3BHB030310R0001炼油工业最难啃的骨头:中石化重油“粗粮细吃”全球领先
重质原油利用一直是炼油工业最难啃的骨头,随着新能源的发展,重质油加工而成的碳材料需求增大,重质油利用也成为热点。
进入“双碳”时代,“减油增化”已成为炼油产品结构调整的重要方向。这一背景下,中国石化着力推动炼化业务提质升级,坚持做优炼油、做大做强化工,加快“油转化”“油转特”进程。
化工型炼厂关键技术及集成技术示范之一重质原料增产低碳烯烃和BTX关键技术,是中国石化“十条龙”科技攻关项目之一。安庆石化炼油转化工结构调整项目核心装置——采用中国石化石油化工科学研究院自主研发的重油高效催化裂解(RTC,别名DCCPro)技术的全球首套300万吨/年催化裂解装置顺利投产,成为目前国内最大的重油催化裂解装置。
7月6日,随着最后一套装置——40万吨/年乙苯-苯乙烯装置产出合格产品,该项目所有装置均实现安全环保一次开车成功。
1、重油利用最难啃的骨头
重质油拥有高沸点、高粘度,富集硫、氮、沥青质、金属,难以气化、杂原子含量高等特点,对其加工利用面临分离和进行详细的结构表征两大难题。2022年,我国原油总加工能力约9.18亿吨/年,其中重质油约3.5亿吨。对炼化企业而言,重质油加工面临从运输存储、装备升级、加工流程等多方面挑战。如何安全、环保地实现重质油加工清洁生产、高附加值利用,是我国炼油行业亟待解决的问题。
目前,世界先进的重质油加工核心技术主要掌握在外企手中,技术转让费高,严重阻碍了我国重质油加工产业的发展和能源保障。另一方面,我国新能源的快速发展,成品油消费量渐进达峰,基础化工原料需求旺盛,利用重质油催化裂化直接生产高附加值化工原料、“粗粮细做”、“吃干榨尽”已成为我国炼油产业发展的重要方向之一。
多年从事重油高效转化和清洁油品生产研究的中国科学院院士、中国石油大学教授徐春明向记者感叹,重质油利用一直是最难啃的骨头。他介绍,重质原油量大资源多,利用起来生产沥青、负极材料等产品,市场大、成本低。
2、推动我国催化裂解技术跨越式进步
随着我国新能源快速发展,成品油消费渐近达峰,而市场对丙烯、乙烯的需求持续增长,石化行业面临炼油产品结构调整的重大挑战。
中国石化石油化工科学研究院锚定国家重大需求,开展核心科技攻关。研发团队基于对催化裂解过程反应化学、过程强化及加氢渣油分子水平的新认识,以反应器为突破口,自主研发形成了国际首创的新型高效快速流化床反应器,使得以往难加工的劣质重油得以从容加工,有效拓宽了我国石油化工行业生产烯烃的原料来源。
新型高效快速流化床反应器取得突破后,石科院科研团队乘胜追击,在工艺与工程技术大型化等方面接连取得突破,最终整合形成了重油高效催化裂解(RTC)技术,并获中国石化2021年度科技进步一等奖。
2019年11月,石科院、SEI及安庆石化组成产学研一体化攻关团队,利用RTC技术对安庆石化原有65万吨/年催化裂解装置进行改造,开展工业试验。2020年1月14日,装置一次开车成功,立竿见影地为炼化企业带来经济收益。同时,碳排放更低,年可减排二氧化碳1.5万吨。
“工业试验数据表明,RTC技术在使用更差品质原料的情况下实现了产物的增产提质,显示出了良好的‘粗粮细吃’工业应用能力。”石科院院长李明丰说。
2020年9月27日,RTC技术顺利通过集团公司组织的技术鉴定。“与国内外重油催化裂解技术相比,RTC技术具有更高的乙烯、丙烯选择性和更低的焦炭选择性,达到国际领先水平。”专家组评价,这标志着我国石油化工领域又一项核心技术诞生。
作为原料适应性更为广泛和灵活的催化裂解技术,RTC技术一经推出便成为国内外同类技术中的“领头羊”,迅速成为炼化企业转型升级的不二之选,在短短两年时间内已技术许可6套工业装置,总加工能力高达1740万吨/年。
2023年6月30日,全球首套300万吨/年催化裂解装置在安庆石化顺利投产,标志着中国石化完全掌握大型化快速流化床催化裂解工程技术,实现了我国催化裂解技术的跨越式进步,带动我国催化裂解技术持续领跑全球,为炼化企业由传统燃料型炼厂向化工型炼厂转型提供了坚实的科技支撑。
3、示范引领重油催化裂解应用
近年来,随着电动革命、市场革命、数字革命、绿色革命深度推进,炼油产能过剩不断加剧。在集团公司统一部署下,沿江中下游几家炼化企业相继启动转型发展工作。
2017年,安庆石化炼油转化工结构调整项目“化工型炼厂关键技术及集成技术示范之一重质原料增产低碳烯烃和BTX关键技术”成功列入中国石化“十条龙”科技攻关项目。该项目通过优化重油加工路线,拓展加工深度,全面提升环保水平,实现结构调整转型发展产业升级。
该项目核心装置——300万吨/年重油催化裂解装置,采用的RTC技术是中国石化最新自有技术,首次工业化成功应用,标志着安庆石化成为重油催化裂解技术应用的先行者。该项目在维持原油加工量不变的前提下,将重质原油进行深度高效转化,生产苯乙烯、聚丙烯等化工原料,扩大烯烃、芳烃等化工原料的市场供给,提高原油炼化供给结构对需求变化的适应性和灵活性,对中国石化应对炼油产能过剩、探索燃料型炼厂转型升级和高质量发展具有示范作用,有利于促进沿江地区资源优化。
2023年6月30日,核心装置300万吨/年重油催化裂解装置一次投料开车成功,产出合格产品,标志着安庆石化“油转化”项目全流程打通,进入全面试生产阶段。项目投产后,安庆石化最大化减产成品油、增产低碳烯烃和芳烃原料,产品结构更贴近市场需求,可有效提高基础化工原料产品的供给质量,提升企业清洁生产能力和安全环保水平,带动一批中高端合成材料、合成树脂及精细化工企业发展。同时,该装置具有良好的操作弹性,可根据市场需求选择多产化工原料或多产汽柴油。
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