破解原油炼化“密码” 引领行业技术变革
■ 中国工业报记者 曹雅丽 石化行业作为国民经济的能源、原材料工业,为国家能源安全、战略性新兴产业发展提供重要保障和支撑。“近年来,随着一批千万吨级炼化一体化、百万吨级乙烯、轻烃裂解等项目建成投产,我国石化工业以前所未有的速度加快发展。2022底我国炼油产能超越美国成为世界第一炼油大国,烯烃产能、产量快速提升,多元化发展趋势明显。”中国石油和化学工业联合会党委常委、副会长孙伟善表示。 近两年来,国家发展改革委、工信部等部委为落实国家 “碳达峰、碳中和”目标,促进石化行业绿色低碳、高质量转型升级发展,陆续出台一系列政策文件,加快推动原油直接裂解技术开发应用。中国工程院院士杨启业指出,原油直接制烯烃技术,以原油为原料,直接裂解生产乙烯、丙烯等化学品,由于减少了炼油环节,缩短了加工流程,能够大幅减少原油和能源消耗,具有短流程、高效率、低排放、化学品收率高等优点,经济社会效益显著,发展前景广阔。 多元化发展趋势明显 截至2023年底,我国炼油、乙烯产能分别达到9.2亿吨和5150万吨,炼油产能较5年前增长了13%,乙烯产能则翻了一番;原油加工量和乙烯产量分别达到7.35亿吨和4681万吨,其中乙烯当量自给率从2018年的不足50%提高至2023年的67.4%。下游有机原料、合成材料均保持较快增长,石化工业规模影响力和国际影响力进一步增强,为推动石化化工行业高质量发展打下坚实基础。 “近年我国新建的炼化一体化项目遵循 ‘减油增化’的原则,对传统炼油工艺技术不断优化,在生产汽柴油的基础上向乙烯、芳烃、化工、能源的一体化发展,炼油乙烯一体化、炼油芳烃一体化、炼油乙烯芳烃一体化以及炼油发电蒸汽一体化等多种一体化模式,成为主要方向。”孙伟善表示。 孙伟善强调,尽管石化行业增长迅速,仍面临诸多挑战。比如,资源及成本约束对产业可持续发展构成压力,原油及轻烃资源主要依赖进口,原料供应稳定性受到挑战。我国乙烯产能虽有所提升,但自给率仍不足,大量依赖进口。产业链供应链存在局部不畅问题,市场需求增长迅速,供给缺口仍大。此外,科技原创能力有待加强,若干关键技术待突破,高端产品技术缺乏。 目前石化行业中,炼油、乙烯、芳烃等行业的碳排放量占到炼化板块碳排放总量的近50%。绿色低碳发展任务紧迫。当前,石化产业正在围绕 “双碳”目标大力实施创新驱动战略,加快产业优化升级,积极推进绿色低碳转型。坚持创新驱动,推动炼化项目向更高水平炼化一体化转型,有序推进行业 “减油增化”,是 “十四五”推动石化产业基础再造和产业链提升的重要工作之一。 随着绿色发展理念不断深入,炼油行业努力实现供给侧结构性改革和行业转型升级的突破性进展,在促进原油资源高效利用,加快推进炼油过程清洁化,生产高清洁油品,开发车用燃油品质从清洁向清洁高效转变的新技术等方面取得了重要进展。 孙伟善介绍,国内相关企业、院所围绕清洁高效汽油柴油生产技术,在多产液化气和高异构烃含量汽油的催化裂化催化剂、催化裂化反应强化新技术及多环芳烃深度脱除技术、蜡油加氢裂化生产超低多环芳烃柴油等技术方面做了大量工作,降碳、减污成效显著。比如东明石化集团联合德国巴斯夫公司开发了鲁昌2.0高效燃油,较传统国标燃油效率明显提升,该燃油在使用过程中可清洗化油器、喷嘴、进气阀和油路系统的沉积物,实现每一次加油都是一次保养。 原油直接制烯烃成研发热点 “炼油企业向化工转型的另一技术路径是原油直接制化学品。原油直接制烯烃芳烃、加氢裂化多产乙烯裂解原料、催化重整多产芳烃及催化裂解多产烯烃等技术,已经成为炼油向化工转型的研发热点和主要手段。”孙伟善表示,东明石化联合石油大学开发的原油催化裂解制烯烃技术已于2022年通过中国石油和化学工业联合会组织的技术坚定,该技术将为我国炼化行业实现 “双碳”目标,实现绿色低碳高质量发展提供新的技术支撑。 中国民间商会副会长、山东东明石化集团党委书记、董事局主席李湘平告诉中国工业报记者,东明石化做的“最值得自豪的事”是与中国石油大学联合成功开发了原油直接超级催化裂解制烯烃技术,即UPC技术,解决了石化领域核心技术 “卡脖子”难题。UPC技术为我国生产烯烃探索出一条全新的路径,将助力东明石化打造科技创新示范基地,为石化行业转型升级提供典型案例,加快提升我国石化行业竞争力。 UPC技术与国内外原油制烯烃技术有何不同?中国石油大学 (华东)教授李春义对中国工业报记者表示,国外原油制烯烃技术基本采用 “物理分离+蒸汽裂解”工艺,主要有埃克森美孚和沙特阿美,埃克森美孚OTC工艺为原油预加热通过闪蒸分离出较轻组分,轻组分进行蒸汽裂解传统工艺制乙烯,重组分被送至邻近的埃克森美孚炼油厂。 “与目前国内外公开报道的原油制烯烃技术相比,UPC技术首创原油催化裂解制烯烃专用金属氧化物催化剂,具有原料适应性强、工艺流程短、能耗低,CO 2 排放低、乙烯收率和双烯收率高等显著优势,处于领先水平。”李春义告诉记者。 李湘平表示,与国内同类技术相比,UPC技术 “双烯”收率高。以石蜡级原油为原料,单程通过乙烯+丙烯收率38%,经回炼后,乙烯+丙烯收率50%以上,化工原料收率80%以上。 具体来说,UPC技术其先进性可以用 “四高四少”来概括,即:技术水平高、催化活性高、化学品收率高、经济效益高;具有工艺流程短、投资成本少、能源消耗低、碳排放量少;该技术的成功研发,是石化领域的重大突破;标志着我国原油直接超级催化裂解制烯烃技术向产业化迈出了关键一步,抢占了原油直接生产烯烃等化学品的技术制高点。 “我坚信东明石化30万吨/年UPC大型工业化示范后,将以更快的推广速度,加速我国原油直接制烯烃技术应用,引领全国石化行业技术变革,推进炼化企业由‘燃料型’向 ‘化工型’转变,化解成品油供大于求矛盾,增加高端化工产品供应,提升产业绿色低碳发展水平。”李春义表示。
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