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打造“中国创造”新名片——解析复杂原料百万吨级乙烯成套技术
2020.04.23   点击297次

获得2019年中国石油和化学工业联合会科技进步特等奖的百万吨级乙烯成套技术有力推动了我国石化工业、装备制造业和相关产业的发展,堪称是“中国创造”的一张新名片。截至目前,该成套技术已在12套装置实现应用,合计乙烯产能973万吨/年,裂解炉127台,总能力1387万吨/年。按照这些项目的产品方案及2019年石化产品平均价格测算,年总产值约2000亿元,将拉动下游相关产业年增产值逾万亿元。

石化工业是国民经济的支柱产业,乙烯装置是石化工业龙头,生产的乙烯、丙烯、丁二烯及副产的苯、甲苯、二甲苯是最重要的基本有机化工原料,下游衍生的合成树脂、合成纤维、合成橡胶及有机化工产品广泛应用于各行各业,对发展经济、改善民生和保障国防具有重要作用。

2019年我国乙烯产能2889万吨/年,自给率56%,预计2025年乙烯产能将达到4200万吨/年,自给率66.7%,我国乙烯工业发展对先进的乙烯成套技术有巨大需求。但引进技术存在复杂原料适应性差、裂解炉运行周期短等不足。针对我国可获得的石油资源禀赋和乙烯原料的复杂性,研发既能高效裂解乙烷、轻烃、石脑油等轻质原料,又能高效裂解柴油、加氢尾油等重质原料,并且还能高效裂解高含烯烃非常规原料的复杂原料乙烯成套技术,对提高我国石化工业的国际竞争力,满足国民经济发展需要具有重大战略意义。

为了满足国民经济发展的需要,早在1983年中国石化总公司成立之初,就启动了乙烯技术开发工作。30多年来,在国家有关部委的大力支持下,中国石化组织乙烯项目研发团队持续开展攻关工作,他们首先从裂解技术研发抓起,然后启动分离技术研发,最终实现成套技术突破。30多年来,先后有12项课题在国家攻关计划中立项,中国石化组织了121项开发课题进行研发,其中10项重点课题纳入了中国石化“十条龙”重大项目攻关。

为开发乙烯成套技术,项目组创建了涵盖乙烯工艺研究、催化剂研究、重大装备研制及关键技术验证的15个实验装置/研发平台和8个数据库,自主开发了覆盖乙烯全流程的20个模型并得到工业验证,为乙烯成套技术开发奠定了坚实的技术基础。通过30余年的持续攻关,项目组成功开发了既能高效裂解乙烷、轻烃和石脑油等轻质原料,又能高效裂解柴油和加氢尾油等重质原料,还能高效裂解高含烯烃非常规原料等复杂原料的百万吨级乙烯成套技术,使我国率先成为全面掌握复杂原料乙烯成套技术的国家。

该成套技术创新开发了适应复杂原料超大型长周期高效系列裂解炉技术,攻克了高选择性与长运行周期不能兼顾的难题,国内最大单炉能力20万吨/年裂解炉已投产4年,世界最大单炉能力30万吨/年裂解炉已建成准备投产;同时,首创了以分凝分馏塔、分配分离为核心的低能耗高乙烯回收率的高效分离新工艺,显著提升产品回收率并有效降低能耗;创制了涵盖乙烯全流程的碳二、碳三高选择性加氢及低温高空速甲烷化的全系列高性能催化剂,产品性能优于国内外同类产品,并实现出口转让;研制了百万吨级乙烯重大装备裂解气和丙烯制冷压缩机组及冷箱,开发了绿色高效系列专项技术,相关技术成果实现出口。

该成套技术也取得了丰硕的知识产权成果,累计获授权专利206件、发明专利157件(国外64件),论文137篇,专著4部,标准15项,形成了完备的技术体系,为后续相关技术的快速发展打下了坚实的基础。

复杂原料百万吨级乙烯成套技术已得到大量推广应用。继武汉中韩石化80万吨/年乙烯装置成功建设投产之后,湛江中科炼化80万吨/年乙烯装置于2019年12月底建成中交,即将投料试车,福建古雷90万吨/年乙烯装置、海南炼化100万吨/年乙烯装置及镇海炼化120万吨/年乙烯装置等一批复杂原料百万吨级乙烯正在设计、建设中。除新建装置外,还完成了福建联合石化等百万吨级乙烯装置的改扩建工程。

复杂原料百万吨级乙烯成套技术于2018年通过了中国石油和化学工业联合会的鉴定,并于2019年获得中国石油和化学工业联合会科技进步特等奖。该成套技术研发及工业应用引领了我国乙烯工业技术进步,支撑了乙烯工业快速发展,有力推动了我国石化工业、装备制造业和相关产业的发展,产生了巨大的经济效益和社会效益,具有里程碑意义。

中国化工报