记者：周熙檀 发布时间：2012-08-25
来源：中国科学报
目前，我国采用催化裂化技术加工石油的能力已达到年产1.2亿吨，居世界第二位。副产干气500万吨，其中含乙烯70万～90万吨。
上世纪80年代，如何有效利用原油加工所产生的副产品干气，还是一道摆在石化行业和科研人员面前的待解课题。到如今，干气制乙苯连续开发了五代成套技术，在石化企业得到广泛应用，已成功转让20余家企业，形成年产乙苯规模超过100万吨，年产值超过100亿元。
大连化物所打造的以技术为龙头的开发体系，特别重视并加强与石油化工企业的合作与协调。“即便是工业中试或侧线，也都努力实现研究所在整个项目上的推动和引领作用。”大连化物所副所长刘中民对《中国科学报》记者说。
骨头专拣硬的啃
我国原油加工主要采用催化裂化技术，每年产生的副产品干气近200万吨。以往由于没有合适的技术将干气转化成化工产品，这一宝贵资源都通过火炬白白地被烧掉，俗称“点天灯”。
1986年，中国石化总公司提出了开发利用干气资源的研究课题。承接这一课题的是中科院大连化物所催化应用组。
此时，在苯与稀乙烯烷基化制乙苯方面，国内外大多采用美国UOP等公司的技术。即将催化裂化干气经脱水、脱硫处理后，利用冷冻法将乙烯中的丙烯除去，然后进行烷基化反应。
由于增加了气体净化处理装置，使得处理过程的投资占总成本的60%。“本来是要变废为宝，如果加工过程太苛刻、太长，其经济性就不足。”刘中民说。
于是，大连化物所科研人员通过详细论证，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。实现这一技术路线是难度非常之大的“硬骨头”。
由于原料气中含有水和硫化氢，烷基化反应所需温度在400℃左右。这就要求所开发的催化剂在具备高活性的同时，还必须具备很强的抗硫化氢性能和很高的水热稳定性能，因此开发新型催化剂成为核心问题。
“科研人员非常辛苦，尤其是研究适用于干气制乙苯的新型催化剂，以及催化剂放大等问题，经过了多次反复。”回忆起研发过程，刘中民如是说。
“科学院比较灵活，功底扎实，能说得清楚的项目需求，研究人员都能做成。后来试验的结果和早期设想基本一致。”在研发进程上，课题进展却非常顺利。
在新型催化剂3884诞生之后，1993年第一代干气制乙苯技术在抚顺石油二厂3万吨/年规模工业试验装置上成功投产，生产出了纯度为99.6%的乙苯。
催化裂化干气中稀乙烯与苯烷基化催化剂和工艺技术，具有自主知识产权，充分利用催化裂化干气中的乙烯资源，为缓解国内苯乙烯供需矛盾作出了重要贡献。
持续创新服务产业
由于在项目论证阶段就在讨论有没有可能实现新的突破，技术路线的设定也比国外的要好，再加上项目需求来自于生产实际，这为后续的成果转化奠定了基础。
“第一代技术成功后，在石化行业影响很大。几十年来石化领域创新不多，中石化从领导到公司高度关注干气制乙苯技术，因此技术成果落地转化进程很快。”刘中民说。
1996年，在林源炼油厂建设第二套3万吨/年的催化裂化干气制乙苯装置，实现了当年设计、当年施工、当年投产的业绩；1999年，又有大连石化公司10万吨/年乙苯装置成功投产。
上述3套共16万吨/年乙苯生产装置，每年产值为6.4亿～7.2亿元，利税达1亿元。2001年，北京燕山石化公司和南京炼油厂又分别建成12万吨和6万吨规模的乙苯生产装置。
但第一代催化裂化干气制乙苯技术的先进性仅保持了2年时间，美国UOP等公司又陆续开发出了更先进的苯和纯乙烯烷基化法新技术。面对挑战，大连化物所科研人员把降低乙苯产品中二甲苯的含量和生产能耗、提高催化剂和工艺水平作为技术开发的关键突破点和创新点。
烃化反应和反烃化反应分开的第二代技术于1999年在大连投产，二甲苯含量由3000ppm降到2000ppm，满足了通用聚苯乙烯的质量要求。
在保持第二代技术优势的基础上，大连化物所又推出了气相烃化与液相反烃化优化组合的第三代技术。通过开发新型的液相反烃化催化剂，提高了催化剂活性，反应温度从430℃降到了230℃，催化剂单程寿命延长了10倍，大大降低了生产过程的能耗，也降低了成本。
很快，第三代技术转让到抚顺、锦西、锦州、林源、大庆、海南、华北等多家石化企业，这些企业投产后，乙苯年产量可达到66万吨，年销售额将近70亿元。
为保持干气制乙苯技术具有更高、更强的竞争力和创新性，大连化物所在第三代技术基础上，继续开发了“反应—分离一体化”的催化蒸馏第四代技术以及“干气和苯变相催化分离制乙苯”的第五代技术。
在此过程中，大连化物所形成了技术开发—推广—再开发—再推广的良性循环，积极探索技术成果的转移转化模式，在技术开发和成果转化机制上有所创新，从而有效地推动了干气制乙苯的技术市场和商品市场的形成。
优势互补加速成果转化
抚顺石油二厂是干气制乙苯项目的第一个转化工厂。至今，刘中民仍记得该工厂研究院的老工程师张淑荣、洛阳石化工程公司工程师董世达这样一些名字。
“在研究所实现技术突破之后及时引入外部力量，这是成果快速转化的关键。”刘中民说。
刘中民表示，光有实验室概念不够，要经过中间原理性放大，才能把技术变成真正的生产力。这些经验研究人员没有，工厂也不多，而设计院是专业的，他们利用原有的技术积累和经验，就能针对创新的化学反应设计出专业的反应器。
“这样节省时间，并能提高转化效率。研究所、工厂、设计院各有专长，各有分工，优势互补。”刘中民说。这种模式至今仍被大连化物所的成果转化所沿用，技术一两年就转化到生产一线的案例也并不罕见。
强调研究所在项目上的推动和引领作用，积极培育与企业的良好的技术合作关系，注意规范长远与当前的利益机制，为技术的持续开发和不断发展铺就了一条平坦的道路。这是催化裂化干气制乙苯技术产业化过程中，大连化物所总结出的技术开发的创新模式。
