科技創(chuàng)新破解煉油工業(yè)微利困局

文/汪學(xué)峰

當(dāng)前，全球煉油工業(yè)步入“微利時(shí)代”。在能源形勢(shì)嚴(yán)峻、國(guó)際油價(jià)波動(dòng)、成品油市場(chǎng)多變的情況下，如何依靠知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，淘汰落后工藝、采用先進(jìn)工藝，通過優(yōu)化裝置運(yùn)行和管理，縮減投資以低成本發(fā)展，對(duì)現(xiàn)有煉化裝置進(jìn)行升級(jí)配套改造，從而實(shí)現(xiàn)煉化企業(yè)節(jié)能減排、降耗增效，提升煉化企業(yè)的盈利能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，已成為當(dāng)前國(guó)際煉油行業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待研究和解決的重要課題。九江石化對(duì)兩套催化裂化裝置進(jìn)行產(chǎn)品產(chǎn)率優(yōu)化項(xiàng)目改造的成功經(jīng)驗(yàn)，或許可以給我們啟迪。

“重拳出擊”淘汰落后工藝

“十二五”期間，我國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)面臨由石化大國(guó)向石化強(qiáng)國(guó)跨越的戰(zhàn)略機(jī)遇。高端發(fā)展、綠色發(fā)展、差異化發(fā)展成為全行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主旋律。以科技創(chuàng)新為核心，全方位提升企業(yè)的創(chuàng)新能力和綜合實(shí)力。“十二五”末，我國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)的有效供應(yīng)能力將進(jìn)一步增強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模水平進(jìn)一步提升，行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，空間區(qū)域布局更加合理，自主創(chuàng)新能力和科技貢獻(xiàn)率大幅提高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力顯著增強(qiáng)。

催化裂化是煉化企業(yè)石油煉制的主要工藝流程，是在催化劑和高溫的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，生產(chǎn)出裂化氣、汽油和柴油等產(chǎn)品。因此，對(duì)催化裂化裝置進(jìn)行產(chǎn)品產(chǎn)率優(yōu)化項(xiàng)目改造，成為煉化企業(yè)優(yōu)化技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、降低裝置運(yùn)行能耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

中國(guó)石油化工股份有限公司九江分公司（下稱“九江石化”）是江西省內(nèi)唯一的煉油、化肥、化工一體化的大型石油化工聯(lián)合企業(yè)，是中國(guó)石化在中部地區(qū)、長(zhǎng)江沿江的重要煉油化工企業(yè)之一，具有650萬噸/年原油綜合加工能力，主要加工中國(guó)石化儀征-長(zhǎng)嶺管輸原油。

多年來，九江石化公司踐行科技創(chuàng)新建設(shè)“綠色低碳煉廠”的科學(xué)發(fā)展理念，針對(duì)兩套重油催化裂化裝置運(yùn)行不穩(wěn)定、設(shè)備老化、安全隱患多，九江石化“重拳出擊”，淘汰落后工藝、采用先進(jìn)工藝，不斷提升工藝水平，提高企業(yè)的盈利能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。該公司僅用一年多的時(shí)間，先后實(shí)施了100萬噸/年II套催化裂化裝置MIP-CGP產(chǎn)品產(chǎn)率優(yōu)化項(xiàng)目改造、100萬噸/年I套催化裂化裝置反再系統(tǒng)異地改造，集成了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，成功解決了裝置能耗高、輕液收率低、催化劑跑損嚴(yán)重及活性降低、旋分系統(tǒng)效率低、再生器燒焦效率下降、吸收穩(wěn)定單元分離效果差等技術(shù)難題。

兩套催化裂化裝置改造后，裝置各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)取得明顯改善，裝置能耗均達(dá)到中國(guó)石化集團(tuán)公司同類型裝置先進(jìn)水平。九江石化每年增加綜合效益2億元以上，并向成品油市場(chǎng)提供了更加清潔環(huán)保的汽油、柴油產(chǎn)品。

九江石化主要加工儀征-長(zhǎng)嶺管輸原油，針對(duì)原油性質(zhì)高硫高酸，對(duì)管線、機(jī)泵、塔器等設(shè)備腐蝕較強(qiáng)。在兩套催化裂化裝置改造中，采用耐腐蝕的不銹鋼和復(fù)合板材料，對(duì)催化裂化塔器、設(shè)備及管線進(jìn)行材質(zhì)升級(jí)改造，以更好地適應(yīng)加工高硫高酸管輸原油。

科技創(chuàng)新引領(lǐng)催化裂化改造

2011年1月8日，九江石化歷時(shí)23天完成100萬噸/年II套催化裂化裝置MIP-CGP產(chǎn)品產(chǎn)率優(yōu)化項(xiàng)目改造，成功應(yīng)用中國(guó)石化具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的石油化工科學(xué)研究院MIP-CGP技術(shù)、提升管產(chǎn)率優(yōu)化成套工藝、外取熱器均相取熱等先進(jìn)技術(shù)。

MIP-CGP技術(shù)從催化裂化過程的反應(yīng)機(jī)理出發(fā)，提出烴類裂化反應(yīng)可控性及其實(shí)現(xiàn)方法，使烴類的裂化反應(yīng)的深度和方向得到了有效的控制，通過降低再生催化劑與新鮮原料油的接觸溫度，在基本相同的反應(yīng)深度下，拓展兩個(gè)反應(yīng)區(qū)的功能，在促進(jìn)重油裂化的基礎(chǔ)上，在大幅度降低汽油烯烴含量的同時(shí)，降低干氣和焦炭產(chǎn)率，總液收明顯提高。

九江石化還與中國(guó)石化洛陽工程公司就冷、熱催化劑的混合技術(shù)等問題進(jìn)行深入探討，在II催裂化裝置改造中應(yīng)用了預(yù)提升混合器專利設(shè)備。該設(shè)備可有效改善催化裂化裝置預(yù)提升段催化劑分布，促進(jìn)催化劑與原料油有效接觸，使冷、熱催化劑充分混合。

目前，II套催化裂化裝置輕液收達(dá)到84%以上，比改造前提高了3～4個(gè)百分點(diǎn)，干氣產(chǎn)率下降1至1.5個(gè)百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率下降0.5至0.8個(gè)百分點(diǎn)，能耗降低約6～10個(gè)百分點(diǎn)，硫含量小于150ppm。成功解決了汽油烯烴質(zhì)量問題，提高了高辛烷值汽油的比例。

2011年9月20日，九江石化進(jìn)行為期52天的100萬噸/年Ⅰ套催化裂化裝置停工檢修和MIPCGP產(chǎn)品產(chǎn)率優(yōu)化改造。主要項(xiàng)目包括反應(yīng)器、再生器、沉降器、外取熱器及汽包更新改造，分餾塔、吸收穩(wěn)定塔、解吸塔、穩(wěn)定塔、再吸收塔及液化氣脫硫塔材質(zhì)升級(jí)改造，分餾和吸收穩(wěn)定系統(tǒng)換熱流程優(yōu)化改造、催化FSC儀表改造、主風(fēng)機(jī)和氣壓機(jī)等大型機(jī)組檢修等。反應(yīng)器應(yīng)用MIP技術(shù)和MIP-DCR技術(shù)，提升管產(chǎn)率優(yōu)化技術(shù)、高效快速床單段完全再生技術(shù)等8項(xiàng)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)。2011年11月11日，九江石化Ⅰ套催化裂化裝置反應(yīng)噴油成功，實(shí)現(xiàn)了一次開車成功。九江石化Ⅰ套催化裂化裝置改造項(xiàng)目被評(píng)為中國(guó)石化集團(tuán)公司2011年度“優(yōu)秀工程項(xiàng)目”。

目前，Ⅰ套催化裂化裝置運(yùn)行穩(wěn)定，優(yōu)化了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，裝置運(yùn)行能耗大幅降低。通過調(diào)整催化劑配方，輕液收由改造前的79%提高到84%，提高了5個(gè)百分點(diǎn)，干氣產(chǎn)率下降1.09個(gè)百分點(diǎn)；催化劑再生使用前置燒焦罐技術(shù)，成功解決了原有的燒焦效果不穩(wěn)定的問題，催化劑定碳降低到0.1w%以下，催化劑消耗大幅下降。采用煙氣線路壓降降低和分餾系統(tǒng)換熱流程調(diào)整，降低系統(tǒng)壓降，提高能量的利用水平，裝置能耗降低10～15千克標(biāo)油/噸。

2012年1至6月，九江石化煉油綜合能耗62.73千克標(biāo)油/噸，同比下降4.44個(gè)單位。煉油綜合能耗、原油綜合損失率、綜合商品指數(shù)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在中國(guó)石化11家500萬噸級(jí)中型煉油企業(yè)中均排名第三位。6月份，九江石化煉油專業(yè)達(dá)標(biāo)獲得中國(guó)石化系統(tǒng)內(nèi)中型煉廠第二名，躍居沿江煉化企業(yè)前列。

謀篇布局：建設(shè)千萬噸級(jí)一流煉化企業(yè)

目前，中國(guó)已成為世界石化化工生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，是世界上成品油需求增長(zhǎng)速度最快的市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年全國(guó)千萬噸級(jí)煉廠已達(dá)22個(gè)，占國(guó)內(nèi)原油加工能力的55%。形成了長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、環(huán)渤海地區(qū)等具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的石化化工產(chǎn)業(yè)集群。到2015年，全國(guó)一次原油加工能力將達(dá)到6億噸/年。未來中國(guó)成品油市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局仍將主要是中石化、中石油、中海油等國(guó)內(nèi)幾大石油公司與殼牌、?？松梨?、BP等跨國(guó)石油巨頭們之間的博弈。

中國(guó)石化位列2011年《財(cái)富》世界500強(qiáng)企業(yè)第5位，是國(guó)內(nèi)經(jīng)營(yíng)規(guī)模最大的企業(yè)。面對(duì)復(fù)雜嚴(yán)峻的國(guó)際國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，中國(guó)石化積極應(yīng)對(duì)油品質(zhì)量升級(jí)的環(huán)保壓力，以及國(guó)際原油價(jià)格高企、原油進(jìn)口量增加、國(guó)內(nèi)成品油限價(jià)長(zhǎng)期倒掛等經(jīng)營(yíng)壓力，責(zé)無旁貸地肩負(fù)起保障國(guó)內(nèi)成品油市場(chǎng)供應(yīng)的政治責(zé)任和社會(huì)責(zé)任。

國(guó)家《石化產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》對(duì)重大煉油項(xiàng)目提出“發(fā)展循環(huán)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、立足現(xiàn)有企業(yè)、靠近消費(fèi)市場(chǎng)、方便資源吞吐”的要求。中國(guó)石化集團(tuán)公司董事長(zhǎng)傅成玉指出：“要針對(duì)世界發(fā)展新趨勢(shì)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新動(dòng)向，大力推進(jìn)節(jié)能減排，積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，不斷提高資源使用效率，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加快構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)，打造綠色低碳發(fā)展新優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。”

2012年1月，中國(guó)石化開啟“建設(shè)世界一流能源化工公司”的新航程，并明確要求煉油板塊率先實(shí)現(xiàn)世界一流。“十二五”期間，中國(guó)石化將大力實(shí)施資源戰(zhàn)略、市場(chǎng)戰(zhàn)略、一體化戰(zhàn)略、國(guó)際化戰(zhàn)略、差異化戰(zhàn)略、綠色低碳戰(zhàn)略等六大發(fā)展戰(zhàn)略，建立具有中國(guó)石化特點(diǎn)的發(fā)展模式。針對(duì)世界發(fā)展新趨勢(shì)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新動(dòng)向，大力推進(jìn)節(jié)能減排，積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，不斷提高資源使用效率，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加快構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)，打造綠色低碳發(fā)展新優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。加快建設(shè)節(jié)約高效的現(xiàn)代煉油工業(yè)的步伐，依靠知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，采用現(xiàn)代信息技術(shù)和現(xiàn)代化管理，降本增效，以低成本發(fā)展，不斷提升中國(guó)石化的綜合實(shí)力、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展能力，建設(shè)世界一流能源化工公司。

2009年12月6日，江西省人民政府與中國(guó)石油化工集團(tuán)公司在北京簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。雙方共同推進(jìn)九江石化實(shí)施煉化一體化項(xiàng)目建設(shè)，使九江石化煉油綜合加工能力將提升到800萬噸～1000萬噸/年，把九江石化建設(shè)成為我國(guó)中部地區(qū)重要的煉油化工生產(chǎn)基地。

2011年初，九江石化確立“十二五”發(fā)展目標(biāo)----建設(shè)具有國(guó)際先進(jìn)水平的千萬噸級(jí)一流煉化企業(yè)?！笆濉鼻捌?，九江石化力爭(zhēng)用3年時(shí)間實(shí)施800萬噸/年油品質(zhì)量升級(jí)改造工程，并建成投產(chǎn)；“十二五”后期，持續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化和管理優(yōu)化，提升各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；“十二五”末，力爭(zhēng)發(fā)展成為具有國(guó)際先進(jìn)水平的千萬噸級(jí)一流煉化企業(yè)。

2011年4月，九江石化會(huì)同中國(guó)石化咨詢公司，組織國(guó)內(nèi)專家，編制完成《九江石化爭(zhēng)上游發(fā)展策略研究》，對(duì)照國(guó)際、國(guó)內(nèi)及行業(yè)先進(jìn)，圍繞千萬噸級(jí)一流煉化企業(yè)目標(biāo)，從贏利能力、產(chǎn)品質(zhì)量、環(huán)保指標(biāo)、原油選擇、裝置結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、氫氣成本、競(jìng)爭(zhēng)力分析等方面，對(duì)油品質(zhì)量升級(jí)改造后的情況進(jìn)行了逐一對(duì)比分析，為科學(xué)發(fā)展提供了參考。公司編制《三年滾動(dòng)計(jì)劃綱要》并將逐年滾動(dòng)調(diào)整，將遠(yuǎn)期目標(biāo)分解為中期目標(biāo)，進(jìn)而細(xì)化為近期目標(biāo)、當(dāng)期目標(biāo)。

踐行“綠色低碳”可持續(xù)發(fā)展理念

2011年7月21日，九江石化800萬噸/年油品質(zhì)量升級(jí)改造項(xiàng)目環(huán)評(píng)報(bào)告獲得國(guó)家環(huán)境保護(hù)部批復(fù)。2011年11月25日，九江石化800萬噸/年油品質(zhì)量升級(jí)改造工程開工奠基。九江石化向著建設(shè)“具有國(guó)際先進(jìn)水平的千萬噸級(jí)一流煉化企業(yè)”的目標(biāo)，邁開了堅(jiān)實(shí)的步伐。

800萬噸/年油品質(zhì)量升級(jí)改造工程是九江石化落實(shí)江西省人民政府與中國(guó)石化集團(tuán)公司戰(zhàn)略合作協(xié)議、鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃的重大工程項(xiàng)目，是應(yīng)對(duì)汽、柴油產(chǎn)品質(zhì)量不斷升級(jí)的需要，對(duì)現(xiàn)有煉化裝置和設(shè)備進(jìn)行升級(jí)配套改造，以滿足區(qū)域成品油市場(chǎng)的需求。主要建設(shè)項(xiàng)目包括新建500萬噸/年常減壓蒸餾、240萬噸/年加氫裂化、170萬噸/年渣油加氫、150萬噸/年柴油加氫精制、120萬噸/年連續(xù)重整、25萬噸/年苯抽提、8萬噸/年乙苯苯乙烯、2套7萬噸/年硫黃回收、4萬立方米/時(shí)PSA氫氣提純、10萬標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)煤（焦）制氫、鍋爐煤（焦）代油等10多套主體裝置以及儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)等配套工程，其中環(huán)保設(shè)施投資占工程總投資的13.8%，該工程將于2014年全部建成投產(chǎn)。

據(jù)了解，九江石化800萬噸/年油品質(zhì)量升級(jí)改造項(xiàng)目總投資100億元，項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，九江石化煉油綜合加工能力將提升到800萬～1000萬噸/年，生產(chǎn)的汽油、柴油產(chǎn)品質(zhì)量全部達(dá)到國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，年銷售收入超過500億元，年上繳稅金超過100億元，成為我國(guó)中部地區(qū)重要的綠色低碳石油化工產(chǎn)業(yè)基地。對(duì)促進(jìn)中國(guó)石化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，延長(zhǎng)石油化工產(chǎn)業(yè)鏈，充分利用煉油工業(yè)生產(chǎn)的中間產(chǎn)品和副產(chǎn)品等資源，增產(chǎn)高品質(zhì)清潔環(huán)保的汽油、柴油等油品，提升江西省石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，推動(dòng)江西省實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展、綠色崛起，具有重要意義。

“十二五”期間，中國(guó)石化通過合理利用石油資源，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)節(jié)能減排。提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高資源附加值。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力。加強(qiáng)技術(shù)改造，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，積極發(fā)展高端石化產(chǎn)品，延伸石油化工產(chǎn)業(yè)鏈。

中國(guó)石化將繼續(xù)大力實(shí)施油品質(zhì)量升級(jí)，對(duì)不同品質(zhì)原油加工適應(yīng)性和綜合利用技術(shù)改造，進(jìn)一步提高重質(zhì)原油的綜合加工和利用能力。已經(jīng)建成投產(chǎn)的洛陽石化1000萬噸/年油品質(zhì)量升級(jí)工程，即將竣工的長(zhǎng)嶺煉化800萬噸/年油品質(zhì)量升級(jí)和改擴(kuò)建工程，總體受控的武漢石化80萬噸/年乙烯和800萬噸/年油品質(zhì)量升級(jí)二期工程，正在進(jìn)行中的茂名石化1800萬噸/年油品質(zhì)量升級(jí)改造工程、金陵石化油品質(zhì)量升級(jí)改造工程、揚(yáng)子石化油品質(zhì)量升級(jí)及原油劣質(zhì)化改造工程。

通過改造，中國(guó)石化將淘汰落后工藝、采用先進(jìn)工藝，建設(shè)“綠色低碳煉廠”。收到增產(chǎn)減污、節(jié)能減排的效果，生產(chǎn)的汽油、柴油質(zhì)量全部達(dá)到國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)保障國(guó)內(nèi)成品油市場(chǎng)供應(yīng)的能力，提供更加清潔、環(huán)保的油品。