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PX項目高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

日期:2024-12-09 22:01
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摘要: PX項目高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用 中國石化“高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項目獲2015年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎。這意味著中國成為世界上第三個掌握芳烴成套技術(shù)的國家。 此前芳烴成套技術(shù)只有UOP(美國環(huán)球油品公司)和法國石油研究院掌握,目前全球所有芳烴裝置都是由這兩家供應(yīng)。過去一年因為福建騰龍芳烴項目爆炸事件廣為人知,更為普通人熟悉的對二甲苯,即PX是用量*大的芳烴品種。 通俗而言,芳烴是煉廠生產(chǎn)汽油的副產(chǎn)品。芳烴主要三個品種中,PX占比*高,一般占近30%。PX此前在國內(nèi)被“妖魔化”,談PX色變,大...

PX項目高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用
中國石化“高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項目獲2015年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎。這意味著中國成為世界上第三個掌握芳烴成套技術(shù)的國家。
此前芳烴成套技術(shù)只有UOP(美國環(huán)球油品公司)和法國石油研究院掌握,目前全球所有芳烴裝置都是由這兩家供應(yīng)。過去一年因為福建騰龍芳烴項目爆炸事件廣為人知,更為普通人熟悉的對二甲苯,即PX是用量*大的芳烴品種。
通俗而言,芳烴是煉廠生產(chǎn)汽油的副產(chǎn)品。芳烴主要三個品種中,PX占比*高,一般占近30%。PX此前在國內(nèi)被“妖魔化”,談PX色變,大連、昆明、彭州、廈門、寧波鎮(zhèn)海PX項目接連遭遇周邊民眾抵制。另一方面,PX國內(nèi)產(chǎn)能不足,嚴(yán)重依靠進(jìn)口。
中國是PX的生產(chǎn)大國和消費大國,需求增長很快。截至目前,PX進(jìn)口量占消費總量的比例依然超過50%。化工業(yè)內(nèi)人士猜想,芳烴成套技術(shù)獲得國家科技進(jìn)步特等獎,芳烴、PX產(chǎn)業(yè)鏈或會加快發(fā)展,提高自給率。自主芳烴技術(shù)也為PX產(chǎn)能擴(kuò)張?zhí)硪弧袄鳌薄?br> 一位研究芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的專家稱,借此技術(shù),中國企業(yè)應(yīng)該隨著產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行延伸,針對下游產(chǎn)品*終用戶市場,以全球視野在國外建立相關(guān)產(chǎn)業(yè)基地,帶動裝備技術(shù)以及國內(nèi)企業(yè)走出去。
需求缺口帶動周邊瘋狂投資
芳烴是化學(xué)工業(yè)的重要根基,廣泛用于三大合成材料以及醫(yī)藥、國防、農(nóng)藥、建材等領(lǐng)域。其中對二甲苯(PX)是用量*大的芳烴品種之一。芳烴產(chǎn)業(yè)鏈從PX,到精對苯二甲酸(PTA),再到聚酯產(chǎn)品,然后就可以用于生產(chǎn)各種成品。很多日用品都有芳烴的影子。
上世紀(jì)70年代,以對二甲苯(PX)為原料生產(chǎn)的“的確良”和“滌卡”,給居民生活帶來了光鮮和亮麗。當(dāng)下約65%的紡織原料、80%的飲料包裝瓶都來源于PX。國內(nèi)PX產(chǎn)能不足是因為下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,帶動對PX的需求增長。
近15年來,我國PX消費量年均增長率高達(dá)20%。2014年我國消費PX約2000萬噸,其中進(jìn)口近1000萬噸。中石化統(tǒng)計稱,由PX生產(chǎn)的化學(xué)纖維可以替代約2.3億畝土地產(chǎn)出的棉花。應(yīng)用芳烴技術(shù)節(jié)省出的棉田就可以種糧食,為有效解決糧棉爭地矛盾、守住18億畝耕地紅線做出重要貢獻(xiàn)。
截至2014年,我國PX產(chǎn)能1237萬噸,超過美國、韓國、日本等PX主要生產(chǎn)國,產(chǎn)能****。根據(jù)記者獲得的一份數(shù)據(jù),2014年P(guān)X產(chǎn)量為848萬噸,表觀消費量為1835萬噸,進(jìn)口997.3萬噸,對外依存超過54%。
國內(nèi)的生產(chǎn)無法滿足下游產(chǎn)能擴(kuò)張,信息主管易靜認(rèn)為,芳烴產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)强肯掠涡枨罄瓌拥模由蠠拸S建設(shè)的周期較長,國內(nèi)目前產(chǎn)品供應(yīng)能力有限,對進(jìn)口的依賴程度較高。
在全球市場上,歐美芳烴市場進(jìn)入停滯狀態(tài)。易靜分析說,未來芳烴裝置的增長主要在中東和亞太市場,亞太主要是中國,其中中國市場的比例*大。
從全球PX產(chǎn)能情況看,歐美PX生產(chǎn)能力保持穩(wěn)定并略有下降,中東在快速增長,亞洲增速*快。全世界PX的年總產(chǎn)能約為3900萬噸~4000萬噸,亞洲大約在2800萬~3000萬噸,歐洲年產(chǎn)能約366.5萬噸,四分之三的PX產(chǎn)能集中在亞洲。
亞洲的PX產(chǎn)能基本圍繞中國需求而建,分布在中國周邊,產(chǎn)品主要出口中國。日本是*早有PX項目的國家之一,大約有80%出口,其中60%出口到中國。新加坡新建的PX工廠產(chǎn)品全部出口中國,韓國也在增加PX裝置建設(shè),預(yù)計出口量將由現(xiàn)在的40%上升到50%以上。
新加坡把PX作為本國的支柱產(chǎn)業(yè)之一,不斷加大發(fā)展力度。靠填海造陸而成的新加坡裕廊化工區(qū),是亞洲目前*大的石化生產(chǎn)和物流基地,也是全球第三大石油煉化基地。
韓國是新興的PX生產(chǎn)、出口大國,2012年就成為世界PX產(chǎn)量排名第三的國家,年產(chǎn)能為584萬噸左右,出口量近150萬噸,此后還陸續(xù)擴(kuò)產(chǎn),目前產(chǎn)能已近千萬噸,直追中國。
中國下游需求增長,促使企業(yè)不斷地往產(chǎn)業(yè)鏈上游延伸。易靜預(yù)計,到2020年中國芳烴、PX擴(kuò)充產(chǎn)能的需求還很大。目前PX品質(zhì)差距不大,差異化不明顯。下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展快,造成上游材料的缺口,下游新增擴(kuò)建的速度超過上游,所以國內(nèi)PX進(jìn)口占比較大。
安迅思分析師王業(yè)勍提供的數(shù)據(jù)顯示,在中國周邊PX產(chǎn)能集聚。目前韓國PX產(chǎn)能980萬噸、日本約360萬噸、中國臺灣240萬噸、東南亞合計500萬噸、印度350萬噸。其中韓國是中國進(jìn)口PX來源*多的國家。
國內(nèi)PX下游的PTA產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能已經(jīng)超過4000萬噸,過剩跡象明顯,還有新增產(chǎn)能在建設(shè)中,目前已經(jīng)開始進(jìn)入整合階段,老的裝置逐漸被淘汰。但是現(xiàn)有產(chǎn)能下,PX供應(yīng)缺口還是很大,需要從國外進(jìn)口。
40余年打磨的工藝?yán)?br> 我國PX自給率僅為50%左右,一個原因是芳烴生產(chǎn)技術(shù)長期依賴進(jìn)口,技術(shù)和**費用昂貴,產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人。芳烴成套技術(shù)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,包括原料精制與精餾、芳烴異構(gòu)與轉(zhuǎn)化、吸附分離等工藝及工程技術(shù),系統(tǒng)集成度高、開發(fā)難度大,之前僅有上述美國和法國兩家有名公司掌握,技術(shù)壁壘非常高。
清華大學(xué)魏飛教授分析說,芳烴生產(chǎn)技術(shù)的突破具有重大意義,可以逐步替代國外裝置和工藝,但是估計時間很漫長,長期看對國內(nèi)發(fā)展芳烴產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)谴蟮睦谩?br> 這一成套技術(shù)的研發(fā)也是耗時很久,中國石化**副總裁戴厚良說:“開發(fā)自主芳烴成套技術(shù)是幾代石化人的夢想,也是幾千名參與項目攻關(guān)人員共同努力的成果。我們的技術(shù)幫助解決人們的穿衣難題,這對解決我國糧棉爭地矛盾至關(guān)重要。”
芳烴成套技術(shù)的開發(fā)經(jīng)過了40余年的持續(xù)努力。1972~2008年,中國石化與中科院及有關(guān)高校開展合作研究,為芳烴技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2003年以來,國家科技部、中國石化通過973項目、“十條龍”重大科技攻關(guān)等形式持續(xù)支持。2009年中國石化成立了芳烴成套技術(shù)攻關(guān)組,集產(chǎn)業(yè)鏈2000多名技術(shù)人員聯(lián)合攻關(guān)。經(jīng)過40余年攻堅,才成就了芳烴技術(shù)。
2011年,中石化在揚子石化建成3萬噸/年工業(yè)試驗裝置,2013年底又在海南煉化公司建成60萬噸/年的大型項目推廣應(yīng)用。裝置一次投料試車成功。
采用自主全套技術(shù)的海南煉化60萬噸芳烴聯(lián)合裝置2013年底投產(chǎn),經(jīng)歷20多個月的平穩(wěn)運行,2015年這項技術(shù)獲得中石化內(nèi)部獎勵,已見成效。
*終獲得國家科技進(jìn)步特等獎更是眾望所歸。中國石化高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)累計獲得40余項國內(nèi)外**授權(quán),形成了完整自主知識產(chǎn)權(quán),出版專著1部,獲中國發(fā)明**金獎1項,獲省部級科技進(jìn)步特等獎1項、一等獎2項。
中石化自主開發(fā)的成套技術(shù)工藝包、工程設(shè)計和管理軟件等,使我國不僅成為成套技術(shù)**商,而且成為工程建設(shè)EPC承包商,取得了顯著的社會效益。
為了盡快攻克技術(shù)難關(guān),科研人員放棄節(jié)假日及周末休息時間,爭分奪秒地埋頭試驗,終于開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的模擬移動床吸附分離技術(shù)。中石化下屬的中國石化石油化工科學(xué)研究院、中國石化工程建設(shè)有限公司、中國石化揚子石油化工有限公司、中國石化海南煉化公司、中國石化上海石油化工研究院等多家單位協(xié)同完成。
項目**完**、中國石化工程建設(shè)有限公司總經(jīng)理孫麗麗稱,這些均為自主研發(fā)制造的**設(shè)備,并形成了配套的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),真正從中國制造走向了中國創(chuàng)造。
閔恩澤、袁渭康、何鳴元、袁晴棠、歐陽平凱、譚天偉6位院士對芳烴技術(shù)高度評價,認(rèn)為芳烴成套技術(shù)經(jīng)過工業(yè)實踐證明,大型芳烴聯(lián)合裝置主要指標(biāo)國際**,經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大,對推動我國芳烴及相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大,是石油化工技術(shù)領(lǐng)域的里程碑。
新建項目裝備市場空間超千億
魏飛分析說,芳烴全套技術(shù)也是不斷進(jìn)步的,國外公司做芳烴裝置已經(jīng)幾十年,全球范圍芳烴裝置僅UOP的就有上千套,未來的市場變化是長期的。
不過中石化獲獎的技術(shù)還是有不少亮點。首先中國石化具有完整的自主知識產(chǎn)權(quán),這意味著不用再給國外企業(yè)繳納高額的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費和**費用,配套的吸附劑也可以使用國產(chǎn)的,將大大降低成本。
中石化介紹說,芳烴技術(shù)還采用原料精制綠色新工藝,以化學(xué)反應(yīng)替代物理吸附,實現(xiàn)了原理**,精制劑壽命延長40~60倍,固廢排放減少98%。
中石化的芳烴裝置還實現(xiàn)了智能控制,實際運行中實現(xiàn)由“需要外部供電”到“向外部輸送電”的突破,單位產(chǎn)品綜合能耗降低28%。
孫麗麗說,與同期國內(nèi)開工裝置相比,該技術(shù)單位產(chǎn)品物能耗低28%,具有顯著的競爭優(yōu)勢。
中國石化海南煉油化工有限公司的60萬噸/年芳烴聯(lián)合裝置在2013年底投產(chǎn)。“空中無排放,地上無泄漏,地下無滲漏。”該公司負(fù)責(zé)人蔡智對記者說,固廢排放減少98%。他們還組織附近居民前來觀摩,打消誤解。
2012年至2014年,該項目累計實現(xiàn)新增銷售收入139.5億元人民幣,新增利潤11.5億元。海南煉化年產(chǎn)60萬噸對二甲苯生產(chǎn)的纖維就相當(dāng)于海南省全省有效耕地產(chǎn)出的棉花。
“籌建中的海南二期項目將更加先進(jìn)。”孫麗麗說,將在吸附劑、控制方法、分離設(shè)施、節(jié)能、**方面有諸多**,“目前所有實驗室數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)都顯示更具有競爭性”。
*關(guān)鍵的是關(guān)鍵裝備實現(xiàn)“中國創(chuàng)造”,并在一些設(shè)備上實現(xiàn)了技術(shù)**和突破。自主技術(shù)不會直接反映在成本上,但會影響同類裝置的報價,并在新建裝置上與國外兩家公司形成競爭,間接壓低價格。
易靜分析說,對于中石化而言,以后新建裝置采用自主技術(shù),就不用繳納高額的**費,作為消耗品的吸附劑也可以節(jié)省一部分成本。國內(nèi)PX進(jìn)口依賴大,新增產(chǎn)能就形成很大的市場,單套芳烴裝置售價根據(jù)產(chǎn)能規(guī)模都在幾十億元以上,甚至超過100億元。
公開途徑檢索到的數(shù)據(jù)顯示,截至2014年底,國內(nèi)有15家化工廠生產(chǎn)PX,總體產(chǎn)能超過1200萬噸,平均每家企業(yè)產(chǎn)能80萬噸。按照2014年國內(nèi)PX缺口1000萬噸的規(guī)模,未來新增12座工廠實現(xiàn)國內(nèi)自給,每套裝置按照70億簡單計算,新建市場規(guī)模接近千億。
當(dāng)然,這是簡單計算。吸附劑等消耗品還會產(chǎn)生源源不斷的需求,將支撐起更大的市場空間。
沿著“一帶一路”走出去
中國周邊積聚了大量的PX產(chǎn)能,中國市場消耗了大部分產(chǎn)能,同時也意味著新的機(jī)會。
中國正在推動企業(yè)走出去,并結(jié)合“一帶一路”愿景,與沿線國家開展產(chǎn)能合作。芳烴成套技術(shù)是否能成為“中國制造”新的名片?
戴厚良說,多項單元技術(shù)已推廣至東南亞、東歐等地區(qū),“未來中國煉油和化工技術(shù)也將沿著‘一帶一路’走出去。”
2015年8月份,海南煉化的芳烴聯(lián)合裝置成功運行后,中國石化石科院副總工程師吳巍就評價說,與國內(nèi)同類裝置相比,海南煉化這套設(shè)備每生產(chǎn)1噸對二甲苯產(chǎn)品,能耗要低150千克標(biāo)油。按年產(chǎn)量60萬噸計算,每年在降低能耗上就可以節(jié)省數(shù)億元。海南煉化這套裝置必將以*低的能耗成為全球芳烴聯(lián)合裝置的新標(biāo)桿。
中國石化上海石油化工研究院副總工程師孔德金指出,在原料精制單元,項目突破性地以催化反應(yīng)代替物理吸附,大幅延長了催化劑壽命,減少固廢物排放達(dá)98%,海南煉化環(huán)保監(jiān)測指標(biāo)**優(yōu)于*新頒發(fā)的國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
中國化工學(xué)會副理事長兼秘書長楊元一介紹,芳烴產(chǎn)業(yè)鏈貫穿煉油、乙烯、PX、精對苯二甲酸(PTA)、聚酯(PET)、合成纖維、塑料加工等領(lǐng)域,連通化工與紡織兩大支柱產(chǎn)業(yè),具有十分重要的地位。
當(dāng)前,我國PX原料緊缺與下游PTA、聚酯纖維產(chǎn)能過剩矛盾加劇,行業(yè)所面臨的社會環(huán)境和輿論氛圍趨緊。據(jù)了解,2014年我國PX產(chǎn)量925萬噸,對外依存度超過50%,而其下游的PTA產(chǎn)量2940萬噸,產(chǎn)能利用率約為68%,聚酯纖維產(chǎn)量3580萬噸,產(chǎn)能已超過全球紡織廠需求,過剩明顯。
中國石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院優(yōu)化咨詢中心副主任駱紅靜認(rèn)為,從國內(nèi)外環(huán)境分析,“十三五”芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的前景都不太樂觀。預(yù)計全球PX產(chǎn)能將保持緩慢增長,聚酯纖維產(chǎn)能過剩的狀況會稍有好轉(zhuǎn),但由于“十二五”產(chǎn)能爆發(fā)式增長,PTA、PET等產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)深陷過剩泥潭,市場恢復(fù)在短期內(nèi)還看不到希望。
易靜認(rèn)為,中石化的芳烴技術(shù)在環(huán)保節(jié)能方面有優(yōu)勢,可以跟兩巨頭競爭,但打入國際市場,還需要時間。到國外投資,也要跟產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān),綜合考慮原料成本和市場情況。
一位從事芳烴產(chǎn)業(yè)鏈研究的專家認(rèn)為應(yīng)該從產(chǎn)業(yè)鏈角度考慮在國外的發(fā)展和推廣。他分析說,我國已是PX供需大國,聚酯及下游產(chǎn)品大量出口到國外,應(yīng)針對下游產(chǎn)品*終用戶市場,結(jié)合投資地資源情況及政策、經(jīng)濟(jì)環(huán)境等,以全球視野在國外布局產(chǎn)業(yè)基地,降低資源供給風(fēng)險、運營成本。
目前全球97%的芳烴產(chǎn)品由石油煉制,僅有3%來自煤炭加工。全球兩類區(qū)域煉化和芳烴產(chǎn)業(yè)發(fā)展維持較快增長,一類是靠近下游需求的地區(qū),比如亞太地區(qū),另外一類集中在石油資源豐富的地區(qū),比如中東。上述芳烴產(chǎn)業(yè)鏈研究的專家稱,海外布局主要看石油資源情況,以及大環(huán)境。
在中石化集團(tuán)專家洪定一看來,中國石化擁有了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的芳烴成套技術(shù),技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到****水平,將為國內(nèi)芳烴工業(yè)創(chuàng)造新的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇,對于提升我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量效益、加快結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型具有重要意義。
洪定一還認(rèn)為,很多國家對芳烴技術(shù)都有需求,未來可以大膽走出**,充分利用高效環(huán)保的競爭優(yōu)勢,通過淘汰落后產(chǎn)能贏得定價話語權(quán),并帶動相關(guān)制造業(yè)和下游產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

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