本文刊登于PROCESS《流程工业》2025年第11期,原文标题《让芳烃“飞入寻常百姓家”》。
本文被引格式 [1]本刊编辑部.让芳烃“飞入寻常百姓家”[J].流程工业,2025,(11):6-9. 欢迎引用。

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PROCESS:芳烃成套技术具体指什么?为何该技术及其相关产品具有如此重要的地位?
王辉国:“芳烃”即芳香烃的简称,通常指分子结构中含有苯环的碳氢化合物,常见的有苯、甲苯、二甲苯、萘以及蒽等。
其中对二甲苯(PX)是用量最大的芳烃品种之一。目前,超过 60% 的纺织原料、约80%的饮料包装瓶,其源头均为以对二甲苯为原料生产的聚酯产品。回溯至20世纪 70年代,以对二甲苯为原料制成的“的确良”“涤卡”等面料,曾为人们的生活带来鲜明的时代色彩,有效满足了当时人民群众“穿好衣”的民生需求。
从应用场景来看,芳烃产品广泛服务于化纤、轻工、电子以及建筑等国民经济关键领域,其中绝大部分会作为聚酯纤维的生产原料,经历从“一滴油”到“一匹布”的全链条加工,最终制成服装。这一过程不仅解决了制衣原料的供给问题,更关键的是缓解了“棉粮争地”的矛盾,使其成为与人们日常生活息息相关的基础性化工产品。从市场需求与产能规模来看,近十年来我国对二甲苯的年均增长率高达12%,是全球增速最快的国家;当前我国对二甲苯年产能已达4400万t,若将这些产能全部用于服装面料生产,其总量相当于48.67万km2耕地所采收的棉花产量,经济效益与社会效益显著。
芳烃成套技术是芳烃产业链前端关键核心技术,也是一个国家石油化工发展水平的标志性技术之一。作为系统复杂、技术密集型的高端技术,它有很高的技术壁垒,长期被外国公司垄断,2010年以前,我国芳烃产能几乎完全依赖进口技术:当时国内约一半的对二甲苯需从国外进口,剩余一半在国内生产的产品,其生产技术同样来自国外,产业发展面临较大的技术制约。
02
PROCESS:您最初是如何走上芳烃成套技术研发道路的?在您的科研生涯中,有哪些关键节点或事件对您产生了深远影响?
王辉国:1999年,我在中石化石油化工科学研究院(以下简称“石科院”)第四研究室参加工作。对二甲苯(PX)吸附分离技术是芳烃成套技术的核心关键技术,石科院自20世纪90年代初便已启动该技术的探索研究。人职后,院里将对二甲苯吸附剂研发的任务交给了我,这成为我与芳经技术结缘的起点。作为一名刚踏入科研领域的新人能投身于对国家、对民生具有重要意义的研究项目,我当时内心充满自豪感也暗下决心要在这一领域做出成绩。然而,面对国外严密的技术壁垒,加之自身在相关知识与实践经验上的积累尚浅,刚入职便要攻克这一长期悬而未决的技术难题,无疑需要极大的勇气与毅力。
王辉国开展分子筛性能研发试验
在科研刚刚起步的阶段,上百次的重复试验和失败探索是家常便饭。点灯熬油绞尽脑汁设计试验方案,满怀期待憧憬试验结果,苦思冥想寻找失败原因强打精神重头再来……我想这是每一名科研工作者都会经历的淬炼和磨砺。特别是在自己精心设计好所有环节、仔细考虑了各种因素但依旧没能做出理想的试验结果时,那种无奈又失落的心情无法用语言形容,想找个没人的地方大哭一场,想撂挑子躺平……我想这也是每一名科研工作者都曾有过的想法,后来是一个意外的插曲让我坚定了自己的选择。
2002年6月的一天,我和团队正在石科院红旗楼试验室开展试验,突然接到院里的紧急通知:国内某炼化企业的芳烃装置出现 PX 吸附剂中毒失活问题,企业第一时间联系了提供芳烃技术的国外公司,对方却表示无法通过成本较低耗时较短的吸附剂再生方式解决,仅能提供“换剂”方案--这意味着该企业需为此投入上亿元费用,且装置需停工半年,将承受巨额经济损失。
“技术捏在国外公司手里,我们实在没办法了!听说你们不是也在研发芳烃技术吗?能不能帮帮我们?看看吸附剂还能不能补救了?”听到电话里企业焦急万分的求助,我的心也跟着揪了起来。外国专利商已经判了“死刑”,拒绝为企业提供更多帮扶,靠我们的一己之力能够挽大厦于将倾吗?大家的心里都没有十足把握,或许更加务实的考虑是研究如何把换剂损失降到最低,把换剂时间压缩到最短但是国外公司的高高在上的态度深深地刺痛了我们,团队成员心里都憋着一股气,几乎没有犹豫,我们的研发团队决定接下这个“烫手山芋”,我们想着,毕竟自己努力研究了这么多年的吸附剂,积累了一些经验,如今国家和企业需要我们,这个时候绝不能“掉链子”。于是我们兵分两路开展“抢救”:一部分团队成员乘飞机驰援企业,抵达后便立刻奔赴生产现场,调研问题根源与装置实际情况,探讨可能的解决方案。另外一部分团队成员留守石科院,根据前线传回的“情报”加班加点开展中毒吸附剂的结构研究,分析吸附剂再生的可行性。经过百余次试验,我们终于以最快速度制定出了具备可操作的吸附剂溶剂再生实施方案。
由于大型的工业装置涉及到的工艺参数、现场条件、施工作业限制等众多影响因素,为了保证预定方案完美实施,我们将分析试验设备搬到现场,在芳烃装置旁边设立起临时性的试验小屋,采用分时分段分位方式频繁采样,24h不间断地监控中毒吸附剂复合溶剂再生方案的实施情况,那段时间我们吃住都在现场,任凭酷暑炎热、蚊虫叮咬,心中只有一个念头:尽快解决问题、让装置早日复工复产。
经过70多个日夜的连续奋战,奇迹终于出现。当“PX产品质量合格,芳烃装置 PX吸附剂活性恢复正常!”的喜讯从企业的分析化验室传来时,整个装置现场瞬间沸腾起来,大家奔走相告,欢呼声震耳欲聋,我也忍不住喜极而泣。
事后统计显示,我们的再生方案不仅为企业节省了上亿元资金,还比国外专利商提出的换剂方案缩短工时3个多月,为国家挽回了巨额经济损失。这次经历,也让我更加深刻地意识到:自主研发核心技术,不仅是科研工作者的使命,更是国家产业安全的重要保障。
王辉国与团队成员开展分子筛合成试验
03
PROCESS:从这件事之后,您便决心将攻克芳烃成套技术作为自己科研生涯的核心目标了吗?在这之后,研发团队又取得了哪些关键成果?
王辉国:是的,我们成功解决了被国外专利商“判死刑”的技术难题后这次经历不仅为团队注人了极强的研发信心,更给我们敲响了警钟——关系国计民生的芳烃成套技术,绝不能再受制于国外,陷人“卡脖子”的被动局面!此后,每当科研攻关遇到瓶颈、想要退缩时,我们总会想起当时国外公司有恃无恐的态度,想起核心技术受制于人的无奈与不甘,这份信念便会重新燃起斗志,支撑我们继续投身科研攻坚。
终于,在2004年初——我至今记得很清楚,那天正是农历的腊月二十九,虽然已经临近春节,但是科研工作还在紧锣密鼓地推进着。当吸附剂性能的评价装置--模拟移动床终于传来了好结果,我们激动不已,甚至相互打趣说,要把记录试验结果的纸张当作新春“福”字贴在试验室门上,因为在我们心中,没有比这张纸“福气”更足的了。春节过后,我们乘胜追击,与中国石化催化剂有限公司携手合作,仅用半年时间就完成了吸附剂生产装置建设,成功生产出了性能优异的吸附剂,该吸附剂在齐鲁石化的首次应用结果显示,其性能完全达到国际先进水平,而且价格相比国外同类产品降低了近 1/3,实现了“性能达标、成本下降”的双重突破。
王辉国与团队成员开展吸附剂性能评价试验
但是完成 PX 吸附剂只是万里长征中的一步,若要彻底攻克芳烃技术“卡脖子”难题,还需突破模拟移动床吸附分离工艺及其配套的专用设备和控制系统、创新吸附/催化新材料和工程设计开发原料绿色精制新工艺——唯有通过这些环节的突破,才能进一步提高芳烃资源的转化利用效率和装置用能水平实现“产品分离高效、芳烃转化充分原料精制环保、过程节能降碳”的目标进而开发出自主可控的芳烃成套技术形成技术“闭环”。经过缜密的论证与部署,2009年8月,中国石化组织石科院、工程建设公司、扬子石化、海南炼化、上海石油化工研究院等多家单位联合成立芳经技术攻关团队,对芳经成套技术开展联合攻关,势必要啃下这块“硬骨头”。
在芳烃成套技术研发过程中,PX吸附分离工艺是难度最大的一个环节被业内称为开发芳烃成套技术的“最后一座堡垒”。但有了PX吸附剂,就等于拥有了叩开吸附分离工艺大门的“敲门砖”。那段时间,我们自发地通宵达旦地搞研究做试验,甚至吃饭、睡觉时都在琢磨技术细节,每个人都争分夺秒的与时间赛跑,与技术难题较劲。尽管失败依旧远多于成功,但是因为明白了肩上的责任,我们的决心从未动摇。
最终,我们开发出分立冲洗式模拟移动床吸附分离新工艺 SorPX工艺,配套开发 MCS控制系统和具有特殊结构的新型吸附塔内构件,结合石科院研发的 RAX系列对二甲苯吸附剂,成功破解了 PX 吸附分离工艺难题。
2011年,采用该技术在扬子石化建成的 PX工业示范装置一次投料开车成功,运行关键指标达到国际先进水平,为大规模工业装置建设奠定了坚实基础。回想装置施工期间,在将近 40℃的高温环境下,我们的研发人员每天爬30 多米高的吸附塔,从钢梯爬到塔顶后,再下到塔内,每次在塔里面一待就是数小时,全身被汗水浸透,没有一处干爽,条件还是非常艰苦的。皇天不负有心人,正是全体成员咬牙坚持和努力奋斗,我们实现了石化行业一个关键技术的突破,达成了具有广泛影响的高水平科技自立自强,这份自豪与欣慰至今难忘。2013年12月,海南炼化60万t/aPX的芳烃联合装置成功建成并顺利投产,主要运行指标达到同期的国际领先水平,标志着中国石化成功开发出完整自主知识产权的第一代高效环保芳烃成套技术,我国也成为全球第3个掌握芳烃成套技术的国家,获得2015年度国家科技进步特等奖的殊荣。
此后,我们也并没有停下创新的脚步,在新型吸附剂、催化剂、新工艺新装备和智能化控制方面持续取得进步,从实现“0”的突破的一代芳烃技术,到更加高效环保的二代芳烃技术,再到绿色低碳、数智引领的三代芳烃技术,在中国石化芳烃成套技术团队的努力下,我国的芳烃生产技术从“跟跑到“并跑”、再到“领跑”的跨越式发展。
04
PROCESS:您长期深耕石油化工科研领域,收获了诸多科技奖项,站在资深科研工作者的角度,能否向肯年科技工作者分享一下您的心得体会?
王辉国:回望自己的科研生涯,最令我自豪的并不是哪一项“”重量级:的科技奖励,而是一句话带来的触动与认可。
2023年10月10日,习近平总书记视察九江石化,在89万t/a芳烃联合装置照片前驻足,照片中的装置应用的正是我们团队研发的第三代高效环保芳烃成套技术。当时习近平总书记现场询问了我国当前炼油技术水平,对第三代芳烃成套技术给予高度评价。记得那天,我们团队成员围坐在电脑前共同观看新闻直播,每个人都屏息凝神聆听总书记的每一句话,当听到总书记在新闻里说道“你们抓住了机会”的时候,我感到无比地骄傲和自豪,作为一名因有企业的科研工作者,我们没有辜负时代赋子我们的重任,自力更生、自主创新,为国家和人民作出了属于我们的贡献。
马克思曾经说过:“科学绝不是一种自私自利的享乐,有幸能够致力于科学研究的人,首先应该拿自己的学识为人类服务。”支撑我们科技工作者攀登科技高峰的不仅仅是对知识和真理的追求,更是服务于经济社会发展和广大人民群众的使命。把技术成果应用于社会主义现代化建设的主战场、解决我国现代化建设的关键科技问题的成就感是任何奖项和论文都无法代替的,只有把个人的学术追求同国家和民族发展紧紧联系在一起,使得自己的研究成果服务国家、造福群众,才能真正实现科学研究的社会价值和自身的人生追求。
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