——记中国石化集团公司首席科学家 许友好
新质生产力是以科技创新为引擎,推进产业体系迈向高质量、高效率、可持续发展的内在驱动力,是建设中国式现代化的重要基础。
当前,我国石化行业已经进入高质量发展新阶段,在炼油行业产能过剩和“双碳”背景下,如何以科技创新为导向,促进炼油行业绿色创新高质量发展,保障绿色能源安全供给,成为了炼化科技人员的必答问卷。
在实验室进行清洁汽油生产技术小型试验研究
挑战进发“无人区”,研制国际原始创新的炼油技术,中国石化集团首席科学家、中国石化石油化工科学研究院正高级工程师许友好,默默耕耘炼油事业30余载,不仅首创变径流化床的催化裂化先进技术,还积极促进成果转化及转型应用,稳步发展炼油科技新质生产力,为我国石油化工产业及能源安全作出了卓越贡献。
创新突破 谱写人生“催化”篇章
早在读书时期许友好就表现出对石油行业的热爱,1985年和1988年许友好在华东理工大学分别获得学士和硕士学位,进入中国石化石油化工科学研究院工作,后在石油化工科学研究院获博士学位,为后续的石油炼制技术研发奠定了深厚的理论基础。用知识武装头脑,用科技振兴石化是许友好的座右铭,凭着科研报国的热忱在催化裂化工艺研发一线一干就是36多年。
石油是工业的血液。但石油必须经过炼制与转化,才能作为石油产品使用,例如车用汽油。催化裂化就是石油炼制的核心,主要产品就是汽油,许友好围绕着“催化裂化”开启了创新突破之旅。
我国炼油技术结构是基于大庆原油特点而形成的,将易得的重油尽可能转化为汽油,造成催化裂化汽油约占汽油组分70%。中国汽车排放标准参照欧洲体系制定,如果汽油质量标准再照搬欧洲体系制定,带来的后果是我国炼油技术结构需颠覆性重置,改造投资将超过千亿元,且某些关键技术受制于人。能否立足催化裂化技术自主创新,走出一条符合我国国情的汽油质量升级之路,以化解对中国炼油行业的冲击?许友好带领团队立足于催化裂化工艺创新,从基础理论入手,打破传统观念,开发出具有两个反应区的变径流化床催化裂化技术(简称MIP),将烯烃最大程度转化为异构烷烃,既降低了烯烃,又确保了辛烷值,当时催化裂化技术理念降汽油烯烃与保汽油辛烷值是“鱼和熊掌不可兼得”的难题。2002年2月,全球第一套MIP工业装置开车成功,随后持续创新迭代,并与渣油加氢处理技术、汽油脱硫技术集成,开辟了中国独有的炼油技术路线。
首套百万吨变径流化床催化裂化工业装置
变径流化床催化裂化技术(简称MIP)不仅灵活降低汽油烯烃含量,满足国家车用汽油质量标准持续升级的要求,更重要还能高效加工从国外进口的劣质重油。我国原油消耗量超7亿吨,其中2亿吨来自国内生产,对外依存度超70%,这将是我国原油资源来源难以短期改变的现实。高效加工7亿吨原油就意味着减少对外引进原油量。从另一个角度来说,能够加工从国际市场易获得和易掌控的重质原油,在能源供应链上占有主动,这是提升国家能源安全重要的技术保证,从而为国家减少进口拓宽渠道。
基于变径流化床催化反应工程技术平台,许友好团队除发明了多产异构烷烃催化裂化工艺(MIP),又发明了重质烃高效转化的催化裂化与加氢处理集成工艺(IHCC)和低生焦、低能耗、高烯烃产品的中孔分子筛重油靶向催化裂化工艺(MFP/TCO)。
随着我国炼油能力结构性过剩日趋严重,产业转型就势在必行。产业转型的目标是将过剩的炼油能力部分转化为生产低碳烯烃等化学品的产能。乙烯和丙烯作为低碳烯烃中的代表,成为非常重要的基础有机化工原料。针对提升乙烯产率的研究,许友好团队以烯烃生成与转化为纽带,重塑炼油与化工工艺流程,开发出新一代生产乙烯和丙烯的靶向催化裂化工艺(TCO)。“TCO作为成套的一系列技术,这是一种突破,这种新一代工艺技术绝不输于蒸汽裂解。”中国工程院院士舒兴田对许友好的首创TCO成果给予高度评价。
为了深化推动炼油行业低成本,许友好团队承担了“多产丙烯和低硫燃料油组分的催化裂化与加氢脱硫技术开发与工业应用”(MFP技术)的技术攻关。在MFP技术工业试验过程中,团队针对油浆过滤难题、催化裂化、加氢脱硫装置改造进行了一系列的攻关科研并取得国际首创成果。“催化剂的选择和使用是此次工业试验的关键一环。由我们团队科研生产的新型催化剂,在青岛石化的催化裂化装置上属国际首次应用加工重质烃。这其中,许友好团队在实验室经过了多次调配试验,才最终得到了催化剂与生产流程相适应的最佳配方。
许友好与企业技术人员在工业应用现场商讨技术实施方案
30余年持续创新,许友好获得诸多奖项和荣誉:获国家科技进步奖2次,获中国专利金奖1次和优秀奖2次,获中国石化技术发明等和科技进步奖多次;获授权中国发明专利310余件;获授权境外发明专利15族,约100件;独著《催化裂化化学与工艺》,合著《变径流化床反应器理论与实践》,合编《催化裂化工艺与工程(第三版)》和《中国炼油技术(第四版)》等6部学术专著;在国内外期刊上发表论文超过百篇。
科技成果转化应用 推动发展新质生产力
科技成果转化是落实“科学技术是第一生产力”的关键,也是创新驱动发展的重要环节。许友好认为,推动更多原创性和颠覆性科技成果从“实验室”走向“生产线”,是培育发展新质生产力的必由之路。也是将研究论文写在祖国大地上最重要体现。
向科技要成果,向转化要效益。许友好带领团队致力于变径流化床的理论研究与工程技术开发,首创变径流化床催化反应工程技术。依托该技术,开发出清洁汽油生产、重质烃高效利用和低碳烯烃生产等4项石油炼制与化工新工艺,均实现了工业化,推动了我国石油化工技术水平的进步。在创新同时,闯出了助力科技成果落地生“金”之道。截止2024年底,相关技术应用到中石油、中石化、中海油、中国化工、延长集团等国有企业、浙江石油、裕龙石化等民营企业、文莱、吉尔吉斯坦等海外企业,共91套工业装置,专利许可收入7.5亿元,累计经济效益超2700亿。仅以生产国Ⅵ汽油的催化裂化装置加工规模计,市场占有率超70%,提供约50%车用汽油。此外,还提供约20%的丙烯量和约10%的船用燃料油。
以开放合作促进成果形成产业化,许友好带领团队全力推进了MFP技术在青岛石化的转化应用,使得该公司的低硫船燃产销量得到大幅增长。因为了有了MFP技术的‘加持’,青岛石化已成为中国石化低硫船燃规模化主力生产基地,产品结构也有了很大改善。许友好团队积极发挥专业特长和优势,继承和发扬时代楷模陈俊武院士首创的三段式教学模式,为中国石化、中国石油、中国海油、中国化工和延长集团培养了108名炼油技术高端人才,同时积极参加社会活动,如:“石油石化好技术”年度发布活动等,以此推动科技创新与成果转化的高效结合。面向炼油事业科技发展的最前沿,许友好团队将做勇于担当的奋斗者,继续书写着科研报国的故事。(文/高飞飞)