国石化芳烃开发团队成员、中国石化首席科学家,中国工程院院士孙丽丽说。
为了打破国外技术垄断,2009年,中国石化依托40多年的芳烃成套技术研发基础,组织2000多名技术人员联合攻关,将芳烃成套技术中的重难点“PX吸附分离技术”列入中国石化“十条龙”攻关项目。
经过40余年、几代石化人接续攻坚,中国石化于2013年成功开发出具有完整自主知识产权的第一代高效环保芳烃成套技术,并于2019年和2022年成功开发出并应用了第二代和第三代芳烃成套技术。
芳烃成套技术的成功开发和应用推广,使我国成为世界第三个掌握该成套技术的国家,显著提升了我国芳烃生产技术水平和国际竞争能力,并推动了相关行业的科技进步,具有里程碑意义。
2013年——第一代芳烃成套技术
第一代芳烃成套技术应用于海南炼化60万吨/年PX装置,采用成套自有知识产权技术,一次投料试车成功,吸附分离单元大量产出99.8%的高纯度PX。这标志着中国石化芳烃成套技术大型工业化装置应用成功。与同类先进技术相比,该装置有更低的能耗、物耗、成本,环保监测指标全面优于最新国家标准,处于国际领先水平,具有明显竞争优势。
2019年——第二代芳烃成套技术
第二代芳烃成套技术应用于海南炼化100万吨/年PX装置,综合技术指标领先世界同类装置。实现了六大核心技术创新,各项指标持续领跑全球,打造国产化芳烃技术新标杆。
2022年——第三代芳烃成套技术
采用第三代芳烃成套技术的九江石化89万吨/年芳烃联合装置,通过协同创新机制,强化产学研用结合,保质保量完成建设,提前22天开车,并一次开车成功,产出PX优等品。
如今我国芳烃年产能达4400万吨,如全部用于生产衣服面料则相当于7.3亿亩耕地采收的棉花。应用芳烃技术节省出的棉田可以有效解决“粮棉争地”矛盾,为守住18亿亩耕地红线作出重要贡献。
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中国石化芳烃开发团队主要包括石油化工科学研究院、工程建设公司、上海石油化工研究院,以及扬子石化、海南炼化、九江石化等单位,团队拥有发明专利190件,获国家科技进步特等奖1项,中国专利金奖1项、银奖1项,“央企楷模”称号,多次获得国家级及省部级优秀工程设计奖一等奖。
该团队自主开发的芳烃成套技术工艺包、工程设计和管理软件等,使我国不仅成为芳烃成套技术专利商,而且成为该领域工程建设EPC承包商,取得了显著社会效益。