煉化行業(yè)的“卡脖子”問(wèn)題,說(shuō)到底就是受制于人。關(guān)鍵技術(shù)、工藝、設(shè)備的知識(shí)產(chǎn)權(quán)都掌握在外國(guó)專利商手里,用的是國(guó)外的工藝包、催化劑及關(guān)鍵設(shè)備。雖然能正常生產(chǎn),但一旦被“斷供”或禁止使用就很被動(dòng),想要自己改進(jìn),也很難下手。
石油化工領(lǐng)域從基礎(chǔ)理論研究到投入生產(chǎn),環(huán)環(huán)相扣。首先應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)需求的痛點(diǎn)從化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)研究入手,研究反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)條件;接著開(kāi)發(fā)適配的催化劑并不斷優(yōu)化,盡可能提高反應(yīng)效率。催化劑研制出來(lái)后,要設(shè)計(jì)一套完整的工藝流程,把催化劑的性能發(fā)揮到極致。此外,量身設(shè)計(jì)與定制關(guān)鍵的生產(chǎn)設(shè)備也是為了保證工業(yè)生產(chǎn)裝置的順暢運(yùn)行。每一步都需要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證并不斷優(yōu)化,最后投入工業(yè)應(yīng)用。如同種植果樹(shù),為獲得高質(zhì)高產(chǎn),需要選種、育種、調(diào)理土壤、設(shè)計(jì)合適的種植方法及專業(yè)工具,一步步實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。滿足行業(yè)發(fā)展需求的關(guān)鍵技術(shù)突破,往往可以搶占市場(chǎng)先機(jī)。在這方面,外國(guó)廠商長(zhǎng)期以來(lái)處于領(lǐng)跑地位。
反觀國(guó)內(nèi)煉化行業(yè)歷史,缺乏基礎(chǔ)研究帶來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)突破,更多的是“買果樹(shù)”—直接買現(xiàn)成的技術(shù)、工藝包和設(shè)備,能用但不能改,工藝流程被固化,設(shè)備只能配合工藝運(yùn)行,技術(shù)上被限制,行業(yè)靈活性不足,競(jìng)爭(zhēng)力也會(huì)隨之下降。一旦出現(xiàn)國(guó)際局勢(shì)緊張,關(guān)鍵技術(shù)被限制使用帶來(lái)的損失無(wú)法估量。
JESO漿態(tài)床加氫技術(shù)如何破解“卡脖子”問(wèn)題?
“卡脖子”的地方,往往是行業(yè)最關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。如果無(wú)法掌握核心技術(shù),就難以擺脫受制于人的局面。JESO技術(shù)的開(kāi)發(fā)與取得的技術(shù)成果則改變了這一切,通過(guò)“選種、育種、改良、新方法和新工具的設(shè)計(jì)應(yīng)用”,從直接“買果樹(shù)”改為“自己選種種樹(shù)、培育并收獲果實(shí)”,打破了行業(yè)技術(shù)受制的困境。JESO漿態(tài)床加氫技術(shù)由濟(jì)安永藍(lán)(北京)工程技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司自主開(kāi)發(fā)的油溶性鉬基催化劑前體制備、漿態(tài)床加氫雙循環(huán)工藝以及基于漿態(tài)床的多循環(huán)加氫工藝產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置等專利技術(shù),聯(lián)合華東理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的反應(yīng)器分形內(nèi)構(gòu)件專利技術(shù),中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司在工業(yè)應(yīng)用裝置上的控溫、提效及穩(wěn)定瀝青質(zhì)專利技術(shù)等一系列自主開(kāi)發(fā)技術(shù)組成。JESO長(zhǎng)周期的中試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了催化劑和工藝的可靠性,催化劑在較高溫度和壓力環(huán)境中始終保持高活性,設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,無(wú)堵塞,使重油改質(zhì)及渣油加工工業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施擁有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
首先,解決煉化行業(yè)“卡脖子”問(wèn)題的核心,是高效的催化劑前體制備技術(shù)。濟(jì)安永藍(lán)JESO技術(shù)自主研發(fā)的油溶性鉬基催化劑前驅(qū)體制備從根本上攻克了關(guān)鍵技術(shù)壁壘。掃描電鏡表征顯示,催化劑前驅(qū)體在渣油中原位硫化后生成的催化劑顆粒保守估計(jì)直徑小于20納米,透射電鏡表征顯示,納米級(jí)催化劑符合理論上層間距0.63納米范疇。長(zhǎng)周期中試實(shí)驗(yàn)顯示,硫化后生成的納米級(jí)催化劑具有顯著優(yōu)勢(shì):高比表面積使其高度均勻分布于渣油中,具有極高的加氫活性,可以大幅提高渣油轉(zhuǎn)化率至90~95%;極強(qiáng)的抑焦性能使裝置連續(xù)運(yùn)行無(wú)需停車重整,使劣質(zhì)減壓渣油(高金屬、高硫、高氮、高殘?zhí)?加氫裂化設(shè)備保持長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,從而直接提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益,降低了運(yùn)行和維護(hù)成本;催化劑前體可在重質(zhì)烴原料的加氫轉(zhuǎn)化期間原位活化形成加氫處理的納米級(jí)催化劑,對(duì)劣質(zhì)油原料與加氫反應(yīng)的適應(yīng)性好,可用于處理各種不同原料渣油和進(jìn)行重質(zhì)油改質(zhì)。由于催化劑前驅(qū)體加入量少,在線預(yù)硫化,其活性組分在反應(yīng)器中以納米級(jí)尺度存在,反應(yīng)可在較低氫分壓、較低溫度、較高空速的條件下進(jìn)行,節(jié)省了大量能耗;并且催化劑金屬利用率高,抑焦性強(qiáng),能夠保證設(shè)備裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。濟(jì)安永藍(lán)JESO催化劑前體制備技術(shù)的研制成功是JESO技術(shù)邁入國(guó)際先進(jìn)水平行列的基礎(chǔ),突破了“卡脖子”技術(shù),為整個(gè)行業(yè)的技術(shù)自主化提供了重要示范。
其次,根據(jù)催化劑的優(yōu)異性能,濟(jì)安永藍(lán)開(kāi)發(fā)了JESO漿態(tài)床加氫雙循環(huán)工藝,通過(guò)在線循環(huán)和總循環(huán)次數(shù)的優(yōu)化提升了整體效能,不僅提高了渣油單程轉(zhuǎn)化率,還顯著縮短了工藝流程,使得設(shè)備制造成本降低、操作簡(jiǎn)單、能耗更少,直接提高經(jīng)濟(jì)效益;并且濟(jì)安永藍(lán)基于漿態(tài)床的多循環(huán)加氫工藝產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置系統(tǒng)可根據(jù)市場(chǎng)需求進(jìn)行定制,通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)比例,精準(zhǔn)控制產(chǎn)品餾分的分布,以滿足客戶的多樣化需求。
此外,基于計(jì)算流體力學(xué)的研究成果,JESO反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件采用分形技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),使得氣液分布更加均勻,提高了反應(yīng)器內(nèi)傳質(zhì)傳熱和反應(yīng)效率,提高了氫氣利用率。
JESO漿態(tài)床加氫技術(shù)從催化劑前體研發(fā)到工藝設(shè)計(jì),再到反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì),全面實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新。這一技術(shù)成果的最大意義在于突破了中國(guó)煉化行業(yè)受制于人的“卡脖子”瓶頸,從依賴進(jìn)口催化劑、工藝包到實(shí)現(xiàn)全鏈條自主研發(fā),建立了行業(yè)自主創(chuàng)新的標(biāo)桿,踐行了國(guó)家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、國(guó)家能源局等四部委頒布的《煉油行業(yè)節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南》首先提出的“加強(qiáng)前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用,培育標(biāo)桿示范企業(yè)。推動(dòng)渣油漿態(tài)床加氫等劣質(zhì)重油原料加工等深度煉化技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用”的工作方向。JESO技術(shù)不僅為重油改質(zhì)、渣油高效轉(zhuǎn)化提供了國(guó)產(chǎn)替代的技術(shù)路徑,其節(jié)能降耗、大幅降低碳排放這種經(jīng)濟(jì)與環(huán)保的雙重效益也為行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展注入了新的活力。
JESO的技術(shù)開(kāi)發(fā)成果不僅改變了技術(shù)受制的局面,為技術(shù)自主化積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn),更為中國(guó)煉化行業(yè)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)型提供了有力的技術(shù)支撐。
未來(lái),應(yīng)以此為契機(jī),推動(dòng)更多行業(yè)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新,構(gòu)建自主可控的技術(shù)體系,提升核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)持續(xù)深化全流程的技術(shù)創(chuàng)新,中國(guó)企業(yè)才能在全球市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)更高的技術(shù)自主和可持續(xù)發(fā)展能力,踏上中國(guó)的偉大復(fù)興之路!
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