建国70年我国炼油科技创新回顾与展望

来源:石化缘科技咨询 2019-09-05 16:47

慧正资讯:建国70年来,我国炼油工业实现由小到大、由弱到强的跨越式发展,成为国家经济社会发展的支柱行业,使我国成为世界最重要的炼油大国之一。炼油行业炼油行业能够取得巨大的成就,离不开科技创新在其中发挥的重要支撑作用。当前,我国炼油行业面临成品油消费增速放缓、替代能源发展加快、市场竞争日益升级、安全环保要求趋严等形势,迫切需要通过转型升级促进炼油行业的高质量、可持续发展。炼油行业的高质量发展,必须实施创新驱动战略,核心就是要用科技创新助力产业升级,使炼油行业实现从大到强的转型。

第一部分:炼油行业科技创新历程

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炼油是将石油原料通过一系列工艺进行加工利用,生产高附加值的内燃机燃料和化工原料的过程。炼油行业的发展史可以说是一部炼油技术的创新史,炼油技术的进步使石油资源得到高效利用,石油成为世界上最重要的能源。炼油技术最初的发展始于1823年世界上第一套原油蒸馏装置生产照明用的煤油。1860年,世界第一座炼油厂在美国宾夕法尼亚州建成。此后随着汽车工业的发展,市场对内燃机燃料的需求迅速增长,推动炼油工艺不断取得突破。1911年世界第一套热裂化装置建成,轻油收率得到很大提高。1937年,世界第一套催化裂化装置问世,轻油收率进一步大幅提升,标志着现代化炼油工业的开始。上世纪50年代左右,催化重整、加氢等技术相继开发成功,使世界炼油工业不断适应经济、军事和社会发展的需要,成为现代化工业体系的重要组成部分。经过一百多年的发展,炼油主体技术已经基本成熟,但在工艺改进、催化剂创新、过程优化和先进控制、节能环保等方面仍继续进步。

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我国炼油工业的巨大进步离不开炼油技术自主创新。建国之前,我国只有玉门炼厂、独山子炼厂等几座技术落后、规模较小的炼厂,炼油工业基础极其薄弱。建国初期,我国炼油工业开始恢复和起步发展,1958年通过引进苏联技术和设备在兰州建设了新中国第一座现代化炼厂。随着西北和东北地区油田的开发和原油产量的增长,我国炼油工业也开始加速发展,通过扩建、新建炼油厂,炼油能力1965年突破1000万吨/年。上世纪60年代,我国取得了以“五朵金花”为代表的重大技术进步,掌握了自主知识产权的催化裂化、催化重整、延迟焦化、炼油催化剂和添加剂等五个方面的技术,使我国炼油科技创新实现了从无到有的飞跃,解决了国内原油加工难题和主要石油产品依靠进口的局面。

改革开放以来,通过自主创新、开放合作和引进消化吸收相结合的方式,我国炼油科技自主创新能力和核心竞争力不断提升,与世界先进技术的差距不断缩小,炼油技术总体达到世界先进水平,部分技术达到世界领先水平。主体领域形成了一批具有优势的炼油技术,支撑了炼油工业的高速发展。

(1)清洁汽柴油生产成套技术的开发和不断进步,满足了我国交通运输燃料高速增长和质量升级加快的需求,使我国炼油工业在15年间完成了车用汽柴油从国I到国VI的升级,在汽柴油产品标准方面主要技术指标与欧美发达国家相当。

(2)炼油工艺、工程设计及装备技术的进步使我国具备了千万吨级炼厂和大型炼油装置自主设计和工程化能力,常减压、催化裂化、延迟焦化等单套装置最大设计能力达到世界先进水平。

(3)渣油加氢、稠油深加工技术、重油催化裂化、延迟焦化等劣质重油加工技术攻克了委内瑞拉超重原油、克拉玛依稠油等国内外劣质重油加工重大难题,为非常规石油资源深度转化、原油资源高效加工利用提供了技术支撑。

(4)炼油系列催化剂的开发使我国炼油工业所需催化剂基本实现自给,催化裂化等催化剂出口海外,进入欧美、中东、东南亚等国际市场。

(5)润滑油及沥青等炼油特色产品开发不断取得新突破,为我国国防、军工、民生等领域的多项重点工程提供了重要保障。

(6)航空生物燃料等新能源技术、炼化“三废”治理技术取得新进展,助推了我国炼油行业绿色清洁发展。

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自主知识产权的炼油核心技术的开发提升了我国炼油行业的科技水平和创新能力,提高轻油收率的深度延迟焦化技术、满足国家第四阶段汽车排放标准的清洁汽油生产成套技术开发与应用等多项重大标志性科技成果获得国家进步奖励,有力保障了国民经济发展和人民生活质量提升的用油需要,降低了炼油行业的技术成本及面临的技术封锁风险,而且提升了我国炼油工业在国际上的竞争力和交流合作的话语权,为我国炼油行业技术、产品和工程服务出口打开了新局面。

炼油技术的进步带动了一批科技人才的成长和科研机构的发展壮大,形成了以中国石化石油化工科学研究院、中国石油石油化工研究院等炼化科研机构为主体的创新体系,走出了一条有符合我国能源特点和市场需求的炼油科技自主创新之路。

第二部分:新时期我国炼油行业科技创新面临的形势

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中长期内,石油仍然是我国乃至世界最重要的能源类型之一,炼油行业也将随着石油需求的增长而继续发展。我国炼油行业处在全球化的大环境中,既受全球能源行业变革和炼油行业整体发展的影响,又因国情、经济发展阶段、能源资源结构等不同有自身的特殊性。加快科技创新,是我国炼油行业在能源转型新形势下破解挑战、实现高质量发展的关键。当前我国炼油行业面临的形势主要有几方面:汽柴油消费增速放缓,航煤和化工原料是拉动需求的主力;电动汽车、生物燃料等交通替代能源发展加快,对传统石油基燃料的消费增长产生冲击;外资项目、高端进口产品争夺我国市场;炼油行业更加关注生产过程安全环保,二氧化减排要求将越来越严格;以人工智能、物联网、区块链等为代表的全球科技革命对炼油科技创新的影响更加深入。

应对当前我国炼油行业转型升级面临的挑战,科技创新发挥着重要的支撑引领作用。石油是关乎经济发展、军事国防和民生需求的战略性能源,近期中美贸易摩擦不断升温,美国对中国部分高新技术企业实施打压封锁,复杂的外部环境启示我们,只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家能源安全。因此,科技创新不仅是我国炼油行业转型升级的关键,而且是解决炼油关键核心技术“卡脖子”受制于人的战略要求。

第三部分:炼油科技创新的主攻方向

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国家领导在讲话中提到:“重大科技创新成果是国之重器、国之利器,必须牢牢掌握在自己手上,必须依靠自力更生、自主创新。”经过炼油科技工作者多年的不懈努力,我国已经在炼油主体技术领域拥有多项技术利器,但在世界科技革命和产业变革的影响下,会给炼油技术创新带来更多机遇,我国炼油行业面对新形势新要求,不预则废,不进则退。要在新一轮的全球炼油科技竞争中赢得主动,科技创新主攻方向将不仅是传统主流技术的升级换代,更要重视绿色低碳和前沿颠覆性技术的及早部署。

1、围绕市场供需结构变化,做好炼油主体技术升级换代

清洁燃料生产技术创新主攻方向包括高效低成本的汽柴油加氢处理技术,柴油改质增产化工原料、航煤技术,烷基化等高辛烷值汽油组分生产技术,适应更高标准和新型发动机需求的清洁燃料生产技术等。

劣质重油加工技术创新主攻方向包括浆态床渣油加氢工艺及催化剂,炼厂低成本制氢及生物质等多元化原料制氢技术,劣质原料生产优质碳材料等高附加值产品技术,原油、煤炭、生物质等原料混炼技术等。

炼化转型升级技术创新主攻方向包括重质原料催化裂解制低碳烯烃及化学品技术,加氢裂化多产乙烯裂解料和重整料技术,催化重整多产芳烃技术等。

2、围绕能源转型和安全环保政策变化,加强绿色低碳技术攻关研究

能源转型技术创新的主攻方向包括生物燃料(包括燃料乙醇、生物柴油、生物航煤等)生产技术,适用于燃料电池的新型燃料生产技术等。

清洁生产技术创新主攻方向包括炼化企业二氧化碳减排技术,整体气化联合循环发电(IGCC)技术,炼油企业低能耗、低排放、高效率的循环经济生产模式等。

3、紧跟世界科技革命发展趋势,及早布局前沿颠覆性技术

基础前沿技术创新主攻方向包括新型催化材料技术,分子炼油和分子管理增效技术,烃类高效精准分离技术,过程强化技术,微尺度反应强化技术等。

第四部分:结论

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我国炼油行业经过引进、消化、吸收和再创新,科技创新能力得到大幅提升,自主研发技术和催化剂对炼油企业降低技术引进成本、提高行业整体水平发挥了重要作用。炼油技术创新的主体除了中国石油、中国石化等国有大型企业以外,高校等科研单位和部分民营炼油企业也非常活跃。同时我们要清醒地认识到,我国炼油整体技术水平与国际领先水平还有较大差距,催化汽油加氢改质、催化裂化催化剂等部分技术处于领跑水平,绝大多数技术处于并跑和跟跑水平。未来我国炼油行业的科技创新既要加强传统炼化技术的升级换代,同时也要加快前沿技术及颠覆性技术开发,着力解决卡脖子技术问题,有效发挥科技创新引领炼油行业高质量发展第一动力的作用。

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