生存题?技术题! 炼油行业向技术、绿色、智能要未来
——访中国石化石油化工科学研究院院长李明丰
在全球能源转型加速推进的背景下,我国炼油行业正经历前所未有的挑战与变革。“炼油产能全球第一,但成品油消费明显下降。”中国石化石油化工科学研究院院长李明丰在接受本报专访时,以一组数据点明行业生存压力。如何在技术革命深水区破局?他提出以低成本竞争、绿色化转型、智能化升级为核心的发展路径,勾勒出传统炼化行业的涅槃之路。
低成本突围:
向技术要效益 向灵活要市场
“我们现在整个炼油行业面临的首要难题是生存发展的问题,低成本对于炼化企业而言不是一道选择题,而是生存题。”李明丰的论断直指行业痛点。在产能过剩与需求萎缩的双重压力下,传统工艺的优化空间成为突破口。
在李明丰看来,低成本突围的首要任务是挖掘现有生产环节的降本潜力。他以柴油加氢为例,这一环节的挖潜颇具代表性。柴油加氢工艺的核心目标是脱硫和多环芳烃饱和,但在实际操作中,约50%的氢气消耗源于非必要的单环芳烃过度饱和。按当前氢气均价15000元/吨计算,单套装置中30%至50%的氢气属于无效消耗。若采用高选择性技术,单套装置单一运行周期内成本降幅可达上亿元规模。“即便是0.1个百分点的氢耗降低,也能产生千万级效益。”李明丰为记者算了一笔经济账。为此,石科院成功开发出选择性柴油加氢催化剂和工艺技术。该技术通过精准控制反应路径,能够有效抑制单环芳烃的无效饱和,在保证脱硫率与多环芳烃饱和度的同时显著降低氢耗。更重要的是,氢气生产过程本身具有高碳排放特性,每节约1吨氢气,相当于至少减少约10吨二氧化碳排放,实现了经济效益与环保效益的双重突破。
除了工艺优化,生产灵活性同样关乎成本竞争力。李明丰告诉记者,油品与化工品市场价格呈周期性波动,不同阶段盈利水平差异显著。对于炼厂而言,能否在化工品利润较高时增加化工产品产出,或在油品价格利好时提升油品产量,成为衡量其市场竞争力的关键。因此,实现灵活炼油、快速响应市场变化,是当前炼厂维持低成本竞争优势的核心要素之一。
李明丰表示,当前,有三类技术能够有效提升炼厂生产灵活性。一是催化裂解技术:以新型RTC(重油高效催化裂解)技术为代表,该技术专注于重油转化为轻质烯烃,可依据市场需求灵活调整产品结构;二是加氢裂化技术:该技术具备多样化产品生产能力,可根据市场行情灵活选择生产中间馏分油或石脑油;三是轻烃转化技术:针对炼厂中液化气、C5、C6等低价值轻烃资源,轻烃灵活转化装置可通过调整操作条件实现芳烃、乙烷、丙烷及汽油等产品的多样化生产。这种灵活的产品切换能力能够赋予炼厂在不同市场场景下的多元运营模式,有效提升资源利用率与市场适应性。
绿色革命:
负碳技术重塑产业基因
在“双碳”目标下,炼厂的绿色化已不仅是环保要求,更是发展机遇。李明丰强调,面对当前炼厂以原油加工为主的现状,引入低碳、负碳元素已成为重要发展方向。当前,行业正围绕绿电、绿氢、生物质能利用及资源循环利用等领域开展系列工作,推动炼厂绿色化转型。
在绿电制氢方面,石科院重点聚焦质子交换膜(PEM)电解水制氢技术。中国石化新疆库车2万吨/年绿氢示范项目替代塔河炼化一直使用的天然气制氢,实现现代油品加工与绿氢耦合,已形成良好示范效应。李明丰表示,通过持续深化制氢技术研究,质子交换膜电解水制氢技术可与传统碱水制氢技术形成优势互补,尤其在电力波动场景下具备更高的操作灵活性,能更好地适应新能源电力特性,目前该技术研发工作正在稳步推进。
生物质能利用是另一个重要方向。据李明丰介绍,我国生物质能资源丰富,可利用资源量37亿吨,在炼厂应用潜力巨大。石科院围绕生物质利用,在可持续航空燃料(SAF)开发领域进行了广泛布局,技术链条涵盖废弃油脂处理、秸秆气化、禽畜粪便发酵及沼气利用等多个环节,通过全流程技术开发,探索生物质能在炼化领域的规模化应用路径。
在废塑料循环利用方面,面对我国每年约1.2亿吨的塑料消费量(且呈逐年增长趋势)以及6300万吨的年退役高分子材料量(其中仅2000万吨实现物理回收,约4000万吨被焚烧或填埋),李明丰认为退役高分子材料作为优质碳氢资源,现在普遍采用的焚烧填埋处理方式造成了严重的资源浪费。李明丰告诉记者,自2018年起,石科院开展了为期7年的废塑料化学循环应用研究,针对地膜、生活垃圾、填埋场垃圾等不同场景开发了多条技术路线,并且通过与高校院所的协同攻关,正不断取得技术突破。
“通过绿电制氢、生物质能利用及废塑料循环利用等技术的研发与实践,我们正逐步构建炼厂绿色低碳发展体系,为实现整个炼厂的绿色化转型奠定坚实基础。”李明丰说道。
智能工厂:
数字技术驱动全程优化
“智能化是传统炼油产业的‘数字引擎’。”李明丰说,石科院正推进全流程数字孪生系统建设,与石化盈科合作开发国产化软件平台,为炼厂决策打造“数字底座”。
在多家炼厂应用的实时在线优化技术(RTO)与自主研发的可视化智能平台(VISPRO),已实现从计划层到操作层的全流程优化。数据显示,某炼厂应用智能优化技术后,年增效超8000万元。
“未来炼厂将是‘物理工厂+数字工厂’的复合体。”李明丰展望,通过人工智能与流程工业深度融合,不仅能精准预测市场需求、优化生产参数,更能推动“黑箱操作”向“透明化决策”转变,让老产业焕发新活力。
前沿布局:
在跨界融合中开辟新质生产力
据李明丰介绍,当前,国内炼油炼化技术聚焦原料高效转化、产品结构优化及产业链延伸三大方向,已取得多项突破性进展。
在原料高效转化领域,可将渣油转化为轻 质烯烃的重油高效催化裂解(RT C)技术是标志性成果之一。该技术通过创新流程设计与催化剂体系,成功实现渣油轻质化,达成将低品质原料转化为高附加值产品的目标。目前,中国石化已积极布局该技术,其首套300万吨RTC装置在安庆石化投运已满两年。未来,RTC技术将有力推动炼厂从单一炼油模式向炼油化工一体化转型,成为衔接炼油与化工产业的关键技术。
面对成品油需求结构变化,柴油高值化利用成为研究热点。通过加氢改质、芳烃吸附分离等技术,可将柴油转化为乙烯原料。石科院、中海油研究总院等科研机构正围绕该领域开展攻关,为解决油品消纳问题提供技术支撑。
在化工产业链延伸方面,采用石科院自主研发的全新己内酰胺技术在中国石化湖南石化创效成果显著。该技术成功打通低成本尼龙-6产业链,即便在己内酰胺市场价格低迷时期,仍保持良好的边际效益。
展望未来,更前沿的探索已启动。例如,富含异构烷烃的轻烃直接生产烯烃技术研发工作正在进行,该技术若实现突破,有望大幅降低能耗。
炼油化工与新能源材料的跨界融合,是新质生产力的生动实践。中国石化在负极材料研发方面已取得显著成果。以石油焦向负极焦转型为例,相关产品因处理能力强、比容量高、质量稳定,获得电池企业认可。目前,包括石科院在内的多家单位正围绕负极材料及沥青等相关材料开展研发工作,推动炼厂从传统产品线向新能源材料领域延伸。
“随着这些工作的深入推进,炼厂正从传统产品线向新能源材料、绿色化工等新兴领域进行拓展延伸,这正是我们现在努力的方向。”李明丰说。
协同创新:
构建产学研融合生态
为推动科技创新,尤其是原始性创新,石油化工行业积极与高等院校、科研院所开展广泛合作。以石科院为例,每年运行约150项合作课题。通过产学研协作,企业得以汲取高校丰富的创新创意,实现跨学科知识融合与思维突破。部分经小试验证可行的创意项目,将进入中试阶段。作为连接高校科研与产业化的关键枢纽,以石科院为代表的企业研究院在此过程中发挥着核心作用。
“中试环节对技术成果高质量转移转化至关重要。”李明丰一语道破关键。
目前,尽管各地已建成多个中试基地,多由政府投资建设并提供场地租赁优惠,但仅提供物理空间难以满足技术孵化需求。对此,李明丰表示,中试基地需配备具备中试装置建设与运营、流体力学研究、反应动力学分析、装备设计等多领域专业能力的团队,才能有效保障中试技术的完整性与成熟度。
据了解,石科院在天津建设的中试基地即将投用,该基地一方面承担石科院自研技术的孵化任务,另一方面承接高校及科研院所小试成功的优质技术项目,提供从孵化到产业化的全流程专业化服务,并联合设计单位完善工艺方案,确保技术转移的高效性与高质量。
针对中试推进过程中面临的诸多挑战,国家已出台各项扶持政策,但企业仍希望能够进一步优化。李明丰建议制定更完善的《中试项目安全评估规程》,消除模糊地带。此外,中试产品的市场化应用同样关键,应完善相关规则,推动中试产品尽快投入使用,培育下游市场,加速产业链完整构建。
“炼油化工产业大有可为,关键要锚定难点,以‘咬定青山不放松’的韧劲,向深处扎根、向实处发力,在原始创新的过程中勇闯‘无人区’。”谈 及行业未来,李明丰坚信,只要坚持把科技自立自强作为根本支撑,以创新突破破解“卡脖子”难题,传统炼化产业必将在新发展格局中培育新质生产力,为保障国家能源安全、推 进“双碳”战略 提 供坚实产业支撑。