“深地工程”鉆頭探進的有多深,中國石化需要攻克的難題就有多大,取得的成就就有多高。 供圖/中國石化 視覺中國
為了打造更多的“新材料之王”,數(shù)年來,中國石化不遺余力地夯實著“材料之基”。
當石油化生萬物,守護百姓的民生福祉,是誰在一次次做著巔峰突破?
伶仃洋上,中國石化用僅1/10頭發(fā)粗細的超高分子量聚乙烯纖維制成的纜繩吊起港珠澳大橋6000噸重的沉管隧道;
中國年內(nèi)將下線的時速能達450公里的世界最快高鐵CR450動車組,滿載“體重”從500多噸下降到460噸,碳纖維等新材料發(fā)揮了重要作用……
在新材料領域塑造新質生產(chǎn)力,一直是中國石化追求的目標,而細如發(fā)絲、比重不到鋼的1/4、強度卻是鋼的7~9倍的碳纖維,只是中國石化在該領域進行巔峰突破的一個縮影。
高性能聚丁烯、阻燃聚丙烯樹脂、阻隔應用材料……為了打造更多的“新材料之王”,數(shù)年來,中國石化不遺余力地夯實著“材料之基”。
今年5月,在第八屆中國品牌日活動中,中國石化彰顯了自身強大的化工力量——
乙烯生產(chǎn)能力全球排名第二位;
芳烴生產(chǎn)能力全球排名第一位;
煉油能力全球排名第一位;
…… ……
從一輛小汽車到一件運動服,從一枚運載火箭到一個嬰兒奶瓶,大到國家高精尖科技領域,小到每個人日常的衣食住行,今天,中國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和百姓的民生福祉都離不開煉油和化工。煉油化工行業(yè)必須一次次的自我突破,才能全方位地為國計民生保駕護航。
世界級乙烯基地浮出
乙烯被稱作石化之母,它是合成纖維、合成橡膠、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料。
可以說,乙烯工業(yè)是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心,乙烯產(chǎn)品占石化產(chǎn)品的75%以上,在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。而當今世界已將乙烯產(chǎn)量作為衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的重要標志之一。
今天,在中國東南沿海的杭州灣南岸,一座世界級石化產(chǎn)業(yè)的“橋頭堡”——中國石化鎮(zhèn)海煉化以“中國最大的煉化一體化基地”的姿態(tài)呈現(xiàn)在世人面前。
據(jù)介紹,這座中國最大的煉化一體化基地,構建了“大煉油、大乙烯、大碼頭、大倉儲”的產(chǎn)業(yè)格局,創(chuàng)建了以“生產(chǎn)運行智能化、設備管理數(shù)字化、企業(yè)管理信息化、基礎設施虛擬化”為主要特征的智能工廠2.0信息化管理系統(tǒng),錨定了“世界級、高科技、一體化”的總目標。
該基地一期項目主要包括乙烯工程主體及產(chǎn)業(yè)鏈配套項目。該基地的全面建成,創(chuàng)造了目前國內(nèi)建設周期最短、國產(chǎn)化程度最高、數(shù)字化應用最廣的石化產(chǎn)業(yè)基地建設紀錄。
有參與人員回憶說,該基地從東?;臑┑綗捤至?,中國石化工程建設公司等55家參建單位近3萬名建設者保持全程安全高效施工。乙烯項目從基礎設計批復、現(xiàn)場土建基礎開工到中交,僅用時15個月,創(chuàng)國內(nèi)同等規(guī)模項目建設速度之最。
不僅如此,該基地首次實現(xiàn)百萬噸級乙烯在芯片、操作系統(tǒng)等分散控制系統(tǒng)上的全面國產(chǎn)化。大乙烯裝上“中國心”,國產(chǎn)化乙烯“三機”(裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機、乙烯壓縮機)大機組指標優(yōu)于國際標準,為國內(nèi)之最。
基地還首次實現(xiàn)數(shù)字工廠和物理工廠同步建設、同時交付?!傲可矶ㄖ啤绷藨糜谥悄芄S的5G專網(wǎng),落地1萬個5G連接基站,打造了浙江省規(guī)模最大的5G專網(wǎng)。基地中各類儀器儀表、開關閥門、視頻監(jiān)控等設備都陸續(xù)被接入5G專網(wǎng)。
目前,基地自主研發(fā)應用的國內(nèi)獨一無二的“智能儀表健康管理平臺”,已申請國家專利,所有儀表可直接接入平臺進行維護。
鎮(zhèn)海煉化這一中國最大的煉化一體化基地,擁有220萬噸/年乙烯生產(chǎn)能力,是國內(nèi)唯一多次在所羅門全球乙烯績效評價中位列第一群組的企業(yè)。預計,到“十四五”末,其年生產(chǎn)能力將躍升至4000萬噸/年級煉油、400萬噸/年級乙烯,達到世界級規(guī)模。
那么,這一世界級的乙烯基地究竟是怎樣被建造出來的呢?
這還要從2017年說起。
早在2017年3月2日,中國石化就宣布:“十三五”期間,公司計劃投資2000億元,升級打造茂湛、鎮(zhèn)海、上海和南京四個世界級煉化基地。
這是中國石化貫徹落實黨中央、國務院關于調(diào)整優(yōu)化重大生產(chǎn)力布局的戰(zhàn)略部署的重要舉措。
今天看來,這一舉措對提高中國煉化產(chǎn)業(yè)的集中度,有效推動地方和國家經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。
“優(yōu)化升級打造四大世界級煉化基地是適應全球石化產(chǎn)業(yè)集群化、規(guī)?;谋厝话l(fā)展趨勢,也是引領我國石化產(chǎn)業(yè)轉型升級、整體邁向中高端的戰(zhàn)略舉措,更是提高中國石化自身競爭力的重要手段?!碑斈?,任中國石化集團公司董事長的王玉普說。
集群化、規(guī)模化發(fā)展正是全球石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。集群化方面,美國52%的煉油能力、95%的乙烯能力集中在墨西哥灣沿岸地區(qū);日本85%的煉油能力、89%的乙烯能力分布于太平洋沿岸地區(qū)。規(guī)?;矫?,韓國蔚山煉油能力4200萬噸/年、乙烯能力340萬噸/年……
中國石化的目標則是將四大基地建成技術領先、綠色環(huán)保、安全高效、集聚力強的世界級煉化基地。
因為,世界級煉化基地不僅能拉動煉化下游產(chǎn)業(yè)的高質量發(fā)展,而且會為地方綠色石化現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群建設帶來新活力,對地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展具有舉足輕重的作用。
比如,100億人民幣煉油化工項目的投資,可以至少帶動下游400億人民幣的投資。以此計算,中國石化投資2000億提升打造四大世界級煉化基地,可帶動下游近萬億元的投資,并帶動下游裝備制造業(yè)的發(fā)展,從而全面有效地推動地方經(jīng)濟、國家經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。
這就是所謂的“榕樹效應”。
而最重要的是,世界級煉化基地將推動中國石化產(chǎn)業(yè)邁向全球價值鏈的中高端,大幅提升我國石化產(chǎn)業(yè)的整體國際競爭能力,進而引領世界趨勢。
數(shù)年后,中國石化鎮(zhèn)海煉化這一世界級的乙烯基地浮出。
面對全球經(jīng)濟格局的變遷,中國石化以自身的行動竭力向上躍升。習近平總書記“世界級、高科技、一體化”的殷切囑托,也正在隨著時間的推移,逐漸化為現(xiàn)實。
巔峰突破 驅動未來
如果說乙烯產(chǎn)能是一個國家石油化工發(fā)展水平的標志,那么芳烴則是一個國家民生保障的堅實基礎。
芳烴作為重要的基礎化工原料,關系著百姓衣食住行的方方面面,例如大家穿的衣服、坐的汽車、食品藥物飲料包裝、用的各類塑料等,這些都和芳烴有關。
數(shù)據(jù)顯示,我國有約65%的紡織原料、80%的飲料包裝瓶來源于用量最大的芳烴品種——對二甲苯。由于人口眾多,我國是全球最大的對二甲苯生產(chǎn)國和消費國。
然而,許多年以來,我國約有一半的對二甲苯要從國外購買,另外一半在我國生產(chǎn)的產(chǎn)品也要使用國外的技術。
“芳烴成套技術是系統(tǒng)復雜、技術密集型的高端技術,有很高的技術壁壘。這樣重要的一個生產(chǎn)成套技術,此前長期被國外壟斷,這就制約了國內(nèi)芳烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?!敝袊紵N開發(fā)團隊成員、中國工程院院士孫麗麗說。
上世紀90年代初,中國石化就開始部署對二甲苯吸附分離技術的探索研究,2002年左右研發(fā)出新型國產(chǎn)吸附劑,技術水平達到當時國際領先水平,價格也比國外同類的產(chǎn)品低30%左右。但國外專利商提出,如果國內(nèi)企業(yè)要用自己研發(fā)的吸附劑,那他們就不再提供配套的技術服務和其他關鍵產(chǎn)品。
國外公司設置的技術壁壘進一步堅定了中國石化開發(fā)自主芳烴成套技術的決心和意志。
為了啃下這塊“硬骨頭”,2009年,中國石化專門成立芳烴成套技術攻關組,將攻克芳烴成套技術最后堡壘——對二甲苯吸附分離技術的任務,交給了工程建設公司、石油化工科學研究院、上海石油化工研究院等單位,項目組集聯(lián)合催化劑公司、揚子石化、海南煉化等生產(chǎn)企業(yè),共有來自科研、設計、建設、生產(chǎn)等單位2000余名技術人員進行集體攻關。
“對二甲苯分離技術采用模擬移動床吸附分離工藝,該工藝集吸附劑、專有設備、工藝及專用控制系統(tǒng)于一體,整體工藝復雜?!敝袊紵N開發(fā)團隊成員孔德金說,“對二甲苯產(chǎn)品對純度要求高,工業(yè)裝置物料閥門要在進料和出料之間不停地切換,會造成管線內(nèi)物料殘留,哪怕是微量的物料殘留,都會影響產(chǎn)品的純度和收率,這些因素導致其開發(fā)技術難度加大。”
就這樣,芳烴成套技術攻關組開啟了攻堅探索之路。
在對二甲苯吸附分離技術中,吸附塔格柵是精密部件,內(nèi)部有復雜的結構引導流體進行混合,上下柵面由均勻分布0.13毫米縫隙的數(shù)百萬根柵條組成。以往這一精密部件均由國外專利商成套供應,格柵都是封裝好的“黑匣子”,里面是什么結構根本看不見。即便如此,安裝時,國外專利商還會派人全程監(jiān)督,不讓靠近。
中國石化芳烴成套技術攻關組對這一精密部件進行了集中攻關。他們爭分奪秒、夜以繼日地埋頭試驗,終于開發(fā)出了具有迷宮結構的吸附塔格柵和斜面中心管的復雜管系內(nèi)件技術,攻克了吸附程序控制系統(tǒng)(MCS)控制難題。他們還開發(fā)出了更加高效且有別于國際同類技術的吸附室床層管線沖洗工藝,徹底攻克了對二甲苯吸附分離工藝的所有技術難題,完成了這一巔峰突破!
2011年,年產(chǎn)3萬噸對二甲苯工業(yè)試驗裝置在中國石化揚子石化成功投產(chǎn);
2013年底,中國石化海南煉化年產(chǎn)60萬噸芳烴聯(lián)合裝置建成投產(chǎn),標志著中國石化完成芳烴關鍵核心技術開發(fā),實現(xiàn)大型化工業(yè)應用,使我國成為世界第三個掌握該成套技術的國家。
然而,面對競爭越來越激烈的芳烴產(chǎn)業(yè),需要持續(xù)的技術升級和產(chǎn)業(yè)平臺創(chuàng)新。中國石化芳烴開發(fā)團隊再次出發(fā),在現(xiàn)有技術平臺基礎上尋求突破點。他們不懼遠超預期的困難,打造出一項項如明珠般的創(chuàng)新成果,匯聚集成為璀璨的芳烴成套技術。
此后,攻關組精益求精,不斷鞏固我國在芳烴技術上的領先優(yōu)勢。
2022年,采用第三代芳烴成套技術的百萬噸級芳烴聯(lián)合裝置在中國石化九江石化建成投產(chǎn),不僅投資成本降低近20%,裝置能耗比同類芳烴裝置減少能耗30%。
如今,我國一年的芳烴產(chǎn)能達到4400萬噸,如全部用于生產(chǎn)衣服面料,則相當于7.3億畝耕地采收的棉花。應用芳烴生產(chǎn)節(jié)省出的棉田可有效解決糧棉爭地矛盾。
中國石化第三代芳烴成套技術實現(xiàn)了關鍵核心裝備的中國“智”造,一舉使我國芳烴成套技術達到了國際領先水平。
2024年,中國石化九江石化正著眼未來,加快推進智能工廠3.0建設,加快建設煉油芳烴全產(chǎn)業(yè)鏈,為國計民生、百姓福祉繼續(xù)蓄力進行新的技術突破。
美好生活 能源至凈
為百姓的美好生活加油,中國石化所付出的努力還遠不止于此。在煉油領域,為了讓成品油標準不斷升級,十幾年來,中國石化不斷推動我國煉油工藝的綠色轉型,始終走在我國清潔油品發(fā)展前列,累計投入超4000億元推動成品油質量標準從國一升級到國六,油品質量達到世界領先水平。
“中國石化僅僅用了十幾年時間,就走完了歐美三十年的油品質量升級之路?!敝袊h組宣傳部副部長閻慧蓉說。
2017年夏,中國石化對外宣布,在“2+26”城市區(qū)域內(nèi)自身所屬的全部11家煉油企業(yè),比國家要求提前3個月完成國六油品升級。
此后,中國石化率先按照國家油品質量升級方案,積極推進多家煉化企業(yè)進行油品質量升級項目建設和改造,加大投資建設多套烷基化和異構化等裝置,以確保完成國家第六階段油品質量升級目標任務。
實際上,國家發(fā)布的《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)》,要求自2020年7月1日起,所有銷售和注冊登記的輕型汽車應符合國六a限值要求,自2023年7月1日起,所有銷售和注冊登記的輕型汽車應符合國六b限值要求……
而中國石化為推動油品質量升級,服務美好生活,總是以先行者的姿態(tài)出現(xiàn)。
國六標準是目前世界上最嚴格的排放標準之一。國六車用柴油多環(huán)芳烴含量降至7%,國六汽油苯含量、芳烴含量和烯烴含量分別降至0.8%、35%、18%。相較于國五車用汽柴標準,國六車用汽柴油標準可進一步減少機動車污染物排放,改善大氣環(huán)境質量,全面達到歐盟現(xiàn)階段車用油品標準水平,個別指標甚至超過歐盟標準。
不僅如此,當年,中國石化還牽頭承擔了兩個國家重點研發(fā)計劃項目——“適應國六清潔汽油生產(chǎn)關鍵技術”和“適應國六清潔柴油生產(chǎn)關鍵技術”,成為國六汽柴油技術攻關的主力軍。
“隨著人們生活水平的提高,民眾對美好生活的愿望越來越強烈,油品質量升級刻不容緩!而中國石化在科技創(chuàng)新、綠色技術等方面具有強大優(yōu)勢?!敝袊男侣劙l(fā)言人這樣詮釋中國石化作為先行者和主力軍的初衷。
其實,在助力中國清潔油品邁向世界領先水平的道路上,多年來,中國石化一直保持著先行者和主力軍的姿態(tài)。
2015年3月21日,一架海南航空的波音737-800型客機,搭載著乘客和機組人員從上海虹橋機場起飛,經(jīng)過兩個半小時的飛行后,平穩(wěn)降落在北京國際機場。這次飛行備受業(yè)界矚目。這架航班加注的正是中國石化自主研發(fā)生產(chǎn)的1號生物航空煤油!
這是一次中國自主研發(fā)生產(chǎn)的1號生物航煤首次商業(yè)載客飛行。至此,中國成為了繼美國、法國、芬蘭之后第四個擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術并成功商業(yè)化的國家。中國石化此次用于商業(yè)載客飛行的生物航煤是以餐飲廢油為原料生產(chǎn),并以1∶1的比例與普通航煤調(diào)合而成。
生物航煤是全球航空燃料發(fā)展的重要方向,此次商業(yè)載客飛行成功標志著中國在生物航煤的研發(fā)生產(chǎn)和商業(yè)化方面取得了重大突破。
“一方面生物航煤低碳環(huán)保,大幅減少溫室氣體;另一方面還有可能進一步改變餐飲廢油的扭曲走向,探索解決餐飲廢油流向餐桌危害民眾健康的后顧之憂。”時任中國石化新聞發(fā)言人的呂大鵬說。中國石化生物航煤生產(chǎn)技術適應的原料范圍廣泛,不但可以用菜籽油、棉籽油、棕櫚油、大豆酸化油等為原料,還能以餐飲廢油為原料,走出了一條餐飲廢油資源化綠色應用的新路。
在生物質燃料領域,中國石化一方面領跑生物航煤技術,另一面卻在不遺余力地推進生物柴油技術發(fā)展。
2019年6月5日,中國石化發(fā)布消息,中國石化上海石油旗下加油站自2017年試點啟動B5生物柴油加注以來,累計加注B5生物柴油超1000萬輛次,日均加注約1.58萬輛次,已協(xié)助消化餐廚廢棄油脂(俗稱地溝油)近3萬噸。
所謂B5生物柴油,是指將5%的生物柴油與95%的零號柴油混合而成的調(diào)和燃料。實踐證明,加注B5車用柴油可降低重金屬及細顆粒物等污染氣體排放量10%以上,氮氧化物凈化效率達80%。而生物柴油的原料來源,也是人們談之色變的餐廚廢棄油脂。
2022年5月9日,中國石化鎮(zhèn)海煉化油脂加氫(HEFA)路線生物航煤產(chǎn)品通過可持續(xù)生物材料圓桌會議(Roundtable on Sustainable Biomaterials)認證。鎮(zhèn)海煉化成為亞洲第一家獲得全球RSB可持續(xù)生物航空燃料認證的企業(yè)。
當年,中國首套生物航煤工業(yè)裝置在中國石化鎮(zhèn)海煉化首次規(guī)?;a(chǎn)生物航煤,該裝置年設計加工能力10萬噸,一年基本能消化掉一座千萬人口城市回收來的地溝油,每年可減排二氧化碳約8萬噸,相當于近5萬輛經(jīng)濟型轎車停開一年。
由此,2022年,被視為我國生物航煤開啟規(guī)模化生產(chǎn)和應用的“元年”。
如今,回首中國石化致力于推動我國生物航煤產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歲月,人們不難發(fā)現(xiàn),歲月在流淌,中國石化卻是一路攻關、不畏艱難,錨定方向、初心不改,只為了服務人民的美好生活。
責任編輯:石杏茹
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鎮(zhèn)海煉化,一枝獨秀。 攝影/萬 里