烟台大学30年攻坚化工产品提纯技术

开发一项技术能节省多少成本？

“以前，从国外引进液化石油气中分离丁烯和丁烷的技术，3万吨处理量的技术费用高达1000万元人民币，还必须打包购买1000万美元的核心设备。”烟台大学化学化工学院高级实验师陈小平说，“我们突破这项技术后，3万吨处理量的技术费仅需人民币50多万元，国内制造核心设备的成本不到3000万元人民币，技术费仅为国外的二十分之一。 ”

近日，位于烟台市的裕龙石化炼化一体化项目正式进入投产运行阶段，2000万吨炼油装置陆续投料。该项目是国家“十四五”重点建设项目、山东省重大项目，山东省单体投资规模最大的工业项目。其中，该项目的碳四烷烯分离装置采用了烟台大学碳四科研团队研发的分离技术，于2022年1月签署技术许可合同，由烟台大学提供技术工艺包，近期将完成装置开车。

“裕龙石化的液化石油气处理量大约是30万吨，技术费是100余万元人民币。”陈小平说，“裕龙石化要求分离出的丁烷与丁烯纯度都要达到95%，我们的技术能按企业要求达到规定的纯度标准。在国内，仅有两套装置上使用的是国外技术，只能使分离出的丁烷与丁烯其中一项纯度达到95%，另一项的纯度则仅有 60%左右。”

该企业如何做到在提纯度提高、处理量增加10 倍的情况下，技术费却仅为国外技术的十分之一？

烟台大学碳四科研团队的“用甲乙酮系列混合溶剂分离丁烷与丁烯的方法”给出了答案。该专利技术采用萃取精馏工艺，从液化石油气中分离丁烯和丁烷，进而生产高标号汽油、有机玻璃、橡胶、有机溶剂等高附加值化工产品，是一种高效节能的分离技术。

“这项技术适用原料范围更广、能耗更低、溶剂低毒环保且投资更少。”陈小平介绍，“萃取精馏技术的关键在于溶剂的选择。以溶剂低毒性来说，化工行业有个名词叫作‘车间空气允许浓度’，国外技术使用的溶剂允许浓度仅有0.5毫克，而我们使用的甲乙酮系列混合溶剂允许浓度可以达590毫克。”“溶剂毒性低将大大降低排放水的处理成本。”烟台大学化学化工学院教授田晖补充道。

经专家论证，烟台大学研发的碳四分离技术相较于国外同类技术， 展现出工艺领先、流程精简、能耗低、产品纯度和收率高、溶剂选择性能优越及溶剂再生需求低、装置操作灵活性强等诸多优势。这些优势正是烟台大学碳四科研团队历经30载不懈努力的科研结晶。

自1992年起，烟台大学碳四科研团队便踏上了这项技术的研发征途。“刚开始，我们做的是丁烷和丁烯分离的热力学、 萃取精馏分离工艺等方面的基础研究，在调研技术市场时发现国内没有这项技术， 引进国外技术又非常贵，我们就开始自主研发。”陈小平表示，历经小试、中试和工程研究，团队选定了新的溶剂体系——甲乙酮和N-甲酰吗啉溶剂体系，并于2000年申请了国家发明专利。

“2002年，本技术第一套工业化装置在新疆落地投产， 从此便进入广泛推广应用阶段；2013年，被应用于国内最大的碳四分离装置中；2018年，该技术独立获得中国专利金奖。”田晖拿起一个带有数个圆孔的零部件介绍，“团队教师会前往企业现场提供技术服务，为技术人员开展技术培训。在保障设备顺利投用的过程中，我们也会在项目现场进行仔细观察和测试，持续优化工艺参数、改进设备部件，使该技术不断精进。”

30多年来，烟台大学碳四科研团队不断改进工艺，通过改进分离设备中的塔内件、使用消泡剂等，持续提升分离效率。今年，烟台在推进石化产业结构绿色低碳转型上再次发力，目标直指黄渤海南岸万亿级绿色石化产业基地。裕龙石化炼化一体化项目采用烟台大学的碳四分离技术，使该技术在烟台本土首次落地开花。

“我们服务过一家将丁烷与丁烯作为最终产品的企业，从它的定价来看，处理每吨液化气可产生效益800元。我们转让的技术，每年累计可处理液化气超过1000万吨，意味着每年可增加效益约80亿元。”田晖介绍。