至诚-中国金融理财门户网站 用户投稿

有了这项技术直接多出两个“大庆油田“

用户投稿 2018-07-17 14:52

 

  我们每天生活都在和石油直接或间接发生着关系。各种石油制品来自于原油原油有许多品种,有的加工容易,有的难度就很大,比如,重质原油。在全球可开采石油资源中,有超过七成的重质原油。

  根据国家统计局数据显示,2017年,中国原油加工量为5.68亿吨,其中三成以上是重质原油。重质原油也叫重油,因为加工成本高,收获轻油率低,一直是困扰世界炼油行业的难题。而中国的一家企业,刚刚在重油加工的技术上取得了重大突破。

  克拉玛依,位于新疆北部,这座戈壁中的小城,曾是一个不毛之地,如今因为石油资源而闻名于世。

大庆油田

  走在克拉玛依,随处可见正在工作的磕头机。在这里,流传着一句俗语:“富得流油,美得冒泡”,而这八个字在距离克拉玛依城区不远的黑油山里,被体现得淋漓尽致。

大庆油田

  这些油泉日夜不歇地往外冒着黑色原油,有些甚至已经流到了周边的土地上。

  新疆是我国第四大原油产区,2017年原油产量2600万吨,克拉玛依占了将近一半。

大庆油田

  而克拉玛依产出的大部分为高钙环烷基稠油,是重油中金属含量较高的一种,对于炼油行业来说非常难处理,但它却是一种不可多得的能够加工高档润滑油、变压器油的宝贵资源。因为难采、难输、难炼又被称为让人犯愁的“愁油”。

大庆油田

  上世纪80年代,中国石油克拉玛依石化公司开始尝试加工稠油,经过三十多年探索和积累,我国的高钙稠油深加工技术已经从空白跨越到国际先进水平。

大庆油田

  但是,重油加工一直是世界性难题,高钙稠油的加工也不例外。如何进一步提高轻油收率,是我国炼油企业需要破解的难题。所谓轻油是指原油中密度较低的汽柴油等,轻油收率是加工后轻油占原油的比重,轻油收率也是衡量重油加工技术的一项重要指标。

大庆油田

  北京三聚环保新材料股份有限公司高级工程师许金林,从事炼油装置运行工作近二十年,这次专门为了高钙稠油来到克拉玛依,调研分布以便于日后采取相应措施。

  目前,稠油常规加工方式有馏份油加氢、溶剂脱沥青、延迟焦化等,多数炼油企业采用延迟焦化的手段,但是轻油收率仅有60%左右。

  剩余的40%只能用来做燃料或其它低附加值应用。如果能够提高轻油的收率,那不仅在经济效益上有所增加,也是对这种不可再生资源的高效利用。克拉玛依市玖鼎石油科技有限公司总经理孟凡忠,在克拉玛依做原油贸易也将近二十年。而像许金林这样的客户他还是第一次见。他很好奇,许金林要这些劣质重油来做什么?

  经营原油贸易这么多年,遇到的客户都是找他采购品质较好的原油。但是随着全球重质原油产量越来越多,很多客户因为无法加工而放弃采购,他的收益也比之前降低了不少。

  如果许金林能有好的办法加工这些重油,那自己的生意是否也能有所转机。

  为了解答孟凡忠心中的疑问,许金林说:“我们现在有一个15.8万吨的一个悬浮床的装置,是在河南的鹤壁,主要针对的一个是克拉玛依的稠油,还有它经过像加工以后的油浆,包括分离以后的渣油这些都是我们非常好的原料。”

  许金林所说的悬浮床装置就是他们公司自主研发的劣质重油MCT悬浮床加氢技术的工业示范装置,2018年6月21日刚刚在北京通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科学技术成果鉴定会。

  中国工程院院士胡永康说:“在这次鉴定会上,我们高兴地看到了三聚公司等有关单位,经过十年的艰苦攻关,在劣质重油悬浮床加工方面取得了重要进展。”

大庆油田

  中国石油和化学工业联合会副秘书长 胡迁林:它的意义就在于,对于我们国家传统的炼油行业来讲,当前转型升级,提高经济效益,降低生产成本。

  经过鉴定会上的专家认定,MCT悬浮床加氢装置,在2016年12月17日至2017年1月14日,加工的由中国石油克拉玛依石化提供的环烷基高钙稠油,轻油收率从传统技术路线的60%提高到90%。

  2018年5月31日至6月3日期间,加工的由中国石化荆门分公司提供的减压渣油。同期,中国石油和化学工业联合会组织专家对装置进行72小时连续运行标定,标定报告表明530度以上劣质重油转化率为90.4%,液体收率为88.3%,脱重金属率为99.8%。

  按照去年中国加工5.68亿吨的原油量计算,接近两亿吨的劣质重油,如果转化率能提高30%,也就是说可以多产出6000万吨成品油,数量接近两个大庆油田。这个炼油成金的神器到底是个什么样子呢?

大庆油田

  河南鹤壁,工人们正在通过金属探测仪器测量钢管的壁厚,刚开始运行时放到装置上的厚度是25毫米,经过500多天的运行,仅磨损了1毫米,这个结果让三聚环保新材料股份有限公司副总李林非常满意。

大庆油田

  这个地方是整个装置运行中最为重要的环节之一,李林叫它减压装备。

  因为悬浮床反应器中压力较高,反应完成后要将压力迅速降下来,否则会造成设备损坏。

  北京三聚环保新材料股份有限公司副总裁李林说:“这个方面非常复杂,里面有一个特殊的结构,含有固体的重油,通过这个阀门的阀心流速可以达到每秒钟上千米。所以这个里面有着特殊的材料,特殊的结构。”

  固体重油以每秒千米的流速冲向钢管,速度和力量几乎相当于狙击步枪射击的子弹。非常容易造成管壁的磨损,这不仅仅是对钢管质量有着超高要求,对整个工艺设计也是一个巨大考验。

  其实,悬浮床重油加工技术一直是国内外炼油行业不断研究和探索的行业珠峰。而减压装备又是整个装置中的重中之重。李林说一般悬浮床加氢也有类似这样的装置,但是两三个月基本上磨损了,更换的话非常影响整个装置安全平稳运行。因为通过这个管路的油温是400到420度,一旦出现磨损泄漏,就有可能导致着火,而里面含有的大量氢气,遇火还可能发生爆炸事故,造成不可估量的危险。

大庆油田

  就在减压装备的上面,一台红外监控设备,360度实时监控整个区域的温度变化,如果温度迅速上升十度之内,中控室就会发出警报。距离减压装备不远的就是整个装置的核心部分。

  这个反应器足足有18米高,相当于6层楼房的高度。劣质重油就是在这个反应器里和催化剂进行剧烈反应,置换出轻油。

  如果把反应器看做一口煮粥的锅,那么进入反应器的重油原料和催化剂就相当于米,加入反应器中的冷氢气相当于搅动粥锅的勺子。

大庆油田

  经常做饭的人可能会知道,如果放在炉子上煮粥,开锅后就需要不断搅动,否则就会糊锅,一锅粥就只能倒掉了。重油加工的反应器也是同理,如果在反应器中不能形成内部循环搅动,那就会出现结焦,而反应器结焦就不仅仅是物料废掉那么简单了,轻则导致装置停车,重则可能出现安全事故。

大庆油田

  目前,有些悬浮床技术是采用动力装置使反应器内的物料搅动。但是李林设计的反应器,在内壁使用了特殊结构,加上冷氢气的注入位置,利用热气上升、冷气下降的物理原理,使整个反应器在没有任何动力的条件下可以形成循环,也正是这台装置的绝妙之处。

大庆油田

  悬浮床重油加工技术被称为世界炼油工业的一颗明珠,各国都在不断探索,投入了大量人力财力和物力,但到目前为止,世界范围内,除了我国的MCT悬浮床工业示范装置外,没有实现长周期运行的工业化装置。

  意大利石油巨头埃尼公司曾在2013年建成EST悬浮床渣油加氢装置,但2016年12月因工厂发生火灾后停工至今。

  中国一直是贫油的国家,每年有70%以上的原油依赖进口,受国际市场多种因素影响,我国进口原油中有相当一部分属于重质原油。所以,如何解决重油加工的难题已经是迫在眉睫。

  重质原油又分很多种,包括我国新疆北疆的高钙稠油、胜利油田的孤岛稠油、俄罗斯重油、加拿大油砂和委内瑞拉重油。传统加工方式不但收获轻油率低,还受到油品种类的限制。

大庆油田

  崔永君,正带着助手准备对金属含量更高的稠油做加工试验。在崔永君这里,分别有两套小试和中试重油加工运行装置,用来做重油加工试验,这些试验几乎每天都在重复,为的就是能够加工更多劣质重油。

大庆油田

  北京三聚环保新材料股份有限公司研发中心主任崔永君:“每一项技术从我们的实验室走向产业化,必须是一步一步来的,我们实验室的小试、中试是为了我们后面的大工业装置做一些验证和铺垫,比如说条件合适不合适,反应能不能满足将来工业化生产的需求。”

大庆油田

  把重油加工成轻油是首先要做到的,但是加工出来的油品质量能不能过关也是崔永君要关注的。每次加工试验出来的油品,崔永君都要拿到实验室做金属元素的分析。根据分析结果再进行调整,并做催化剂配方调整。

大庆油田

  如果说反应器是炼油成金的神器,那么崔永君所用的催化剂就是炼油成金的神来之笔。因为只有催化剂和反应器的配合才能使劣质重油加工成轻油,而如何确定催化剂的原料和配比也是一项非常难以突破的技术。

  这个神来之笔就是由远在千里之外的福州大学科研团队所完成的。

  江莉龙,化肥催化剂国家工程研究中心主任。他接到了崔永君那边的新任务,因为要加工更加劣质的重油,催化剂的配方也要进行调整。

大庆油田

  其实,江莉龙刚开始接触这个项目的时候对油品是一窍不通,因为有着多年化肥催化剂的经验积累,加上有些学科和石油化工有所交叉,才和自己的恩师魏克镁在2013年接下了这个项目。

大庆油田

  然而,从组织人员开始江莉龙就遇到了困难,因为团队里的人都对石油行业了解较少,所以只是恶补石油方面的知识就花了大量时间。同时他还要自己研究试验装置,为了缩短试验时间,江莉龙组织了三个试验小组,每个小组每天做两次试验,大大提高了试验效率。

大庆油田

  化肥催化剂国家工程研究中心主任 江莉龙:“反正是催化剂装进去,反应完到结束,超过了八个小时时间,马上接下去晚上吃完接着做,又是八个小时,相当于抢了两天的时间回来,三个小组相当于一天干了六天的事情。”

大庆油田

  从2013年到2016年2月MCT悬浮床加氢装置开始运行,江莉龙带着团队花费三年时间,研究出了适合重油加工的金属催化剂,而且在不断尝试技术提升。

大庆油田

  江莉龙现在除了要调配能够加工更加劣质重油的催化剂配方之外,他还想着能不能把用过的催化剂进行循环利用,这样一来不仅能减少资源浪费也能增加更多效能。

  但困扰江莉龙的难题是,缺少工程技术方面的人才。为此,他不止一次找黄志刚副校长要人和仪器设备。所幸校方非常支持,与此同时,江莉龙的科学成果也得到了市场化的认可,在山东淄博的一家炼油企业,就非常希望能够在MCT悬浮床加氢装置上进行深度合作。

大庆油田

  曹永刚,山东清源石化有限公司董事长,从事炼油行业超过二十年,算是工业化炼油领域的土专家。

  清源石化公司是山东第二大地方炼油厂,每年加工原油700万吨以上,其中有90%来自进口。而曹永刚他们采购的原油多数都是从俄罗斯进口的重油。

大庆油田

  山东清源石化有限公司董事长 曹永刚:“根据我们现在在市面上采的这种油品,高含硫、含盐、含金属的这种油品是越来越多,所以说也造成我们下游的油品加工成本的增加。”

  曹永刚每年加工的700万吨原油中,要产出300万吨以上的渣油。他们采用的加工方式液体收率在60%左右,剩下的100多万吨几乎都变成了这些焦炭。

大庆油田

  曹永刚给我们算了一笔账。如果使用MCT悬浮床加氢装置进行加工,液体收率能够达到90%,比传统焦化工艺提升30%。

大庆油田

  山东清源石化有限公司董事长 曹永刚:“一百多万吨,现在的柴油市场售价是6000多一点,但是石油焦是一千二,也就是说每吨相差接近五千元的这种成本,就是五个多亿。”

  【半小时观察】搞科技还需耐得住寂寞

  重质原油加工技术一直是困扰世界炼油业的难题,而对于中国这个石油资源紧张、重质原油较多的国家而言,提升重质原油加工技术显得更为重要。十年攻关,中国企业终于在这个领域取得了巨大突破。这一突破依靠的是聪明才智,更来自于持之以恒的坚持。

  眼下,MCT悬浮床加氢的重油加工工业装置已经通过了科技鉴定,而这只是它走向成功的第一步,好的技术能否成为好的商品,最终还是市场说了算,我们希望它能够经受住市场的检验,获得成功。

用户评论(已有0条评论)

昵称:
表情
发表评论
注:您的评论需要经过审核才能显示哦,请文明发言!
最新评论
暂无评论