甲之砒霜早直,乙之蜜糖证膨。用這句話來(lái)形容芳烴與人類之間的“相愛(ài)相殺”夺脾,倒也有幾分貼切芙代。
芳烴吊奢,這個(gè)名字悅耳的化學(xué)物質(zhì),是一種重要的化工基本原料纹烹,與每個(gè)人的生活息息相關(guān)页滚。
人們衣食住行離不開(kāi)的衣服面料召边、建材、橡膠裹驰、纖維等都是由芳烴資源合成的隧熙。不過(guò),它也是人類健康的“殺手”幻林。一旦它過(guò)多地“混跡”在汽油柴油中贞盯,會(huì)讓油品燃燒性變差,產(chǎn)生大量細(xì)顆粒物沪饺。有研究表明躏敢,含有多環(huán)芳烴的顆粒物具有毒性、致誘變性和致癌性随闽。
如何讓芳烴快速高效地跑到合適的地方為人類貢獻(xiàn)價(jià)值父丰?經(jīng)過(guò)持續(xù)多年的科研攻關(guān),中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院的青年科研團(tuán)隊(duì)研究出了全球首套柴油芳烴吸附分離技術(shù)掘宪,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)噸級(jí)和成套全流程應(yīng)用蛾扇。
34歲的李濱是該院分子篩合成及應(yīng)用研究室主任,他解釋說(shuō)魏滚,這個(gè)技術(shù)像變魔術(shù)一樣在油品和化工品之間架起一座橋梁镀首,將汽、柴油高效轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)緊缺的芳烴鼠次、烯烴更哄、綠色溶劑等化工品,讓油品中的化學(xué)組分“物盡其用腥寇,各盡其能”成翩。
從目前已投產(chǎn)的項(xiàng)目來(lái)看,這項(xiàng)技術(shù)使得石油煉化的生產(chǎn)效率較傳統(tǒng)方式提高了1/3以上赦役,同時(shí)還具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)麻敌,該技術(shù)已獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明48項(xiàng),國(guó)際授權(quán)發(fā)明1項(xiàng)掂摔。該院院長(zhǎng)于海斌表示术羔,這對(duì)推動(dòng)我國(guó)煉化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義乙漓。
“跳”過(guò)傳統(tǒng)工藝物理分離芳烴
我國(guó)原油以重質(zhì)油级历、劣質(zhì)油為主,煉制出的油品中叭披,芳烴特別是多環(huán)芳烴含量很高寥殖。而我國(guó)石油煉制二次加工工藝催化裂化占重要比例,這種加工方式產(chǎn)生的柴油中,多環(huán)芳烴含量也較高扛禽。長(zhǎng)期以來(lái)锋边,如何降低柴油中芳烴含量都是困擾煉油廠的一個(gè)難題。
就在煉油廠拼命想把芳烴從油品中“趕”出去编曼、提高清潔油品產(chǎn)量的同時(shí)豆巨,我國(guó)煉化產(chǎn)業(yè)近年來(lái)又面臨著時(shí)代拋過(guò)來(lái)的新問(wèn)題——成品油產(chǎn)量過(guò)剩。
當(dāng)前掐场,我國(guó)煉油工業(yè)的主要產(chǎn)品為汽柴油往扔,化工品收率較低。李濱介紹熊户,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增速放緩及替代能源的迅速發(fā)展萍膛,眼下柴油消費(fèi)需求已經(jīng)達(dá)到峰值,汽油消費(fèi)需求也將于2025年達(dá)到峰值嚷堡,成品油過(guò)剩問(wèn)題嚴(yán)重蝗罗,急需產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
與此同時(shí)蝌戒,隨著人民生活水平的不斷提高串塑,對(duì)烯烴、芳烴等化工原料的需求在持續(xù)增加北苟。開(kāi)發(fā)相關(guān)油化結(jié)合技術(shù)桩匪,實(shí)現(xiàn)過(guò)剩油品的高值化利用,推動(dòng)傳統(tǒng)煉化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與提質(zhì)增效友鼻,已成為全行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)傻昙。
“如何利用過(guò)剩柴油中的芳烴,去增產(chǎn)芳烴化工品彩扔,這是我們一直研究的技術(shù)妆档。”瞄準(zhǔn)這個(gè)方向虫碉,李濱和團(tuán)隊(duì)埋頭攻關(guān)贾惦,一干就是8年。
他們創(chuàng)造性地提出了柴油吸附分離技術(shù)思路蔗衡,把芳烴從油品中直接分離出來(lái)纤虽。
這是對(duì)傳統(tǒng)煉化產(chǎn)業(yè)加工過(guò)程的一個(gè)顛覆乳绕。李濱是吸附劑研制的負(fù)責(zé)人绞惦,他用通俗的方式來(lái)解釋二者的區(qū)別,即從前是用化學(xué)的辦法洋措,通過(guò)一系列反應(yīng)工序济蝉,統(tǒng)一改變石油的分子結(jié)構(gòu)得到相應(yīng)的石油產(chǎn)品。
而現(xiàn)在則先通過(guò)物理分離的方法,“跳過(guò)”傳統(tǒng)煉油的蒸餾王滤、催化裂化等過(guò)程贺嫂,用吸附劑直接把石油按照分子結(jié)構(gòu)分類后再加工,低成本雁乡、高效率地實(shí)現(xiàn)油品組分的精確高效分離第喳。
用滾元宵的思路解開(kāi)世界性難題
吸附分離并不是一個(gè)新概念,但把柴油中的芳烴吸附分離出來(lái)踱稍,此前沒(méi)有人走過(guò)這條路曲饱。
柴油吸附材料的選取是關(guān)鍵核心技術(shù),它的成型是世界性難題珠月,無(wú)任何先例可循扩淀。
項(xiàng)目立項(xiàng)初期,李濱和團(tuán)隊(duì)一直在尋找理想的吸附分離材料啤挎,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室做過(guò)無(wú)數(shù)次嘗試驻谆,很多時(shí)候干脆住在實(shí)驗(yàn)室,可即使這樣庆聘,一直沒(méi)有得到滿意的結(jié)果胜臊。
很多創(chuàng)新可能都有那么一個(gè)靈光一現(xiàn)的瞬間。李濱笑著說(shuō)掏觉,正所謂不會(huì)變魔術(shù)的廚子不是好工程師区端,這個(gè)世界性難題的攻克,靈感是從廚房蒸騰的熱氣中飄出來(lái)的澳腹。
那天下班织盼,李濱收到妻子的一條信息:“今晚想吃元宵〗此”李濱買了元宵回家就倒進(jìn)鍋里煮沥邻。盯著在水中翻滾的元宵,李濱腦子里全是白天實(shí)驗(yàn)室里的吸附劑羊娃,突然唐全,一個(gè)大膽的設(shè)想蹦了出來(lái):吸附劑成型和滾元宵是同一個(gè)思路啊蕊玷!
就這樣邮利,他嘗試將改性淀粉引入吸附分離材料,用高粘度親水助劑把吸附劑粉末做成小球狀垃帅,吸附材料成型的世界難題迎刃而解延届。
柴油吸附材料是一個(gè)個(gè)粒徑0.4-0.8毫米的微球,相當(dāng)于小米大小贸诚,但它的強(qiáng)度非常高方庭。李濱說(shuō)厕吉,這個(gè)微球的大小也是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)后確定的方案,“再大一點(diǎn)械念,油通過(guò)的流速變慢头朱,效率降低;再小一點(diǎn)龄减,工程化又難以實(shí)施项钮。”
比起傳統(tǒng)的石油生產(chǎn)工藝產(chǎn)生氣體和水體排放希停,這種吸附分離的生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保寄纵,產(chǎn)生的有機(jī)溶劑均可回收利用,無(wú)廢棄物排放脖苏,對(duì)環(huán)境非常友好程拭。
平均年齡約30歲,年輕的24歲
一項(xiàng)科技創(chuàng)新棍潘,要走出實(shí)驗(yàn)室完成工業(yè)應(yīng)用后“一躍”恃鞋,才能真正實(shí)現(xiàn)其創(chuàng)新價(jià)值。2020年亦歉,應(yīng)用柴油吸附分離技術(shù)的全球首創(chuàng)首套工業(yè)示范裝置在山東濱化實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷生產(chǎn)恤浪。于海斌表示,這標(biāo)志著基于“分子工程”理念開(kāi)發(fā)的全球首創(chuàng)柴油吸附分離技術(shù)向全面推廣應(yīng)用邁出了堅(jiān)實(shí)一步肴楷。目前水由,該院先后與40余家企業(yè)完成技術(shù)交流,其中3個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)項(xiàng)目已獲批復(fù)赛蔫,總加工規(guī)模超過(guò)500萬(wàn)噸/年砂客。
聽(tīng)起來(lái),一切好像沒(méi)有那么難呵恢。事實(shí)上鞠值,這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)始于2013年,技術(shù)從研究的開(kāi)展到立項(xiàng)渗钉,再到工業(yè)化應(yīng)用彤恶,經(jīng)歷了8年時(shí)間。在李濱看來(lái)鳄橘,科研的道路是寂寞的声离,需要不斷試錯(cuò),“但我始終相信這條路一定能走通瘫怜∈趸玻”
這個(gè)團(tuán)隊(duì)平均年齡約30歲,其中年輕的只有24歲宝磨。在外人眼中弧关,這是一支充滿活力又戰(zhàn)斗力十足的隊(duì)伍』斤保“吸附分離”被李濱的團(tuán)隊(duì)?wèi)蚍Q為“媳婦分離”:近年來(lái)世囊,項(xiàng)目組核心團(tuán)隊(duì)成員每年出差都在200天左右,李濱和負(fù)責(zé)生產(chǎn)及應(yīng)用同事出差甚至超過(guò)200天窿祥。這群工科男很少抱怨株憾,他們用自己的幽默化解長(zhǎng)期與家人分離的苦悶,“可以說(shuō)我們以與‘媳婦分離’換取了吸附分離技術(shù)的成功晒衩∴拖梗”李濱憨笑著說(shuō)。
李濱慶幸自己的科研之路趕上了國(guó)家和行業(yè)發(fā)展的重大需求听系。他計(jì)劃著進(jìn)一步拓展柴油吸附分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域贝奇,開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈延伸技術(shù),打造油化結(jié)合的系列成套技術(shù)靠胜。他說(shuō)掉瞳,“我們這一代要肩負(fù)起煉油化工轉(zhuǎn)型升級(jí)的時(shí)代重任±四”(中國(guó)青年報(bào)中青報(bào)·中青網(wǎng)記者胡春艷)