大连化物所干气制乙苯技术对石化企业节能减排意义重大

从炼油废气里“淘宝”上百亿

李晓佳 本报记者阎红 2008-02-22

来源：大连日报

安装在海南的干气制乙苯装置

在1999年之前，如果你路过大连石化，一定会注意到一根根高大的烟囱上冒出熊熊火炬，那是原油加工过程中产生的废气被点燃了，废气的专有名词叫干气。说它是废气，因为当时没有合适的技术将干气转化成化工产品，因此只能眼睁睁地看着富含乙烯等多种组分的宝贵资源被烧掉了。 1999年，随着中国第一套自主研发的10万吨规模干气制乙苯工业生产装置在大连石化投产，“天灯”从此在大连的上空消失。截至2007年，通过对该专利技术的许可使用，在国内锦州、海南、吉林等地开工建设和投产装置已经达到14套，全部投产后年产值超过130亿元。 大连化物所科研人员20年来持续创新，研发了具有20多项国际专利和30多项中国专利的五代干气制乙苯技术，而今第五代技术属国内外首创，达到国际领先水平。“产品中二甲苯（有毒物质）含量小于1000ppm（百万分之一）就可以用于制造快餐盒，而第五代技术二甲苯低于100ppm，达到食品级标准，以往只有纯乙烯才能生产出符合如此严格标准的产品。”大连化物所研究员徐龙伢告诉记者。 我国每年原油加工过程副产干气500万吨 我国的原油加工过程主要采用催化裂化技术，每年副产干气近500万吨，干气中乙烯含量为10％ 30％，另外还有氢气、甲烷、乙烷、丙烯等多种组分。1986年前后，中国石化总公司提出开发利用干气资源的研究课题。大连化学物理研究所提出了催化裂化干气制乙苯技术路线。徐龙伢说，之所以提出这样的课题，主要是考虑到当时我国苯乙烯每年缺口20万 30万吨，而且随着中国经济的发展，苯乙烯需求量必将快速增长，而从乙苯制苯乙烯是工业上非常成熟的技术。可以这样说，提出催化裂化干气制乙苯的课题完全是基于中国的国情。 这一研发思路的确立是具有前瞻性和战略性的。目前，我国苯乙烯年需求量已超过400万吨，2006年其进口量为234.3万吨，已建和在建的干气制乙苯装置将极大缓解这一供需紧张的局面。 徐龙伢说：“如果模仿国外技术，自然可以降低研发风险，不过投资比较大。科研人员通过仔细分析、详细论证，大胆地提出催化裂化干气不经任何处理，直接进行烷基化的技术路线。” 这样的路线难度非常大：一方面由于原料气中有水和硫化氢，这就要求所开发的催化剂在具备高活性的同时，一定要具备很好的抗硫化氢性能和强的水热稳定性，因此发展新型催化剂成为核心问题；另一方面，干气中含有约0.7％的丙烯，而只有生产出的乙苯纯度达到99.6％以上才能满足生产聚苯乙烯的要求，因此开发相应的工艺流程是关键技术。 科研人员认为，这个世界级难题不仅具有催化裂化的大背景，而且与中国国情相结合，具有中国特色，技术上又有很大的创新性，哪怕只有1％的希望，也值得付出100％的努力。 20年持续创新第五代技术国际首创 科研人员经过艰苦攻关，开发出了具有良好抗硫和抗水性能的新型催化剂，并以此为突破口，研发成功催化裂化干气制乙苯第一代技术，于1993年投产成功3万吨／年的工业试验，生产出纯度99.6％的乙苯，为干气的综合利用及乙苯生产开辟了一条新的技术路线。该技术于1994年通过中石化组织的技术鉴定，鉴定认为达到当时世界先进水平，并于1998年被列为第三世界科学院具有创新性成果。 第一代技术的工业化生产，立即引起美国ABB、Lummus等公司的重视和合作兴趣，并积极参与该技术的国际化推广。但是，在不到两年的时间内，第一代干气制乙苯技术就落后了，Lummus公司的态度也慢慢消极。同时，一些国际大公司也相继开发出技术更先进、投资成本更低的工业化技术。面对对手的发展，摆在科研人员面前的只有一条路：要想保持催化裂化干气制乙苯的技术优势，就要实现不断的技术创新。 在认真分析国内外技术发展和市场需求的基础上，科研人员把降低二甲苯的含量和生产能耗、提高催化剂和工艺水平作为新技术的关键突破点和创新点。他们开发出的第二代技术二甲苯含量由3000ppm降到2000ppm，满足了通用聚苯乙烯的质量要求。1999年在大连石化投产10万吨规模生产装置。之后研发的第三代技术大幅度提高了催化剂低温反应活性，同时反烃化催化剂寿命延长到4年，大幅降低了反应能耗；二甲苯含量小于1000ppm，提高了产品质量。第三代技术于2001年在抚顺石化公司石油二厂完成3万吨工业试验。 为保持干气制乙苯技术不断发展，大连化物所进一步开发了第四代技术和第五代技术。其中第五代技术更具创新性和实用性，能耗比第三代技术降低30％，装置投资降低30％；产品中二甲苯含量低于100ppm，达食品级标准。该技术已通过辽宁省科技厅与中国科学院沈阳分院组织的成果鉴定，属国内外首创，达到国际领先水平。目前该技术正在抚顺石化分公司进行1000吨／年的工业实验，该技术的开发成功将进一步提升干气制乙苯技术的竞争力和影响力。 干气制乙苯技术是大连化物所与抚顺石化公司共同开发的，双方共同拥有专利的成果。大连化物所作为技术代表负责新技术开发和推广，截至2007年，通过对该专利技术的许可使用，在国内开工建设和投产装置已经达到14套共计106万吨规模，如果满负荷生产，年销售收入可达130多亿元人民币，年新增经济效益超过20亿元。同时实现干气制乙苯技术转让费5690万元，2006年 2007年催化剂销售收入实现8000多万元。