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      1. 費托合成工藝讓同樣原料效益翻番

         

            石科院研發替代石油資源的費托合成技術,提升其經濟性. 

        費托合成油是指通過費托合成工藝制取性質類似石油基燃料的合成油,其原料可以為煤、天然氣、生物質、煉廠氣、瀝青和石油焦等。在全球面臨石油資源不斷劣質化、供應持續緊張的情況下,費托合成技術為能源的多元化及安全保障提供了一條重要途徑。

        目前,國外一些大能源公司均在大力開發費托合成技術,部分技術已投入商業運用。近年來,石油化工科學研究院在這方面開展研究,并取得突破。

        費托合成技術將成替代石油資源的重要技術

        我國的能源結構呈現富煤、缺油、少氣的特點,2013年原油對外依存度達到58.1%,國際原油市場的波動對我國經濟發展乃至社會穩定的影響迅速增加。利用費托合成技術,將豐富的煤炭資源轉化為液體燃料和潤滑油產品,減少對石油基原料的依賴,對保障我國能源戰略安全具有重大意義。

        費托合成技術生產出來的合成油,國內主要采用加氫精制和加氫裂化等技術生產石腦油和柴油調和組分,經濟效益不明顯?!百M托合成油具有碳數長、不含環狀烴和硫氮雜質等特點,可以生產出石油餾分無法生產的高黏度潤滑油基礎油和特種蠟?,F在生產石腦油和柴油組分是大材小用了?!笔圃阂晃豢蒲腥藛T說。

        這位科研人員算了一筆經濟賬:“生產石腦油、柴油,每噸分別可以賣到7000~8000元。生產高檔潤滑油基礎油,每噸最高可以賣到4萬元;生產特種蠟可以賣到1.5萬元左右。同樣的原料,生產高附加值產品,經濟效益可以翻倍?!?/span>

        因此,石科院立項開展費托合成油加氫提質生產高品質潤滑油基礎油及特種蠟技術的研究,立志開發高附加值產品,提高費托合成技術的經濟性。

        降凝幅度達100攝氏度以上是面臨的世界性難題

        石科院早在2005年便開展了實驗室研究。費托合成油碳鏈長,凝固點高達70~80攝氏度,在夏天的室溫下都是凝固狀態。實驗裝置全流程都要在100攝氏度以上的溫度下才能穩定進料、完全反應,任何一個部位保溫不好都會導致費托合成油凝固,堵塞管線。對此,科研人員設計出全流程保溫的實驗設備,讓整個油路系統的溫度保持在150攝氏度以上。

        “技術開發最大的難點在于降凝幅度要高達100攝氏度以上?!笨蒲腥藛T介紹。原料的凝固點高達70~80攝氏度,而優質潤滑油基礎油的凝固點要低于零下30攝氏度,“這是項世界性難題,對催化劑的開發及工藝技術都是嚴峻的考驗”。在石科院開展費托合成油加氫提質生產高檔潤滑油技術研發之前,只有少數國外公司掌握了該技術,并且不轉讓給其他用戶。

        采用常規的異構降凝催化劑和降凝工藝無法達到降低凝固點100攝氏度以上的目的,必須研發出更加高效的異構降凝催化劑和異構降凝工藝。在20余年降凝催化劑研發經驗的基礎上,科研人員創新研制出催化劑新載體和金屬活性組分,優化催化劑制備技術,針對高凝點原料開發出高活性、高選擇性的異構降凝催化劑。在工藝上開發出兩段加氫工藝來生產優質基礎油產品。

        這兩段加氫工藝,并不是簡單的流程疊加與串聯,需要有機結合起來才能發揮“1+1>2”的作用??蒲腥藛T不斷調整參數,最終找到最佳操作條件,實驗室取得了160攝氏度以上的降凝效果,同時保證了高附加值潤滑油基礎油產品的高收率。

        為檢驗實驗成果,科研人員在中型試驗裝置上試生產了40多升潤滑油基礎油,送到潤滑油研究室進行調和試驗。幾天后,負責調和的科研人員打來電話報喜:“調和的部分潤滑油質量達到PAO(聚a烯烴)產品水平!”

        工業試驗結果顯示產品綜合性能優良

        由于費托合成油凝固點高的特性,工業試驗裝置也要全流程高保溫,這種工業裝置在國內很少見。該院科研人員通過調研和尋找,最終在南陽精蠟廠找到一套保溫效果較好的裝置。

        為盡量減少工業試驗對精蠟廠正常生產造成的影響,集團公司科技部組織攻關課題和經費落實,煉油事業部協調生產安排,石科院與工程建設公司、南陽精蠟廠精心安排試驗方案,在裝置檢修期間完成對裝置的完善改造工作,沒有耽誤一天正常生產。

        在工業試驗過程中,石科院科研人員始終堅守在工業應用現場,和精蠟廠技術人員一起倒班,克服了試驗過程中出現的各種困難,成功生產出凝固點低于零下30攝氏度的高檔潤滑油基礎油。

        “從石油餾分得到的基礎油黏度指數最高在130,特種蠟的滴熔點最高在85攝氏度。我們工業試驗用費托合成油生產的基礎油黏度指數達到150,完全達到4號和6號基礎油產品的要求,綜合性能可以和聚a烯烴基礎油產品媲美,特種蠟滴熔點達到95攝氏度以上?!闭劦皆囼灲Y果,科研人員十分自豪。

        費托合成油加氫提質生產高附加值基礎油產品技術工業試驗取得階段性成果,填補了國內技術空白,極大地提升了費托合成成套技術的經濟性,對中國石化發展煤炭、頁巖氣等非常規能源產業具有重要意義。

         

         

         

        信息來源:中國石化報、石化新聞網
        2014-08-27
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