中國石油煉化轉(zhuǎn)型升級關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步觀察

　　“十三五”期間，我國煉化市場格局深刻變化，煉化工藝和產(chǎn)品清潔化、高端化成為大勢所趨，“減油增化”“降本增效”的呼聲持續(xù)高漲。面對日益升級的競爭形勢，中國石油突出創(chuàng)新引領(lǐng)，加大攻關(guān)力度，煉化領(lǐng)域涌現(xiàn)出一大批標(biāo)志性成果，為集團(tuán)公司油品質(zhì)量升級、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)改善提供了技術(shù)支撐，引領(lǐng)了煉化業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效和高質(zhì)量發(fā)展。

　　
自主攻關(guān) 清潔動(dòng)力助力藍(lán)天白云

　　隨著國家環(huán)保力度加大，油品質(zhì)量升級步伐不斷加快。中國石油作為中國主要的成品油生產(chǎn)商和供應(yīng)商之一，在每一輪油品質(zhì)量升級戰(zhàn)役中都沖鋒在前。

　　我國油品標(biāo)準(zhǔn)用較短時(shí)間走過了歐美近20年的升級道路。“十三五”期間，我國汽柴油質(zhì)量完成了國Ⅳ到國Ⅵ的飛躍，汽柴油中硫含量從50ppm降至10ppm、烯烴含量從28%降至18%、芳烴含量由40%降至35%、多環(huán)芳烴含量從11%降至7%，個(gè)別指標(biāo)甚至嚴(yán)于歐Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)。

　　但是，我國原油性質(zhì)決定了煉油裝置結(jié)構(gòu)不同于歐美，汽柴油結(jié)構(gòu)也不同于歐美。為了滿足經(jīng)濟(jì)快速升級、節(jié)約石油資源、適應(yīng)催化裂化汽柴油比例高的實(shí)際要求，我國油品升級需要同步實(shí)現(xiàn)降低硫含量、降低烯烴含量(汽油辛烷值的主要貢獻(xiàn)者)及保持辛烷值3個(gè)目標(biāo)，必須自主開發(fā)更加復(fù)雜的技術(shù)，困難程度加倍。

　　經(jīng)過10多年艱苦攻關(guān)，中國石油開發(fā)了符合中國國情的自主汽油、柴油質(zhì)量升級成套技術(shù)。

　　清潔汽油質(zhì)量升級技術(shù)實(shí)現(xiàn)了原始創(chuàng)新式研發(fā)，已形成選擇性加氫脫硫(PHG)和加氫脫硫—改質(zhì)組合(M-PHG-GARDES)兩大技術(shù)系列，并配套開發(fā)輕汽油醚化和液化氣深度脫硫成套技術(shù)，成功破解了深度脫硫、降烯烴和保持辛烷值等制約汽油清潔化的世界級難題，走出了一條中國石油獨(dú)特的汽油質(zhì)量升級路線。技術(shù)團(tuán)隊(duì)還能根據(jù)不同煉廠催化汽油性質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量要求，將分段脫硫、醚化和烯烴芳構(gòu)化(辛烷值恢復(fù))技術(shù)有機(jī)耦合，形成了多種工藝模式，滿足了中國石油各煉廠汽油質(zhì)量升級的不同需求。

　　清潔柴油生產(chǎn)成套技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了跨越式進(jìn)步，可實(shí)現(xiàn)劣質(zhì)柴油中硫、氮、芳烴的同步協(xié)同超深度脫除，配套的新一代國Ⅵ柴油加氫催化劑，加氫活性提高10%以上，成本降低近30%，在技術(shù)水平和價(jià)格方面與國際先進(jìn)催化劑不相上下。

　　目前，中國石油清潔汽油生產(chǎn)成套技術(shù)在38套工業(yè)裝置應(yīng)用，清潔柴油生產(chǎn)成套技術(shù)在18套工業(yè)裝置應(yīng)用，累計(jì)生產(chǎn)出清潔汽油和清潔柴油均超過1億噸，助力增效數(shù)十億元。在油品質(zhì)量升級的過程中，中國石油自主創(chuàng)新技術(shù)的積累和應(yīng)用，也為我國石油生產(chǎn)加工領(lǐng)域的整體水平提高做出了重要貢獻(xiàn)。

　　
自主開發(fā) 小顆粒構(gòu)筑增效大格局

　　石油煉制是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，提供了大部分交通運(yùn)輸燃料和化工原料，是世界上最大、最重要的加工工業(yè)之一。而煉油工業(yè)除常減壓、焦化等少數(shù)幾個(gè)過程外，80%以上的過程為催化反應(yīng)過程，催化劑成為實(shí)現(xiàn)原油高效轉(zhuǎn)化和清潔利用最經(jīng)濟(jì)、最靈活、最有潛力的關(guān)鍵核心技術(shù)，是煉油技術(shù)進(jìn)步最活躍的領(lǐng)域。

　　新中國成立70多年以來，我國煉化行業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，為打破國外技術(shù)封鎖，老一輩科技工作者在石油部的統(tǒng)一組織下，開展了自主研發(fā)催化劑的大會戰(zhàn)，煉油催化劑成為我國煉油工業(yè)的基石。而今，我國已成為第二大煉油主體。截至2020年底，僅中國石油一家年煉油能力就已突破2億噸，催化劑年使用量約9萬噸。國產(chǎn)煉化催化劑在生產(chǎn)技術(shù)、轉(zhuǎn)化效率、產(chǎn)品種類方面均取得突破。

　　同時(shí)，煉油工業(yè)面臨原油重質(zhì)劣質(zhì)化、過程環(huán)保綠色化、產(chǎn)品清潔高質(zhì)化等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，進(jìn)入“十三五”，低油價(jià)成為新常態(tài)的挑戰(zhàn)，市場需求的新變化要求煉化企業(yè)實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整柴汽比、減油增化、提升高質(zhì)高效產(chǎn)品收率的同時(shí)做到降本增效，解決這些問題依然離不開自主開發(fā)高水平的煉油系列催化劑。中國石油重點(diǎn)開展了基于“分子煉油”理念的催化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、納米化功能化新材料開發(fā)、高效低耗催化劑清潔生產(chǎn)等研究工作，推動(dòng)集團(tuán)公司煉油催化劑業(yè)務(wù)總體水平比肩世界一流。

　　“十三五”時(shí)期，中國石油自主開發(fā)了催化裂化、加氫裂化、渣油加氫等6大類、50多個(gè)品種煉油主體系列催化劑及8個(gè)品種催化新材料，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)，在60余家企業(yè)100多套工業(yè)裝置推廣應(yīng)用，有效支撐了煉廠降本增效。其中，硫黃回收催化劑接連拿下民營大煉化訂單，PHC-05化工原料型加氫裂化催化劑實(shí)現(xiàn)重石腦油收率46%以上，為大慶石化轉(zhuǎn)型升級提供技術(shù)支持;FCC原料加氫預(yù)處理PHF-121/PHF-311組合催化劑，實(shí)現(xiàn)了金屬、硫、氮、殘?zhí)康入s質(zhì)同步超深度脫除;大慶石化催化劑國產(chǎn)化率超過90%，蘭州石化乙烯廠實(shí)現(xiàn)化工催化劑全部國產(chǎn)化;“高汽油收率低碳排放系列催化裂化催化劑及工業(yè)應(yīng)用”還獲得了2017年國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

　　
自立圖強(qiáng) 轉(zhuǎn)型升級打造未來煉廠

　　“十三五”時(shí)期，我國煉油、乙烯產(chǎn)能規(guī)模不斷擴(kuò)大，穩(wěn)居全球第二，僅次于美國，但煉化行業(yè)整體仍然“大而不強(qiáng)”。由于政策環(huán)境和市場環(huán)境的變化，我國煉化行業(yè)呈現(xiàn)出一系列新的發(fā)展趨勢，已對煉化企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提出了新要求。

　　首先，大煉油時(shí)代已然開啟，民營大煉化、外資煉廠和主營煉廠之間的激烈競爭已成必然。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、提升煉化一體化程度、全方位提升經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)成為應(yīng)對挑戰(zhàn)的必由之路。

　　其次，國內(nèi)煉油產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，但乙烯需求還存在較大缺口。減油增化，由煉油向化工轉(zhuǎn)型成為行業(yè)普遍共識。

　　再次，市場環(huán)境變化莫測，煉化企業(yè)需要根據(jù)市場的變化靈活調(diào)整裝置和生產(chǎn)流程，滿足不斷多樣且多變的原料和產(chǎn)品的市場需求，不斷優(yōu)化價(jià)值鏈，以更低的投入和運(yùn)營成本實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)品收率和效益。

　　要繼續(xù)推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級、打造能滿足這些要求的“未來煉廠”，科技創(chuàng)新將起到必不可少的支撐和引領(lǐng)作用。核心技術(shù)是買不來的。中國石油石油化工研究院黨委書記、院長何盛寶指出，我國煉化行業(yè)領(lǐng)域的未來重點(diǎn)研究方向，需要從以下三個(gè)方面著手：

　　一是減油增化、增產(chǎn)高端高效產(chǎn)品的技術(shù)。能源轉(zhuǎn)型的大趨勢將限制汽柴油需求，但航空煤油、低硫船燃及特色高檔石蠟、高性能潤滑油基礎(chǔ)油、高等級瀝青等產(chǎn)品需求旺盛。我國高端化工產(chǎn)品進(jìn)口比例大，基本原料自給率卻很低。因此，轉(zhuǎn)型升級核心技術(shù)的開發(fā)需加速、選擇需謹(jǐn)慎。

　　二是分子煉油技術(shù)。即從分子水平上認(rèn)識、加工和管理石油資源，實(shí)現(xiàn)對石油加工過程的精細(xì)化管理，推動(dòng)石油組分實(shí)現(xiàn)“宜油則油、宜烯則烯、宜芳則芳”，使石油資源物盡其用。

　　三是信息化與智能煉廠技術(shù)。即利用新一代信息化技術(shù)，建立從原油采購、運(yùn)輸、煉化生產(chǎn)、倉儲物流到銷售等環(huán)節(jié)的智慧供應(yīng)鏈和物流管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煉廠全局優(yōu)化、降低生產(chǎn)管理成本，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行協(xié)同高效。

　　“十四五”新征程已經(jīng)開啟，煉化行業(yè)全面迎來“能力本位”時(shí)代。唯有堅(jiān)持自主創(chuàng)新、科技引領(lǐng)，煉化企業(yè)才能牢牢把握競爭制勝、未來發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，向高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。