技術創新開辟高質量發展新天地
全國勘察設計信息網 www.www.article-hut.com 2021/9/8 7:16:32 來源: 全國勘察設計信息網
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——三個維度透視中國石油兩大乙烷制乙烯項目

    剛剛過去的8月,中國石油兩套利用自主技術建成的乙烷制乙烯裝置相繼投產。這是我國首次利用自主技術建成的乙烷制乙烯項目,對于推動國家能源轉型升級、打造石油化工行業新競爭優勢具有重大意義。
    科技自強
    中國石油乙烷制乙烯項目的投產,標志著我國大型乙烯成套技術達到新的高度。
    過去幾十年間,擁有自主技術的大乙烯裝置,一直是中國煉化行業的愿景目標。
    長期以來,我國乙烯裝置的重要設備、技術都需從國外引進。上世紀70年代開始,以寰球工程技術團隊為代表的一大批中國技術人員開啟了乙烯技術的探索之路。通過不斷學習、探索,寰球工程技術團隊在完成多個小型乙烯裝置的建設基礎上,又先后承擔了集團公司重大科技專項——大型乙烯成套技術開發的一、二期項目和國家“‘十二五’科技支撐計劃”等技術攻關工作。其自主研發的乙烯成套技術成功在大慶120萬噸/年乙烯改擴建工程中得到應用,奠定了中國石油在百萬噸級乙烯裝置成套技術界的地位,之后陸續應用于國能集團(原神華集團)、山東魯清、廣東石化等系統內外大型乙烯項目,大大提升了中國乙烯技術的能力。
    這一路有多難,從獨山子石化公司副總工程師吳利平博士的話中可見一斑:“乙烯裝置的復雜程度僅次于核電。”
    2017年,中國石油開展大型乙烯重大專項二期項目,寰球工程開始了乙烷制乙烯成套技術的研發工作。2019年,中國石油上馬了蘭州石化長慶、獨山子石化塔里木兩個乙烷制乙烯工程。寰球工程采用EPC總承包模式,經過兩年的設計與建設,使兩個項目提前投產。項目采用的乙烷制乙烯技術,是對已有“大型乙烯裝置成套工藝技術”的又一次深化和提升,填補了國內純乙烷裂解制乙烯技術的空白。
    值得一提的是,以投資額比例計,這兩個項目的國產率高達93%左右。
    在設備技術依賴引進的時期,國內企業普遍面臨著關鍵技術受制于人的困境。一是價格奇高,有的設備進口價是自主研發價格的3倍以上,技術轉讓費高達數倍。二是技術保護。以乙烯的核心技術裂解組分預測軟件為例,國外公司不肯出售此項技術,引進技術時得到的是計算結果,我們不掌握計算過程。
    中國石油成功開發的乙烷制乙烯技術工藝包,不僅讓中國的乙烯行業擺脫了國外公司的制約,而且在關鍵技術上達到世界先進水平,在乙烯行業開啟了國內先河。
    “對我們來說,兩個乙烷制乙烯項目的成功投產,不僅是向集團公司交出的又一張漂亮的答卷,更是將公司發展融入集團公司和國家大局的體現。”寰球工程副總經理張來勇如是說。
    轉型升級
    乙烯原料多樣化,成為提升乙烯產量,降低生產成本,調整行業產品結構的有效途徑,有助于中國從化工大國向化工強國轉變。
    乙烯被稱為“材料之母”,目前75%的石化產品是以它為基礎生產加工而成。提升乙烯產量,優化產業結構,是中國發展現代化工業的重要任務之一。
    當今中國已成為世界第二大乙烯生產國,2020年國內乙烯產能3518萬噸,仍無法滿足市場需求,同年乙烯當量消費量高達5742萬噸,自給率僅為54%,大量乙烯下游產品仍依賴進口。
    寰球工程工藝部主任孫長庚介紹:“乙烷制乙烯是國際乙烯行業實現原料輕質化的一次重大升級。與傳統的石腦油等原料制乙烯相比,乙烷制乙烯具有乙烯收率高、流程短、成本低、能耗低的優勢,乙烷為原料的優勢顯而易見。在剛剛投產的兩個乙烷制乙烯項目中,乙烯收率可由液體原料的30%左右提高到80%,成本降低約30%,使得乙烯行業向高效益、高產出比邁進,助力中國石油高質量發展。”
    2020年,美國的乙烯生產原料有82%來自乙烷。乙烷的有效應用,使得美國成為僅次于中東的第二大成本競爭地區。
    中國經濟技術研究院化工市場研究專家費華偉介紹,目前國內只有中國石油具備自產乙烷資源,其他企業的乙烷仍依賴進口。按照上半年的進口數據來看,全年進口量估計將達到200萬噸。
    為實現乙烷自給,中國石油充分利用了一體化的資源優勢,在長慶油田和塔里木油田建設了天然氣分離乙烷項目,每年可穩定供給乙烷超過180萬噸,實現了乙烷制乙烯項目從技術、工程設計、施工到原料提供再到生產運營全流程自主。
    這是企業實現資源最大化利用和價值鏈提升的舉措。長慶油田(榆林)油氣有限公司總經理、黨委書記丁輝告訴記者,長慶油田上古天然氣處理總廠向蘭州石化長慶乙烷制乙烯項目提供乙烷,使得每年商品天然氣減少約10億立方米,年油氣當量和銷售收入卻大大增加。
    中國石油經濟技術研究院化工市場研究專家高振宇認為,兩個乙烷制乙烯項目投產,標志著我國乙烯工業進入新發展階段,在原料輕質化、低碳化、綠色化發展方面取得明顯進步。在北美與中東等地乙烷產量不斷提升的背景下,為充分利用海外低價乙烷資源,我國乙烷制乙烯也要進一步擴能,未來將成為我國乙烯產業重要的組成部分。在豐富我國乙烯工業原料的同時,充分提高了我國乙烯工業的競爭力,對下游產業提高國際競爭力起到重要作用。
    綠色發展
    “雙碳”目標之下,中國石油乙烷制乙烯項目,從源頭到產品,實現全程清潔,以實際行動,服務國家發展大局,助力中國建設生態文明的千年大計。
     “廢氣超低排放,廢水近零排放,固廢資源化利用。”多家主流媒體對中國石油兩個乙烷制乙烯項目的報道中用到這句話,重點突出了綠色低碳的清潔生產理念。
    項目從最初的設計開始,就充分考慮了環保要求。寰球工程開發了裂解爐煙氣脫硝技術,并首次使用了中國石油自主開發的脫硝催化劑,使裂解爐煙氣中排放的氮氧化物濃度遠優于國家標準,比現有常規乙烯裝置降低70%,二氧化碳排放量、年綜合能耗均可達到世界先進水平。
    兩個項目的廢氣排放源均安裝了在線監測設施,廠界上下風向和廠區內安裝多套無組織排放在線監測設施,可保證CEMS在線監測煙氣,保證裝置在正常、清焦、熱備等各工況下均實現達標排放,實現無異味工廠目標。
塔里木乙烯廢堿處理采用寰球公司開發的先進的濕式高溫氧化工藝,廢堿液經過預處理和深度處理后,送至循環水廠或除鹽水站回用,廢水回用率95%以上,實現近零排放。
    “開發技術、做工程,不僅要滿足企業生產需要,更要順應時代需求。作為國家示范工程的兩個乙烷制乙烯項目,不僅采用了寰球工程開發的國內首套自主技術,而且裝備和材料基本上都是國內供給的,具有很強的示范效應。項目從技術開發、工程設計到建設,始終貫徹綠色低碳理念,這也是對社會、對子孫后代負責。”張來勇說。
    以蘭州石化長慶乙烷制乙烯項目為例,80萬噸/年乙烯產量可產出約4萬噸99.9%純度氫氣。因此,除了生產過程的綠色清潔,項目還綜合考慮制定了副產品氫氣的利用規劃。
    過去兩年時間,中國大型國有能源企業在氫產業方面動作頻頻,成立氫能研究所、建設加氫站……各公司的行動釋放出一個信號——未來一段時間,氫能將成為新能源發展的一個重要方向。在氫能成為“時代寵兒”的今天,中國石油乙烷制乙烯項目無疑是扣住了時代發展的主旋律。
    石油騰飛,科技強國。大型乙烯成套技術的研發及升級,是中國石油對高質量發展之路的成功探索,也是中國煉化行業在轉型升級大背景下邁出的關鍵一步。(來源:中國石油報)

 

 
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