新华网:中国石油炼化转型升级关键技术进步观察

新华网:中国石油炼化转型升级关键技术进步观察
2021年09月16日 08:13 国资委网站

原标题:新华网中国石油炼化转型升级关键技术进步观察 来源:新华网

“十三五”期间,我国炼化市场格局深刻变化,炼化工艺和产品清洁化、高端化成为大势所趋,“减油增化”“降本增效”的呼声持续高涨。面对日益升级的竞争形势,中国石油突出创新引领,加大攻关力度,炼化领域涌现出一大批标志性成果,为集团公司油品质量升级、产品结构优化和经济技术指标改善提供了技术支撑,引领了炼化业务转型升级、提质增效和高质量发展。

自主攻关 清洁动力助力蓝天白云

随着国家环保力度加大,油品质量升级步伐不断加快。中国石油作为中国主要的成品油生产商和供应商之一,在每一轮油品质量升级战役中都冲锋在前。

我国油品标准用较短时间走过了欧美近20年的升级道路。“十三五”期间,我国汽柴油质量完成了国Ⅳ到国Ⅵ的飞跃,汽柴油中硫含量从50ppm降至10ppm、烯烃含量从28%降至18%、芳烃含量由40%降至35%、多环芳烃含量从11%降至7%,个别指标甚至严于欧Ⅵ标准。

但是,我国原油性质决定了炼油装置结构不同于欧美,汽柴油结构也不同于欧美。为了满足经济快速升级、节约石油资源、适应催化裂化汽柴油比例高的实际要求,我国油品升级需要同步实现降低硫含量、降低烯烃含量(汽油辛烷值的主要贡献者)及保持辛烷值3个目标,必须自主开发更加复杂的技术,困难程度加倍。

经过10多年艰苦攻关,中国石油开发了符合中国国情的自主汽油、柴油质量升级成套技术。

清洁汽油质量升级技术实现了原始创新式研发,已形成选择性加氢脱硫(PHG)和加氢脱硫—改质组合(M-PHG-GARDES)两大技术系列,并配套开发轻汽油醚化和液化气深度脱硫成套技术,成功破解了深度脱硫、降烯烃和保持辛烷值等制约汽油清洁化的世界级难题,走出了一条中国石油独特的汽油质量升级路线。技术团队还能根据不同炼厂催化汽油性质和产品质量要求,将分段脱硫、醚化和烯烃芳构化(辛烷值恢复)技术有机耦合,形成了多种工艺模式,满足了中国石油各炼厂汽油质量升级的不同需求。

清洁柴油生产成套技术也实现了跨越式进步,可实现劣质柴油中硫、氮、芳烃的同步协同超深度脱除,配套的新一代国Ⅵ柴油加氢催化剂,加氢活性提高10%以上,成本降低近30%,在技术水平和价格方面与国际先进催化剂不相上下。

目前,中国石油清洁汽油生产成套技术在38套工业装置应用,清洁柴油生产成套技术在18套工业装置应用,累计生产出清洁汽油和清洁柴油均超过1亿吨,助力增效数十亿元。在油品质量升级的过程中,中国石油自主创新技术的积累和应用,也为我国石油生产加工领域的整体水平提高做出了重要贡献。

自主开发 小颗粒构筑增效大格局

石油炼制是现代工业的基础,提供了大部分交通运输燃料和化工原料,是世界上最大、最重要的加工工业之一。而炼油工业除常减压、焦化等少数几个过程外,80%以上的过程为催化反应过程,催化剂成为实现原油高效转化和清洁利用最经济、最灵活、最有潜力的关键核心技术,是炼油技术进步最活跃的领域。

新中国成立70多年以来,我国炼化行业取得了突飞猛进的进展,为打破国外技术封锁,老一辈科技工作者在石油部的统一组织下,开展了自主研发催化剂的大会战,炼油催化剂成为我国炼油工业的基石。而今,我国已成为第二大炼油主体。截至2020年底,仅中国石油一家年炼油能力就已突破2亿吨,催化剂年使用量约9万吨。国产炼化催化剂在生产技术、转化效率、产品种类方面均取得突破。

同时,炼油工业面临原油重质劣质化、过程环保绿色化、产品清洁高质化等严峻挑战,进入“十三五”,低油价成为新常态的挑战,市场需求的新变化要求炼化企业实现灵活调整柴汽比、减油增化、提升高质高效产品收率的同时做到降本增效,解决这些问题依然离不开自主开发高水平的炼油系列催化剂。中国石油重点开展了基于“分子炼油”理念的催化剂结构设计、纳米化功能化新材料开发、高效低耗催化剂清洁生产等研究工作,推动集团公司炼油催化剂业务总体水平比肩世界一流。

“十三五”时期,中国石油自主开发了催化裂化、加氢裂化、渣油加氢等6大类、50多个品种炼油主体系列催化剂及8个品种催化新材料,整体技术达到国际先进,在60余家企业100多套工业装置推广应用,有效支撑了炼厂降本增效。其中,硫黄回收催化剂接连拿下民营大炼化订单,PHC-05化工原料型加氢裂化催化剂实现重石脑油收率46%以上,为大庆石化转型升级提供技术支持;FCC原料加氢预处理PHF-121/PHF-311组合催化剂,实现了金属、硫、氮、残炭等杂质同步超深度脱除;大庆石化催化剂国产化率超过90%,兰州石化乙烯厂实现化工催化剂全部国产化;“高汽油收率低碳排放系列催化裂化催化剂及工业应用”还获得了2017年国家科技进步二等奖。

自立图强 转型升级打造未来炼厂

“十三五”时期,我国炼油、乙烯产能规模不断扩大,稳居全球第二,仅次于美国,但炼化行业整体仍然“大而不强”。由于政策环境和市场环境的变化,我国炼化行业呈现出一系列新的发展趋势,已对炼化企业实现高质量发展提出了新要求。

首先,大炼油时代已然开启,民营大炼化、外资炼厂和主营炼厂之间的激烈竞争已成必然。优化产业布局、提升炼化一体化程度、全方位提升经济技术指标成为应对挑战的必由之路。

其次,国内炼油产能严重过剩,但乙烯需求还存在较大缺口。减油增化,由炼油向化工转型成为行业普遍共识。

再次,市场环境变化莫测,炼化企业需要根据市场的变化灵活调整装置和生产流程,满足不断多样且多变的原料和产品的市场需求,不断优化价值链,以更低的投入和运营成本实现更高的产品收率和效益。

要继续推进转型升级、打造能满足这些要求的“未来炼厂”,科技创新将起到必不可少的支撑和引领作用。核心技术是买不来的。中国石油石油化工研究院党委书记、院长何盛宝指出,我国炼化行业领域的未来重点研究方向,需要从以下三个方面着手:

一是减油增化、增产高端高效产品的技术。能源转型的大趋势将限制汽柴油需求,但航空煤油、低硫船燃及特色高档石蜡、高性能润滑油基础油、高等级沥青等产品需求旺盛。我国高端化工产品进口比例大,基本原料自给率却很低。因此,转型升级核心技术的开发需加速、选择需谨慎。

二是分子炼油技术。即从分子水平上认识、加工和管理石油资源,实现对石油加工过程的精细化管理,推动石油组分实现“宜油则油、宜烯则烯、宜芳则芳”,使石油资源物尽其用。

三是信息化与智能炼厂技术。即利用新一代信息化技术,建立从原油采购、运输、炼化生产、仓储物流到销售等环节的智慧供应链和物流管理系统,实现炼厂全局优化、降低生产管理成本,实现运行协同高效。

“十四五”新征程已经开启,炼化行业全面迎来“能力本位”时代。唯有坚持自主创新、科技引领,炼化企业才能牢牢把握竞争制胜、未来发展的主动权,向高质量发展的目标稳步前进。

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