科技创新“智”造绿色竞争力
—聚焦亚洲炼油和化工科技大会上的“寰球方案”
在全球化石能源转型与“双碳”目标双重挑战下,炼化行业正经历深刻变革。中国寰球工程有限公司(下称寰球公司)以科技创新为核心驱动力,在核心领域突破、绿色转型推进、数智化赋能等方面开展了一系列实践创新,取得了丰硕成果并形成先发优势,为全球炼化行业高质量发展提供了有力支撑。
自主创新突破 技术迭代筑牢发展根基
在传统炼化领域,寰球公司以乙烯技术为引领,持续推动技术升级与突破。2012年10月,“大型乙烯装置工业化成套技术”在大庆石化120万吨/年乙烯改扩建工程实现国内首套应用,使我国成为世界上第四个拥有乙烯技术的国家。2023年,公司承担的“大乙烯二期”重大专项顺利通过验收,实现了乙烯原料的多元化覆盖,从石脑油拓展到气体原料、重质液体原料以及煤基石脑油等,完成从“1.0”到“2.0”版本的升级,推动中国石油乙烯技术实现“从有到强”的跨越。自主开发的“乙烷制乙烯成套技术”成功应用在国家示范工程—兰州石化长庆80万吨/年和独山子石化塔里木60万吨/年乙烷制乙烯项目,实现了自主乙烷裂解制乙烯技术零的突破,助推了乙烯行业原料轻质化和高质化发展,对“双碳”目标实现具有重要的战略意义。该技术获评中国石油和化学工业联合会2024年度科技进步一等奖。
“大炼油二期”项目的实施,实现全厂总体优化技术及常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化、延迟焦化等大型炼油核心装置工艺技术的全面升级,成功开发连续重整和渣油加氢成套技术,形成了具有自主知识产权的千万吨级大型炼厂成套技术,实现中国石油主体炼油装置设计技术的全系列化,总体技术达到国际先进水平,为炼油行业的技术进步和产业升级提供了坚实保障。
聚烯烃技术方面,寰球公司实现集群式突破,形成聚乙烯、聚丙烯以及POE和PMP等高端聚烯烃工艺包。采用中国石油自主技术的聚丙烯装置工艺包已在独山子石化塔里木二期项目落地应用,为聚丙烯产业的发展注入新动力。溶液法聚乙烯技术攻克了溶液聚合工程放大难题,产品牌号覆盖高强膜料至弹性体,满足了不同领域的需求。1-己烯/1-辛烯联产技术和溶液法POE技术,打破了α-烯烃和POE的技术封锁,获得中国石油首台套认证,并在蓝海新材料项目中成功应用,提升了我国高端聚烯烃产业的自主创新能力和国际竞争力。
推进绿色低碳转型 构建全链条技术体系
在“双碳”背景下,寰球公司深度融入中国石油“战新和未来产业7+4”布局,围绕源头、过程、终端路径深入推进,着力构建“原料多元化—工艺低碳化—用能电气化—技术集成化”的传统炼化技术创新生态。在原料多元化方面,寰球公司发挥自身在烯烃技术方面的工程优势,积极推进乙烷氧化脱氢(EDH)技术在国内的落地应用;致力于生物乙烯产品的工艺技术开发与升级,不断完善生物质乙烯产品技术链条;积极构建废塑料解聚与石化原料生产相结合的技术路线,努力实现“废塑料→乙烯→新塑料”全产业链的贯通。在工艺耦合升级方面,寰球公司基于多反应过程耦合、多分离过程强化耦合等多种技术,开发了短流程、灵活生产化学品的炼化耦合新工艺,形成“百万吨级原油直接制乙烯工艺包”,吨乙烯能耗减少约20千克标油,为原油的高效利用和低碳化发展提供了新的技术路径;布局开发原油直接催化裂解等技术,为炼化企业提高经济效益和市场竞争力提供技术支撑。在用能电气化方面,在广西石化项目推动实施乙烯三大机组电驱,提升终端电气化率;重点开发以电裂解技术为核心的乙烯成套技术。该技术研发成功后,将颠覆性改变现有裂解炉配置,实现乙烯技术“3.0”版升级,可为化工行业提供二氧化碳减排方案,有望带来乙烯行业的再一次革命。
绿色技术引领公司转型浪潮。新能源方向实现氢能制储用全链条突破:12000Nm3/h碱性电解水制氢技术通过气液分离纯化一体化设计,投资较传统工艺降低40%,配套开发的15万吨级宽负荷柔性合成氨、30万吨级CO2加氢制甲醇工艺包通过评审,为绿氢规模化应用奠定基础;复合胺法低浓度CO2捕集技术(HQACC)创新富液冷却回流与高压再生工艺,捕集能耗低于39千克标油/吨,形成30万~140万吨系列工艺包,应用于包钢50万吨CCUS示范项目。该项目于6月2日一次开车成功,成功从麦尔兹窑低浓度烟气中捕集CO2并产出液体二氧化碳产品,钢铁行业首套大规模低浓度烟气CCUS装置取得重大突破。生物质能方向,自主开发劣质油脂预处理工艺,与中国石油石油化工研究院合作开发了基于甲酯化路线的HEFA法生物航煤工艺包,与清华大学合作开发万吨级CO2加氢制SAF技术,通过工艺包验证;“微界面强化臭氧氧化废水处理技术”获国际领先评价,在塔石化等项目实现技术转让。
数智赋能发展 开创行业未来新格局
面对产业变革新趋势,寰球公司加速推进“智慧工程+智能工厂”双轮驱动,以数字化、智能化技术推动行业转型升级。
在核心装备智能化方面,寰球公司在以乙烯裂解炉为代表的核心装备上对APC先进控制进行了探索,并形成动态模拟、先进控制和“一键开车”等关键技术。同时,建立了包含乙烯裂解进料流量、燃料气燃烧热量、风机转速等多变量模型预测控制系统,实现了对裂解炉COT温度等关键参数的精确稳定控制,提高了操作的稳定性以及产品收率和质量。
在数字化交付方面,寰球公司依托广西石化一体化项目开创性引入数字化交付2.0概念。公司在交付方式、质量管控、量化指标等方面进行创新,并引入大数据和AI技术,真正做到伴随式交付。为业主、各装置院提供统一交付平台,并在项目的30%、60%、90%及竣工图阶段量化展示参与各方的设计、采购、施工交付数据质量。
数字化交付2.0概念已运用于广西石化项目、塔里木二期项目,未来将继续开发数字化交付接收平台,结合寰球工艺背景,为业主开发相关的智能工厂应用,最终形成数字化交付到智能工厂闭环,用IT赋能工程建设和工厂运维,推动炼化行业的数字化转型和高质量发展。
在数字化碳管理方面,寰球公司应用产品环境足迹(PEF)评价体系,将化工产品生产过程中的主要活动参数进行详细核查,结合国内、外广受认可的碳数据库,对原料获取、生产加工、对外运输等各个阶段,进行模块化建模,应用全生命周期咨询管理手段,对产品碳足迹、低碳经济、绿色供应链、企业可持续发展等进行综合分析,并通过应用技术手段,在设计阶段贯彻低碳减排目标。目前,该技术已在乙烯、合成氨、电解制绿氢、生物质乙醇等多个领域中有所应用,并取得良好效果。
未来,寰球公司将坚持技术立企,持续深化创新驱动和数智赋能,积极健全完善“以绿色低碳发展为特征的传统炼化技术接续升级”“以新材料新能源为方向的战略性新兴产业技术攻关突破”“以引领新一轮科技革命和产业变革为愿景的未来产业技术超前孵化”的战略布局,全面推动开展“A I+工程建设”,培育和发展新质生产力,锻造高质量发展强劲引擎,继续以“技术+工程+服务”一体化能力,助力全球能源行业高质量发展。在近日举行的亚洲炼化大会上,寰球公司将以科技创新“智”造绿色竞争力,全面展示其“寰球方案”。我们坚信,通过持续创新与开放合作,“寰球方案”一定能够走出一条传统石化产业高质量发展的新路径,为全球能源转型和可持续发展贡献更多力量。