“歷經(jīng)5年攻關，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的9套工藝包，在20余套裝置實現(xiàn)工業(yè)化應用，取得專利64件、技術秘密27項、軟件著作權1項，累計創(chuàng)效近60億元……” 在2月23日～24日中國石油組織的“大型乙烯關鍵技術升級與工業(yè)應用”(簡稱大乙烯二期)重大科技專項驗收評估會上，重大科技專項項目長、寰球工程有限公司首席技術專家張來勇如數(shù)家珍。

隨著掌聲響起，專家一致同意該專項通過驗收，標志著中國石油第二代乙烯技術攻關圓滿收官，中國石油乙烯技術跨入2.0時代。

石油和化工領域重大創(chuàng)新成果

乙烯被稱為“石化工業(yè)之母”，70%以上的基本有機化工原料來自乙烯。但長期以來，我國大型乙烯技術依賴進口，乙烯自給率不足50%，迫切需要開發(fā)國產(chǎn)化成套技術。為此，2008年，中國石油設立 “大型乙烯裝置工業(yè)化成套技術開發(fā)”重大科技專項(大乙烯一期)，使我國成為第四個掌握乙烯成套技術的國家。為了進一步提高乙烯國產(chǎn)化技術水平，2017年，中國石油設立“大型乙烯關鍵技術升級與工業(yè)應用”重大科技專項(大乙烯二期)。

“圍繞原料多元化、裝置大型化、節(jié)能綠色化方向，由寰球工程公司牽頭、石油化工研究院等單位參與，歷經(jīng)5年攻關，順利實現(xiàn)‘整體水平達到國際先進’的既定目標，取得了一系列技術突破。”張來勇告訴記者，該項目實現(xiàn)了乙烷、LPG、石腦油、煤基石腦油、加氫尾油和柴油、輕質(zhì)原油、甲醇等多種乙烯原料的全覆蓋，形成裂解技術、分離工藝及工程技術、系列催化劑技術、裂解產(chǎn)物預測與運行優(yōu)化技術四大系列44項成果，開發(fā)完成百萬噸級乙烷裂解制乙烯、適應多種原料的150萬噸/年乙烯成套技術等9套工藝包。

圖為驗收評估會現(xiàn)場 徐巖/圖圖為驗收評估會現(xiàn)場 徐巖/圖

“這是我國石油和化工領域的重大創(chuàng)新成果。”驗收評估會上，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會副會長傅向升、中國化工學會副理事長兼秘書長方向晨等專家對該項目給予了高度評價。“2022年中國乙烯產(chǎn)量4675萬噸，已經(jīng)成為世界第一乙烯生產(chǎn)大國，百萬噸乙烯裝置超過20套，但是很多裝置的技術和工藝包還來自國外。此次中國石油乙烯技術又取得了重大突破，開發(fā)出多種原料制烯烴等多項關鍵技術，順應了石化行業(yè)轉型升級、結構調(diào)整和后續(xù)發(fā)展方向。”傅向升表示。

瞄準技術前沿發(fā)展方向

“如果說中國石油大乙烯一期項目實現(xiàn)了成套乙烯技術的從無到有，那么二期項目則是瞄準了乙烯技術前沿發(fā)展方向。”張來勇說。

據(jù)介紹，二期項目在一期成果的基礎上，以原料多元化、裝置大型化、節(jié)能綠色化等方向，推動技術迭代、成果創(chuàng)新和功能升級，開發(fā)出乙烷原料裂解制乙烯成套技術、出適應多種原料的(超)大型乙烯成套技術、輕質(zhì)原油直接裂解制烯烴技術、乙烯原料及裂解裝置運行優(yōu)化技術、甲醇制烯烴成套技術/乙烯配套催化劑國產(chǎn)化技術，并且實現(xiàn)乙烯裂解爐高效節(jié)能環(huán)保技術的推廣應用與升級。

5年來，中國石油第二代乙烯技術轉化碩果累累。乙烯裂解爐高效節(jié)能技術被工信部列入“國家工業(yè)節(jié)能技術推薦目錄”，在撫順石化、大慶石化等多個項目實現(xiàn)廣泛應用，已實現(xiàn)節(jié)能33.1萬噸標煤/年、增加經(jīng)濟效益6.35億元/年;實現(xiàn)費托合成石腦油制乙烯工藝技術的優(yōu)化升級，煤基原料制乙烯技術在國能寧煤400萬噸/年煤制油下游綜合利用項目實現(xiàn)應用;協(xié)同優(yōu)化技術在多套裝置推廣，全流程實時優(yōu)化系統(tǒng)投用后新增直接經(jīng)濟效益5420萬元/年，EcSOS裂解組份預測和優(yōu)化系統(tǒng)推廣新增經(jīng)濟效益1700萬元/年;系列催化劑在22家企業(yè)實現(xiàn)應用及推廣，裂解汽油二段催化劑首次實現(xiàn)海外應用，僅催化劑銷售新增經(jīng)濟效益約5500萬元。

實現(xiàn)原料多元化輕質(zhì)化

隨著全球乙烯原料多元化、輕質(zhì)化發(fā)展，超大型乙烯、乙烷制乙烯、輕質(zhì)原油直接裂解制乙烯等技術逐步興起。面對這些國產(chǎn)空白領域，中國石油乙烯技術研發(fā)團隊開展了艱苦的技術攻關，取得了豐碩的成果。

蘭州石化長慶乙烷制乙烯裝置全景。 白克雄/圖蘭州石化長慶乙烷制乙烯裝置全景。 白克雄/圖

2021年8月，中國石油蘭州石化長慶80萬噸/年和獨山子石化塔里木60萬噸/年乙烷制乙烯項目相繼開車成功，各項指標達到國際先進或國際領先水平，實現(xiàn)國產(chǎn)乙烯技術的又一次“0”的突破。自主開發(fā)的乙烷制乙烯技術成功應用，標志著中國石油依托“自由資源”+“自有技術”，實現(xiàn)了國內(nèi)天然氣資源高附加值綜合利用，降低了乙烯工業(yè)對國外技術依存度，推動了產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展。

2月12日，中國石油廣東石化煉化一體化項目120萬噸/年乙烯裝置投料試車成功，標志著廣東石化打通煉化一體化項目全流程，進入全面試產(chǎn)階段。這是中國石油自主開發(fā)的適應多種原料的大型乙烯成套技術的成功應用。廣東石化乙烯裝置作為國內(nèi)產(chǎn)能最大的采用自主技術、自主設計和建設的工程項目，三機全部采用國產(chǎn)設備，基于數(shù)字化交付的協(xié)同設計，通過深度標準化設計，并為工廠化預制、模塊化建設提供技術支撐。該項目運用了多項先進技術，創(chuàng)下了多個國內(nèi)和全球紀錄。

“我們相繼開發(fā)出國際先進的百萬噸級液相復雜原料、煤基原料以及乙烷氣體原料裂解制乙烯系列成套技術，推進了乙烯工業(yè)的科技領先和轉型升級，乙烯成套技術在原料多元化、輕質(zhì)化方面的創(chuàng)新能力顯著增強。目前百萬噸級輕質(zhì)原油直接裂解制烯烴技術已形成技術工藝包，具備推廣應用的條件。”張來勇表示。

驗收評估會結束后，剛滿60周歲的張來勇如釋重負。最讓他欣慰的是，專項在取得多個技術突破的同時，還形成了一支近200余人技術開發(fā)、工程設計和建設、開車運行全過程專家技術團隊，為中國石化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻了新生力量。

張來勇建議，后續(xù)要加快成果轉化和推廣應用，同時開展綠色低碳等關鍵技術研發(fā)，以原料更廣、收率更高、成本更低、排放更少為方向，持續(xù)推動中國石油和中國煉化行業(yè)的降本增效和提質(zhì)升級。