引言
中華人民共和國成立以后開始建立了現(xiàn)代化石油煉制工業(yè)。此前只有在玉門、上海、大連等地的幾家小型煉油廠加工國產(chǎn)石油和進(jìn)口石油，大部分石油產(chǎn)品依靠進(jìn)口，遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。隨著西北地區(qū)油田的開發(fā)，我國引進(jìn)了前蘇聯(lián)的煉油技術(shù)和設(shè)備，于1958年在蘭州建成了年加工100萬噸原油的綜合煉油廠，標(biāo)志著我國開始擁有現(xiàn)代化的煉油工業(yè)，初步學(xué)習(xí)掌握了現(xiàn)代化的煉油技術(shù)，然而只相當(dāng)于國際上20世紀(jì)40年代的技術(shù)水平。
20世紀(jì)60年代初大慶油田的開發(fā)和其后勝利等新油田的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，為煉油工業(yè)的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，原油年產(chǎn)量邁上千萬噸臺(tái)階。這時(shí)候面臨著前蘇聯(lián)停止援助、美國對中國進(jìn)行技術(shù)封鎖，國家計(jì)劃和科技部門及石油工業(yè)部果斷決策要在自力更生的前提下發(fā)展煉油工業(yè)，力爭較快地趕上20世紀(jì)60年代國際煉油技術(shù)水平，從此掀開了我國煉油技術(shù)進(jìn)步全新的一頁。
(1)從無到有的20年
1961年秋，石油工業(yè)部為自力更生發(fā)展我國的煉油工業(yè)和煉油技術(shù)作出了重大決策。針對迫切需要開發(fā)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的五項(xiàng)煉油技術(shù)提出了明確的路線圖。組織了催化裂化、延遲焦化和新型常減壓裝置的技術(shù)攻關(guān)。1965年新型催化裂化裝置順利投產(chǎn)。此后陸續(xù)建成了多座年加工250萬噸原油的燃料型煉油廠，1978年后原油年加工能力超過了1億噸。催化裂化技術(shù)持續(xù)更新，輕質(zhì)油品滿足了當(dāng)時(shí)國民經(jīng)濟(jì)的需求。
(2)從少到多的15年
我國改革開放以后，與國外接觸逐漸增加。國外的先進(jìn)煉油技術(shù)能夠通過引進(jìn)方式進(jìn)入我國煉油廠。典型范例一是引進(jìn)了先進(jìn)的加氫裂化技術(shù)，1982年在茂名煉油廠投產(chǎn)。此后幾家石油化工企業(yè)為了生產(chǎn)對二甲苯，引進(jìn)了尾油全循環(huán)的加氫裂化技術(shù)。二是引進(jìn)了重油催化裂化技術(shù)，1987年后陸續(xù)建成了四套裝置。應(yīng)該指出以上兩類技術(shù)我國也有一定實(shí)力，在消化吸收和改進(jìn)引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，不久以后我國在催化劑和工藝技術(shù)上的一系列創(chuàng)新就徹底取代了該引進(jìn)技術(shù)。總地來說我國自主創(chuàng)新的煉油技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)完整配套(含此后產(chǎn)業(yè)化的大型現(xiàn)代延遲焦化技術(shù)和連續(xù)再生式催化重整技術(shù))，滿足了現(xiàn)代化大型煉油廠的要求。
(3)從國內(nèi)走向國際的15年
從20世紀(jì)末到現(xiàn)在我國煉油技術(shù)開始從國內(nèi)走向世界，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①油品質(zhì)量不斷提高，清潔燃料向國際水平靠攏，代表性的產(chǎn)品是汽油和柴油，國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)十分接近，在大城市開始執(zhí)行的時(shí)間約遲于發(fā)達(dá)國家10年；②加工原油品種涉及世界多種原油，其中不乏含硫、含酸的劣質(zhì)原油，我國沿海煉油廠已具備了加工手段；③煉油廠規(guī)模大型化，沿海地區(qū)工廠規(guī)模達(dá)到年加工千萬噸級(jí)；④我國部分煉油技術(shù)開始輸出，為國外新建煉油廠提供工藝包或總承包服務(wù)。
當(dāng)然我國煉油技術(shù)發(fā)展過程中仍存在一些問題：自主開發(fā)技術(shù)還有缺口，地區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不均衡，節(jié)能和環(huán)保水平偏低以及存在很多產(chǎn)品質(zhì)量差的小型煉油廠等，有待今后改革中逐步解決。
1 催化裂化技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新
1.1 第一套流態(tài)化催化裂化工業(yè)裝置成功之路
1942年產(chǎn)業(yè)化的移動(dòng)床催化裂化技術(shù)在二戰(zhàn)期間由美國轉(zhuǎn)讓給前蘇聯(lián)，經(jīng)過消化吸收后轉(zhuǎn)讓給我國蘭州煉油廠。20世紀(jì)40年代，美國開發(fā)了流態(tài)化催化裂化技術(shù)，十多年內(nèi)先后從稀相流態(tài)化反應(yīng)器發(fā)展為密相流態(tài)化反應(yīng)器，從稀相催化劑循環(huán)輸送發(fā)展為密相催化劑循環(huán)輸送，從粉狀催化劑發(fā)展為微球形催化劑，終于使催化裂化裝置面貌一新，其各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于移動(dòng)床催化裂化裝置。但前蘇聯(lián)尚未全面掌握流態(tài)化催化裂化技術(shù)。60年代的形勢為我國開發(fā)該技術(shù)提供了契機(jī)。借助于我國從國外某裝置獲得的有關(guān)資料，石油工業(yè)部提出了“照貓畫貓”的戰(zhàn)略，用于指導(dǎo)反應(yīng)器等核心設(shè)備的工程設(shè)計(jì)。這就迅速突破了當(dāng)時(shí)我國尚不掌握大型流態(tài)化床層設(shè)計(jì)和高效旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)的難關(guān)，留給科技人員足夠的時(shí)間，通過工業(yè)裝置的運(yùn)行摸索大型流態(tài)化和攜帶顆粒高效分離的內(nèi)在規(guī)律，為3年后的裝置進(jìn)一步放大(從加工600kt/a到1.2Mt/a)和縮小(到120kt/a)創(chuàng)造了條件。實(shí)踐證明，這種“跨越式”的研究開發(fā)非常成功。
1.2 催化裂化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展
迅速趕上世界先進(jìn)煉油技術(shù)水平的目標(biāo)形成了產(chǎn)業(yè)部門的動(dòng)力。20世紀(jì)70年代起，盡管我國已建成多套催化裂化裝置，盡管存在“文化大革命”的干擾，石油產(chǎn)業(yè)主管部門仍致力于開發(fā)新的催化裂化工藝和技術(shù)：①不同反應(yīng)器和再生器構(gòu)型是工程技術(shù)的一大特色，國外不同專利商開發(fā)了諸如同高并列式、高低并列式、同軸式等構(gòu)型，我國毫不遜色，在1982年前開發(fā)成功了類似的技術(shù)；②由于稀土交換沸石催化劑的研制成功，國外采用了提升管反應(yīng)器技術(shù)，我國奮起直追，1978年第一套提升管催化裂化裝置順利投產(chǎn)；③快速床高效再生技術(shù)一開始就受到我國的關(guān)注，1978年第一套快速再生裝置順利投產(chǎn)，以后又得到進(jìn)一步完善；④結(jié)合我國原油偏重的特點(diǎn)，20世紀(jì)70年代后期摻渣油催化裂化技術(shù)已列入我國研發(fā)日程，1985年，國家攻關(guān)項(xiàng)目“大慶常壓渣油催化裂化技術(shù)”獲得國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，不久我國催化裂化裝置摻煉渣油的比率已居世界首位。
1.3 催化裂化技術(shù)跟上新時(shí)代的步伐
基于過去主要加工國產(chǎn)低硫石蠟基重質(zhì)原油形成的總工藝流程，催化裂化加工比率很高。在目前加工多種國外原油的條件下，只靠催化裂化單槍匹馬難以勝任。近年來一方面采取降低催化裂化汽油烯烴含量的工藝，另一方面在上游配置VOO/CGO加氫脫硫或渣油加氫脫硫，在下游配置催化裂化汽油加氫脫硫或吸附脫硫以及催化裂化柴油加氫改質(zhì)與深度脫硫等，形成組合工藝。另外開發(fā)了催化裂化多產(chǎn)丙烯技術(shù)，繼續(xù)發(fā)揮催化裂化在煉油工藝中的核心作用，使催化裂化技術(shù)跟上了新時(shí)代的步伐。
1.4 催化裂化帶動(dòng)了煉油設(shè)備國產(chǎn)化的發(fā)展
從第一套催化裂化裝置建設(shè)起步，我國產(chǎn)業(yè)部門(石油工業(yè)部、第一機(jī)械工業(yè)部、第四機(jī)械工業(yè)部、建材工業(yè)部)就開始密切協(xié)作，為制造各種新型裝備合作組織攻關(guān)。離心式空氣壓縮機(jī)、離心式氣體壓縮機(jī)(取代往復(fù)式)、高靈敏度大口徑氣動(dòng)雙動(dòng)滑閥、高耐磨氣動(dòng)單動(dòng)滑閥、高耐磨油漿離心泵、耐熱耐磨雙層襯里材料和新型小尺寸氣動(dòng)單元組合儀表等相繼試制成功，填補(bǔ)了國產(chǎn)煉油設(shè)備的空白，為此后國產(chǎn)成套設(shè)備的供應(yīng)奠定了良好基礎(chǔ)。隨著催化裂化技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，上述設(shè)備也不斷改進(jìn)，例如以軸流式壓縮機(jī)替代離心式，以油封取代抽氣式軸封，以液壓驅(qū)動(dòng)滑閥取代氣動(dòng)式，以單層襯里材料取代雙層襯里材料，以電動(dòng)單元組合儀表取代氣動(dòng)式。還有自主開發(fā)的大功率煙氣輪機(jī)，同軸式精確定位塞閥等產(chǎn)品。更值得一提的是再生器和反應(yīng)器內(nèi)的高效旋風(fēng)分離器與提升管的原料油霧化噴嘴均是我國研究、設(shè)計(jì)部門和高校的杰作，經(jīng)歷多次更新?lián)Q代，效能不斷提升。
2 加氫裂化和加氫處理技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新
2.1 加氫裂化技術(shù)的發(fā)展
從重質(zhì)石油餾分制取高質(zhì)量輕質(zhì)油品(噴氣燃料、優(yōu)質(zhì)柴油、優(yōu)質(zhì)石腦油)，加氫裂化過程是必經(jīng)之路。我國早期的一座煉油廠(東北石油三廠)是按照煤加氫液化設(shè)計(jì)的工廠，1952年起進(jìn)行頁巖油的加氫裂化，積累了經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了人才，為發(fā)展高壓加氫技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。1966年我國自力更生建成第一套400kt/a加氫裂化裝置，使用自行研制的W-Ni、Mo-Ni催化劑，將高含蠟大慶減壓餾分油裂化，得到一60℃噴氣燃料和一50℃低凝柴油。1982年起，我國煉油和石油化工行業(yè)先后利用引進(jìn)技術(shù)建成4套800kt/a～1Mt/a加氫裂化裝置，彌補(bǔ)了受“文化大革命”影響以致工程技術(shù)開發(fā)滯后的局面。中國石油化工集團(tuán)公司下屬兩個(gè)研究院和有關(guān)設(shè)計(jì)院充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，在消化吸收再創(chuàng)新的工作中為此后新建設(shè)的加氫裂化裝置提供了優(yōu)良的催化劑和工程技術(shù)，并改進(jìn)了原先引進(jìn)的裝置的工藝流程，既提高了加工能力，又聯(lián)產(chǎn)了優(yōu)質(zhì)油品。
2.2 加氫處理和加氫精制技術(shù)的發(fā)展
加氫處理目的是脫除油品中的雜原子(硫、氮、氧、鐵、鎳、釩等)，對部分芳烴和膠質(zhì)加氫，改變分子結(jié)構(gòu)，改善油品的性能，以滿足最終產(chǎn)品的要求。其原料從餾分油到渣油、相應(yīng)的加氫處理是一項(xiàng)重要的重油深度加工工藝，它和催化裂化工藝組合，可將中等重金屬含量的含硫渣油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品。我國在20世紀(jì)90年代引進(jìn)了國外兩項(xiàng)渣油加氫技術(shù)，此后利用國內(nèi)兩家研究院的成果建成投產(chǎn)了自主技術(shù)的渣油加氫裝置。減壓餾分油(VGO、CGO)加氫處理技術(shù)相對簡單，今后將用于含硫催化裂化原料油的予處理。石腦油加氫處理在我國早已是催化重整裝置的一個(gè)工序，我國已掌握同時(shí)脫硫脫砷的技術(shù)。催化裂化汽油的烯烴加氫與深度脫硫、催化裂化柴油和部分直餾柴油的深度加氫脫硫和改質(zhì)是近年來生產(chǎn)清潔燃料的重要手段，成為石油企業(yè)和研究部門急需解決的重大問題，近年來涌現(xiàn)的不少科研成果表明我國完全可以依靠自己力量完成這一使命。
2.3 加氫設(shè)備國產(chǎn)化成就昭著
加氫裂化和加氫處理的反應(yīng)器、加熱爐、換熱器、空氣冷卻器和分離器等大部分是高壓或中壓設(shè)備，多數(shù)操作溫度高，而且與氫及硫化氫等腐蝕介質(zhì)接觸，因此對設(shè)備材質(zhì)有嚴(yán)格要求。早期引進(jìn)范圍既有軟件技術(shù)又有硬件設(shè)備，代價(jià)很大。近年來國內(nèi)幾家鋼廠和重機(jī)廠積極從事國產(chǎn)化工作，從鋼材冶煉到制造設(shè)備(包括筒節(jié)煅造和現(xiàn)場焊接組裝、堆焊和熱處理)取得了很大成就，千噸級(jí)的高壓設(shè)備不僅不再向國外定貨，而且還向國外出口。國內(nèi)工程研究設(shè)計(jì)部門通過模擬試驗(yàn)，掌握了反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)技術(shù)。加氫裂化釋放反應(yīng)熱巨大，經(jīng)過循環(huán)氫冷卻后催化劑床層徑向溫度差可控制在3℃以內(nèi)，達(dá)到世界先進(jìn)水平。加熱爐管的均勻受熱、換熱器的有效密封和空氣冷卻器防腐等方面滿足了各類加氫裝置長周期運(yùn)行的目標(biāo)。
2.4 制氫技術(shù)和加氫技術(shù)同步發(fā)展
加氫裝置消耗很多氫氣，現(xiàn)代煉油廠除了由催化重整提供氫氣外，還要建設(shè)一定規(guī)模的制氫裝置。由于我國天然氣供應(yīng)不足，煉廠制氫原料一般由副產(chǎn)的低碳烴制取。我國合成氨產(chǎn)業(yè)用煤焦制氫有豐富經(jīng)驗(yàn)，但對烴的水汽轉(zhuǎn)化工藝卻比較生疏。20世紀(jì)60年代配合加氫裂化建設(shè)了小規(guī)模的制氫裝置，80年代的大型裝置就靠引進(jìn)技術(shù)。改革開放以后，國內(nèi)一家石油企業(yè)的研究所積極進(jìn)行烴轉(zhuǎn)化催化劑研制，兩家化工研究院所開拓變壓吸附制氫的工藝與設(shè)備卓有成效，從而一批規(guī)模為20～60km3/h的國產(chǎn)化的制氫裝置陸續(xù)建成，充實(shí)了大型煉油廠的氫氣網(wǎng)絡(luò)。
3 催化重整技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新
幾十年來我國的特殊情況使催化重整汽油在商品汽油中的比率過低，一方面催化重整的原料石腦油成為生產(chǎn)乙烯的原料，另一方面催化重整裝置的任務(wù)卻是為生產(chǎn)對二甲苯提供芳烴原料。催化重整技術(shù)在煉油行業(yè)中得不到應(yīng)有的重視。雖然20世紀(jì)60年代就引進(jìn)了催化重整技術(shù)，但煉油廠內(nèi)的催化重整裝置規(guī)模始終較小，長期停留在400kt/a以內(nèi)。工藝參數(shù)緩和，再生方式為半再生式。
盡管如此，中國石化集團(tuán)下屬的兩家研究院仍不遺余力對催化重整催化劑進(jìn)行研發(fā)，從跟蹤到自主研發(fā)，先后推出幾代催化劑(包括高活性、高水熱穩(wěn)定性、高選擇性、低積炭速率的連續(xù)重整催化劑)，指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平。
自從國外出現(xiàn)了連續(xù)再生式(CCR)催化重整技術(shù)之后，我國多次引進(jìn)了兩家專利技術(shù)，我國自主開發(fā)的Mt/a級(jí)連續(xù)再生重整裝置已建成投產(chǎn)。其中技術(shù)特點(diǎn)有：閉鎖料斗優(yōu)化控制、催化劑無閥輸送、再生采用一段燒焦、再生含氯氣體單獨(dú)處理和設(shè)置循環(huán)氮?dú)庀到y(tǒng)等。
4 熱加工技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新
傳統(tǒng)的熱加工技術(shù)在煉油技術(shù)進(jìn)步的過程中逐漸面貌一新，以延遲焦化技術(shù)為例，20世紀(jì)六七十年代著力于水力除焦，曾開發(fā)了無井架水力除焦技術(shù)。世紀(jì)之交我國開始開發(fā)大型化技術(shù)(1.6Mt/a級(jí))，其中有多管程箱式雙面輻射爐管大型加熱爐技術(shù)、爐管在線清焦技術(shù)、焦炭塔頂蓋和底蓋拆卸安裝自動(dòng)化為代表的出焦系統(tǒng)機(jī)械化技術(shù)、冷焦水密閉循環(huán)處理技術(shù)和靈活調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝等。此外還成功開發(fā)了焦化與循環(huán)流化床鍋爐(CFB)組合工藝，解決了高硫焦的出路。
原油蒸餾技術(shù)是煉油一項(xiàng)最基本的工藝技術(shù)，它涵蓋了常壓與減壓寬餾分分餾、減壓深拔、高負(fù)荷加熱、高效能換熱和冷卻等基本化學(xué)工程技術(shù)。我國通過多年生產(chǎn)實(shí)踐、應(yīng)用國內(nèi)研究開發(fā)成果和對引進(jìn)技術(shù)的借鑒，博采眾長，能夠完成大型化(12～15Mt/a級(jí))低能耗的裝置設(shè)計(jì)與建設(shè)，達(dá)到世界先進(jìn)水平。尤其在加工多種原油，特別是高環(huán)烷酸原油方面積累了有益的經(jīng)驗(yàn)。
此外我國在非催化加工領(lǐng)域，例如電脫鹽、減黏裂化、溶劑脫瀝青等技術(shù)都曾經(jīng)創(chuàng)出業(yè)績。
5 煉油技術(shù)進(jìn)步和化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展相輔相成
回顧半個(gè)多世紀(jì)以來我國煉油技術(shù)取得的長足進(jìn)步，除了國家的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)主管部門的正確決策外，從事煉油生產(chǎn)、研究、設(shè)計(jì)和管理的廣大職工的努力奮斗是一重要因素。一項(xiàng)重要煉油工藝技術(shù)的開發(fā)成功得力于產(chǎn)業(yè)主管部門高瞻遠(yuǎn)矚，上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)不僅指出奮斗目標(biāo)，而且在組織、協(xié)作方面親自指揮，一切從務(wù)實(shí)出發(fā)，對暫時(shí)偶然性失誤主動(dòng)承擔(dān)責(zé)任，給基層工作者創(chuàng)造了寬松環(huán)境。
從學(xué)術(shù)角度看，煉油技術(shù)進(jìn)步給化學(xué)工藝和化學(xué)工程學(xué)科提出了一系列課題，甚至開辟了新的領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代以后，煉油企業(yè)資助高校建立了若干聯(lián)合研究所，進(jìn)行有的放矢地研究開發(fā)，同時(shí)帶動(dòng)了應(yīng)用基礎(chǔ)研究，給今后工作打下物質(zhì)基礎(chǔ)。此后化學(xué)工藝和化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展又給煉油技術(shù)進(jìn)步探明方向，兩者之間趨向相輔相成。
筆者謹(jǐn)就上述情況提出以下幾點(diǎn)體會(huì)。其中三點(diǎn)屬于化學(xué)工程范疇，另兩點(diǎn)屬于其他工程學(xué)科，一并列出以供參考。
5.1 化工傳遞過程為煉油技術(shù)進(jìn)步打下基礎(chǔ)
大部煉油工藝采用大量物流的連續(xù)生產(chǎn)過程，其間進(jìn)行著多種物料傳遞、熱量傳遞和動(dòng)量傳遞，需要不同的專門設(shè)備。我國有關(guān)高校在化工單元操作的基礎(chǔ)上擴(kuò)展為一系列的專題研究，形成了各自優(yōu)勢，在多組分分餾和各種塔盤、填料結(jié)構(gòu)，在液一液萃取和塔內(nèi)結(jié)構(gòu)，在吸附一脫附分離(變壓變溫吸附脫附、模擬移動(dòng)床吸附脫附等)和設(shè)備結(jié)構(gòu)均有所創(chuàng)新，在煉油裝置的改造中得到驗(yàn)證，或應(yīng)用于新裝置設(shè)計(jì)。
我國石油設(shè)計(jì)部門利用改革開放時(shí)機(jī)，參加了高知名度的美國精餾研究公司(FRI)，參加協(xié)作組活動(dòng)，通過消化吸收和二次開發(fā)，將計(jì)算程序成功地應(yīng)用于煉油項(xiàng)目設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了國際水平。同樣作為高知名度的美國傳熱研究公司(HTRI)的會(huì)員，我國石油設(shè)計(jì)部門在傳熱設(shè)備設(shè)計(jì)方面也邁入國際先進(jìn)行列。
5.2 流態(tài)化技術(shù)推動(dòng)煉油技術(shù)創(chuàng)新
20世紀(jì)40年代流化催化裂化工藝的問世，開創(chuàng)了流態(tài)化技術(shù)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的序幕。60年代我國建設(shè)了首套流化催化裂化裝置，并自行開展工業(yè)裝置的流態(tài)化工藝參數(shù)的系統(tǒng)測試，解決了大型再生器放大的工程問題。此后每項(xiàng)催化裂化工藝的重大創(chuàng)新，最終均通過首套裝置的流態(tài)化測試結(jié)果得到落實(shí)。同時(shí)，中國科學(xué)院、石油高校和石油產(chǎn)業(yè)部門的研究所均開展了流態(tài)化的基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作，取得一系列成果。流態(tài)化理論和實(shí)踐的緊密結(jié)合構(gòu)成我國煉油技術(shù)一大特色。迄今，我國已掌握了不同的流態(tài)化床結(jié)構(gòu)(湍動(dòng)床、快速床、提升管輸送床)和輸送方式(密相輸送、稀相輸送)，氣流夾帶催化劑的高效分離(粗分離、高效分離、超細(xì)粉分離)的實(shí)用技術(shù)，集國外眾多技術(shù)的大成。
5.3 反應(yīng)工程涉足煉油領(lǐng)域
我國煉油反應(yīng)工程的研究始于20世紀(jì)80年代，在DCC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步達(dá)到優(yōu)化控制的目標(biāo)構(gòu)成了當(dāng)時(shí)的推動(dòng)力。首先從剖析國外編制的催化裂化、催化重整和加氫裂化的軟件包入手，得知其反應(yīng)工程建立在虛擬的簡化方程式上，因地而異，也因時(shí)而異，很多參數(shù)經(jīng)常需要“更新”。于是我國研究人員首先將反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的深入研究作為重點(diǎn)。考慮到石油原料結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，最輕的商品汽油即有百余種烴與少量非烴化合物，按“集總”分類似乎是可取的途徑，于是高校帶頭開展了多項(xiàng)集總動(dòng)力學(xué)的研究。但是將實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)移植到自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件上未能獲得滿意的成果，其原因歸結(jié)為石油組分過于復(fù)雜，任何簡化的處理都難免“失真”，設(shè)定的動(dòng)力學(xué)參數(shù)充其量只能在“狹窄范圍”內(nèi)有效，從而妨礙了煉油反應(yīng)工程從實(shí)驗(yàn)室研究到工業(yè)應(yīng)用的進(jìn)程。
5.4 清潔生產(chǎn)與清潔產(chǎn)品生產(chǎn)
一座煉油廠年加工千萬噸原油，通過十多個(gè)加工過程，一方面按國家標(biāo)準(zhǔn)提供了大量清潔油品，另一方面同時(shí)排放了有害的氣體、污水和廢渣。雖然它們經(jīng)過相應(yīng)的處理，但對照日益嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)仍然不能滿足要求。美國對于煉油廠排放物已按工藝過程分類量化，計(jì)有固體或廢渣12種、1995年產(chǎn)生2743t(其中循環(huán)1468t，處理611t，排放667t)；排放到大氣的毒物14種、2004年產(chǎn)生21560t，2002年按燃燒產(chǎn)物統(tǒng)計(jì)有害物4.68Mt(其中SOx2.45Mt，NOx986kt，CO56kt，VOCs7kt，顆粒物784kt)；排放到水體的有害物或污染指數(shù)9項(xiàng)，美國環(huán)保署針對不同裝置均制定有當(dāng)前最佳操作時(shí)連續(xù)30天的上限值(BPT限值)；以上合計(jì)考核指標(biāo)達(dá)40項(xiàng)。根據(jù)美國環(huán)保署2009年發(fā)布的2006年工業(yè)部門排放情況卟]煉油企業(yè)排放到空氣中的毒物(TRI)為19260t(其中氨3870t，硫酸3550t，氯59t，鎳37t，丙烯1830t，正己烷1650t，苯839t，甲苯1680t，乙苯296t，二甲苯1337t，1，2，4三甲苯309t，多環(huán)芳烴15t)，數(shù)量比1996年27000t下降32％。
我國目前分類較粗，只著重于全廠氣體中二氧化硫、氮氧化合物和水體中化學(xué)需氧量(COD)，最近廣東省提出在密集城市應(yīng)控制揮發(fā)性有機(jī)物。縮小清潔生產(chǎn)的差距應(yīng)是我們科技工作今后的重點(diǎn)。
改革開放的潮流促進(jìn)了煉油清潔產(chǎn)品生產(chǎn)，低硫汽油和超低硫柴油的標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，而且限期在主要城市實(shí)施。煉油行業(yè)已納入規(guī)劃，將為此付出相當(dāng)可觀的代價(jià)。就全國而言，大型石油企業(yè)執(zhí)行應(yīng)無問題，多數(shù)小型地方企業(yè)難度很大，有些企業(yè)需要脫胎換骨地改造。
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