目前，我国芳烃主要采用石油路线生产，围绕石油路线芳烃工艺的探索主要集中在对二甲苯（PX）分离这一核心生产单元。PX是芳烃产业链承上启下的关键产品，其原料主要来自石脑油馏分，从石脑油中分离出混二甲苯，将混二甲苯异构化然后进一步分离提纯，得到PX。这是中国化工报记者从8月11日结束的2016中国芳烃产业链发展大会上获得的信息。
    吸附分离：石油路线主流工艺
　　以石脑油为原料生产PX的过程中，存在很多技术难点，比如新型歧化催化剂、异构化催化剂的开发，以及高效PX的分离提纯等。在石化路线的芳烃成套工艺中，PX分离是最核心的单元技术，多采用吸附分离方式，由于其系统集成度高，开发难度大，因此也是芳烃成套技术中最后实现国产化的一个单元技术。 
　　承担该单元技术攻关的是中国石化石油化工科学研究院（石科院）。该院高级工程师王德华介绍，为完成这一任务，他们先后开发出了几代吸附剂。第一代吸附剂的研发始于1996年，通过分子筛合成、吸附剂配方和成型工艺、后处理工艺等的研发，在2004年实现了第一代吸附剂RAX-2000A的工业应用，产品纯度、收率、产能均明显提升。此后，通过进一步优化分子筛合成和碱处理工艺条件，他们又开发出第二代吸附剂RAX-3000，并于2011年实现工业应用。
　　2011年，中国石化采用RAX-3000型国产吸附剂和工艺在扬子石化建成3万吨/年的首套工业示范装置，标志着中国石化成功攻克了自主芳烃生产技术的最后一座壁垒——吸附分离技术，掌握了芳烃生产成套技术。“在自主技术问世之前，芳烃成套技术仅有欧美两家公司掌握，技术壁垒非常高，国内产能几乎全部依赖国外公司的技术。如今，我们开发的自主芳烃成套技术已在海南炼化60万吨/年PX项目推广应用，吸附分离装置连续平稳运行至今超过30个月，产品纯度可根据需要稳定控制在99.7%或99.8%以上。” 石科院副总工程师吴巍如是说。
　　据王德华透露，目前，石科院开发的最新一代RAX-4000吸附剂已经通过技术评议，该吸附剂可使装置处理能力提高20%以上。中国石化芳烃成套技术多套大型装置正在设计中，最大规模可达100万吨/年。
    结晶分离：高浓原料不二之选
　　在PX分离单元，吸附分离并非一统天下，结晶分离也是一种很重要的分离方式，国内外科研人员在这方面也做了很多探索，开发出了各具特色的PX结晶分离工艺。
　　结晶分离技术是基于C8芳烃各组分熔点差异，通过熔融结晶分离PX。PX结晶分离技术具有不使用“三剂”、不产生“三废”、产品纯度高、对原料要求低、工艺简捷易控等优点，但同时也存在能耗大、对装备和过程的稳定性要求高等不足。
　　上海石油化工研究院开发的PX结晶分离技术非常有特色。该院陈亮博士介绍说，他们开发的PX结晶新工艺减少了结晶级数，以甲苯择形歧化产物为结晶原料，产品质量稳定，PX纯度大于99.8%，装置运行稳定可靠，开停车方便。
　　在此基础上，上海石油化工研究院进一步开发出择形歧化与结晶分离的组合技术，结晶原料无需二甲苯塔分离，结晶单元也省去了深冷结晶这一高耗能环节，优势将更为明显。目前该院已完成10万吨/年工艺包的开发。同时，该院又将传统的吸附提浓与结晶分离结合起来形成组合技术，采用简化的吸附分离单塔操作工艺和无需深冷的简化结晶分离工艺，其优点是对于新装置而言可以采用价格低廉的专用吸附剂、解析剂及工艺，对于旧装置而言还可利用原有的吸附塔、吸附剂、解析剂，实现PX产能翻番，目前该组合技术已完成60万吨/年工艺包的开发。
　　此外，该院还编制了两套可行性研究方案：第一套方案以节能和减少投资为目的，改造前PX产能10万吨/年（吸附分离工艺），采用吸附与结晶组合工艺改造后，产能不变的情况下，能耗由440千克标油/吨PX降至166~244千克标油/吨PX；第二套方案则以兼顾节能与扩能为目的，改造前PX产能10万吨/年（吸附分离工艺），采用吸附与结晶组合工艺改造后，产能增至24万吨/年，同时由于进行了低温热利用，能耗由440千克标油/吨PX降至281千克标油/吨PX。
　　陈亮认为，结晶分离特别适合高浓度PX原料的分离，上海石油化工研究院开发的PX结晶新工艺和新设备用于现有PX吸附生产装置的扩能改造时，能降低PX生产能耗，具有良好的经济效益。
    国外公司：节能降耗工艺升级
　　作为芳烃成套工艺的先行者，国外专利商——美国UOP和法国Axens在吸附分离技术上一直走在前列。随着吸附剂、工艺、专用设备和控制系统的不断改进，他们已能将产品纯度由最初的99.2%提高至99.8%，单程收率由90%提高至98%。
　　霍尼韦尔UOP公司高级经理介绍了他们在芳烃吸附分离上取得的新突破。结合多年的吸附剂制造和工艺技术经验，UOP在2015年开发出LD Parex解吸剂轻质化PX吸附分离工艺。该工艺在ADS-47吸附剂的基础上稍作改变，使其适应轻质解吸剂（甲苯）系统；同时不使用重质解吸剂，降低分离精度要求，采用优化精馏流程，此举可减少20%的设备及塔板，在装置投资减少15%~17%的同时，保持原UOP高能效芳烃联合装置的低能耗优势。目前，LD ParexParex的全部组分均已成功工业化，且运行可靠，使芳烃装置在投资和能耗方面均取得突破性进展。
　　西比埃BP技术联盟推出的PX结晶分离技术同样具有先进节能的特点。CB＆I Lummus公司高级工程师王建国介绍说，由BP公司提供、CB&I公司获得全球独家授权的PX结晶分离技术，目前已在印度信实公司全球最大的芳烃联合装置、韩国GS Caltex的世界规模PX工厂应用。在某种意义上可以说， BP结晶技术具有比选择性吸附分离技术更低的能耗和生产成本优势。
　　此外，在2016中国芳烃产业链发展大会上，AXENS公司还介绍了他们在芳烃联合装置成套技术——AXENS ParamaX研发推广上取得的最新进展。该工艺采用高苛刻度连续重整技术、二甲苯异构化技术、分子筛吸附分离PX技术，通过核心技术和催化剂、吸附剂的不断创新，可大幅降低芳烃联合装置的投资和操作费用。
近年来，由于中东地区的烯烃装置多改用当地储量丰富且成本低廉的乙烷和丙烷气体，置换出更多可用于出口的石脑油；非洲和中南美地区也是世界石脑油出口的主要地区，国内芳烃企业也可考虑从上述地区进口石脑油生产芳烃。此外，还可积极拓展其他如凝析油等原料的使用。总而言之，要广拓原料保障芳烃的生产。
 
（来源：中国化工报  作者：李晓岩）