中国石油“十二五”炼化业务十大科技亮点综述
创新驱动,科技兴企。“十二五”以来,集团公司炼化科技工作坚持“自主创新,重点跨越,支撑发展,引领未来”指导方针和“主营业务战略驱动、发展目标导向、顶层设计”的科技发展理念,紧紧围绕炼化主营业务发展的重大需求,全面实施科技创新三大工程,着力构建“一个整体,两个层次”的炼化科技创新体系。炼油科技自主创新能力实现了跨越式发展,整体技术接近国际先进水平;化工整体技术水平大幅提升,关键领域实现跨越式发展;炼化业务核心竞争力显著提升,为集团公司炼化业务有质量有效益可持续发展提供了强有力的技术支撑和保障。
昨天的创新,今天的发展。今天的创新,明天的发展。在科技引擎驱动下,中国石油炼化业务蓝图愈发清晰、脚步愈发坚定有力,为实现有质量有效益可持续发展注入新动力。
亮点1
力挺油品质量升级
吹响“治霾战役”号角
“十二五”期间,中国石油在清洁汽柴油生产成套技术方面取得重大突破,成为油品升级主体技术,实现从国Ⅲ向国Ⅳ标准的油品升级,并为升级到国Ⅴ做好技术准备。
近年来,全国大范围、长时间的雾霾天气,引起了国家和社会对油品质量的高度关注和重视。中国石油积极落实国务院《大气污染防治行动计划》,设立重大科技专项,迅速开展汽柴油质量升级技术研究,在汽车使用环节大幅度降低PM2.5排放。
按照“四个紧密结合”的思路,中国石油石油化工研究院的科研人员经过10多年艰苦攻关,成功开发了催化汽油选择性加氢脱硫技术、催化汽油脱硫—改质组合技术、催化轻汽油醚化技术、液化气深度脱硫技术4项满足国IV、国V清洁汽油生产需求的升级技术,可实现国IV汽油向国V汽油生产的平稳过渡。自2013年至今,这些技术已先后在中国石油13套炼油装置上成功应用,累计新增利润近17亿元。
在柴油质量升级方面,形成了PHF加氢精制、PHU加氢改质和PHV异构降凝系列技术,成为中国清洁柴油生产的主体技术。该系列技术原料适应性强、处理量大,可在超深度脱硫的同时实现氮、多环芳烃同步深度脱除,抗结焦能力强,收率高,稳定性好。其中,PHF加氢精制催化剂与国内外同类技术相比,开工硫化时间由72小时缩短至24小时。目前,该系列技术已在11套装置成功应用,预计年新增经济效益10亿元以上。
亮点2
研制炼油系列催化剂
填补国内多项空白
炼油系列催化剂研发与应用基本完成,关键催化剂取得重大突破,全面完成了系列催化剂研发任务,初步形成了从轻油到重油系列催化剂技术。
“十二五”期间,石化院在催化裂化、汽油加氢、柴油加氢、加氢裂化、渣油加氢等主要炼油催化剂开发方面取得重大成就,成功研发六大类52个品种催化剂新产品及8个品种催化剂新材料;开发出5个工艺包,共生产应用近10万吨催化剂,在54家企业近120套工业装置推广应用,新增效益20亿元以上。6个品种催化裂化催化剂、6个品种加氢催化剂达到国际先进水平。
催化裂化催化剂国内外应用市场进一步扩大。针对近几年原油重质化、劣质化,企业提高高附加值目的产品收率等现状,石化院开发出了具有更强的重油转化能力、抗重金属能力和目的产品选择性的系列催化剂,17个牌号催化剂成功实现工业转化,累计生产8万余吨,在国内40余套催化装置工业应用。针对海外市场需求开发的6个牌号催化裂化催化剂,在雪佛龙美国盐湖城炼厂等11家炼厂成功应用,取得了海外市场的重大突破。
加氢裂化催化剂填补国内空白。加氢裂化具有轻质油收率高、产品质量好的突出特点,近年来,在我国得到快速发展。石化院科研人员经过多年艰苦攻关,研发出的PHT-01/PHC-03加氢裂化组合催化剂,于2012年在大庆石化工业应用,催化剂综合性能达到国际先进水平。累计创效10亿元,改变了中国石油加氢裂化催化剂全部依靠进口的历史。
啃下渣油加氢技术硬骨头。渣油加氢技术含量高、研发难度大、应用条件极为苛刻,核心技术只有少数几家国际大公司掌握。石化院科研人员经过5年多的不懈努力,自主开发了4大系列12个牌号渣油加氢催化剂,2015年在大连西太工业装置成功应用,整体技术水平国际先进。
亮点3
攻克劣质重油加工难关
抢占行业技术制高点
劣质重油加工成套技术开发与推广取得重大进展,高液收延迟焦化新技术在多家企业应用,经济效益显著。
“十二五”期间,我国原油对外依存度超过60%,劣质重油将成为石油进口增长的最主要来源,改质、储运和加工难度极大,攻克技术难题刻不容缓。
自2008年开始,中国石油设立重大科技专项持续攻关,开发了劣质重油供氢热裂化技术等达到国际先进水平的劣质重油加工成套技术,解决了超劣质重油改质降黏等技术难题,抢占劣质重油加工新技术制高点,保持中国石油劣质重油加工技术的领先优势。现已应用于辽河石化等4套减黏裂化装置,累计新增经益2亿元以上。石化院等单位攻克委内瑞拉油改质降黏满足远洋运输和稳定储存以及劣质重油高软化点沥青溶剂回收等难题,实现低投资改质降黏和劣质重油优化加工利用的技术突破,完成国际首次委内瑞拉油工业试验。
此外,石化院在劣质重油延迟焦化技术上取得突破,在100万吨/年工业装置上完成了国内首次100%委内瑞拉超重油渣油延迟焦化工业试验,在乌石化等7套百万吨焦化装置应用,液收提高2个百分点,年新增经济效益超过10亿元。
亮点4
弥补润滑油技术短板
提升“昆仑”品牌形象
润滑油异构脱蜡技术在大庆炼化实现二次应用,对中国石油“昆仑”品牌战略地位提升具有重要意义。
中国是世界第二大润滑油消费国,中国石油是国内最大润滑油供应商,但润滑油生产技术一直是短板。石化院历经10余年,攻克了异构脱蜡分子筛大规模生产技术,形成润滑油异构脱蜡成套技术。我国成为美国之后第二个拥有该技术的国家。
第二代异构脱蜡催化剂PIC-812于2012年在大庆炼化公司20万吨/年润滑油装置上实现二次应用,配套补充精制催化剂PHF-301首次应用,Ⅱ、Ⅲ类基础油收率提高5%,催化剂综合性能达到国际先进水平。采用自主技术至今,生产装置累计调和出高档“昆仑”润滑油及特种油60余万吨,大力支持了国防和经济建设,对中国石油“昆仑”品牌战略地位提升具有重要意义。
亮点5
千万吨级炼厂火热开工
自主设计能力大幅提升
千万吨级大型炼厂成套技术实现了跨越式发展,具备了千万吨级炼厂自主工程化设计能力,为公司炼油整体技术水平的全面提高发挥关键作用。
“十二五”期间,中国石油在炼油工艺设计包开发取得重要阶段性成果,6个核心装置、4个配套装置工艺包开发进展顺利,总体完成率约80%,其中常减压、催化汽油加氢、柴油加氢精制与改质、润滑油生产吸附剂补充精制的成套技术工艺设计包已工业应用。开发形成60余项新技术和6项新方法,技术达到国际先进水平,节省工程投资和技术引进费3亿元以上。
完全自主设计建设的四川石化1000万吨/年常减压蒸馏装置,各项技术指标设计值达到国内领先、国际先进水平。年300万吨级蜡油加氢裂化工艺包具备工业化应用条件。炼厂总加工流程优化技术中标哥斯达黎加和新加坡炼厂项目。
此外,在消化吸收国外技术基础上,中国石油形成了自主知识产权的催化裂化烟气脱硫成套技术,并成功应用在公司21套装置上,节约技术转让费用6千万元以上。
亮点6
催化剂“催生”大乙烯
支撑国内化工原料生产
大型乙烯工业化成套技术实现长周期运行,标志着中国石油成为世界上掌握乙烯成套技术的六家专利商之一。
长期以来,我国乙烯技术及装备主要依靠国外进口,技术受制于人,制约了我国炼化工业的发展。随着中国石油大型乙烯成套技术、15万吨/年乙烯裂解炉技术首次实现长周期工业运行,创造经济效益3亿多元,结束了中国几十年乙烯技术及装备依靠引进的历史。其中,基于“非清晰分馏”及“贫油效应”概念的工程化技术等10项关键工艺技术和引风机选型技术等11项关键工程技术均取得突破。
乙烯配套催化剂研制取得重大进展,大幅度提升中国石油在乙烯技术领域的竞争力。石化院研发的镍基加氢催化剂在独山子、大庆、抚顺等大型乙烯装置上推广应用,填补了国内技术空白。碳二后加氢催化剂已中标神华全球首套煤基烯烃工业示范装置,实现了该催化剂在煤化工领域的首次工业应用。新型高效裂解汽油加氢二段催化剂降低成本10%以上,已经在福建等地推广应用,经济效益显著。
亮点7
自主研发“中国配方”
合成树脂新产品热销
加大自主研发力度,实现了中国石油聚丙烯催化剂和聚乙烯催化剂“零”的突破,合成树脂新产品开发和市场推广取得显著成效。
聚乙烯、聚丙烯是我国消费量最大的合成树脂。石化院紧密结合炼化公司和市场需求,自主研发了中国石油聚乙烯、聚丙烯催化剂,大大提升了新产品开发能力。PSP-01新型高效聚丙烯催化剂,实现了中国石油聚丙烯催化剂“零”的突破,整体水平国际先进。2010年至2014年,在抚顺石化、大连石化聚丙烯装置应用。
气相聚乙烯催化剂PGE-201在大庆石化应用,实现了中国石油聚乙烯催化剂“零”的突破。气相聚乙烯浆液催化剂PGE-101,在吉林石化完成了工业试验,实现了中国石油全密度聚乙烯催化剂的突破。淤浆聚乙烯催化剂PSE-01在大庆石化24万吨。
HDPE完成了工业试验,催化剂性能国内领先,填补了中国石油该领域的技术空白。
石化院自主研发成功的乙烯三聚合成己烯-1生产技术,于2014年在独山子石化2万吨/年装置成功应用,达到国际先进水平,为中国石油高性能合成树脂、合成润滑油开发提供了优质原料。中国石油采用上述技术开发了聚乙烯、聚丙烯等新产品,产量超过90多万吨,创造直接经济效益4亿元以上。
亮点8
创新支撑“绿色”化工
环保橡胶抢占高端市场
中国石油自主开发丁腈橡胶成套工艺技术,新牌号环保橡胶产品性能超过同类产品水平,产品质量受到国内外用户好评。
按照“产研销用管”五位一体化攻关模式,石化院等多家单位联合开发的环保型丁腈橡胶和环保型丁苯橡胶及配套环保填充油成套技术,在独山子石化、兰州石化等公司实现工业生产。2014年实现丁腈系列产品的全覆盖,丁腈橡胶环保化,受到国内外用户的一致好评,开创国内环保丁腈橡胶先河。环保丁苯橡胶以及橡胶填充油,可以满足欧盟环保REACH法规的要求,利用该技术开发生产的新产品,3年累计生产销售8万多吨,应用到普利司通、固特异和金宇等知名轮胎企业的高端产品中,仅在兰州石化就实现经济效益5000多万元。
此外,具有自主知识产权的2.5万吨/年乙丙橡胶、5万吨/年稀土顺丁橡胶成套技术,也为提高公司合成橡胶业务竞争力及效益提供了技术支撑。
亮点9
技术攻关“做特做优”
跻身世界先进行列
“十二五”期间,中国石油成功研制了一批特色化工产品,填补多项国内化工产品技术空白,实现了“从空白到国际先进”的历史跨越。
中国石油百万吨级精对苯二甲酸(PTA)生产成套技术,是国家振兴装备制造业、加快推进大型石化装备自主化的重点项目,获2014年度国家科技进步二等奖,目前在国内建成投产5套百万吨级及以上规模PTA装置。该技术具有操作条件温和、产品质量好、PX等原料单耗低、综合能耗低等特点,达到了世界先进水平。
开发出PETG共聚酯及PTT新型聚酯两种国际高端聚酯成套生产技术,填补了国内高性能合成树脂空白,产品出口欧美市场,每吨产品利润达到上千元。开发的万吨级1,4-环己烷二甲醇成套工艺技术,使中国石油成为世界上第三家掌握大规模生产技术的公司,跻身世界先进行列。
自主开发出百吨级T300碳纤维及原丝成套技术,产品成功应用于某型号武器,满足了国防军工急需。该技术先后获中国石油科技进步特等奖和国家科技进步二等奖,整体技术水平国际先进、国内领先。延伸产业链,积极开展下游产品开发,开发出碳纤维抽油杆和配套工器具的制备技术,可满足油田深井、超深井、腐蚀井使用要求,提高碳纤维产品附加值。
亮点10
蓄力碳一化工研发
科研实力再上新台阶
中国石油多项工艺技术首次实现工业应用,节能降耗成果显著,装置产能大幅提升,有力支撑炼化业务稳步发展。
自主开发的45万吨/年合成氨、80万吨/年尿素成套工艺技术首次实现工业应用,为中国石油走向海外,为制氢、大型合成气气化炉技术提供支撑。二氧化碳压缩机等五大压缩机组等关键设备首次全部实现国产化开发和工业应用,可大幅降低装置建设成本;掌握了一段转化炉设计等10项关键技术,为自主设计并建设具有国际先进水平的大氮肥装置奠定基础。高效钌基氨合成催化剂研制取得突破,在福建南平合成氨装置上工业应用试验,产能提高40%。
此外,中国石油成功开发了碳一化工系列催化剂。完成了合成气完全甲烷化催化剂的工业放大和侧线试验评价,与国外催化剂水平相当。开发了甲醇转化制丙烯工业催化剂和工业规模的轴向逐层递增型冷激式固定床反应器,形成了具有自主知识产权的万吨级工艺包。研究出高活性的甲醇催化转化制芳烃催化剂,开发了移动床MTA新工艺,已完成工业化试验的前期工作,为公司碳一化工技术开发提供有力支撑。