苯乙烯生产过程节能降耗运行优化技术

项目名称：苯乙烯生产过程节能降耗运行优化技术

奖励类别：上海市科技进步奖

获奖等级：一等

授予单位：上海市人民政府

获奖单位：华东理工大学，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，上海工程有限公司，中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，海南实华嘉盛化工有限公司

项目完成人：缪长喜，钱锋，吴德荣，杨宝柱，马献波，张彬，叶贞成，洪纯芬，王明福，张英，刘文杰，李瑞江，王玉枫，王建硕，王乃志

获奖时间：2016

项目属有机化工领域，涉及催化剂、化学反应工程、运行优化领域。苯乙烯单体是一种重要的有机化工原料，主要用于聚苯乙烯、ABS 树脂、丁苯橡胶等产品的生产，对国民经济发展具有重要影响。

项目开发了高效催化剂制备新方法和乙苯脱氢制苯乙烯节能新工艺。通过对催化材料进行复配创制，实现了催化剂在耐低水比性能方面的关键技术突破，成功研发出了高性能乙苯脱氢催化剂；采用工艺机理与运行信息融合的智能建模技术开发了乙苯脱氢工业生产装置的全流程模型，实现了对工业苯乙烯生产过程的全流程模拟与运行参数优化。

1) 创制了催化剂复合孔道体系构建技术。针对催化剂小孔不利于组分扩散的问题，项目发明了有机化合物/无机氧化物复合孔道导向剂制备的新方法，在催化剂中形成了对扩散有利的大孔和中孔，优化了反应物分子、产物分子的扩散环境，有效提升了催化剂的运行性能。

2）发现了新型水煤气反应促进剂。针对催化剂活性衰减过快导致反应水比高的问题，采用新型水煤气反应促进剂，保持了催化剂的持续自再生功能，实现了催化剂在低水比条件下的应用，节约了脱氢反应能耗。

3）开发了苯乙烯顺序分离恒沸热回收节能新工艺。针对低温热大量浪费的问题，采用原料恒沸蒸发工艺，实现了低品位热回收，提高了能量利用效率，装置节能23%。具有自主知识产权恒沸热回收换热器在满足低温差、低压降的条件下，支撑了装置稳定运行。

4）研发了苯乙烯全流程运行优化技术。针对过程参数偏离最优运行工况的问题，从苯乙烯生产工艺特点出发，构建了具有高预测精度的苯乙烯全流程代理模型（Kriging模型），兼顾计算精度与效率的建模及优化技术降低了优化过程的计算资源消耗，使得模型具有高精度和快速获得最优解的特点，在工业装置上实施应用后取得了实时降低脱氢反应过程蒸汽消耗、产物分离过程再沸蒸汽消耗的节能效果。

项目开发的高效节能型GS系列乙苯脱氢催化剂与国外同类催化剂相比，乙苯转化率提高1.8%；反应温度降低8℃以上；催化剂使用周期超过42个月，在中国石化、中国石油、中国海洋石油、中国化工等公司22套苯乙烯装置上成功应用，并多次出口台湾台塑集团、国乔石化和中东地区，综合性能达到国际先进水平，低温性能及稳定性居于世界领先水平。恒沸蒸发与精馏塔气相冷凝耦合节能新工艺已在巴陵石化和湛江东兴等苯乙烯装置上成功工业应用，新工艺与常规工艺流程相比，装置节能23%以上，达到国际先进水平。苯乙烯运行优化技术在齐鲁石化苯乙烯装置上应用后，实现了装置能耗进一步降低，为企业提质增效提供了强有力的技术支持。

项目申请发明专利38项，已授权35项，发表论文15篇，被引用49次。本项目累计完成新增产值46767.69万元，新增利润10796.52万元，新增税收1204.73万元，利税合计12001.25万元，实现出口创汇833.6万美元，节省资金4442.8万元，经济效益显著。上述技术的工业化应用，对提升我国苯乙烯工业的国际竞争力、促进我国经济与社会可持续发展等均具有重要的意义。