未雨绸缪布局丙烯腈技术与产业发展——访中国工程院院士关兴亚

□ 本刊记者 肖宏斌



未雨绸缪布局丙烯腈技术与产业发展——访中国工程院院士关兴亚

□ 本刊记者 肖宏斌

“预计未来将有更多的民营企业被允许加入丙烯腈生产中，竞争将愈加激烈，我们要未雨绸缪，在相关技术和产业分布上提前布局。”

关兴亚，著名石油化工专家，中国工程院院士，上海石油化工研究院原总工程师。从20世纪60年代初开始长期从事丙烯腈生产工艺及催化剂的研究开发，曾获得多项国内外专利和国家科技进步一等奖。

丙烯腈是一种重要的化工原料，其相关的生产开发技术是中国石化具有国际竞争力的专有技术之一。为了支撑中国石化化工板块更好的发展，丙烯腈技术未来将在哪些方面重点突破？本刊记者近日就相关问题专访了上海石油化工研究院原总工程师、中国工程院院士关兴亚。

丙烯腈技术有竞争力

记者：您怎样看待中国石化经过30多年的发展，在化工技术方面取得的成就？

关兴亚： 中国石化根据自己的产业特点，经过多年的发展，已成为中国最大的一体化能源化工公司，在世界500强的排名也达到了第二名。多年来，中国石化通过改革重组、技术创新，提高了企业的整体效益。在页岩气、煤化工方面取得突破，在油气勘探开发、炼油、化工领域已拥有一批具有国际竞争力的核心技术和专有技术，已形成了良好的循环发展机制。以丙烯腈技术为例，从1960年开始研发，经过50多年的坚持，从无到有，从成套技术引进到实现自主创新，现在已经发展到了第3代技术，成为中国石化具有国际竞争力的专有技术之一。

记者：请您谈谈目前国内丙烯腈发展的现状及趋势。

关兴亚：目前国内丙烯腈生产装置主要集中在中国石化和中国石油两大系统内。2015年丙烯腈装置年生产能力约为180万吨，而国内丙烯腈市场需求量约为200多万吨，仍需从国外进口部分丙烯腈以填补国内缺口。其中，中国石化有丙烯腈装置6套，年生产能力为83万吨，约占全国总产能的46.1％。丙烯腈下游产品仍以腈纶和ABS为主，分别占总需求量的38.2％和33.9％，另外还用于丙烯酰胺、丁腈橡胶、农药和碳纤维等生产。丙烯腈市场的需求决定了丙烯腈的产量。未来，腈纶对丙烯腈需求小幅下降，而ABS对丙烯腈需求有所增加；随着三次采油和水处理剂的需求增加，丙烯酰胺的需求和产量也会小幅增加；预计丁腈橡胶和碳纤维对丙烯腈需求也可能会提高。

随着国家相关政策的调整，2015年年底，江苏连云港26万吨/年丙烯腈新装置开工投产。预计未来有更多的民营企业被允许加入丙烯腈生产中，国内丙烯腈生产能力将快速增加，竞争将愈加激烈。为此，我们要未雨绸缪，在相关技术和产业分布上提前布局。

为企业提升竞争力提供技术支撑

记者：在推动丙烯腈技术进步方面，上海院做了哪些工作？

关兴亚：上海院自上世纪60年代起在丙烯腈技术的研究和开发方面投入了大量的人力、物力和财力，开发了一系列成套技术并成功实现工业化应用。目前，上海院以丙烯腈流化床催化剂开发为核心，以“节能降耗、绿色低碳”为目标，集成多项具有自主知识产权的关键技术，开发了丙烯腈成套技术工艺包，并进行推广应用，促进丙烯腈技术不断向前发展。其中的关键技术包括大型流化床反应器技术、高精制回收率技术、高纯乙腈技术、在线清堵技术、新型PV旋风分离器技术、旋液分离器技术、废气回收技术等。中国石化丙烯腈成套技术已成功运用于多套万吨级丙烯腈装置上，装置运行稳定，经济效益明显，综合技术指标处于国际先进水平。

人们的生活离不开以包括丙烯腈在内的基础原料生产的化学制品，上海院将竭力继续提升丙烯腈技术水平，为丙烯腈生产企业提升竞争力提供技术支撑。

记者：您对丙烯腈产业未来的发展方向怎么看？

关兴亚：丙烯腈产业的未来发展，主要是三个方面：一是拓宽技术思路，不仅做纤维，还要从多方面来想办法，拓展应用领域。二是节能降耗，提高回收率。三是绿色环保，可持续发展。

节能与环保是技术发展两大主题

记者：在节能降耗方面，丙烯腈技术有什么样的发展空间？

关兴亚：节能降耗是技术发展永恒的话题，包括丙烯腈催化剂技术、高精制回收率技术、装置长周期运行，以及工艺流程优化等方面的技术开发与改进。在丙烯腈催化剂技术方面，从最初的收率60％一直提升至目前实验室考评数据82.5％的水平，并在万吨级工业装置上成功运用，催化剂性能与进口同类催化剂水平相当，且以丙烯转化率高，丙烯腈选择性好，三腈收率高，清洁性、稳定性好，获得了用户的好评。高精制回收率技术同样也在多套丙烯腈生产装置上成功运用，从对应用该技术的装置连续72小时运行标定结果看，精制回收率均达到95％以上，高于国内外同类装置精制回收率水平。以13万吨/年丙烯腈装置为例，按每吨丙烯腈价格为1万元计，丙烯腈收率或者精制回收率每提高一个百分点，不仅大大降低了原料丙烯损耗，同时可以提高装置丙烯腈产量，给企业带来1300万元的纯利润。同样，工艺流程的优化及装置长周期运行等技术，也可以实现节能降耗。

记者：在“绿色环保”方面，丙烯腈技术未来将如何发展？

关兴亚：随着国民环保意识的增强，国家对“三废”排放要求日益严格。化工行业多多少少都存在的“三废”排放问题，未达环保排放要求的装置将直接面临着企业的关停，因此，提高丙烯腈行业环保技术水平是当前的一项重要课题。

丙烯氨氧化生产丙烯腈过程中，反应产物经吸收塔吸收后的尾气中含氰、烃等有害物质。由北京化工大学、上海石油化工研究院等单位承担的国家“863”计划课题——石化行业典型含氰废气净化技术，开发了可一步处理含氰、烃和氮氧化物等有害物质的双功能催化剂，经处理的尾气达到国家排放标准，现已完成千吨规模的中试验证，下一步计划进行该催化剂的工业应用试验。

现在国内大部分装置都采用回收硫铵的二段式急冷塔工艺，相比一段式急冷塔工艺，二段式工艺的丙烯腈精制回收率低2～3个百分点，而把二段式工艺改成一段式工艺，急冷塔硫铵废水中的有机物含量又会明显升高。有机物浓度较高的废水（如急冷塔下段废水）采用焚烧炉焚烧处理，焚烧过程中会产生氮氧化物、二氧化硫等有毒有害气体，且焚烧需大量燃油，造成装置能耗和环保的双重压力。上海院目前所开发的催化湿式氧化技术，丙烯腈废水通过催化处理，没有烟灰和氮氧化物、二氧化硫等有毒有害物质排放，且处理后的废水达到直接排放或生化处理标准。采用该技术可以使急冷塔由两段式改为一段式，实现装置在酸性条件下操作，提高精制回收率，同时回收综合利用催化湿式氧化过程中产生的大量热量，有助于降低丙烯腈装置的能耗，消除焚烧炉废气的环保隐患。目前该技术已完成实验室催化剂和工艺的开发，下一步准备开展工业侧线试验验证催化湿式氧化催化剂性能与工艺可行性。

我们通过这些先进的环保技术在丙烯腈装置上的运用，进一步降低有毒有害物质的排放，使丙烯腈技术“绿色环保”水平再上一个台阶。