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10月10日，習(xí)近平總書記視察九江石化，了解石化企業(yè)轉(zhuǎn)型升級綠色發(fā)展等情況。習(xí)近平總書記指出，石化產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，希望你們按照黨中央對新型工業(yè)化的部署要求，堅(jiān)持綠色、智能方向，扎扎實(shí)實(shí)、奮發(fā)進(jìn)取，為保障國家能源安全、推動石化工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展作出新貢獻(xiàn)。

多年來，中國石化始終堅(jiān)持綠色、清潔發(fā)展，大力推進(jìn)減污降碳，持續(xù)推進(jìn)油品質(zhì)量升級，基于S Zorb技術(shù)形成汽油超深度脫硫解決方案，技術(shù)水平國際領(lǐng)先，顯著提升了我國清潔油品生產(chǎn)技術(shù)水平和國際競爭力，2023年4月斬獲第48屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎。目前，該技術(shù)已成為我國生產(chǎn)超低硫清潔汽油的核心技術(shù)，為我國汽油質(zhì)量快速提升、綠色升級作出卓越貢獻(xiàn)。

本版文圖由 宋 燁 陳子佩 郭 莘 徐 莉 黃福榮 提供

S Zorb技術(shù)的成功應(yīng)用及啟示

中國工程院院士、美國國家工程院外籍院士    曹湘洪

問：國際上有哪些催化汽油超深度脫硫技術(shù)？中國石化的S Zorb技術(shù)處于什么水平？

答：我國煉油廠加工的原油中汽油餾分少、比較重，市場對汽油和民用液化氣的需求大，導(dǎo)致煉廠蠟渣油加工裝置形成了以催化裂化為主、延遲焦化并存的格局。裝置結(jié)構(gòu)決定了催化汽油是汽油中的主要調(diào)和組分，汽油質(zhì)量升級及超低硫化難度大。

歐美發(fā)達(dá)國家煉油廠加工的原油比較輕，汽油餾分含量高，民用燃料以天然氣為主，導(dǎo)致煉廠蠟渣油加工裝置形成了催化裂化、加氫裂化、延遲焦化多元化的格局，裝置結(jié)構(gòu)決定催化汽油在汽油中的調(diào)和比例一般占30%~40%，汽油質(zhì)量升級及超低硫化（硫含量小于10ppm）難度相對較小，但催化汽油深度脫硫也是必須解決的問題。他們開發(fā)了催化汽油選擇性加氫深度脫硫技術(shù)，具有代表性的有法國石油研究院（IFP）的Prime-G＋技術(shù)、美國埃克森美孚公司（Exxon Mobil)的SCANfining技術(shù)。這些技術(shù)在實(shí)現(xiàn)催化汽油深度脫硫的同時(shí)，都會造成較大的辛烷值損失，但由于汽油中其他高辛烷值調(diào)和組分占比高，具有承受能力。

中國石化收購的美國康菲公司的S Zorb技術(shù)是一種反應(yīng)吸附脫硫技術(shù)，在氫氣氣氛中，吸附劑上的活性組分鎳會發(fā)生催化作用，使汽油中的硫化物生成硫化氫，而生成的硫化氫又立即在吸附劑上被氧化鋅吸附而生成硫化鋅，含硫化鋅的吸附劑輸送到再生器后，硫化鋅又轉(zhuǎn)化成氧化鋅并被送回反應(yīng)器，如此循環(huán)可達(dá)到催化汽油深度脫硫的目的。與加氫脫硫相比，反應(yīng)吸附脫硫技術(shù)脫硫能力強(qiáng)、烯烴飽和度小、辛烷值損失小。

中國石化在收購S Zorb技術(shù)后，針對原技術(shù)存在的問題，組織團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開發(fā)，很快攻克了吸附劑生產(chǎn)技術(shù)和采用原技術(shù)的裝置運(yùn)行周期短等難題，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的全面推廣應(yīng)用。此后，石科院又對吸附劑持續(xù)進(jìn)行迭代創(chuàng)新，使辛烷值損失比常規(guī)技術(shù)降低了60%。美國埃克森美孚公司專家評價(jià)，中國石化S Zorb脫硫技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的催化汽油深度脫硫技術(shù)。

問：S Zorb技術(shù)對我國石化行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展有什么積極意義？

答：我國汽油以催化汽油為主要調(diào)和組分，在汽油質(zhì)量升級的過程中，硫含量不斷下降，烯烴控制指標(biāo)持續(xù)嚴(yán)格，S Zorb技術(shù)為此作出了重要貢獻(xiàn)：一是降低了汽油質(zhì)量升級投資，S Zorb裝置支持汽油國4、國5、國6標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，中間不用再增加投資；二是通過減少辛烷值損失使產(chǎn)品的辛烷值提高；三是通過降低能耗與氫耗，降低了運(yùn)行成本。截至目前，國內(nèi)已建成39套S Zorb裝置，總加工能力達(dá)5200萬噸/年。

問：S Zorb技術(shù)的成功應(yīng)用對中國石化的科技創(chuàng)新有什么啟示？

答：S Zorb技術(shù)在收購后經(jīng)過持續(xù)創(chuàng)新開發(fā)，成為中國石化擁有的世界上最先進(jìn)的催化汽油深度脫硫技術(shù)。這一技術(shù)收購的成功案例給我們帶來的啟示是：自主創(chuàng)新不能狹義地理解為自己創(chuàng)新，應(yīng)該是以“我”為主的開放式創(chuàng)新。

開放式創(chuàng)新要求我們善于接受國內(nèi)外的研究開發(fā)新成果，接受的方式可以是收購，收購后以“我”為主進(jìn)行再創(chuàng)新，也可以是基于他人研究的成果進(jìn)行合作開發(fā)，將其變成可以支撐中國石化業(yè)務(wù)發(fā)展的技術(shù)。收購可以是收購專利，也可以是收購實(shí)驗(yàn)室或中試階段的成果，還可以是收購已經(jīng)工業(yè)化的成果。

通過收購與合作的方式實(shí)現(xiàn)開放創(chuàng)新，我們一是要培養(yǎng)一批有扎實(shí)專業(yè)功底、勤于學(xué)習(xí)、視野開闊的工程科技人員，他們對社會科技成果（專利成果、實(shí)驗(yàn)室成果、工業(yè)化成果）的創(chuàng)新性、先進(jìn)性有準(zhǔn)確的判斷能力，能從原理、本質(zhì)上理解和鑒別，能從缺陷和問題中看到通過收購或合作可以培育成支持中國石化發(fā)展的重要技術(shù)潛力。二是科研和科技管理人員要有開放的胸懷，善于看到自己從事研究開發(fā)的技術(shù)與社會科技成果在創(chuàng)新性、先進(jìn)性上存在的差距和不足，要有自我否定的勇氣。如果總覺得我們的創(chuàng)新能力是最強(qiáng)的、我們開發(fā)的技術(shù)是最好的，就不可能虛心接受創(chuàng)新性強(qiáng)的先進(jìn)社會科技成果，也不可能放下身段與社會科研單位進(jìn)行合作。三是要完善相應(yīng)的決策機(jī)制，如今全社會都重視科技創(chuàng)新，我們的同行也在積極尋找創(chuàng)新性強(qiáng)的社會科技成果，尋求收購或合作。機(jī)會往往稍縱即逝，論證決策程序長且復(fù)雜，會導(dǎo)致失去機(jī)遇。任何一項(xiàng)技術(shù)成果是否值得收購或合作，總會有不同的聲音，對此，決策者既要發(fā)揚(yáng)民主、認(rèn)真聽取不同意見，又要敢于集中、果斷決策。

中國石化助力清潔油品快速迭代升級

我國清潔汽油的發(fā)展經(jīng)歷了高標(biāo)號化、無鉛化、降烯烴、低硫化等階段，清潔柴油的發(fā)展經(jīng)歷了低硫化、低芳化、高十六烷值、高潤滑性的階段。在我國油品質(zhì)量快速迭代升級的過程中，中國石化領(lǐng)銜研究并建立了世界先進(jìn)的車用汽柴油標(biāo)準(zhǔn)體系、開發(fā)了定向調(diào)控汽柴油組成的各項(xiàng)工藝及系列催化劑，為我國車用汽柴油質(zhì)量升級提供了完整解決方案。

鋪就車用汽柴油標(biāo)準(zhǔn)快速升級之路

我國汽油質(zhì)量的快速升級始于上世紀(jì)90年代。1992年，我國首次提出汽油無鉛化，1997年起在大城市首先供應(yīng)無鉛汽油，2000年在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了無鉛化，無鉛化歷程僅用了短短4年。

油品標(biāo)準(zhǔn)需要滿足相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)需求。國1之前，我國汽油池的烯烴含量是歐洲標(biāo)準(zhǔn)的4倍，硫含量是歐洲標(biāo)準(zhǔn)的近10倍，芳烴含量不到歐洲標(biāo)準(zhǔn)的一半，汽油質(zhì)量與世界水平有顯著差距。2000年后，我國汽油實(shí)現(xiàn)了從國1到國6階段的快速迭代升級，到2019年全國實(shí)施國6階段汽油標(biāo)準(zhǔn)GB 17930，彼時(shí)實(shí)施的國6A階段排放標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)歐洲執(zhí)行的歐6C限值相比，CO污染物的限值嚴(yán)格了30%，國6B階段限值達(dá)到美標(biāo)ULEV70（2017年）控制水平，屬于世界先進(jìn)水平。過去的20多年，我國以平均3.5年一個(gè)階段的步伐迅速與國際汽油質(zhì)量水平接軌，遠(yuǎn)超歐美日等發(fā)達(dá)國家的油品質(zhì)量升級速度。

與此同時(shí)，中國石化主導(dǎo)開展了我國柴油標(biāo)準(zhǔn)升級的系列研究工作。石科院組織中國石化煉廠、汽車和發(fā)動機(jī)制造廠商進(jìn)行了大量臺架和行車試驗(yàn)，對GB 252進(jìn)行了修訂，并建立了針對柴油車輛使用的車用柴油國家標(biāo)準(zhǔn)GB 19147，對我國柴油按照用途進(jìn)行了細(xì)化。2009年發(fā)布實(shí)施滿足國3排放標(biāo)準(zhǔn)的車用柴油標(biāo)準(zhǔn)，2013年快速升級到國4、國5階段，2016年發(fā)布國6階段柴油標(biāo)準(zhǔn)。截至目前，我國柴油標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到或超過歐盟和美國同類標(biāo)準(zhǔn)水平。

為國家汽柴油標(biāo)準(zhǔn)制定提供支撐

20余年來，中國石化持續(xù)為國家汽柴油標(biāo)準(zhǔn)的制定獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，累計(jì)試驗(yàn)里程超過千萬公里、試驗(yàn)油近150種，開發(fā)并建立起具有中國特色的國1至國6階段汽柴油標(biāo)準(zhǔn)體系。

1993年，中國石化開始進(jìn)行符合我國國情的配方汽油研究。2000年，中國石化通過行車試驗(yàn)確定了國1階段汽油標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。

2003年，中國石化主持并完成國家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃課題，制定了國3階段汽油標(biāo)準(zhǔn)中的烯烴和芳烴含量限值，開獨(dú)立自主制定我國清潔車用汽油標(biāo)準(zhǔn)先河。另外，中國石化在此階段把車用柴油標(biāo)準(zhǔn)從輕柴油標(biāo)準(zhǔn)中獨(dú)立出來，首次制定車用柴油標(biāo)準(zhǔn)，對我國提高柴油質(zhì)量具有重要意義。

2006年起，中國石化聯(lián)合中國石油、日本豐田等十余家單位共同承擔(dān)國家“十一五”及“十二五”科技攻關(guān)計(jì)劃課題。通過調(diào)研我國當(dāng)時(shí)燃油池主要質(zhì)量情況和未來指標(biāo)需求，有針對性地開展了理化試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)、臺架試驗(yàn)及整車試驗(yàn)等專項(xiàng)試驗(yàn)，制定了符合國家第四、第五階段排放要求的GB 17930《車用汽油》和GB 19147《車用柴油》標(biāo)準(zhǔn)，為我國制定清潔燃料質(zhì)量升級方案提供了指導(dǎo)。

2017年起，中國石化研究了不同組成與性質(zhì)的汽柴油對排放的影響，并根據(jù)研究結(jié)果設(shè)計(jì)了滿足不同需求的汽柴油配方。同時(shí)，還研究了不同乙醇含量對排放和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響，以及全國乙醇替代現(xiàn)行含氧化合物之后的排放變化情況，為國家相關(guān)部門制定未來乙醇汽油實(shí)施政策及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供了數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)升級，創(chuàng)新賦能

中國石化針對我國以催化裂化為主的加工工藝特點(diǎn)，由石科院等科研機(jī)構(gòu)自主研發(fā)出一系列生產(chǎn)高質(zhì)量油品的關(guān)鍵技術(shù)。

汽油中的硫燃燒后會產(chǎn)生硫化物。中國石化從降低催化裂化汽油中的硫含量入手，開發(fā)出催化原料加氫預(yù)處理催化劑及工藝技術(shù)、渣油加氫與催化裂化優(yōu)化組合改善汽油質(zhì)量的RICP技術(shù)、降低催化汽油硫及烯烴的RIDOS技術(shù)、催化汽油選擇性加氫脫硫系列化技術(shù)，大幅提升了油品的清潔性。

汽油中的烯烴會導(dǎo)致油品在儲存過程中氧化并生成沉積物，降低發(fā)動機(jī)使用性能，產(chǎn)生氮氧化物、二烯烴等有毒排放污染物。中國石化為此開發(fā)降低催化汽油烯烴的MGD、MIP及CGP技術(shù)及配套催化劑。同時(shí)，通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，開發(fā)出世界獨(dú)有的S Zorb技術(shù)。

辛烷值是衡量汽油質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，汽油的辛烷值越高，其抗爆震性能越好。中國石化開發(fā)先進(jìn)的硫酸法烷基化技術(shù)、固體酸烷基化技術(shù)、連續(xù)重整生產(chǎn)高辛烷值汽油組分成套技術(shù)及C5/C6異構(gòu)化技術(shù)等，為市場提供高質(zhì)量油品，優(yōu)化了我國汽油池結(jié)構(gòu)。

此外，中國石化還針對我國原油品種多、質(zhì)量雜的特點(diǎn)，開發(fā)出原油管道調(diào)和技術(shù)、汽油管道調(diào)和技術(shù)及煉油過程中的先進(jìn)控制系列化技術(shù)，通過智能化手段實(shí)現(xiàn)了油品生產(chǎn)過程的安穩(wěn)長運(yùn)轉(zhuǎn)，保證了油品質(zhì)量的穩(wěn)定控制及低成本生產(chǎn)。

中國石化汽油質(zhì)量升級研究領(lǐng)域

國家對汽油中的硫含量有何規(guī)定？

2023年1月1日，車用汽油國6B標(biāo)準(zhǔn)在全國正式實(shí)施，我國汽油全面進(jìn)入“國6B”時(shí)代。根據(jù)工信部等五部門聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于實(shí)施汽車國六排放標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)事宜的公告》要求，自2023年7月1日起，我國全面實(shí)施國6排放標(biāo)準(zhǔn)6B階段，禁止生產(chǎn)、進(jìn)口、銷售不符合國6排放標(biāo)準(zhǔn)6B階段的汽車。與2019年發(fā)布的國6A車用汽油標(biāo)準(zhǔn)相比，國6B對汽油質(zhì)量提出了更高要求，明確規(guī)定汽油中的硫含量不得超過10ppm，同時(shí)烯烴含量由18%（體積比）降至15%，可降低汽車尾氣碳?xì)浠衔锱欧牛蛊颓鍧嵍冗M(jìn)一步提升。

為什么超深度脫硫技術(shù)是生產(chǎn)清潔汽油的核心技術(shù)？

目前我國汽油組分以催化裂化汽油為主，占汽油調(diào)和組分的比例超過70%。催化裂化汽油的特點(diǎn)是烯烴和硫含量高，利用常規(guī)脫硫技術(shù)生產(chǎn)出的汽油難以滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。想要生產(chǎn)硫含量低的清潔汽油，必須利用S Zorb技術(shù)等超深度脫硫技術(shù)大幅降低汽油產(chǎn)品中的硫含量，從而減少大氣污染、延長發(fā)動機(jī)壽命，有效提升汽油的清潔環(huán)保性能。