煉制劣質(zhì)原油的“新引擎”
——《國(guó)家能源科技“十二五”規(guī)劃（2011～2015）》解讀之二
世界石油工業(yè)經(jīng)過(guò)150多年的發(fā)展，容易開(kāi)采的優(yōu)質(zhì)石油資源日益減少，原油品質(zhì)逐年變重，硫含量、酸值不斷上升，而隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，石油消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)，市場(chǎng)對(duì)石油產(chǎn)品不斷輕質(zhì)化、優(yōu)質(zhì)化和清潔化的要求與原油供應(yīng)重質(zhì)化和劣質(zhì)化的矛盾將進(jìn)一步加劇。
如何從有限的資源中獲取最大價(jià)值，將劣質(zhì)原油“吃干榨盡”？《國(guó)家能源科技“十二五”規(guī)劃（2011~2015）》針對(duì)石油高效與清潔轉(zhuǎn)化確立了明確的發(fā)展目標(biāo)和研究方向，并按照“四位一體”的框架，繪制了未來(lái)10年有望取得突破的重點(diǎn)技術(shù)發(fā)展路線圖。
煉油領(lǐng)域的“必修課”
劣質(zhì)原油，即高酸、高硫、重質(zhì)原油。過(guò)去20年中，全球原油硫含量逐漸上升，高酸原油在世界原油供應(yīng)中的比例從2000年的7.5%增加到2010年的約10％。預(yù)計(jì)未來(lái)20年，國(guó)際原油
API度將降低0.4個(gè)單位，硫含量上升0.11個(gè)百分點(diǎn)。未來(lái)20～25年，我國(guó)平均每年可新增常規(guī)石油可采儲(chǔ)量1.8億～2.0億噸，但探明儲(chǔ)量的品位在不斷下降，低滲、超低滲、超稠油儲(chǔ)量所占比重加大。
自1996年成為原油凈進(jìn)口國(guó)以來(lái)，我國(guó)的原油對(duì)外依存度逐年提高，我國(guó)進(jìn)口原油中有近一半來(lái)自原油質(zhì)量以高硫著稱的中東。1996年至2010年，我國(guó)加工的原油平均硫含量逐年上升，進(jìn)口原油中高硫原油的比例從11.24％增加到39.09％。
“從當(dāng)前的形勢(shì)看，國(guó)內(nèi)原油需求將延續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，劣質(zhì)原油將成為未來(lái)新增的主要原油資源。”劣質(zhì)原油加工技術(shù)專家、
石油化工科學(xué)研究院院長(zhǎng)龍軍認(rèn)為，資源的有限性，意味著立足煉制劣質(zhì)原油、開(kāi)發(fā)先進(jìn)的加工與轉(zhuǎn)化技術(shù)，成為未來(lái)煉油領(lǐng)域的“必修課”。
“一方面，原料日益重質(zhì)化、劣質(zhì)化使加工難度增大；另一方面，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)高價(jià)值石油產(chǎn)品的需求不斷增加，產(chǎn)品要求日益輕質(zhì)化、清潔化。如何解決這一矛盾，是我國(guó)煉油工業(yè)面臨的緊迫問(wèn)題。”龍軍說(shuō)。
新中國(guó)經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，通過(guò)自主研發(fā)和對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，煉油工業(yè)已基本掌握了現(xiàn)代煉油廠全流程技術(shù)，并在煉油新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面穩(wěn)步推進(jìn)。原油一次加工能力從建國(guó)初期的17萬(wàn)噸/年發(fā)展到2010年的5.12億噸/年，位居世界第二；已建成20個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)煉油基地，煉化一體化企業(yè)的模式日趨成熟。
作為中國(guó)煉油技術(shù)研發(fā)的先導(dǎo)和主力，中國(guó)石化經(jīng)過(guò)多年努力，在建設(shè)現(xiàn)代煉油技術(shù)平臺(tái)上取得顯著成效，形成了催化裂化、加氫家族技術(shù)，部分技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；煉油催化劑自給率在90％以上，常減壓和焦化裝置完成大型化，已具備利用自有技術(shù)建設(shè)單系列千萬(wàn)噸級(jí)煉油廠的能力。
“核心技術(shù)的研發(fā)是關(guān)鍵，只有掌握劣質(zhì)原油的先進(jìn)加工技術(shù)和流程，才能在未來(lái)握緊可持續(xù)發(fā)展的籌碼。”龍軍說(shuō)。
尋找差距 打好技術(shù)“攻堅(jiān)戰(zhàn)”
目前國(guó)際上加工劣質(zhì)原油使用的先進(jìn)技術(shù)主要有焦化、催化裂化、加氫處理、
加氫裂化；對(duì)于高酸原油，主要是冶金選材和工藝防腐，加強(qiáng)監(jiān)控；對(duì)于重質(zhì)原油，主要是焦化和重油催化裂化；對(duì)于高硫原油，主要是各種加氫技術(shù)；部分煉廠采用溶劑脫瀝青，瀝青氣化制氫或IGCC的方法處理劣質(zhì)原油中最重的部分。
總體看來(lái)，目前我國(guó)技術(shù)領(lǐng)域有三大難點(diǎn)：一是常規(guī)技術(shù)靈活加工劣質(zhì)原油、提高輕質(zhì)油收率上存在差距；二是煉油工程技術(shù)，特別是裝置大型化技術(shù)等有差距，難以保證裝置長(zhǎng)周期安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)；三是煉油環(huán)保技術(shù)有差距，需要進(jìn)一步降低SOx（硫氧化物）、NOx（氮氧化物）以及二氧化碳排放量。
針對(duì)這些難點(diǎn)，《規(guī)劃》中明確提出：要在“十二五”到“十三五”期間突破超重和超劣質(zhì)原油加工關(guān)鍵技術(shù)，完成國(guó)5標(biāo)準(zhǔn)油品生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)煉油輕質(zhì)油回收率達(dá)到80%。同時(shí)，規(guī)劃了萬(wàn)噸級(jí)劣質(zhì)油沸騰床加氫示范工程、百萬(wàn)噸級(jí)多產(chǎn)輕質(zhì)油的催化蠟油加氫與緩和催化裂化集成技術(shù)（IHCC）示范工程及建設(shè)具有國(guó)際先進(jìn)水平的石油煉制技術(shù)研發(fā)平臺(tái)。
“目前我國(guó)煉廠輕質(zhì)油收率不到75%，而國(guó)外先進(jìn)水平輕質(zhì)油收率在80%以上”。專家表示，如果輕質(zhì)油收率提高5個(gè)百分點(diǎn)，按每年我國(guó)加工原油4億噸計(jì)，每年提高的輕油產(chǎn)量相當(dāng)于找到一個(gè)2500萬(wàn)噸級(jí)以上的大油田。提高輕質(zhì)油收率不僅能滿足市場(chǎng)需要，而且還能節(jié)約寶貴的石油資源。
龍軍認(rèn)為，《規(guī)劃》表明了國(guó)家對(duì)劣質(zhì)原油的加工高度重視，這與煉油領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀相吻合，同時(shí)也是國(guó)家對(duì)IHCC等重油加工技術(shù)水平的認(rèn)可。這些示范重點(diǎn)工程在國(guó)家的戰(zhàn)略規(guī)劃中被寄予厚望，希望能夠通過(guò)這些技術(shù)的發(fā)展使我國(guó)煉油技術(shù)平臺(tái)更加穩(wěn)固，更好地滿足國(guó)家對(duì)能源高效轉(zhuǎn)換、潔凈環(huán)保、提升能源產(chǎn)品綜合利用價(jià)值的迫切需求。
打造平臺(tái) 保障可持續(xù)發(fā)展
在《規(guī)劃》中，首次單獨(dú)提出了要建設(shè)具有國(guó)際先進(jìn)水平的石油煉制技術(shù)研發(fā)平臺(tái)。“轉(zhuǎn)變技術(shù)研發(fā)模式勢(shì)在必行。”龍軍說(shuō)，“這是保障石油煉制技術(shù)持續(xù)發(fā)展、保障國(guó)家能源安全、滿足未來(lái)能源需求的必然選擇。”
專家指出，中國(guó)煉油工業(yè)目前已步入“由大到強(qiáng)”的戰(zhàn)略階段。在煉油技術(shù)創(chuàng)新的主攻目標(biāo)上，到了“啃硬骨頭”、解決深層次問(wèn)題的攻堅(jiān)階段。在此階段，立足世界煉油技術(shù)已經(jīng)歷150多年發(fā)展、各項(xiàng)骨干技術(shù)已進(jìn)入成熟期的實(shí)際，未來(lái)要取得重大技術(shù)創(chuàng)新和跨越式技術(shù)進(jìn)步，必須依靠知識(shí)創(chuàng)新，構(gòu)筑新的知識(shí)平臺(tái)。
石油煉制技術(shù)研發(fā)平臺(tái)的建立，是構(gòu)建《規(guī)劃》提出的“四位一體”國(guó)家能源科技創(chuàng)新體系的具體實(shí)踐。“它是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的平臺(tái)，同時(shí)也是重大技術(shù)研究的平臺(tái)。新的技術(shù)研發(fā)成果將通過(guò)這個(gè)平臺(tái)去實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，必然要推動(dòng)重大技術(shù)裝備的開(kāi)發(fā)和重大示范工程的實(shí)施。”專家表示，通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，將促進(jìn)世界先進(jìn)水平和領(lǐng)先水平煉油技術(shù)的開(kāi)發(fā)，提升我國(guó)石油煉制技術(shù)的國(guó)際地位和影響力；將更加有利于科技成果轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力，促進(jìn)我國(guó)煉油技術(shù)產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合，推動(dòng)新技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程；打造一支具有創(chuàng)新能力的科研隊(duì)伍和可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新研發(fā)機(jī)制。
作為我國(guó)石油煉制技術(shù)研發(fā)平臺(tái)的第一個(gè)試點(diǎn)，國(guó)家能源石油煉制技術(shù)研發(fā)中心于2010年落戶中國(guó)石化。它以石油化工科學(xué)研究院的主力研究室為基礎(chǔ)，圍繞中國(guó)煉油工業(yè)發(fā)展的技術(shù)需要，重點(diǎn)開(kāi)展石油煉制核心技術(shù)攻關(guān)、關(guān)鍵工藝試驗(yàn)研究、關(guān)鍵設(shè)備或部件的研制，提供石油煉制技術(shù)的技術(shù)支撐和技術(shù)服務(wù)。
“十二五”期間，中心將在節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少排放和維護(hù)國(guó)家
石油安全方面開(kāi)展戰(zhàn)略性研究工作。有專家建議，石油煉制技術(shù)研發(fā)平臺(tái)的建設(shè)應(yīng)以重大項(xiàng)目為依托，集中國(guó)內(nèi)相關(guān)力量聯(lián)合攻關(guān)，共同促進(jìn)成熟技術(shù)的推廣應(yīng)用，避免行業(yè)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)。
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