炼化行业的“卡脖子”问题,说到底就是受制于人。关键技术、工艺、设备的知识产权都掌握在外国专利商手里,用的是国外的工艺包、催化剂及关键设备。虽然能正常生产,但一旦被“断供”或禁止使用就很被动,想要自己改进,也很难下手。
石油化工领域从基础理论研究到投入生产,环环相扣。首先应根据市场需求的痛点从化学反应原理的基础研究入手,研究反应机理和反应条件;接着开发适配的催化剂并不断优化,尽可能提高反应效率。催化剂研制出来后,要设计一套完整的工艺流程,把催化剂的性能发挥到极致。此外,量身设计与定制关键的生产设备也是为了保证工业生产装置的顺畅运行。每一步都需要经过试验验证并不断优化,最后投入工业应用。如同种植果树,为获得高质高产,需要选种、育种、调理土壤、设计合适的种植方法及专业工具,一步步实现目标。满足行业发展需求的关键技术突破,往往可以抢占市场先机。在这方面,外国厂商长期以来处于领跑地位。
反观国内炼化行业历史,缺乏基础研究带来的关键技术突破,更多的是“买果树”—直接买现成的技术、工艺包和设备,能用但不能改,工艺流程被固化,设备只能配合工艺运行,技术上被限制,行业灵活性不足,竞争力也会随之下降。一旦出现国际局势紧张,关键技术被限制使用带来的损失无法估量。
JESO浆态床加氢技术如何破解“卡脖子”问题?
“卡脖子”的地方,往往是行业最关键的技术环节。如果无法掌握核心技术,就难以摆脱受制于人的局面。JESO技术的开发与取得的技术成果则改变了这一切,通过“选种、育种、改良、新方法和新工具的设计应用”,从直接“买果树”改为“自己选种种树、培育并收获果实”,打破了行业技术受制的困境。JESO浆态床加氢技术由济安永蓝(北京)工程技术开发有限公司自主开发的油溶性钼基催化剂前体制备、浆态床加氢双循环工艺以及基于浆态床的多循环加氢工艺产品结构配置等专利技术,联合华东理工大学开发的反应器分形内构件专利技术,中国石化工程建设有限公司在工业应用装置上的控温、提效及稳定沥青质专利技术等一系列自主开发技术组成。JESO长周期的中试实验验证了催化剂和工艺的可靠性,催化剂在较高温度和压力环境中始终保持高活性,设备运行稳定,无堵塞,使重油改质及渣油加工工业项目的实施拥有了坚实的基础。
首先,解决炼化行业“卡脖子”问题的核心,是高效的催化剂前体制备技术。济安永蓝JESO技术自主研发的油溶性钼基催化剂前驱体制备从根本上攻克了关键技术壁垒。扫描电镜表征显示,催化剂前驱体在渣油中原位硫化后生成的催化剂颗粒保守估计直径小于20纳米,透射电镜表征显示,纳米级催化剂符合理论上层间距0.63纳米范畴。长周期中试实验显示,硫化后生成的纳米级催化剂具有显著优势:高比表面积使其高度均匀分布于渣油中,具有极高的加氢活性,可以大幅提高渣油转化率至90~95%;极强的抑焦性能使装置连续运行无需停车重整,使劣质减压渣油(高金属、高硫、高氮、高残炭)加氢裂化设备保持长期稳定运行,从而直接提高了生产效率和经济效益,降低了运行和维护成本;催化剂前体可在重质烃原料的加氢转化期间原位活化形成加氢处理的纳米级催化剂,对劣质油原料与加氢反应的适应性好,可用于处理各种不同原料渣油和进行重质油改质。由于催化剂前驱体加入量少,在线预硫化,其活性组分在反应器中以纳米级尺度存在,反应可在较低氢分压、较低温度、较高空速的条件下进行,节省了大量能耗;并且催化剂金属利用率高,抑焦性强,能够保证设备装置的长期稳定运行。济安永蓝JESO催化剂前体制备技术的研制成功是JESO技术迈入国际先进水平行列的基础,突破了“卡脖子”技术,为整个行业的技术自主化提供了重要示范。
其次,根据催化剂的优异性能,济安永蓝开发了JESO浆态床加氢双循环工艺,通过在线循环和总循环次数的优化提升了整体效能,不仅提高了渣油单程转化率,还显著缩短了工艺流程,使得设备制造成本降低、操作简单、能耗更少,直接提高经济效益;并且济安永蓝基于浆态床的多循环加氢工艺产品结构配置系统可根据市场需求进行定制,通过调节循环比例,精准控制产品馏分的分布,以满足客户的多样化需求。
此外,基于计算流体力学的研究成果,JESO反应器内构件采用分形技术进行设计,使得气液分布更加均匀,提高了反应器内传质传热和反应效率,提高了氢气利用率。
JESO浆态床加氢技术从催化剂前体研发到工艺设计,再到反应器内构件设计,全面实现了自主创新。这一技术成果的最大意义在于突破了中国炼化行业受制于人的“卡脖子”瓶颈,从依赖进口催化剂、工艺包到实现全链条自主研发,建立了行业自主创新的标杆,践行了国家发改委、工业和信息化部、生态环境部、国家能源局等四部委颁布的《炼油行业节能降碳改造升级实施指南》首先提出的“加强前沿技术开发应用,培育标杆示范企业。推动渣油浆态床加氢等劣质重油原料加工等深度炼化技术开发应用”的工作方向。JESO技术不仅为重油改质、渣油高效转化提供了国产替代的技术路径,其节能降耗、大幅降低碳排放这种经济与环保的双重效益也为行业的高质量发展注入了新的活力。
JESO的技术开发成果不仅改变了技术受制的局面,为技术自主化积累了宝贵的经验,更为中国炼化行业从“跟跑”到“领跑”的转型提供了有力的技术支撑。
未来,应以此为契机,推动更多行业实现自主创新,构建自主可控的技术体系,提升核心技术竞争力。通过持续深化全流程的技术创新,中国企业才能在全球市场中实现更高的技术自主和可持续发展能力,踏上中国的伟大复兴之路!
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