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攻关关键技术点“废”成绿

日期:2023-06-26    来源:中国石化报

国际石油网

2023
06/26
11:46
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关键词: B5柴油 节油环保 生物航煤装置

阅读提示:前不久,在上海举办的2023年国际碳中和技术、产品和成果博览会上,中国石化上海石油推广销售的“B5柴油”(餐厨废弃油脂经过一系列化学反应后制成生物柴油,按照一定比例与普通柴油调和而成的油)亮相展会,展示了餐厨废弃油脂资源化利用的应用场景与发展成效,为发展循环经济提供了实践样本。

像B5柴油这样由生物体组成或转化的固体、液体或气体燃料,以及以生物质为原料或利用生物法制取获得的新型材料,具有绿色、环境友好及原料可再生等特性,成为推进“双碳”战略的重要抓手。本版推出专题,介绍中国石化发展绿色生物质能源和材料产业的部分实践。

镇海炼化:生物航煤工业化装置成功试生产

近日,镇海炼化炼油四部技术组组长朱刘津查看生物航煤装置控制屏,管线、反应器、塔等设备中充斥着氮气,以避免设备和空气接触而生锈,等待下一次生产的到来。

去年5月,国内首套生物航煤工业化装置试生产,共加工“餐饮废油”原料2200吨,生产生物航煤合格产品600余吨。生物航煤的主要原料就是餐饮废油,同时也包括部分动植物油脂、农林废弃物等,与传统的以石油为原料生产的航煤相比,全生命周期二氧化碳的排放量最高可以减少50%以上。

要顺利完成生物航煤工业化装置的试生产任务,首先要制定完善可行的试车方案。镇海炼化加氢技术团队与石科院、SEI沟通讨论生物航煤开停工主要思路方向,与发展、计划、生产、质管等相关部门讨论完善生物航煤原材料采购、系统配套、开停工步骤等,协调制定关键节点,反复推敲解决生物航煤工况与柴油工况切换、石油基航煤分离、生物航煤产品质量把控等一系列技术问题,终于通过了试生产方案的专家评审。

试生产过程中,镇海炼化成立攻关小组。为解决原料带水问题,攻关小组通过反复查阅设备资料、现场摸索攻关、优化抽真空系统操作,成功解决真空塔油泵带水异常的问题。为满足产品24种金属含量均小于0.1毫克/千克的要求,攻关小组反复研究优化系统置换方案,确保系统的洁净度,攻克了这一难关。

生物航煤工业化装置试生产的成功,为能源企业摸索出了一条加速布局绿色低碳产业、实现绿色能源发展多元化之路,为实现“碳达峰、碳中和”做出了有益尝试与探索。

石科院:实现“地沟油”上天越洋

传统的航空煤油都是由石油加工而成,作为我国最早开发常规航空燃料生产技术的单位,石科院在航空煤油领域技术积淀深厚,但在2009年6月面对立项研究生物航煤这一挑战时,研发团队也犯了难。

生物航煤的原料餐饮废油和常规航煤的原料石油差异极大。石油主要由碳、氢两种元素组成,含氧量低于0.1%;“地沟油”等生物油脂由碳、氢、氧3种元素组成,含氧量在10%~15%。如何用两种区别大的原料生产出性质类似的产品?当时国内相关技术还是一片空白。

石科院科研团队运用“化归思想”,把目光投向生产常规航煤时去除杂质的一项重要手段——加氢精制技术。“我们决定对标石油航煤来研制,把‘地沟油’变成与石油基航煤基本一致的组分。”研发团队成员之一、石科院高级工程师渠红亮这样描述研发思路,“我们可以想办法利用加氢精制技术,把‘地沟油’原料中的氧原子从脂肪酸甘油三酯分子上‘揪’下来。”

思路有了,落地却又成为难题。

“生物油脂中的氧含量远远高于石油,这意味着加氢精制过程中需要脱除的杂质量是以石油为原料时的几十倍乃至百倍。同时,在剥离氧原子的过程中会生成大量的水,对反应造成严重干扰。”集团公司首席专家、时任石科院副院长聂红回忆道。

石科院研发团队尝试、推翻、再尝试……先后攻克了原料筛选、技术路线设计、工艺条件优化、催化剂配方定型、工业化放大等一系列难题,自主研发出包括RJW-3、RIW-2、RLF-10L在内的系列配套催化剂,形成了突破性的中国石化生物航煤生产(SRJET)技术,产品质量及工艺技术指标完全达到国际先进水平。

2011年9月,中国石化利用石科院自主研发的SRJRT技术在旗下镇海炼化建成亚洲第一套生物航空煤油工业示范装置,生产出合格的生物航煤,被命名为“中国石化1号生物航煤”;2014年2月,中国石化获得中国民航局颁发的中国第一张生物航煤适航许可证;2022年4月,中国石化生物航煤产品获得可持续生物材料圆桌会议认证颁发的RSB可持续认证证书,具备了进入欧洲及国际航空减排市场的资质;2022年6月28日,镇海炼化国内首套生物航煤工业生产装置产出合格生物航煤产品,我国向生物航煤的大规模生产及商业化应用又迈出了坚实的一步。

大连院:支撑聚乳酸材料产业升级

聚乳酸(PLA)因其性能优良、生产技术较成熟、产业化程度较高,是目前可降解塑料行业的主流产品,在一次性塑料制品领域,也是最有希望大规模替代现有聚烯烃类不可降解塑料的产品。

丙交酯作为乳酸合成聚乳酸的中间单体,其制备技术壁垒相对较高,是制约国内聚乳酸行业发展的关键“卡脖子”技术。大连院针对丙交酯制备过程中的“卡点”,开发了高效反应器和工艺,可提高产品收率和产品品质。“十三五”期间,大连院完成了乳酸合成丙交酯小试技术的研发工作,通过了中国石化组织的技术评议,小试技术整体处于国内领先水平,并于2021年完成中试研究,打通了连续制备丙交酯全流程,验证了自主开发工艺和设备的可行性,获得了聚合级丙交酯单体,目前正在编制万吨级工艺包。

从源头来看,聚乳酸是生物基的可降解材料,机械性能优异,最具发展前景。大连院在聚乳酸产业链技术方面,形成了乳酸—丙交酯—聚乳酸—改性产品全产业链技术,掌握了发酵菌种、过程控制、聚合工艺及改性技术等核心技术,实现了国产化技术突破,有效支撑了我国聚乳酸材料产业升级,为材料领域实现碳中和目标提供了解决方案。

上海石油:发展循环经济的样本

230余座加油站销售B5车用柴油,占上海石油加油站总数的40%。上海石油成为国内首家生物柴油市场化推广的成品油销售企业,为发展绿色循环经济提供了示范样本。

上海石油自2017年10月30日在庄行加油站向环卫车辆加注第一枪B5车用柴油以来,截至目前已向社会供应B5车用柴油累计190余万吨,消纳餐厨废弃油脂逾7万吨,打通了俗称“地沟油”等废弃油脂闭环处置的“最后一公里”。

位于G60高速公路沪浙收费站的金枫462加能站是上海石油B5车用柴油销量较高的加油站之一,日均销量近百吨。“目前,我站B5车用柴油销售额占柴油总销售额的68%。通过多年的市场销售,众多卡车司机已经完全接受B5车用柴油。”站长何玮介绍。

“跑高速时,B5车用柴油比0号柴油更省油,既能参加营销活动,又能为环保出力,我的车子一直加注B5车用柴油。”在G1503高速旁的林团加能站加油的卡车司机李师傅说。

为推广B5车用柴油,上海石油一方面持续优化网点布局,调整加能站油罐、油枪布局,加大员工开口营销力度;另一方面与上海市多家企业签订B5车用柴油定点加油协议,推进B5车用柴油直销采购业务。2022年,上海石油累计为逾400万车次加注生物柴油。


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