□ 本刊記者 徐徐 雷蕾 馬明軒
隨著我國能源消耗總量的大幅增長,能源對經濟社會發展的制約日益突出,對人類賴以生存的自然環境的影響也越來越大。因此,在傳統能源特別是化石能源的開發和利用過程中,加大勘探力度、提高能源利用效率、調整能源結構成為工作的重中之重。而這一切都依賴能源科技水平的提高。
未來10年是我國能源體系轉型和能源科技創新的最佳發展機遇期,在這樣的背景下,我們如何按照《國家能源科技“十二五”規劃(2011~2015)》提出的“四位一體”框架指導煉油技術的創新?如何實現傳統能源的清潔利用?為此,記者采訪了多位行業專家和院士,對這些問題進行解讀。
隨著經濟社會的高速發展,石油消費量持續增長,市場對石油產品不斷輕質化、優質化和清潔化的要求與原油供應重質化和劣質化的矛盾將進一步加劇。
如何從有限的資源中獲取最大價值,將劣質原油“吃干榨盡”?《國家能源科技“十二五”規劃(2011~2015)》針對石油高效與清潔轉化確立了明確的發展目標和研究方向,并按照“四位一體”的框架,繪制了未來10年有望取得突破的重點技術發展路線圖。
《規劃》首次單獨提出了要建設具有國際先進水平的石油煉制技術研發平臺。“轉變技術研發模式勢在必行。”中國石化石科院院長龍軍說,“這是保障石油煉制技術持續發展、保障國家能源安全、滿足未來能源需求的必然選擇。”
石油煉制技術研發平臺的建立,是構建《規劃》提出的“四位一體”國家能源科技創新體系的具體實踐。“它是一個技術創新的平臺,同時也是重大技術研究的平臺。新的技術研發成果將通過這個平臺去實現工業化,必然要推動重大技術裝備的開發和重大示范工程的實施。”專家表示,通過這個平臺,將促進世界先進水平和領先水平煉油技術的開發,提升我國石油煉制技術的國際地位和影響力;將更加有利于科技成果轉變成現實的生產力,促進我國煉油技術產學研的結合,推動新技術的工業化進程;將打造一支具有創新能力的科研隊伍和可持續發展的創新研發機制。
作為我國石油煉制技術研發平臺的第一個試點,國家能源石油煉制技術研發中心于2010年落戶中國石化。它以石油化工科學研究院的主力研究室為基礎,圍繞中國煉油工業發展的技術需要,重點開展石油煉制核心技術攻關、關鍵工藝試驗研究、關鍵設備或部件的研制,提供石油煉制技術的技術支撐和技術服務。
我國能源“富煤少油”,在國際原油價格居高不下的情況下,將豐富的煤炭資源轉化為潔凈燃料,以替代石油產品,具有重要的戰略意義。
《規劃》首次將煤炭加工和轉化提到國家能源戰略的高度,為我國進一步降低對進口原油的依賴提供了技術支撐和保障。
《規劃》特別強調了煤炭轉化過程的節能減排,提出了研發適用于煤化工廢水特點的治理和回用技術以及煤化工廢渣循環利用技術等一系列規劃和要求。“這是中國煤轉化實現‘綠色著陸’的關鍵。”有專家表示。
高能耗、高水耗、高污染一直以來讓煤轉化飽受詬病。不可否認,煤轉化過程相對于石油化工過程而言,需要消耗較多的水,排放大量的二氧化碳,這是煤炭的性質決定的,也是人們一直以來對煤轉化持謹慎態度的原因。
因此,新型的煤炭轉化從發展伊始就注重煤轉化各個環節的節能與環保。在項目申請過程中,煤轉化充分考慮國家相關產業政策、區域規劃和環境影響分析的要求,積極推進水處理、水循環利用及二氧化碳的捕集與綜合利用;在項目的立項過程中,環境評價報告和節能評估報告的審查已成為項目核準的前提條件;在技術開發過程中,以提高煤炭中化學能的轉化效率和利用效率、減少水的消耗和廢水的排放為重要指標,注重污水加工處理以及煤化工廢渣的綜合利用。
當然,對實現煤轉化項目高效、清潔、安全、環保運行的目標而言,這些工作還遠遠不夠。專家認為,《規劃》將研發清潔高效的煤炭轉化技術提上日程,與煤轉化當前需要化解的挑戰相吻合,為進一步實現新型煤炭轉化過程中的清潔高效利用指明了方向。
“隨著新型煤炭轉化技術的開發與應用,社會輿論對遇煤必臟、能耗逢煤必高的觀念會有所改變。”中國石化工程建設公司總經理劉家明表示。
《規劃》在第四章中對清潔汽油和清潔柴油的質量升級提出要求:2011~2016年,應開發滿足國4排放標準要求的清潔汽油、清潔柴油成套技術,爭取滿足歐5排放標準要求。
研發清潔車用燃料是社會發展的必然趨勢,世界各國都在積極制定相關政策。然而,業內專家指出,目前清潔油品的生產仍面臨原料劣質化和與化工產業爭奪資源的挑戰。
隨著市場競爭日趨激烈,幾乎每家煉油企業都要在裝置不停工的情況下升級油品質量。中國石化等國有大企業迎難而上,勇當排頭兵,努力實現清潔發展的綠色目標。
經過多年努力,中國石化成功開發多項促進油品質量升級的技術,包括降低汽油烯烴含量的催化裂化技術(MIP)、催化汽油加氫異構脫硫降烯烴技術(RIDOS)、催化汽油選擇性加氫脫硫技術(RSDS-Ⅱ)、汽油吸附脫硫技術(S-Zorb)、柴油超深度脫硫技術(RTS)、柴油超深度脫 硫 催 化 劑 RS-1000、RS-2000、FHUDS-5、FHUDS-6等生產清潔燃料技術。
中國石化各企業正在進行催化裂化裝置降烯烴改造、汽油加氫脫硫裝置建設、新建和改擴建催化重整裝置,九江石化800萬噸/年油品質量升級改造項目部分前期項目也在進行;在制氫方面,茂名石化、金陵石化、齊魯石化、南化公司等煉廠正在利用煤制氫技術生產氫氣,其中茂名石化擁有國內單套產能最大的制氫裝置,于2011年9月開工。
但這還不是終點。專家介紹,“十三五”時期,工作重點將放到汽柴油質量全面升級到國5標準上。國5標準相當于歐5標準,是目前世界上最嚴格的清潔燃料標準。屆時燃油的加工費用與目前比會大幅度提高,但機動車排放的有害物質會大幅減少。中國石化將根據質量升級的要求和市場供需趨勢開發新技術,同時加快煉油企業技術改造,對煉油裝置結構作出相應調整,包括改進催化裂化工藝,減少降硫、降烯烴過程中的損失,開發具有自主知識產權的催化重整技術等。