从原料到高值:石油化工技术(非敏感)的迭代边界与未来方向
去年在南京江北的产业园蹲了三天,跟退休返聘的老工程师蹲在中控室外面抽烟聊天,才跳出课本里的标准答案摸到点真东西。这个行业的技术迭代,从来不是实验室里跑出一个新分子式就能解决所有问题。
石油化工稠油分馏塔切割点工艺示意图
很多产学研项目都盯着发论文、拿奖项,都愿意搞全新的催化剂合成,没人愿意沉下来,给不同的原料、不同的装置摸匹配参数。这种活赚不到快钱,发不出好文章,自然没人碰。可偏偏工业生产里,最大的问题就是匹配,对吧?一百套装置有一百种不同的工况,哪有放之四海而皆准的参数。
石油化工催化裂化催化剂积碳对比显微镜图
不过话说回来,不是说生物质掺炼这条路走错了,是太多人故意模糊技术的应用边界,拿实验室的理想数据套工业生产的实际工况,说白了就是冲着政策补贴来的。再比如现在火的碳捕集,很多技术说能稳定捕集95%以上的二氧化碳,那是拿纯度99%的标准烟气测出来的数据。真到工业装置上,烟气里带的催化剂粉尘、硫化物、氮氧化物,三个月就能把吸附剂堵得死死的,实际能稳定维持80%的捕集率就已经是很不错的水平了。很多风险,不是技术本身不行,是用的人没搞清楚边界,硬往上套,最后砸了技术的招牌。
下一个阶段的真实迭代方向
很多人说这个行业已经成熟到没空间了,全是夕阳技术,其实不对,只是空间不在大家都盯着的那些地方。真的能落地、能赚钱的突破,反而在现有装置的柔性化改造上。这几年原油市场波动有多夸张大家都知道,上个月还在买中东轻质油,这个月可能就只能拿俄罗斯的重质原油,原来的装置换原料要停工三天调整,光停工损失就几百万啊!柔性化改造就是给分馏系统换上可调阀组,增加在线监测的测点,能在线实时调整切割温度和馏分,原来三天的调整时间,现在几个小时就能搞定,能帮企业少亏好多钱。现在已经投产的不少炼化一体化项目,都在悄悄做这种改造,只是没怎么吹概念罢了。
另一个明确的方向就是副产物的高值利用,原来炼厂出来的沥青质,大部分要么拿来铺路,要么直接当燃料烧,不值钱。现在技术能把沥青质里的稠环芳香烃拆出来,做高端碳纤维的前驱体,附加值能翻十几倍。但这个技术也有明确的限制:原料沥青质里的钙、镍金属杂质含量必须低于0.5%,不然做出来的碳纤维强度根本不达标,提前脱除杂质的成本又会吃掉大半的利润,所以现在还停留在小规模试验阶段,离大规模工业化还有一段距离要走。
很多门外汉动不动就说新能源起来了,这个行业就没未来了,真的去过现场就知道,不对。高端电子级的烯烃、芳烃,现在生物质路线做出来的成本是石油路线的两三倍,纯度也达不到芯片制造的要求,至少未来三十年,这个路线还是整个化工产业的基础。真的要往前走,别搞那些花里胡哨的概念,沉下来把每个工况的边界摸清楚,把不同原料的匹配参数摸透,比什么都强。
被忽略的“卡脖子”不是催化剂,是匹配度
业内喊了这么多年卡脖子,大部分目光都锁在高端催化剂上,好像搞定了催化剂就搞定了一切。说实话,真不是。国内不少原本按照中东轻质原油设计的裂解装置,碰上国内油田产出的高含硫稠油,直接开起来就会出现结焦速度快、产品收率低、杂质超标一大堆问题,不是催化剂不对,就是整个分馏切割区间没匹配对。前年山东某地方炼厂上的新装置,直接照搬了海外轻油裂解的整套工艺参数,投产第一个月,目标产品收率比设计值低了整整12个百分点,亏得厂长天天蹲装置里骂街。后来就是靠着一点点调整分馏塔的切割温度,半个月才把收率拉回设计区间,前后花的调整成本,比换一整套催化剂还高。
石油化工稠油分馏塔切割点工艺示意图
很多产学研项目都盯着发论文、拿奖项,都愿意搞全新的催化剂合成,没人愿意沉下来,给不同的原料、不同的装置摸匹配参数。这种活赚不到快钱,发不出好文章,自然没人碰。可偏偏工业生产里,最大的问题就是匹配,对吧?一百套装置有一百种不同的工况,哪有放之四海而皆准的参数。
绿色转型下的技术应用边界
现在都讲双碳转型,什么概念火就往这边靠,很多技术吹得天花乱坠,就是不说自己的应用边界在哪里。就说现在很火的生物质掺炼,很多项目上来就说能掺20%,能减碳多少多少,可实际上呢?现有催化裂化装置掺炼非食用植物油,掺炼比例超过8%之后,催化剂的积碳速率就会翻三倍,催化剂寿命直接砍掉一半,综合算下来,减碳量没上去,生产成本反而涨了16%以上。之前南方某个省级示范项目,一开始吹掺15%稳定运行,结果半年不到就偷偷把比例降到了5%,就是扛不住催化剂消耗的成本。
石油化工催化裂化催化剂积碳对比显微镜图
不过话说回来,不是说生物质掺炼这条路走错了,是太多人故意模糊技术的应用边界,拿实验室的理想数据套工业生产的实际工况,说白了就是冲着政策补贴来的。再比如现在火的碳捕集,很多技术说能稳定捕集95%以上的二氧化碳,那是拿纯度99%的标准烟气测出来的数据。真到工业装置上,烟气里带的催化剂粉尘、硫化物、氮氧化物,三个月就能把吸附剂堵得死死的,实际能稳定维持80%的捕集率就已经是很不错的水平了。很多风险,不是技术本身不行,是用的人没搞清楚边界,硬往上套,最后砸了技术的招牌。
下一个阶段的真实迭代方向
下一个阶段的真实迭代方向
很多人说这个行业已经成熟到没空间了,全是夕阳技术,其实不对,只是空间不在大家都盯着的那些地方。真的能落地、能赚钱的突破,反而在现有装置的柔性化改造上。这几年原油市场波动有多夸张大家都知道,上个月还在买中东轻质油,这个月可能就只能拿俄罗斯的重质原油,原来的装置换原料要停工三天调整,光停工损失就几百万啊!柔性化改造就是给分馏系统换上可调阀组,增加在线监测的测点,能在线实时调整切割温度和馏分,原来三天的调整时间,现在几个小时就能搞定,能帮企业少亏好多钱。现在已经投产的不少炼化一体化项目,都在悄悄做这种改造,只是没怎么吹概念罢了。
另一个明确的方向就是副产物的高值利用,原来炼厂出来的沥青质,大部分要么拿来铺路,要么直接当燃料烧,不值钱。现在技术能把沥青质里的稠环芳香烃拆出来,做高端碳纤维的前驱体,附加值能翻十几倍。但这个技术也有明确的限制:原料沥青质里的钙、镍金属杂质含量必须低于0.5%,不然做出来的碳纤维强度根本不达标,提前脱除杂质的成本又会吃掉大半的利润,所以现在还停留在小规模试验阶段,离大规模工业化还有一段距离要走。
很多门外汉动不动就说新能源起来了,这个行业就没未来了,真的去过现场就知道,不对。高端电子级的烯烃、芳烃,现在生物质路线做出来的成本是石油路线的两三倍,纯度也达不到芯片制造的要求,至少未来三十年,这个路线还是整个化工产业的基础。真的要往前走,别搞那些花里胡哨的概念,沉下来把每个工况的边界摸清楚,把不同原料的匹配参数摸透,比什么都强。