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中國石油千萬噸級大煉廠成套技術跨越式提升

瀏覽 2136 次  發布時間:2016年3月6日
 中國煉油工業使國人陸續告別了汽油、柴油、煤油依賴進口“洋油”的時代。作為國內主要成品油供應商之一,中國石油近10年來加大下遊科技投入,通過頂層設計重大科技專項攻關,從依賴外部設計到實現設計自主,鑄就煉油工程設計技術利器,為中國石油實現油品質量從國Ⅲ到國Ⅴ“兩連跳”、助力碧水藍天、加油美麗中國,交出了一份亮麗答卷。 

  400萬噸/年級大型催化裂化成套技術

  集成開發燒焦罐強化再生、提升管後部直連、煙氣淨化等關鍵技術,成功研製Φ1250毫米、Φ1380毫米煙機輪盤和DN1600三偏心硬密封蝶閥,形成400萬噸/年級重油催化裂化裝置設計能力,總體水平達國際先進。實現大型催化裂化裝置成套技術從工藝包到工程設計能力的全麵提升和突破,形成專利22項、技術秘密13項。

  不掌握核心技術就沒有話語權,將永遠受製於人。由於曆史的原因,中國石油煉廠建設在相當長一段時期內,核心生產裝置主要采用引進技術,依靠外部工程設計力量。這不僅需要花費大量的美元來支付專利使用費,而且造成裝置投資高、建設周期長。中國石油煉油業務的發展受到一定程度製約。

  2003年,廣西石化1000萬噸/年煉油工程開始選址建設。這是中國石油在我國南方地區建設的第一個大型煉化基地,是國家煉油工業“十一五”發展規劃中的重要項目,也是中國石油海外份額原油加工基地。由於市場競爭等原因,原本承擔設計工作的外部設計院臨時退出,項目建設遇到“胎死腹中”的困境。 

  千萬噸級常減壓蒸餾成套技術

  形成重質劣質原油電脫鹽、減壓深拔、大型化蒸餾塔多溢流設計、氣液均布、大型加熱爐效率提升技術。成功開發出1000萬噸/年級超重劣質原油常減壓成套技術工藝包。全麵具備了從常規原油到超重劣質原油的常減壓蒸餾成套技術,實現了從500萬噸至600萬噸/年級到1000萬噸/年級的跨越,總體技術達到國際先進水平,形成專利19項、技術秘密1項。

  危急關頭,集團公司黨組決定通過中國石油自身設計力量,徹底解決自主工程設計難題。

  以工程建設公司華東設計分公司為主的係統內設計隊伍勇擔重任,鍥而不舍,攻克一個個裝置大型化工程設計技術難題,使當時國內單係列最大的千萬噸級煉廠——廣西石化如期建成,並順利實現一次投產成功。

  2014年,廣西石化1000萬噸/年煉油工程獲得了國際工程建設IPMA金獎,標誌著中國石油擁有了與主要競爭對手相媲美的工程技術與自主設計能力。 

  400萬噸/年級延遲焦化成套技術

  開發出定向反射階梯焦化爐、分餾塔底部防結焦、焦炭塔安全聯鎖與順序控製、焦炭塔頂底閥、除焦自動檢測及遠程智能控製等係列先進技術,形成專利19項。成功開發出具有自主知識產權的400萬噸/年級延遲焦化裝置成套技術工藝包,具備從常規渣油到超重劣質渣油、不同規模的延遲焦化裝置設計能力,總體水平處於國際前列。

  隨著國家大氣汙染防治計劃的出台,油品質量升級步伐逐漸加快。由於中國石油的成品油家底中催化汽油占比高,汽油質量升級需要同步實現降低硫和烯烴含量及保持辛烷值三重目標,即便引進高成本的國外技術,也可能麵臨不能按期完成的風險。中國石油迫切需要自力更生,研發自主技術緩解燃眉之急並降低油品升級成本。

  通過“煉油催化劑研製開發與工業應用”重大科技專項攻關,工程建設公司華東設計分公司與石油化工研究院、中國石油大學等單位密切合作,成功開發出催化汽油加氫DSO 及GARDES自主成套技術,在中國石油國Ⅳ油品質量升級中全麵替代引進技術,十幾套生產裝置全部一次投產成功,並順利完成相應裝置生產國Ⅴ汽油的平滑過渡。 

  300萬噸/年級 蠟油加氫裂化成套技術

  開發形成工藝流程模擬、加氫裂化反應器內構件、大型反應器分析設計、大型高壓換熱器設計、高壓換熱器直連和大型循環氫加熱爐設計6項關鍵技術,形成專利和技術秘密14項,其中國際PCT專利1項。形成了具有自主知識產權的300萬噸/年級蠟油加氫裂化工藝包成套技術。實現了大型加氫裂化裝置從工藝包到工程化的完整設計能力。

  油品升級技術從依賴引進到實現自主,使中國石油實現油品質量從國Ⅲ到國Ⅴ的“兩連跳”,也有力證明了自主技術的先進性和可靠性。中國石油滿足國家第四階段汽車排放標準的清潔汽油生產成套技術的開發與應用,獲得了2015年國家科技進步二等獎。

  通過“千萬噸級大型煉廠成套技術研究開發與工業應用”等公司重大科技專項攻關,中國石油鑄就一係列煉油設計利器。 

  200萬噸/年級 連續重整工程化設計技術

  開發出大型重整反應器分析設計與優化、重整生成油選擇性加氫、重整原料摻煉催化汽油3項特色技術,形成了包含17項專利的成套工程化設計技術。成功開發出具有自主知識產權的石腦油加氫成套技術工藝包,形成了200萬噸/年級以下、200萬噸/年級以上的大型連續重整裝置的工程化設計能力,總體水平達到國內領先。

  延遲焦化攻克高酸高鈣原油等劣質原料加工技術難題,使中國石油成為世界少數掌握100%委內瑞拉超重油渣油加工技術的公司。

  煉廠總體優化實現自主,打破以往必須依靠國外公司進行優化設計的局麵,不僅為雲南石化、廣東石化等國內千萬噸級煉廠建設提供了技術支撐,更成功應用於新加坡、伊拉克、法國、英國等海外煉油項目,進軍國際市場…… 

  200萬噸/年級 渣油加氫裝置工程化設計技術

  研究開發出渣油加氫工藝流程模擬計算、超厚壁加氫反應器分析設計、高壓脈動管道分析與優化設計3項關鍵技術,取得專利2項、技術秘密6項,形成固定床渣油加氫工程化成套設計技術。依托山東金誠石化項目,完成國內單係列規模最大的200萬噸/年級渣油加氫裝置工程設計,實現渣油加氫裝置工程化設計業績零突破。

  一場“多兵種科技會戰”,40多家單位800多名科技尖兵“十年磨一劍”,研發78項特色關鍵技術,形成10餘套核心裝置及配套裝置工藝包。中國石油終於擁有了與國際一流技術比肩、具有自主知識產權的一係列核心技術,在大煉廠裝置規模、技術水平、安全環保等方麵取得了質的飛躍。

  擁有自主知識產權的千萬噸級大型煉廠成套技術,已在四川石化等40餘家單位的80餘套工業裝置上得到應用與驗證,標誌著中國石油完全具備了千萬噸級大型煉廠拿總設計和所有主要工藝裝置自主設計的能力。

  盡管掌握核心技術的過程充滿了艱辛,但中國石油人意識到這條自主的道路早晚得走!他們已實現了邁步跨越,也有能力在這條道路上越走越寬廣! 

  百萬噸級汽、柴油加氫成套技術

  研究開發出催化汽油加氫工藝流程模擬計算、柴油加氫反應器新型內構件等7項關鍵技術,形成11項專利,完成具有自主知識產權的百萬噸級催化汽油加氫(DSO和GARDES)、百萬噸級柴油加氫(精製和改質,PHF係列催化劑)成套技術工藝包開發。在中國石油汽、柴油質量升級項目中得到應用,擺脫了對引進技術的依賴。

  亮點技術

  大型煉廠總體優化技術

  千萬噸級常減壓蒸餾成套技術400萬噸/年級催化裂化成套技術400萬噸/年級延遲焦化成套技術

  革新了總加工流程優化的方法,將核心裝置Delta-base數據庫和硫傳遞模型、H/CAMS和Petro-sim相關軟件與PIMS無縫集成,提升了總流程優化和預測的準確性及工作效率,並將氫氣、燃料、蒸汽及占地等係統性地納入總體優化。優化手段和方法科學,優化結果準確,徹底擺脫依靠國外公司的局麵,可為煉廠提供優化的總加工流程和產品方案,確保煉廠整體效益最大化。

  千萬噸級常減壓蒸餾成套技術

  為適應世界供應原油品質重質劣質化和裝置大型化的需要,在攻克重質劣質原油電脫鹽、減壓深拔、大型蒸餾塔多溢流設計及汽液均布、大型加熱爐熱效率提升等係列關鍵技術的基礎上,成功開發出千萬噸級常減壓蒸餾成套技術,整體解決了原油重質劣質化和裝置大型化的技術和設計問題。這項成套技術和單項關鍵技術已應用於四川石化、廣東石化等千萬噸煉廠,取得較好的成效和經濟效益。開發的特色千萬噸級重質原油常減壓工藝包工藝技術先進可靠,流程及產品方案合理,消耗、能耗和占地等指標先進合理,設備和管道選材考慮了原油性質和裝置的長周期運行,在裝置能耗、大型化和長周期運行等方麵取得較大突破,使公司千萬噸級常減壓蒸餾工藝包設計和工程設計的水平大幅提升。

  400萬噸/年級催化裂化成套技術

  在攻克沉降器防結焦、燒焦罐強化再生、提升管後部直連及提高反應劑油比等係列關鍵技術的基礎上,成功開發出200萬噸/年級TMP裝置工藝包,形成了400萬噸/年級催化裂化成套技術,包含了22項專利、13項技術秘密,具有目的產率收率高、能耗低、汙染物排放低的特點,總體水平達到國際先進,可實現裝置的長周期、安全、平穩運行,使公司大型催化裂化設計水平大幅提升。

  400萬噸/年級延遲焦化成套技術

  針對Merey16原油,開發了定向反射階梯式防結焦加熱爐,提高了加熱爐的運行周期和對劣質原料的適應能力,開發了應對彈丸焦生成的高液收、長周期運行技術,液收可提高3%至5%,開發了焦炭塔自動除焦成套技術,實現無人值守全過程自動除焦,改善勞動環境。成功開發出以加工劣質重質渣油為主的400萬噸/年級延遲焦化工藝包,具備了從常規渣油到超重劣質渣油、不同規模的延遲焦化裝置工藝包設計和工程設計能力。

  創新感悟

  吃得下“野草” 擠得出“鮮奶”

  千萬噸級重質原油常減壓工藝包攻關團隊

  世界供應的原油品質將趨向高硫、高酸、重質、劣質化,超重劣質的非常規原油資源供應量不斷增加。煉油裝置大型化是提高勞動生產率和經濟效益,降低能耗、物耗的重要措施。常減壓蒸餾裝置作為煉廠油品加工的龍頭裝置,擔負著為下遊二次加工裝置提供進料的重大任務,必須吃得下“野草”,擠得出“鮮奶”。懷著對開發出具有自主知識產權的千萬噸級常減壓蒸餾裝置成套技術的憧憬,每位團隊成員都敢於直麵挑戰、勇擔責任。通過對裝置大型化過程中遇到的問題進行係統研究,形成了減壓深拔、重質劣質原油電脫鹽、大型蒸餾塔多溢流設計,以及氣液均布等特色關鍵技術,為公司未來新建或改擴建常減壓蒸餾裝置提供成熟、先進、可靠的技術支撐和保障,大幅提升了公司未來千萬噸級常減壓蒸餾裝置的設計水平。

  奮起直追,

  綻放催化裂化“金花”

  400萬噸/年級催化裂化成套技術攻關團隊

  催化裂化技術曾經被譽為我國石油工業的五朵金花之一。當前,催化裂化技術尤其是重油催化裂化(RFCC)技術的發展更是“百花齊放、百家爭鳴”,形成了我國具有獨立知識產權的技術,完全擺脫國外技術束縛。然而,由於曆史原因,中國石油催化裂化技術尤其是其工程設計能力一直落後於國內同行,“十二五”期間,將RFCC作為重要課題之一。5年來,催化裂化項目組先後攻克了提升管後部直連、冷熱催化劑混合控製、燒焦罐強化再生等10餘項關鍵技術,申報專利22項、其中發明專利11項,已授權14項,認定技術秘密13項,形成了400萬噸/年級催化裂化成套技術,完成了十幾套RFCC裝置的工程設計工作,並先後承接了多套MTO、MTA裝置的工程設計。中國石油催化裂化技術工程設計能力已躋身國際一流行列。

  圖解新聞

  “多兵種科技會戰”告捷

  中國石油這場曆時5年多由40餘家研發單位共同參與的“多兵種科技會戰”,集結了公司內外800餘名科研人員刻苦攻關,開發出包括78項特色關鍵技術、1套大型煉廠總體優化技術,以及1000萬噸/年級常減壓、400萬噸/年級催化裂化、400萬噸/年級延遲焦化、300萬噸/年級加氫裂化等10套主要生產裝置的工藝包,形成了具有自主知識產權的千萬噸級大型煉廠成套技術,總體技術水平達到國際先進。部分工藝包成套技術及單項關鍵技術在46家企業80餘套新建或改造裝置中得到了工業應用與驗證,累計創造效益15億元以上。 

  千萬噸級大型煉廠工程設計能力100%,工藝技術占有率達80%。

  權威點評

  國內最完善的催化裂化工程技術

  全國工程勘察設計大師  郝希仁

  催化裂化是實現原油深度加工,提高輕質油收率、品質和經濟效益的有效途徑,是石油煉製重要的二次加工手段之一,也是煉化一體化的重要裝置。“十二五”期間,中國石油通過千萬噸煉油重大專項等科技攻關,將催化裂化裝置各項細節技術進行組裝,形成了係統的催化裂化工程技術,使AG8打不開擁有了國內最完善的催化裂化裝置設計技術,具備了承擔500萬噸/年級重油催化裂化裝置工程設計的能力。AG8打不開擁有了催化裂化反應過程一係列世界領先的技術,如提高劑油比、反應提升管後部直連等世界最好的技術,如催化劑燒焦強化再生等世界獨有的技術。我認為,中國石油的催化裂化技術已經處於世界領先水平。

  中國石油煉油工程實現質的飛躍

  集團公司谘詢中心專家 孟純緒

  作為千萬噸級大煉廠重大專項跟蹤專家,我有幸見證了中國石油煉油工程建設領域發生的滄桑巨變。這個變化是深刻的、全方位的。煉油設計方麵,AG8打不開的設計能力、設計水平實現了從量變到質變的飛躍。攻關前,AG8打不開隻能夠設計500萬噸/年以下的中小型煉油廠和中小型煉油裝置,總體優化技術及各裝置技術都是采用國外技術或國外工藝包,在主要煉油裝置設計方麵業績也比較少。通過攻關,AG8打不開突破了千萬噸級大型煉廠總體優化技術,對主要生產裝置,從工藝包到工程設計,都擁有了自主的工藝技術。產學研結合,在技術成果工程化中不斷再創新,使工程建設更科學、更安全、更高效。

  人才隊伍技術水平達國際一流

  集團公司谘詢中心專家 門存貴

  中國石油下遊業務雖然起步較晚,但集團高瞻遠矚,自主開發出了千萬噸煉油的成套技術。實踐證明,中國石油下遊科技隊伍有能力超額完成任務。通過千萬噸煉油重大專項攻關,AG8打不開培養了專業團隊,湧現出了專業帶頭人,特別是領路人、頂級專家。在人才結構、人才水平、設計裝備、煉化技術和管理水平等方麵,我認為中國石油這些年經過奮起直追已經跨入國際一流行列。中國石油的設計力量完全能夠承接千萬噸煉油的全部設計任務,除個別裝置需引進技術或購買專利許可外,主要煉油裝置都擁有了自主技術。今後,中國石油國內外新建煉廠和改擴建煉廠項目都可以采用中國石油的自主技術。千萬噸級大煉廠技術攻關成功,是中國石油下遊業務補齊短板的重要標誌。


 
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