煉油化工如何轉型—專訪中國石化石油化工科學研究院原院長、中國工程院院士李大東

○ 文／本刊記者 鄭 丹

60年來，我國煉化技術為生產(chǎn)世界一流的產(chǎn)品，解決石油資源更加高效利用，為企業(yè)創(chuàng)效做出貢獻?，F(xiàn)在正在為煉廠逐步向化工型轉型儲備技術。

今年是新中國成立70周年，我國煉油工業(yè)走過了60年歷程。在“壯麗70年奮斗新時代·感動石化人物”頒獎禮上，中國石化石油化工科學研究院原院長、中國工程院院士李大東被評為“感動石化人物”。

細數(shù)煉油風云一甲子，輝煌在胸中激蕩。放眼未來，為國家謀，為煉油強，從長計議。

在接受本刊記者專訪時，李大東院士表示，他在思考兩個問題。雖然石油將來要被新能源所替代，但石油作為碳氫化合物這種寶貴的資源不能浪費，還是要繼續(xù)發(fā)揮作用的。煉廠，是很大的一筆投資，怎么在石油峰值到來后為國民經(jīng)濟繼續(xù)發(fā)揮作用？從研究單位來說，這些問題需要提前考慮。從技術發(fā)展來講，要提前做好準備。

石油不會很快被替代

中國石油石化：李院士，您好！業(yè)內(nèi)外都很關心石油和化學工業(yè)未來的發(fā)展。在您看來，石化工業(yè)的發(fā)展方向和趨勢是什么？

李大東：對現(xiàn)在石油化學工業(yè)的發(fā)展，很多業(yè)內(nèi)外的人士很關心，因為石油化學是能源工業(yè)中很重要的一個組成部分。特別是現(xiàn)在替代能源的發(fā)展和環(huán)境保護的加強，將來煉油化工業(yè)怎么發(fā)展，大家很關心，這個是很自然的。

從新能源、替代能源，特別是和煉油工業(yè)關系密切的汽車能源來看，新能源汽車特別是電動汽車發(fā)展得很快。雖然很多國家已經(jīng)宣布未來將禁止生產(chǎn)化石燃料汽車，但估計至少在本世紀中葉以前，化石燃料仍將占汽車燃料的一半還多。從新能源汽車看，雖然發(fā)展速度比較快，但數(shù)量和比例不大。所以，替代是一個緩慢增長的過程，需要幾十年的時間。

有一個問題需要注意，就是對汽車燃料、煉油產(chǎn)品需求增長的速度現(xiàn)在在減緩。十多年以前，我國汽柴油年增率為7%～8%，現(xiàn)在降到了3%～4%。但不同品種的產(chǎn)品情況是不一樣的。柴油現(xiàn)在基本達到峰值，再往后就會逐步下降；汽油的需求在增長；航空煤油增長得更快一些。總的來說，化石燃料需求還是在增長，但速度在減緩。再過一些年，2030年，當然這不是絕對的，汽油也要達到峰值；航空煤油達到峰值的時間可能會比較久，因為飛機發(fā)動機所需這么大的功率使其燃料替代要有一個很長的過程。

中國石油石化：當前，您對煉油和化學工業(yè)發(fā)展思考的主要問題是什么？

李大東：現(xiàn)在，必須考慮兩個問題。

一是石油資源。石油消費達峰后，對石油需求的總量就減少了?？墒?，全球可采石油儲量足夠人類用很長很長的時間，即石油資源還未消費完就到峰值了。雖然石油將來要被新能源所替代，但石油作為碳氫化合物這種寶貴的資源還是要發(fā)揮作用的。

二是煉廠。煉廠是很大的一筆投資，怎么讓它在石油峰值到來后為國民經(jīng)濟繼續(xù)發(fā)揮作用。

從研究單位來說，這些問題需要提前考慮。這就是轉型的問題——一旦石油需求下降，煉廠怎么轉型？根據(jù)這樣一個大的發(fā)展形勢和趨勢，我們未來的煉廠將有哪幾種類型，這幾種煉廠需要哪些核心技術。這是需要我們同步考慮和準備的。否則，需要轉型的時候沒有技術支持也是不行的。

中國石油石化：您提出未來煉廠主要有三種模式——清潔燃料型煉廠、油化結合型煉廠及化工型煉廠。隨著石油消費達峰，清潔燃料型煉廠是否會逐步減少？

李大東：清潔燃料型煉廠即生產(chǎn)油品為主，化學原料為輔。即使石油需求達到峰值，它也不會是一下子停止而是逐步減少。所以，將來有一部分煉廠還是要生產(chǎn)油品，清潔燃料型煉廠還是依然存在的。因為，雖然對石油的總量需求達到峰值，但量還是很大的，還是需要清潔燃料型煉廠供應油品的。只不過隨著市場需求，清潔燃料型煉廠的比例會減少，是這樣的一個趨勢。但這不是一兩年，而是相當長的一個過程。

資源更有效利用

中國石油石化：在您看來，我國煉油技術的發(fā)展遵循著怎樣的路線？

李大東：我國煉油技術的發(fā)展方向，一是產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，滿足國家環(huán)保和運輸行業(yè)要求；二是解決石油資源高效利用，同時與企業(yè)效益結合在一起；三是逐步向化工轉型。

中國石油石化：我國已具備生產(chǎn)具有世界先進水平的國Ⅵ汽柴油核心技術，將來還要生產(chǎn)比現(xiàn)在更加清潔的油品嗎？

李大東：從油品質(zhì)量看，現(xiàn)在的國VI相當于歐VI，產(chǎn)品質(zhì)量完全在一個層次。從我國來說，北京應用國VI油品比全國走得早一點。從油品的升級步伐看，我們可能不是到了國VI就止步了，可能還要再進一步。從汽車工業(yè)講，它要求提高內(nèi)燃機的效率，希望辛烷值高一些，比如95以上。

我們從油品質(zhì)量的發(fā)展預測需要解決什么問題。

柴油，要進一步降低多環(huán)芳烴。原來，國VI柴油多環(huán)芳烴的標準是7，比歐VI的8還低一點點。多環(huán)芳烴是和顆粒物相關的，顆粒物則和霧霾有關。降低多環(huán)芳烴，對顆粒物的下降起到很大作用。

汽油，下一步則要繼續(xù)提高辛烷值，芳烴和烯烴還要嚴格限制，因為它們不利于減排?，F(xiàn)在唯一的辦法就是在汽油池里面增加異構烷烴。所以，現(xiàn)在對于今后能夠為煉廠提供異構烷烴的技術是更加迫切的。怎么經(jīng)濟有效地結合煉廠的情況提供大量的異構烷烴，這是我們從技術上需要考慮的問題。

硫，是汽油和柴油質(zhì)量提升中都很關鍵的問題。汽油的硫含量已經(jīng)降到10ppm，世界上也是。再往下降不是不可以，但涉及的問題就會更多，不僅是生產(chǎn)的問題還有運輸儲存等問題。

對產(chǎn)品需求的發(fā)展趨勢預測非常重要，這決定了煉廠今后的生產(chǎn)工藝和技術。作為研究單位，我們要提前為企業(yè)準備好這些技術。這樣國家一旦有新標準，企業(yè)就有辦法。我們研究單位要使企業(yè)采用的這些技術和原有煉廠裝置的結構很好的銜接。

總而言之，要用最小的代價讓企業(yè)解決面臨的挑戰(zhàn)和問題。不能一有新標準，就全部推倒重來。比如，柴油要進一步降低多環(huán)芳烴，我們要怎么辦？有可能會付出一點代價，但我們要考慮怎么用最少的代價來做到。

還有，船用燃料油低硫的問題。船用燃料油從輕到重有好幾種，內(nèi)河近海小型船用的是輕質(zhì)燃油，大型遠洋船用的是重質(zhì)燃油。原來的硫含量標準是3.5%，明年起全球航運業(yè)都要降到0.5%。這相當于5000ppm，國VI汽油是10ppm。這個問題難在重質(zhì)的高黏度原油如何生產(chǎn)出0.5%硫含量的燃料油。還是要用經(jīng)濟、有效的辦法，不能不計代價。

現(xiàn)在，在中國石化集團總部統(tǒng)一領導下，研究單位和企業(yè)正在聯(lián)合組織技術攻關。一個比較好的辦法是用催化裂化的油漿來生產(chǎn)。因為比較重、黏度比較高，催化裂化油漿是不太好用的一個副產(chǎn)品，價值也很低，很難找到合理的用途。在渣油加氫和催化裂化組合中，進料的硫已經(jīng)脫到0.5%了。我們要研究的是怎么把催化裂化油漿做成低硫燃料油。這是一個比較好的來源，但要解決一個問題——必須把催化裂化油漿中固體的粉塵脫掉，然后再和其他組分適當調(diào)合。這是比較經(jīng)濟合理的途徑。

中國石油石化：在解決石油資源高效利用，為企業(yè)提升效益等方面，還為清潔燃料型煉廠準備了哪些技術？

李大東：首先，為延遲焦化產(chǎn)生的高硫石油焦找出路。因為我們現(xiàn)在用的原油是中東高硫油。通過延遲焦化把減壓渣油通過熱加工轉換成一部分輕質(zhì)油品，然后剩下30%的是固體石油焦，這些石油焦的平均硫含量為4%～6%。我國要把硫含量高于3%的石油焦列為危險化學品，這給石油焦的儲存運輸帶來一系列很大的問題。高硫石油焦沒有出路了。但石油焦在煉鋁工業(yè)中還是很重要的產(chǎn)品。這對我們也是一個非常重要和緊迫的問題。應該結合現(xiàn)在的延遲焦化裝置，用經(jīng)濟、有效的辦法去解決。

從目前的研究看，有兩條途徑。一種是渣油加氫和延遲焦化組合，即渣油加氫先脫硫，但這種方法不經(jīng)濟。這樣，煉廠的效益就會出問題。所以，現(xiàn)在的問題是怎么使它經(jīng)濟可行。還有一種方法是怎么在延遲焦化過程中讓硫不保留在固體石油焦里面，而進入液體產(chǎn)品。這條路是國內(nèi)外都沒有的，需要去探索。如果能成功，將是一個最經(jīng)濟、有效的辦法。因為延遲焦化的液體產(chǎn)品都是要去加氫的，所以不增加很多投資和費用。

還有，脫SOx（硫化合物）技術。煉廠的催化裂化煙氣含有二氧化硫和三氧化硫。現(xiàn)在多數(shù)的脫SOx技術有二次污染的問題，出來的要么是固體的廢渣，要么是液體的。所以，希望能有不產(chǎn)生二次污染的環(huán)保的脫SOx技術。

●轉型，我國煉廠還有很長的路要走。 攝影/王 芳

轉型化工型煉廠要重效益

中國石油石化：大趨勢當前，國內(nèi)煉廠的轉型問題也格外受關注。您如何看待這一問題？

李大東：化工型煉廠，是我們的說法，即生產(chǎn)化工原料為主、清潔油品為輔。在歐洲和美國的石油化工年會上，這幾年都有不斷的報道，他們的說法是原油生產(chǎn)化學品技術。這在國際上引起了大家高度的重視。很多大公司都在發(fā)展化工型煉廠。

煉廠轉型，首先一個問題是什么煉廠轉型最容易？再有，煉廠轉型的指導思想應該是效益最大化。

我們的目標是，結合中國的具體情況，能夠?qū)崿F(xiàn)煉油向化工轉型的應該首先是大型煉廠和石化廠結合在一起的石油化工綜合體?，F(xiàn)在，許多中石化的煉廠，像上海、揚子、武漢、廣州、鎮(zhèn)海、茂名、南京、燕山等就是這種石油化工綜合體。

石油化工綜合體的特點是煉廠現(xiàn)在主要生產(chǎn)油品，另外給石化廠提供一部分原料。將來，煉廠生產(chǎn)出來的，比如低碳烯烴和芳烴，不需要再建分離和后加工利用的裝置就可以把低碳烯烴和芳烴的分離和后加工利用直接打到乙烯廠。比如茂名石化，有煉油也有石油化工。但現(xiàn)在煉油主要生產(chǎn)油品，石油化工那邊是原料石腦油蒸汽裂解、然后深冷分離，之后再把乙烯、丙烯去后加工利用，生產(chǎn)各種化學品。

對于這樣煉廠和石化廠建在一起的綜合體，將來的轉型是容易的。為什么？因為代價最小，轉型后有競爭力。否則，一個孤零零的煉廠得再建深冷分離、后加工利用裝置，這些投資是非常巨大的，代價太大。另外，轉型也不能一哄而上，因為這會帶來很多問題。所以，要隨著市場需求逐步地進行。

中國石油石化：煉廠轉型效益最大化的涵義是什么？

●環(huán)保標準日益嚴格，對我國煉化企業(yè)發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。 攝影/王東亮

李大東：轉型為化工型煉廠，我們追求的是效益最大化，而不是某一種產(chǎn)品的最大化。比如，不是追求丙烯或者乙烯產(chǎn)品的最大化。當然，如果某一個產(chǎn)品最大化、效益也最大化，當然沒有問題。但多數(shù)情況下，兩者不一定是一致的。也不一定要追求100%轉化成化工品，要根據(jù)煉廠的裝置結構來進行。

煉化企業(yè)是要參與國際國內(nèi)競爭的。要有競爭力，企業(yè)必須在安全環(huán)保的前提下取得效益。對我們來說，只有發(fā)展為企業(yè)爭取效益最大化的技術，才是受企業(yè)歡迎的，企業(yè)才會愿意采用。我們現(xiàn)在正在提前準備好未來。

中國石油石化：請您介紹一下煉廠轉型所需要的核心技術？

李大東：煉廠轉型的技術，把重油轉化成化學品，我們早在十多年前已經(jīng)開始準備。重油轉化，怎么轉化是核心。

石腦油的優(yōu)化利用。輕石腦油可以打到乙烯廠去，作為乙烯的原料。重石腦油可以把它通過吸附分離，分成兩種組分。其中，石蠟烴的組分直接去做蒸汽裂解，乙烯收率可以提高10%～11%；富含環(huán)烷烴和芳烴的組分去做重整生產(chǎn)芳烴，芳烴收率可以提高10%左右。

常壓渣油加氫改質(zhì)。這是一項蠟油和渣油經(jīng)過加氫處理去深度催化裂解的技術，是將來化工型煉廠的核心技術。因為蠟油加渣油約占原油的50%，在清潔燃料型煉廠是這樣，化工型煉廠也是這樣。蠟油和渣油為什么要加氫處理？因為現(xiàn)在我國主要煉的是中東油。中東油是中間基的，不是石蠟基的。中間基的原油必須經(jīng)過改質(zhì)以后去深度裂解，才能主要出目的產(chǎn)品低碳烯烴。所以加氫改質(zhì)這個技術對我們非常重要，應該有高度的選擇性，生產(chǎn)有利于深度裂解的烴類。常壓渣油加氫改質(zhì)后，接選擇性催化裂解，主要出乙烯、丙烯和低碳芳烴。這也是化工型煉廠的主要目的。

SHMP（催化丙烯技術）。常壓渣油加氫改質(zhì)和選擇性催化裂解的組合即SHMP技術。這是我們院正在研究開發(fā)的一項技術。這項技術需要解決的關鍵問題是如何抑制催化裂解過程中丙烯的再轉化。這里面存在幾個問題。

一是從加氫部分來說，要能夠提高它的選擇性，要盡量使烴類改質(zhì)生成有利于催化裂解去生產(chǎn)低碳烯烴。二是從選擇性催化裂解本身來講，現(xiàn)在要解決的問題是丙烯的再轉化。解決了這個問題，就可以大幅度提高丙烯的收率了。三是需要突破新的催化材料和催化劑。SHMP也是為未來煉廠轉型準備的核心技術之一，現(xiàn)在已經(jīng)到了中試階段。

●攝影/李全中

石化工業(yè)仍有增長空間

中國石油石化：隨著人們對生活品質(zhì)追求的不斷提高，石油化工行業(yè)將需要滿足人們更加高端的需求，行業(yè)發(fā)展的明天是美好的。但發(fā)展也伴隨著一些問題。在您看來，石油化工工業(yè)發(fā)展需注意解決好哪些問題？

李大東：現(xiàn)在，煉油產(chǎn)能嚴重過剩。去年，國內(nèi)的煉油能力已經(jīng)超過8億噸。今明兩年還有不少煉油裝置將陸續(xù)投產(chǎn)。今后，我們還要提高國際競爭力。在產(chǎn)品質(zhì)量、環(huán)境要求越來越高的時代，要盡快解決過剩這個問題。另外，產(chǎn)品質(zhì)量還要繼續(xù)提高。

將來，煉油企業(yè)面臨轉型，一些小型的、獨立的煉廠也面臨著這個難題。轉型的原因，在國內(nèi)外都是一個共同的趨勢。因為從全球范圍看，化工產(chǎn)品未來需求的增長比油品要快。數(shù)據(jù)顯示，全球化工產(chǎn)品需求增長高于全球GDP的增長速度。這將是相當長的一段時間。

從不同產(chǎn)品來說，如材料。材料，是人類生活中無處不在的。石油化工是生產(chǎn)材料的，從人類對材料的需求看，是一個非常廣闊的市場。隨著新材料的出現(xiàn)，會找到材料新的應用市場。你看到的市場是在不斷地變化的。原來你做的各種東西，如木材、皮革，后來有了塑料的出現(xiàn)，但現(xiàn)在又有問題了。一般塑料不能降解導致污染，所以，還得不斷地有新材料。怎么能既解決需求又保持塑料產(chǎn)品的優(yōu)點，對環(huán)境不要造成長期污染，比如能降解的塑料。

已經(jīng)生產(chǎn)出來的塑料產(chǎn)品變成垃圾怎么處理也是一個問題。廢塑料處理的技術很多，現(xiàn)在國內(nèi)也在做。比較成熟的是高溫熱解，就是把廢塑料做成油品，再改質(zhì)，再去應用。但高溫熱解也存在問題，要注意安全環(huán)保。還有一個很重要的問題是塑料垃圾的分類和處理。所以，這好多事是相關的，不是單一的，牽涉一個城市的垃圾分類。處理不好，回收利用就不好辦了。

中國石油石化：在新中國成立70周年和我國煉化工業(yè)走過60年這個節(jié)點上，請您談談對我國石化工業(yè)發(fā)展的期待。

李大東：我國煉油工業(yè)經(jīng)過60年發(fā)展，從1959年發(fā)現(xiàn)大慶油田，我們才有了建立現(xiàn)代煉油工業(yè)的物質(zhì)基礎，經(jīng)過幾代人幾十年的發(fā)展到今天。從能力上看，我國已經(jīng)具備世界第二大煉油能力。從技術和工程各方面看，完全依靠我國自主創(chuàng)新的技術已經(jīng)可以建設千萬噸級甚至更大規(guī)模的現(xiàn)代化煉廠。

我國的煉化技術水平總體上已和國際接軌，產(chǎn)品質(zhì)量上也是與國際接軌的。從煉油技術來說，我國多數(shù)的技術處于國際先進水平，有個別的技術還處在世界領先水平。當然，也有一些技術有差距，比如在節(jié)能環(huán)保方面。

未來，我國的煉油和化學工業(yè)還有一定的發(fā)展空間。因為按人均來看，我國的油品消費量在世界上還沒有達到人均水平。雖然我們不可能像美國那樣去消費，但我們還有一定的增長空間。所以在這個領域，行業(yè)還有用武之地。另外，從技術上看，我們經(jīng)歷了從跟蹤模仿、跟跑、并跑到領跑。未來，我們應該朝著領跑的方向去努力。但這也是不容易的，希望寄托在年輕人身上。