仃洋上,中国石化用仅1/10头发粗细的超高分子量聚乙烯纤维制成的缆绳吊起港珠澳大桥6000吨重的沉管隧道;
中国年内将下线公里的世界最快高铁CR450动车组,满载“体重”从500多吨下降到460吨,碳纤维等新材料发挥了及其重要的作用……
在新材料领域塑造新质生产力,一直是中国石化追求的目标,而细如发丝、比重不到钢的1/4、强度却是钢的7~9倍的碳纤维,只是中国石化在该领域进行巅峰突破的一个缩影。
高性能聚丁烯、阻燃聚丙烯树脂、阻隔应用材料……为了打造更多的“新材料之王”,数年来,中国石化不遗余力地夯实着“材料之基”。
今年5月,在第八届中国品牌日活动中,中国石化彰显了自身强大的化工力量——
从一辆小汽车到一件运动服,从一枚运载火箭到一个婴儿奶瓶,大到国家高精尖科技领域,小到每个人日常的衣食住行,今天,中国的产业高质量发展和百姓的民生福祉不能离开炼油和化工。炼油化工行业必须一次次的自我突破,才能全方位地为国计民生保驾护航。
乙烯被称作石化之母,它是合成纤维、合成橡胶、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料。
可以说,乙烯工业是石油化学工业产业的核心,乙烯产品占石化产品的75%以上,在国民经济中占有重要的地位。而当今世界已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化学工业发展水平的重要标志之一。
今天,在中国东南沿海的杭州湾南岸,一座世界级石化产业的“桥头堡”——中国石化镇海炼化以“中国最大的炼化一体化基地”的姿态呈现在世人面前。
据介绍,这座中国最大的炼化一体化基地,构建了“大炼油、大乙烯、大码头、大仓储”的产业格局,创建了以“生产运行智能化、设备管理数字化、企业管理信息化、基础设施虚拟化”为主要特征的智能工厂2.0信息化管理系统,锚定了“世界级、高科技、一体化”的总目标。
该基地一期项目最重要的包含乙烯工程主体及产业链配套项目。该基地的全面建成,创造了目前国内建设周期最短、国产化程度最高、数字化应用最广的石化产业基地建设纪录。
有参与人员回忆说,该基地从东海荒滩到炼塔林立,中国石化工程建设公司等55家参建单位近3万名建设者保持全程安全高效施工。乙烯项目从基础设计批复、现场土建基础开工到中交,仅用时15个月,创国内同等规模项目建设速度之最。
不仅如此,该基地首次实现百万吨级乙烯在芯片、操作系统等分散控制管理系统上的全面国产化。大乙烯装上“中国心”,国产化乙烯“三机”(裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机)大机组指标优于国际标准,为国内之最。
基地还首次实现数字工厂和物理工厂同步建设、同时交付。“量身定制”了应用于智能工厂的5G专网,落地1万个5G连接基站,打造了浙江省顶级规模的5G专网。基地中各类仪器仪表、开关阀门、视频监控等设备都陆续被接入5G专网。
目前,基地自主研发应用的国内独一无二的“智能仪表健康管理平台”,已申请国家专利,所有仪表可直接接入平台做维护。
镇海炼化这一中国最大的炼化一体化基地,拥有220万吨/年乙烯生产能力,是国内唯一多次在所罗门全球乙烯绩效评价中位列第一群组的企业。预计,到“十四五”末,其年生产能力将跃升至4000万吨/年级炼油、400万吨/年级乙烯,达到世界级规模。
早在2017年3月2日,中国石化就宣布:“十三五”期间,公司计划投资2000亿元,升级打造茂湛、镇海、上海和南京四个世界级炼化基地。
这是中国石化贯彻落实党中央、国务院关于调整优化重大生产力布局的战略部署的重要举措。
今天看来,这一举措对提高中国炼化产业的集中度,有效推动地方和国家经济发展具备极其重大意义。
“优化升级打造四大世界级炼化基地是适应全球石化产业集群化、规模化的必然发展的新趋势,也是引领我国石化产业转型升级、整体迈向中高端的战略举措,更是提高中国石化自身竞争力的重要手段。”当年,任中国石化集团公司董事长的王玉普说。
集群化、规模化发展正是全球石化产业高质量发展的趋势。集群化方面,美国52%的炼油能力、95%的乙烯能力集中在墨西哥湾沿岸地区;日本85%的炼油能力、89%的乙烯能力分布于太平洋沿岸地区。规模化方面,韩国蔚山炼油能力4200万吨/年、乙烯能力340万吨/年……
中国石化的目标则是将四大基地建成技术领先、绿色环保、安全高效、集聚力强的世界级炼化基地。
因为,世界级炼化基地不仅能拉动炼化下游产业的高水平质量的发展,而且会为地方绿色石化现代产业集群建设带来新活力,对地区经济社会持续健康发展具有举足轻重的作用。
比如,100亿人民币炼油化工项目的投资,可以至少带动下游400亿人民币的投资。以此计算,中国石化投资2000亿提升打造四大世界级炼化基地,可带动下游近万亿元的投资,并带动下游装备制造业的发展,从而全面有效地推动地方经济、国家经济协调发展。
而最重要的是,世界级炼化基地将推动中国石化产业迈向全球价值链的中高端,大幅度的提高我国石化产业的整体国际竞争能力,进而引领世界趋势。
面对全球经济格局的变迁,中国石化以自身的行动竭力向上跃升。习“世界级、高科技、一体化”的殷切嘱托,也正在跟着时间的推移,逐渐化为现实。
如果说乙烯产能是一个国家石油化学工业发展水平的标志,那么芳烃则是一个国家民生保障的坚实基础。
芳烃作为重要的基础化工原料,关系着百姓衣食住行的方方面面,例如大家穿的衣服、坐的汽车、食品药物饮料包装、用的各类塑料等,这些都和芳烃有关。
数据显示,我国有约65%的纺织原料、80%的饮料包装瓶来源于用量最大的芳烃品种——对二甲苯。由于人口众多,我国是全球最大的对二甲苯生产国和消费国。
然而,许多年以来,我国约有一半的对二甲苯要从国外购买,另外一半在我们国家生产的产品也要使用国外的技术。
“芳烃成套技术是系统复杂、技术密集型的高端技术,有很高的技术壁垒。这样重要的一个生产成套技术,此前长期被国外垄断,这就制约了国内芳烃产业的发展。”中国石化芳烃开发小组成员、中国工程院院士孙丽丽说。
上世纪90年代初,中国石化就开始部署对二甲苯吸附分离技术的探索研究,2002年左右研发出新型国产吸附剂,技术水平达到当时国际领先水平,价格也比国外同类的产品低30%左右。但国外专利商提出,如果国内企业要用自己研发的吸附剂,那他们就不再提供配套的技术服务和其他关键产品。
国外公司设置的技术壁垒进一步坚定了中国石化开发自主芳烃成套技术的决心和意志。
为了啃下这块“硬骨头”,2009年,中国石化专门成立芳烃成套技术攻关组,将攻克芳烃成套技术最后堡垒——对二甲苯吸附分离技术的任务,交给了工程建设公司、石油化工科学研究院、上海石油化工研究院等单位,项目组集联合催化剂公司、扬子石化、海南炼化等生产企业,共有来自科研、设计、建设、生产等单位2000余名技术人员进行集体攻关。
“对二甲苯分离技术采用模拟移动床吸附分离工艺,该工艺集吸附剂、专有设备、工艺及专用控制管理系统于一体,整体工艺复杂。”中国石化芳烃开发小组成员孔德金说,“对二甲苯产品对纯度要求高,工业装置物料阀门要在进料和出料之间不停地切换,会造成管线内物料残留,哪怕是微量的物料残留,都会影响产品的纯度和收率,这一些因素导致其开发技术难度加大。”
在对二甲苯吸附分离技术中,吸附塔格栅是精密部件,内部有复杂的结构引导流体进行混合,上下栅面由均匀分布0.13毫米缝隙的数百万根栅条组成。以往这一精密部件均由国外专利商成套供应,格栅都是封装好的“黑匣子”,里面是什么结构根本看不见。即便如此,安装时,国外专利商还会派人全程监督,不让靠近。
中国石化芳烃成套技术攻关组对这一精密部件进行了集中攻关。他们争分夺秒、夜以继日地埋头试验,终于开发出了具有迷宫结构的吸附塔格栅和斜面中心管的复杂管系内件技术,攻克了吸附程序控制管理系统(MCS)控制难题。他们还开发出了更高效且有别于国际同类技术的吸附室床层管线冲洗工艺,彻底攻克了对二甲苯吸附分离工艺的所有技术难题,完成了这一巅峰突破!
2013年底,中国石化海南炼化年产60万吨芳烃联合装置建成投产,标志着中国石化完成芳烃关键核心技术开发,实现大型化工业应用,使我国变成全球第三个掌握该成套技术的国家。
然而,面对竞争越来越激烈的芳烃产业,需要持续的技术升级和产业平台创新。中国石化芳烃开发团队再次出发,在现存技术平台基础上寻求突破点。他们不惧远超预期的困难,打造出一项项如明珠般的创新成果,汇聚集成为璀璨的芳烃成套技术。
2022年,采用第三代芳烃成套技术的百万吨级芳烃联合装置在中国石化九江石化建成投产,不仅投资成本降低近20%,装置能耗比同类芳烃装置减少能耗30%。
如今,我国一年的芳烃产能达到4400万吨,如全部用来生产衣服面料,则相当于7.3亿亩耕地采收的棉花。应用芳烃生产节省出的棉田可有效解决粮棉争地矛盾。
中国石化第三代芳烃成套技术实现了关键核心装备的中国“智”造,一举使我国芳烃成套技术达到了国际领先水平。
2024年,中国石化九江石化正着眼未来,快速推进智能工厂3.0建设,加快建设炼油芳烃全产业链,为国计民生、百姓福祉继续蓄力进行新的技术突破。
为百姓的美好生活加油,中国石化所付出的努力还远不止于此。在炼油领域,为了让成品油标准一直在升级,十几年来,中国石化不断推动我们国家炼油工艺的绿色转型,始终走在我国清洁油品发展前列,累计投入超4000亿元推动成品油品质衡量准则从国一升级到国六,油品质量达到世界领先水平。
“中国石化仅仅用了十几年时间,就走完了欧美三十年的油品质量升级之路。”中国石化党组宣传部副部长阎慧蓉说。
2017年夏,中国石化对外宣布,在“2+26”城市区域内自身所属的全部11家炼油企业,比国家要求提前3个月完成国六油品升级。
此后,中国石化率先依照国家油品质量升级方案,积极地推进多家炼化公司进行油品质量升级项目建设和改造,加大投资建设多套烷基化和异构化等装置,以确保完成国家第六阶段油品质量升级目标任务。
实际上,国家发布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》,要求自2020年7月1日起,所有销售和注册登记的轻型汽车应符合国六a限值要求,自2023年7月1日起,所有销售和注册登记的轻型汽车应符合国六b限值要求……
国六标准是目前世界上最严格的排放标准之一。国六车用柴油多环芳烃含量降至7%,国六汽油苯含量、芳烃含量和烯烃含量分别降至0.8%、35%、18%。相较于国五车用汽柴标准,国六车用汽柴油标准可进一步减少机动车污染物排放,改善大气环境质量,全面达到欧盟现阶段车用油品标准水平,个别指标甚至超过欧盟标准。
不仅如此,当年,中国石化还牵头承担了两个国家重点研发计划项目——“适应国六清洁汽油生产关键技术”和“适应国六清洁柴油生产关键技术”,成为国六汽柴油技术攻关的主力军。
“随着我们正常的生活水平的提高,民众对美好生活的愿望越来越强烈,油品质量升级刻不容缓!而中国石化在科学技术创新、绿色技术等方面具有强大优势。”中国石化的新闻发言人这样诠释中国石化作为先行者和主力军的初衷。
其实,在助力中国清洁油品迈向世界领先水平的道路上,多年来,中国石化从始至终保持着先行者和主力军的姿态。
2015年3月21日,一架海南航空的波音737-800型客机,搭载着乘客和机组人员从上海虹桥机场起飞,经过两个半小时的飞行后,平稳降落在北京国际机场。这次飞行备受业界瞩目。这架航班加注的正是中国石化自主研发生产的1号生物航空煤油!
这是一次中国自主研发生产的1号生物航煤首次商业载客飞行。至此,中国成为了继美国、法国、芬兰之后第四个拥有生物航煤自主研发生产技术并成功商业化的国家。中国石化此次用于商业载客飞行的生物航煤是以餐饮废油为原料生产,并以1∶1的比例与普通航煤调合而成。
生物航煤是全球航空燃料发展的重要方向,此次商业载客飞行成功标志着中国在生物航煤的研发生产和商业化方面取得了重大突破。
“一方面生物航煤低碳环保,大幅度减少温室气体;另一方面有可能进一步改变餐饮废油的扭曲走向,探索解决餐饮废油流向餐桌危害民众健康的后顾之忧。”时任中国石化新闻发言人的吕大鹏说。中国石化生物航煤生产技术适应的原料范围广泛,不仅能用菜籽油、棉籽油、棕榈油、大豆酸化油等为原料,还能以餐饮废油为原料,走出了一条餐饮废油资源化绿色应用的新路。
在生物质燃料领域,中国石化一方面领跑生物航煤技术,另一面却在不遗余力地推进生物柴油技术发展。
2019年6月5日,中国石化公布消息,中国石化上海石油旗下加油站自2017年试点启动B5生物柴油加注以来,累计加注B5生物柴油超1000万辆次,日均加注约1.58万辆次,已协助消化餐厨废弃油脂(俗称地沟油)近3万吨。
所谓B5生物柴油,是指将5%的生物柴油与95%的零号柴油混合而成的调和燃料。实践证明,加注B5车用柴油可降低重金属及细颗粒物等污染气体排放量10%以上,氮氧化物净化效率达80%。而生物柴油的原料来源,也是人们谈之色变的餐厨废弃油脂。
2022年5月9日,中国石化镇海炼化油脂加氢(HEFA)路线生物航煤产品通过可持续生物材料圆桌会议(Roundtable on Sustainable Biomaterials)认证。镇海炼化成为亚洲第一家获得全球RSB可持续生物航空燃料认证的企业。
当年,中国首套生物航煤工业装置在中国石化镇海炼化首次规模化生产生物航煤,该装置年设计加工能力10万吨,一年基本能消化掉一座千万人口城市回收来的地沟油,每年可减排二氧化碳约8万吨,相当于近5万辆经济型轿车停开一年。
如今,回首中国石化致力于推动我们国家生物航煤产业高质量发展的岁月,人们显而易见,岁月在流淌,中国石化却是一路攻关、不畏艰难,锚定方向、初心不改,只为了服务人民的美好生活。