全球首創(chuàng)：柴油吸附分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用讓成品油不過剩

文／郭春壘 萬 馨 秦培堯

●通過吸附分離技術(shù)將汽柴油轉(zhuǎn)化的芳烴、烯烴。

近日，由中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司（下稱海油發(fā)展天津院）聯(lián)合中國昆侖工程有限公司共同開發(fā)的全球首創(chuàng)首套柴油吸附分離技術(shù)在山東濱州實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用。這標(biāo)志著我國基于“分子工程”理念開發(fā)的柴油吸附分離技術(shù)推廣應(yīng)用取得了重要的階段性成果，對推動(dòng)我國煉化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

獲國際專利，緩解產(chǎn)能過剩難題

7月9日，搭載著柴油吸附分離技術(shù)的全球首套工業(yè)示范裝置在山東濱化濱陽燃化有限公司進(jìn)行72小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行標(biāo)定。結(jié)果產(chǎn)品質(zhì)量全面合格，加工能耗等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)值，專有工藝及吸附劑、專利格柵內(nèi)件和專用控制系統(tǒng)通過了嚴(yán)格的工業(yè)驗(yàn)證。

當(dāng)前，我國煉油裝置的總加工能力已達(dá)到8.6億噸/年，但主要產(chǎn)品為汽柴油，化工品收率較低。隨著我國經(jīng)濟(jì)增速放緩及替代能源的迅速發(fā)展，柴油消費(fèi)需求已經(jīng)達(dá)到峰值，汽油消費(fèi)需求將于2025年達(dá)到峰值，成品油過剩問題嚴(yán)重，急需產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。與汽油、柴油的需求截然相反，烯烴、芳烴是化學(xué)工業(yè)的重要根基。隨著人民生活水平的不斷提高，烯烴、芳烴需求亦在持續(xù)增加。然而，我國烯烴、芳烴產(chǎn)品長期依賴進(jìn)口，自給率長期低于50%。因此，開發(fā)相關(guān)油化結(jié)合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)過剩油品的高值化利用，推動(dòng)傳統(tǒng)煉化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與提質(zhì)增效，已成為全行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

在充分了解市場需求的基礎(chǔ)上，海油發(fā)展天津院借助自身傳統(tǒng)催化材料優(yōu)勢，引入“分子工程”理念，創(chuàng)造性的提出了柴油吸附分離技術(shù)思路。該技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)煉化產(chǎn)業(yè)的加工過程，通過物理分離的方法實(shí)現(xiàn)油品組分的精確高效分離。針對分離組分特性耦合重芳烴輕質(zhì)化、非芳烴催化裂解、非芳烴蒸汽裂解等工藝，形成了特色鮮明的“油化結(jié)合成套技術(shù)”。

技術(shù)開發(fā)成功后，海油發(fā)展天津院一方面不斷完善技術(shù)體系，拓展技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，打造了汽油、石腦油、柴油、蠟油、費(fèi)托合成油等全方位的油品高值化利用技術(shù)平臺，提升技術(shù)在行業(yè)的競爭力及在企業(yè)應(yīng)用的融入度。另一方面圍繞該技術(shù)積極進(jìn)行專利布局，先后申請60余件中國發(fā)明專利、1項(xiàng)美國專利，實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)的全方位知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)。

該技術(shù)契合煉化產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，可以有效緩解油品過剩壓力、提高油品的附加值，還可將過剩的油品最大化轉(zhuǎn)化為市場緊缺的芳烴、烯烴等化工品，具有廣闊的市場應(yīng)用空間。

創(chuàng)新不倦，未來的“五朵金花”

臧甲忠是海油發(fā)展天津院催化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，也是該技術(shù)的負(fù)責(zé)人。在此之前，他參與研發(fā)的“重整生成油非加氫精制催化劑”獲得了國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。2013年，他把目光投向了柴油高值化加工利用領(lǐng)域。在得知國內(nèi)外已有相關(guān)技術(shù)后，他更加堅(jiān)定了走創(chuàng)新之路的決心。隨后，他迅速成立課題組，開始技術(shù)攻關(guān)。該課題組共22名科研人員，平均年齡33歲，其中最小的只有24歲。

然而，原始創(chuàng)新淡何容易！項(xiàng)目進(jìn)展曾一度陷入停滯，其間臧甲忠和他的課題成員不知經(jīng)歷了多少個(gè)無眠之夜、多少次思路的推翻重來。無數(shù)次試驗(yàn)失敗，讓課題組一次次想著是否要繼續(xù)走下去。

2015年，一次偶然的機(jī)會，臧甲忠在看到分析人員做分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，柴油吸附分離的思路油然而生。他迅速組織人員開發(fā)吸附劑、設(shè)計(jì)裝置進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明思路完全可行，一項(xiàng)基于“分子工程理念”開發(fā)的國際原創(chuàng)技術(shù)由此誕生。

隨后，課題組一方面進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化與專利申請工作，一方面進(jìn)行技術(shù)的推廣應(yīng)用工作。2016年，柴油吸附分離技術(shù)在寧波一家企業(yè)實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化。合同簽訂后，課題組的成員們每天在期待30萬噸/年示范裝置能盡早開車，以便能順利在全國范圍內(nèi)進(jìn)行布局技術(shù)推廣。但事與愿違，由于企業(yè)自身原料問題，裝置建成后未能如期開車，技術(shù)推廣陷入了僵局。

面對困難，課題組選擇主動(dòng)出擊，走遍全國各地，先后與30余家企業(yè)進(jìn)行技術(shù)交流，為客戶編制技術(shù)方案100余套。功夫不負(fù)有心人。2019年，該技術(shù)在山東濱化濱陽燃化有限公司再次轉(zhuǎn)化，建立了40萬噸/年的工業(yè)示范裝置。2020年，該示范裝置一次性開車成功。

隨著裝置的成功開車，課題組實(shí)現(xiàn)了由柴油向石腦油、由煉油化工向煤基化工、由大宗基礎(chǔ)化學(xué)品向功能性高端精細(xì)化工品延伸。

“我們希望在不遠(yuǎn)的將來3到5年，該套技術(shù)能像‘五朵金花’煉油技術(shù)一樣成為各大煉廠的標(biāo)配技術(shù)。此次工業(yè)示范裝置的開車成功，離我們團(tuán)隊(duì)的夢想更近了一步。”臧甲忠課題組成員表示。

注入強(qiáng)心劑，分離技術(shù)未來可期

海油發(fā)展天津院院長于海斌表示，柴油吸附分離技術(shù)把汽、柴油作為制作化學(xué)品的原料，實(shí)現(xiàn)了油品中的化學(xué)組分“物盡其用，各盡其能”。通過工藝組合，可將汽柴油高效轉(zhuǎn)化為市場緊缺的芳烴、烯烴、綠色溶劑等化工品，具有流程短、投資低、成本低、化工品收率高、產(chǎn)品方案靈活等顯著特點(diǎn)。

“這次研發(fā)成功，正是天津院一直以來秉承的創(chuàng)新態(tài)度和對青年研發(fā)人員充分信任的正面反饋。”于海斌介紹說，作為科技改革探索的排頭兵，隨著國家不同時(shí)期的科技體制改革，海油發(fā)展天津院的改革進(jìn)程從未停歇，1958年至今為國家改革發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。

今年，海油發(fā)展天津院入選“百戶科技型企業(yè)深化市場化改革提升自主創(chuàng)新能力專項(xiàng)行動(dòng)”。“科改示范行動(dòng)”經(jīng)國務(wù)院國有企業(yè)改革領(lǐng)導(dǎo)小組同意，選取了部分中央企業(yè)和地方國有企業(yè)中的科技型企業(yè)。這是為貫徹落實(shí)黨的十九屆四中全會精神，進(jìn)一步深化國有企業(yè)特別是科技型企業(yè)市場化改革，不斷提升企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。

海油發(fā)展天津院是中國海油的主要研發(fā)機(jī)構(gòu)之一，擁有國家級科技平臺4個(gè)，行業(yè)和省部級科技平臺7個(gè)，國家級認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室10余個(gè)。

針對未來產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，課題組始終以國家和行業(yè)重大需求為使命，以原始創(chuàng)新與科技成果轉(zhuǎn)化為己任，瞄準(zhǔn)世界能源化工前沿領(lǐng)域，在綠色催化材料創(chuàng)制、分子煉油工藝開發(fā)、節(jié)能減排與環(huán)保催化、化工過程強(qiáng)化、超臨界反應(yīng)工程等領(lǐng)域潛心布局。

未來，海油發(fā)展天津院將進(jìn)一步拓展柴油吸附分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈延伸技術(shù)，打造油化結(jié)合的系列成套技術(shù)。同時(shí)，海油發(fā)展天津院借助各方資源優(yōu)勢，加大技術(shù)宣傳與推廣力度，助推煉化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與高質(zhì)量發(fā)展。