6月25日至26日,第十三届亚洲炼油和化工科技大会在辽宁盘锦举行。记者在会上了解到,炼化行业正向“减油增化”“减油增特”“减油增材”三个方向转型。未来,行业将加速绿色低碳变革,通过分子炼油等技术破解行业发展瓶颈。
结构性矛盾破题:“增化”“增特”“增材”
“我国石化和化工行业总产值居世界第一位,其中,炼油、乙烯、聚乙烯产能居世界第一位……”正如中国科学院院士徐春明所说,“我国已是炼油第一大国,行业多项指标居世界首位。”
然而,我国炼化行业也正面临前所未有的复杂局面。“低端偏多、高端偏少”成为行业最突出的结构性矛盾。中石化石油化工科学研究院有限公司董事长、院长李明丰指出,当前炼油行业面临供需矛盾加剧的挑战,2024年炼油开工率不足80%,化工产品将进入供大于求状态。
面对挑战,炼化行业将向“减油增化”“减油增特”“减油增材”三个方向转型,即从催化裂解、变革性裂解等技术入手,增加化工品的生产比例;增加特种油品、润滑油产品、特种沥青等高附加值产品的比重;增加针状焦、炭纤维、包覆沥青等高附加值材料的比重。
中国石油和化学工业联合会副会长傅向升指出,在减油增化方面,鉴于目前“内卷式”竞争加剧的现状,大宗基础化学品和通用材料不能再“增”,应在产品差异化、高端化上下功夫,在高性能材料、高端膜材料和专用化学品创新发展上下功夫。“减油增特”方面,企业要适应成品油消费下降、而高端润滑油及其基础油、低硫船燃、特种油品短缺的新形势,不断增强市场竞争力。
绿色低碳发展破题:源头、过程、尾端齐发力
身处转型路口,炼化行业必须加快绿色低碳转型。傅向升指出,绿色低碳发展对石化和炼油行业既是挑战也是机遇。一方面通过绿色低碳的先进性标准,加快炼油和石化装置的升级改造、加快一批落后产能的有序退出,为先进企业和能耗物耗低、竞争力强的生产装置和产能腾出市场空间;另一方面通过循环经济实现固体废弃物的资源化利用、废催化剂的有效回收、废弃塑料的物理循环与化学循环等,推动石化产业的绿色低碳和可持续发展。
如何走上绿色低碳的“快车道”?中国科学院院士费维扬认为需从源头、过程、尾端三方面推进绿色低碳。从源头看,要加快能源转型,构建以可再生能源为主导,核能、化石能源等多元互补的现代能源体系。从过程看,要利用新技术促进过程节能减排和提质增效。从尾端看,碳捕集、利用和封存(CCUS)技术是化石能源大规模低碳利用的主要途径,要加快构建低成本、低能耗、安全可靠的CCUS技术体系和产业集群。
中国石油科技管理部副总经理史君则从新能源发展、资源利用、过程优化三方面分享了炼化行业推进绿色低碳的路径。一是能源系统逐步向低碳化转型,由化石能源向风能、太阳能等新能源转变;二是从依赖油气资源,拓展到充分利用二氧化碳、生物质及废弃物资源。在利用生物质资源方面,我国非粮生物质资源年总量超35亿吨,若秸秆利用率提升至50%,可制成千万吨级乳酸、丁二酸等生物基化学品,大幅降低对玉米等粮食作物的依赖。三是在过程降碳上,要增加电能应用,提升电气化率,减少其他能耗。
智慧炼化破题:分子炼油、灵活炼油
化解结构性矛盾、实现绿色低碳转型,最终都指向科技创新。
徐春明介绍,在“双碳”战略与智慧化时代背景下,“低碳智慧炼化”成为必然趋势。如计算流体动力学(CFD)可以和人工智能(AI)融合,开发出工业装置模型,提升计算速度。他还提出了分子炼油策略,从分子水平来解析石油加工过程,准确预测产品性质,优化工艺和加工流程,提升每个分子的价值,实现“宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油”的生产理念。比如,针对炼油过程中的动态反应,徐春明团队开发了分子级反应网络生成技术。在催化重整阶段,该技术可以通过300多个反应路径建模,再利用AI快速预测产品分布并优化工艺参数。该模型已在湖南石化上线,可根据市场需求实时调整苯、甲苯等产品的生产比例,使企业效益显著提升。
“低成本炼油和高值化产品开发是炼化企业生存发展的途径。”李明丰介绍说,这就要增强产业链的柔性和韧性。一方面,要通过灵活炼油增强产业链柔性,实现低成本炼油,如打造柔性炼厂流程,采用轻烃转化制乙烷、丙烷等系列技术,根据市场需求灵活生产低碳烯烃、芳烃、丙烷、乙烷等化工原料;另一方面,要增强产业链的韧性和灵活度,关注技术路线上每一个中间产品,根据市场需求对其进行高值化开发。