01原油直接制化學(xué)品技術(shù)
在成品油消費(fèi)持續(xù)疲軟的趨勢(shì)下,原油直接制化學(xué)品( COTC)技術(shù)成為煉油商關(guān)注的熱點(diǎn)。原油制化學(xué)品工廠(chǎng)石化原料的收率可超過(guò)40%甚至可能達(dá)到80%。COTC技術(shù)分為原油最大化制化學(xué)品和原油直接制化學(xué)品兩類(lèi)。目前原油直接制化學(xué)品(烯烴),以??松梨跒榇?;原油最大化制化學(xué)品,以恒力石化、浙江石化為代表;沙特阿美在沙特阿拉伯延布、印度信實(shí)在印度賈姆納格爾也正在開(kāi)展COTC項(xiàng)目前期工作。
02柴油蠟油轉(zhuǎn)化生產(chǎn)化工原料技術(shù)
近年來(lái)內(nèi)市場(chǎng)柴油需求量持續(xù)下降,為解決煉廠(chǎng)直柴、催柴等的轉(zhuǎn)化利用問(wèn)題,柴油餾分芳烴、環(huán)烷烴分子定向轉(zhuǎn)化技術(shù)尚需突破,如芳烴、環(huán)烷烴加氫裂化生產(chǎn)重整原料,加氫開(kāi)環(huán)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)乙烯原料,單環(huán)芳烴深度轉(zhuǎn)化后所生成的帶支鏈的環(huán)烷烴的支鏈端位如何實(shí)現(xiàn)同分異構(gòu)化以生產(chǎn)低凝軍用油品。采用蠟油加氫裂化能夠降低柴油產(chǎn)量,最大化生產(chǎn)輕石腦油、尾油作乙烯裂解原料,重石腦油作重整原料。
03重油催化裂解技術(shù)
催化裂解是在催化劑存在的條件下,對(duì)石油烴類(lèi)進(jìn)行高溫裂解生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烴同時(shí)兼產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的過(guò)程。催化裂解催化劑需要耐受更高的反應(yīng)溫度及水汽的影響,通過(guò)催化材料的酸性和孔道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兼顧不同分子的轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)低碳烯烴的目標(biāo)。催化裂解多產(chǎn)低碳烯烴規(guī)模化應(yīng)用存在較多的工程問(wèn)題需要解決,其原料范圍廣泛,需要開(kāi)發(fā)適應(yīng)不同原料特點(diǎn)、過(guò)程高效低排放的反應(yīng)器技術(shù),需要對(duì)進(jìn)料的噴嘴、霧化水蒸氣等進(jìn)行研究設(shè)計(jì)和研究。
04重油漿態(tài)床加氫改質(zhì)技術(shù)
漿態(tài)床加氫是實(shí)現(xiàn)劣質(zhì)重油(渣油)高效轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的輕質(zhì)及中質(zhì)油品的有效方式之一,在常規(guī)原油資源日益變重變差的背景下得到快速發(fā)展。重點(diǎn)關(guān)注低成本漿態(tài)床加氫生產(chǎn)低硫船燃工藝,劣質(zhì)重油漿態(tài)床加氫改質(zhì)滿(mǎn)足管輸及船運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù),富芳原料漿態(tài)床加氫改質(zhì)生產(chǎn)高端碳材料原料及橡膠填充油的技術(shù),為低硫船燃生產(chǎn)和劣質(zhì)重油輸送提供解決方案,為高端碳材料和高性能橡膠開(kāi)發(fā)提供高品質(zhì)原料。
05分子煉油與智能煉化技術(shù)
分子煉油是從分子水平來(lái)認(rèn)識(shí)石油加工過(guò)程,通過(guò)從分子水平分析原油組成,精準(zhǔn)預(yù)測(cè)產(chǎn)品性質(zhì),精細(xì)設(shè)計(jì)加工過(guò)程,合理配置加工流程,優(yōu)化裝置操作,使每一個(gè)石油分子的價(jià)值最大化,體現(xiàn)了未來(lái)煉油技術(shù)的發(fā)展方向。分子煉油過(guò)程需要通過(guò)智能煉化實(shí)現(xiàn)。智能煉化是自動(dòng)化、數(shù)字化、可視化、模型化、集成化技術(shù)在煉化生產(chǎn)過(guò)程的綜合應(yīng)用,是煉化企業(yè)信息化水平的重要體現(xiàn),也是未來(lái)煉化企業(yè)發(fā)展的終極模式。
06甲烷無(wú)氧制乙烯技術(shù)
甲烷無(wú)氧制乙烯是實(shí)現(xiàn)乙烯原料多元化的重要途徑之一,在未來(lái)對(duì)于非常規(guī)天然氣的開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。中科院大連化學(xué)物理研究所基于“納米限域催化”新概念,開(kāi)發(fā)出硅化物(氧化硅或碳化硅)晶格限域的單中心鐵催化劑,實(shí)現(xiàn)了甲烷在無(wú)氧條件下選擇活化,一步高效生產(chǎn)乙烯、芳烴和氫氣等高值化學(xué)品。與天然氣轉(zhuǎn)化的傳統(tǒng)路線(xiàn)相比,該研究摒棄了高耗能的合成氣制備過(guò)程,縮短了工藝路線(xiàn),反應(yīng)過(guò)程本身實(shí)現(xiàn)了CO2的零排放,碳原子利用效率達(dá)到100%。
07合成氣制烯烴、芳烴技術(shù)
合成氣制烯烴、芳烴路線(xiàn)可以拓展生產(chǎn)合成氣的原料來(lái)源,例如可采用生物質(zhì)等可再生資源氣化制取合成氣,再以合成氣直接合成烯烴、芳烴,或者通過(guò)F-T合成路線(xiàn)或合成氣制甲醇路線(xiàn)生產(chǎn)烯烴、芳烴,特別是對(duì)合成氣直接制烯烴、芳烴技術(shù)的研究備受關(guān)注,不僅可以擴(kuò)大原料來(lái)源,而且可以大幅縮減現(xiàn)有石油基、煤基烯烴、芳烴生產(chǎn)流程,降低烯烴、芳烴投資成本和生產(chǎn)成本。
08廢塑料化學(xué)回收與化學(xué)循環(huán)技術(shù)
廢塑料化學(xué)回收、化學(xué)循環(huán)已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。廢塑料化學(xué)回收是將塑料廢棄物經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)轉(zhuǎn)化,生成油、氣、炭、單體等中間化學(xué)品的過(guò)程。廢塑料化學(xué)循環(huán)是將塑料廢棄物經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)轉(zhuǎn)化,重新生成與石油基塑料同等品質(zhì)的新塑料的過(guò)程。近年來(lái)多國(guó)出臺(tái)激勵(lì)政策剛性鼓勵(lì)回收塑料,生產(chǎn)商、零售商都在加大對(duì)再生塑料的使用。隨著我國(guó)環(huán)保法規(guī)趨嚴(yán)和垃圾分類(lèi)工作的推進(jìn),廢塑料回收受到空前重視,但化學(xué)回收技術(shù)仍處于試驗(yàn)階段。預(yù)計(jì)在未來(lái)5年內(nèi),正處在投資風(fēng)口的廢塑料化學(xué)回收項(xiàng)目將催生千億級(jí)別產(chǎn)業(yè)規(guī)模的新市場(chǎng),在推動(dòng)塑料污染治理、資源循環(huán)利用和節(jié)能減排等方面發(fā)揮積極作用。
09煉化裝置節(jié)能技術(shù)
節(jié)能降耗是煉化生產(chǎn)商減少能源消耗、減少排放的有效途徑。重點(diǎn)關(guān)注開(kāi)發(fā)高效反應(yīng)精餾耦合工藝、高效精餾塔盤(pán)及填料、傳質(zhì)傳熱過(guò)程強(qiáng)化技術(shù),開(kāi)展“95 ”加熱爐技術(shù)開(kāi)發(fā)與示范、液力透平研發(fā)、裝置內(nèi)換熱網(wǎng)絡(luò)集成及能量系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究、智能控制技術(shù)及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、裝置閉環(huán)實(shí)時(shí)優(yōu)化技術(shù)開(kāi)發(fā)等,持續(xù)提升裝置能效水平及綠色低碳水平。
10電氣化替代技術(shù)
重點(diǎn)開(kāi)展光伏風(fēng)電等綠電開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)、光伏、風(fēng)電與聚光太陽(yáng)能耦合技術(shù)、儲(chǔ)電技術(shù)、可再生電力加熱蒸汽裂解爐技術(shù)、燃煤鍋爐電能替代技術(shù)、天然氣燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)、電加熱再沸器替代技術(shù)、大型機(jī)組汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)改電驅(qū)與汽熱電聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)、低溫余熱與電伴熱電加熱集成應(yīng)用技術(shù)、過(guò)剩低溫余熱冷熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)運(yùn)技術(shù)、多元能源互補(bǔ)與集成優(yōu)化技術(shù)等技術(shù)研究開(kāi)發(fā)與示范應(yīng)用。
11三廢處理及回收利用技術(shù)
以廢氣、廢水以及固體廢棄物處理及綜合利用為重點(diǎn)方向,結(jié)合”“雙碳”要求,開(kāi)發(fā)低碳排放的污染物處理及回用技術(shù)。重點(diǎn)關(guān)注SCR脫硝催化劑及配套技術(shù)、廢氣中含硫化合物處理及綜合利用技術(shù)、VOC處理及綜合利用技術(shù)、污泥減量化和資源化處理技術(shù)、廢物資源化利用分離膜及膜組件制備技術(shù)、煉化企業(yè)特種污水高效處理及綜合利用技術(shù)等。
12生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)
我國(guó)生物質(zhì)資源豐富,在“雙碳”背景下加強(qiáng)生物質(zhì)資源的搞笑轉(zhuǎn)化利用意義重大。圍繞油脂、木質(zhì)纖維等生物質(zhì)原料高效制備燃料、材料和化學(xué)品等主要方向,重點(diǎn)關(guān)注生物柴油、生物航煤、燃料乙醇等生物質(zhì)液體燃料;生物質(zhì)高效制備氫氣及其提純、生物質(zhì)沼氣及其選擇性轉(zhuǎn)化等生物質(zhì)氣體燃料;類(lèi)高密度聚乙烯等高性能可降解材料;不飽和長(zhǎng)鏈二元酸等關(guān)鍵平臺(tái)化學(xué)品合成。
13CO2捕集及利用技術(shù)
煉化裝置CO2捕集利用是企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要途徑之一,重點(diǎn)關(guān)注煉化裝置低濃度CO2低成本捕集技術(shù),包括第三代胺法捕集技術(shù)、膜分離技術(shù)、功能性吸附劑、富氧燃燒技術(shù)等。以CO2集中捕集作為化工原料生產(chǎn)高附加值化學(xué)品為目標(biāo),重點(diǎn)關(guān)注CO2加氫制甲醇、芳烴,直接酯化制碳酸酯/環(huán)碳酸酯、羧基化反應(yīng)制有機(jī)羧酸/羧酸酯技術(shù)進(jìn)展。另外需關(guān)注直接空氣碳捕獲(DAC)技術(shù),其利用裝填有吸附劑的設(shè)施直接捕獲空氣中的CO2。
14電解水制氫耦合制取化學(xué)品技術(shù)
在諸多可選的光電解水制氫耦合有機(jī)物氧化反應(yīng)中,基于生物質(zhì)醇/醛的光電催化氧化受到廣泛關(guān)注. 生物質(zhì)醇/醛分子作為重要的生物基平臺(tái)化合物,其可以由產(chǎn)量豐富且可再生的木質(zhì)纖維素經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)、生物等方法裂解得到,包括甘油及其衍生物、乙醇、呋喃類(lèi)化合物等。通過(guò)光電催化氧化重整可將這些生物質(zhì)醇/醛進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為高值含氧化學(xué)品或燃料,應(yīng)用于化工、能源、制藥等各個(gè)領(lǐng)域,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)水分解產(chǎn)氫。與傳統(tǒng)光電解水制氫相比,利用生物質(zhì)醇/醛氧化來(lái)替代光電催化陽(yáng)極析氧過(guò)程,可有效降低電壓,提高太陽(yáng)能利用效率,因此光電解水制氫耦合生物質(zhì)醇/醛氧化對(duì)綠氫提效降本和高值化學(xué)品合成具有重要意義。
15管道輸氫技術(shù)
隨著氫能發(fā)展利用技術(shù)的不斷成熟和完善,大規(guī)模集中制氫和長(zhǎng)距離輸氫是未來(lái)趨勢(shì),利用現(xiàn)有天然氣管線(xiàn)摻氫和新建純氫管道輸氫是最現(xiàn)實(shí)可行的方案,因而備受關(guān)注。然而管道輸氫目前仍存在需要攻克的相關(guān)技術(shù)瓶頸問(wèn)題,主要體現(xiàn)在受氣體物性差異、管道材質(zhì)特性、摻氫比和外部環(huán)境等影響,氫氣進(jìn)入管道后容易產(chǎn)生氫脆、滲透和泄漏等風(fēng)險(xiǎn)。目前國(guó)內(nèi)建成運(yùn)行部分純氫管道項(xiàng)目和天然氣摻氫管道項(xiàng)目,但總體上仍處于試驗(yàn)探索階段,一旦該技術(shù)取得突破,可望有力推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;l(fā)展。
16氨能及氨的可持續(xù)生產(chǎn)技術(shù)
氨作為氫的載體,容易液化,儲(chǔ)運(yùn)方便,分解制氫可供燃料電池使用或直接用于燃料電池發(fā)電,也可作為內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)燃料。氨能源已經(jīng)悄然進(jìn)入人們的視野,實(shí)現(xiàn)氨-氫融合發(fā)展,或?qū)⒊蔀榻鉀Q氫氣長(zhǎng)距離高效輸送難題的可行方案之一。傳統(tǒng)合成氨工藝技術(shù)成熟,但能耗高,并且會(huì)排放大量CO2,因此開(kāi)發(fā)氨的可持續(xù)生產(chǎn)技術(shù),包括使用“綠氫”制氨或開(kāi)發(fā)固氮酶減少化肥使用量,成為未來(lái)合成氨工業(yè)發(fā)展的重要方向。
17新型高效分離技術(shù)
新型分離技術(shù)是在傳統(tǒng)精餾、萃取、結(jié)晶、吸附以及色譜分離等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的更加節(jié)能、綠色、環(huán)保的分離技術(shù),包括新型精餾技術(shù)、新型萃取技術(shù)、新型結(jié)晶技術(shù)、新型吸附技術(shù)、膜分離技術(shù)以及電化學(xué)分離技術(shù)等。相較于傳統(tǒng)分離技術(shù),新型分離技術(shù)更加注重節(jié)能減排、避免有毒有害物質(zhì)的排放,使用過(guò)程高效、簡(jiǎn)便。
18智慧研發(fā)技術(shù)
煉化智慧研發(fā)技術(shù)基于知識(shí)自動(dòng)化的智慧知識(shí)庫(kù)、數(shù)字化試驗(yàn)室、智慧試驗(yàn)室和智慧服務(wù),大幅提升研發(fā)效率。關(guān)注的重點(diǎn)是利用已有煉化項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、煉化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室硬件資源,采用人工智能、機(jī)器人等技術(shù),建立虛擬研發(fā)智能化平臺(tái),提高研發(fā)效率,縮短研發(fā)周期,降低研發(fā)成本,支撐煉化業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
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