目前，我國芳烴主要采用石油路線生產，圍繞石油路線芳烴工藝的探索主要集中在對二甲苯（PX）分離這一核心生產單元。PX是芳烴產業鏈承上啟下的關鍵產品，其原料主要來自石腦油餾分，從石腦油中分離出混二甲苯，將混二甲苯異構化然后進一步分離提純，得到PX。
吸附分離：石油路線主流工藝
以石腦油為原料生產PX的過程中，存在很多技術難點，比如新型歧化催化劑、異構化催化劑的開發，以及高效PX的分離提純等。在石化路線的芳烴成套工藝中，PX分離是最核心的單元技術，多采用吸附分離方式，由于其系統集成度高，開發難度大，因此也是芳烴成套技術中最后實現國產化的一個單元技術。
承擔該單元技術攻關的是中國石化石油化工科學研究院（石科院）。該院高級工程師王德華介紹，為完成這一任務，他們先后開發出了幾代吸附劑。第一代吸附劑的研發始于1996年，通過分子篩合成、吸附劑配方和成型工藝、后處理工藝等的研發，在2004年實現了第一代吸附劑RAX-2000A的工業應用，產品純度、收率、產能均明顯提升。此后，通過進一步優化分子篩合成和堿處理工藝條件，他們又開發出第二代吸附劑RAX-3000，并于2011年實現工業應用。
2011年，中國石化采用RAX-3000型國產吸附劑和工藝在揚子石化建成3萬噸/年的首套工業示范裝置，標志著中國石化成功攻克了自主芳烴生產技術的最后一座壁壘——吸附分離技術，掌握了芳烴生產成套技術。“在自主技術問世之前，芳烴成套技術僅有歐美兩家公司掌握，技術壁壘非常高，國內產能幾乎全部依賴國外公司的技術。如今，我們開發的自主芳烴成套技術已在海南煉化60萬噸/年PX項目推廣應用，吸附分離裝置連續平穩運行至今超過30個月，產品純度可根據需要穩定控制在99.7%或99.8%以上。” 石科院副總工程師吳巍如是說。
據王德華透露，目前，石科院開發的最新一代RAX-4000吸附劑已經通過技術評議，該吸附劑可使裝置處理能力提高20%以上。中國石化芳烴成套技術多套大型裝置正在設計中，最大規模可達100萬噸/年。
PX結晶分離：高濃原料不二之選
在PX分離單元，吸附分離并非一統天下，結晶分離也是一種很重要的分離方式，國內外科研人員在這方面也做了很多探索，開發出了各具特色的PX結晶分離工藝。
結晶分離技術是基于C8芳烴各組分熔點差異，通過熔融結晶分離PX。PX結晶分離技術具有不使用“三劑”、不產生“三廢”、產品純度高、對原料要求低、工藝簡捷易控等優點，但同時也存在能耗大、對裝備和過程的穩定性要求高等不足。
上海石油化工研究院開發的PX結晶分離技術非常有特色。該院陳亮博士介紹說，他們開發的PX結晶新工藝減少了結晶級數，以甲苯擇形歧化產物為結晶原料，產品質量穩定，PX純度大于99.8%，裝置運行穩定可靠，開停車方便。
在此基礎上，上海石油化工研究院進一步開發出擇形歧化與結晶分離的組合技術，結晶原料無需二甲苯塔分離，結晶單元也省去了深冷結晶這一高耗能環節，優勢將更為明顯。目前該院已完成10萬噸/年工藝包的開發。同時，該院又將傳統的吸附提濃與結晶分離結合起來形成組合技術，采用簡化的吸附分離單塔操作工藝和無需深冷的簡化結晶分離工藝，其優點是對于新裝置而言可以采用價格低廉的專用吸附劑、解析劑及工藝，對于舊裝置而言還可利用原有的吸附塔、吸附劑、解析劑，實現PX產能翻番，目前該組合技術已完成60萬噸/年工藝包的開發。
此外，該院還編制了兩套可行性研究方案：第一套方案以節能和減少投資為目的，改造前PX產能10萬噸/年（吸附分離工藝），采用吸附與結晶組合工藝改造后，產能不變的情況下，能耗由440千克標油/噸PX降至166~244千克標油/噸PX；第二套方案則以兼顧節能與擴能為目的，改造前PX產能10萬噸/年（吸附分離工藝），采用吸附與結晶組合工藝改造后，產能增至24萬噸/年，同時由于進行了低溫熱利用，能耗由440千克標油/噸PX降至281千克標油/噸PX。
陳亮認為，結晶分離特別適合高濃度PX原料的分離，上海石油化工研究院開發的PX結晶新工藝和新設備用于現有PX吸附生產裝置的擴能改造時，能降低PX生產能耗，具有良好的經濟效益。
（中華試劑網 xcrail.com）