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9月26日12點(diǎn)58分,中國(guó)石化首套生物航煤工業(yè)裝置生產(chǎn)的首批30噸可持續(xù)航空燃料從鎮(zhèn)海煉化出廠,運(yùn)往空客(中國(guó))天津工廠,讓空客在亞洲唯一A320系列總裝線新造的大飛機(jī)吃上第一桶綠色好油。

6月28日,在位于寧波的中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化廠區(qū),這套生物航煤工業(yè)裝置首次產(chǎn)出生物航煤。在此之前,“地溝油”變航空煤油這道看似“變戲法”的技術(shù)題,中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化已經(jīng)解了10多年。早在2009年,鎮(zhèn)海煉化就在中石化科技部的組織下,啟動(dòng)了以餐余廢油為原料的生物航煤研發(fā);2014年,就取得了我國(guó)第一張生物航煤適航證。我國(guó)也成為亞洲第一、世界第四擁有自主研發(fā)生物航煤技術(shù)的國(guó)家。
這套年設(shè)計(jì)加工能力10萬(wàn)噸的生物航煤工業(yè)裝置順利投產(chǎn),標(biāo)志著中國(guó)生物航煤大規(guī)模生產(chǎn)及商業(yè)化應(yīng)用邁出了堅(jiān)實(shí)的一步,如果滿負(fù)荷運(yùn)行,這套裝置一年就能消化掉一座千萬(wàn)人口城市回收的“地溝油”。

首批出廠的這批可持續(xù)航空燃料,經(jīng)40%的純生物航煤與石油基航煤調(diào)合而成。此前,鎮(zhèn)海煉化規(guī);a(chǎn)的生物航煤,順利取得了中國(guó)民航局審定的生物航煤適航證書(shū)。此次首批生物航煤產(chǎn)品出廠,意味著歷時(shí)10余年研發(fā)的國(guó)產(chǎn)生物航煤,即將正式飛上藍(lán)天!
解開(kāi)兩道“方程式”,“地溝油”完成華麗蛻變
我國(guó)生物航煤的技術(shù)研發(fā),是在一片空白中起步的。2009年,生物航煤在國(guó)際上也是一個(gè)新鮮名詞。此時(shí),中國(guó)石化已經(jīng)啟動(dòng)生物航煤研發(fā)。
“生物航煤開(kāi)發(fā)就像解方程式,就是不停驗(yàn)證一個(gè)個(gè)設(shè)想的過(guò)程。”全程參與我國(guó)生物航煤研發(fā)的中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院高級(jí)工程師渠紅亮說(shuō),他們探索的加氫法制備生物航煤技術(shù),直到2011年才有相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),所以當(dāng)時(shí)每一步都要摸著石頭過(guò)河,通過(guò)一步步小心求證,把從“地溝油”到航煤的路子打通。

而其中,“地溝油”脫氧和降低凝固點(diǎn),是最難的兩道“方程式”。為了破解這兩道“方程式”,中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院調(diào)集一半以上的研究室進(jìn)行集中技術(shù)攻關(guān)。
相比于傳統(tǒng)石油原料含氧量低于0.1%,“地溝油”的含氧量則高達(dá)10%—15%,所以必須要進(jìn)行脫氧處理。脫氧的原理說(shuō)起來(lái)并不復(fù)雜,氫氣和氧氣反應(yīng)生成水,這是高中化學(xué)的基本常識(shí)。但是要在工業(yè)裝置上實(shí)現(xiàn),卻困難重重。
“在加氫脫氧過(guò)程中,會(huì)生成大量的水,而水又會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)的催化劑失活。”渠紅亮說(shuō),這幾乎是一個(gè)死循環(huán)。而且,這個(gè)過(guò)程還帶來(lái)一個(gè)附加難題,加入氫氣一多,會(huì)造成反應(yīng)器溫升過(guò)高,最高溫度可超過(guò)500℃,遠(yuǎn)超反應(yīng)器的承受力。
為了解開(kāi)這道難題,研究院組織了多個(gè)研究室同步開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。最終,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)出專用催化劑和工藝標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)催化劑的脫氧活性、選擇性和氫耗可調(diào),同時(shí),反應(yīng)器溫升過(guò)高問(wèn)題也得到了控制。
脫氧的難題解決了,“地溝油”凝固點(diǎn)難題又?jǐn)[上了桌面。
飛機(jī)在高空飛行,由于外部氣溫很低,這就要求航空燃油具有很高的流動(dòng)性,凝固點(diǎn)要低。“國(guó)際生物航煤標(biāo)準(zhǔn)是凝固點(diǎn)要低于零下40℃,‘地溝油’加氫精制油的凝固點(diǎn)卻高達(dá)20℃。”渠紅亮說(shuō),要讓凝固點(diǎn)降低,不是加點(diǎn)防凍液就行,而是要實(shí)現(xiàn)分子層面的“異構(gòu)化”。
“通俗地說(shuō),就是一個(gè)直棍形狀的分子結(jié)構(gòu)容易凝固,而一個(gè)樹(shù)杈狀的分子結(jié)構(gòu)凝固點(diǎn)更低。” 渠紅亮說(shuō),異構(gòu)化的過(guò)程,就是要通過(guò)一系列的催化反應(yīng),把“地溝油”精制油的主要成分正構(gòu)烷烴,轉(zhuǎn)化為異構(gòu)烷烴,達(dá)到降低凝固點(diǎn)的效果。
這一過(guò)程中,最關(guān)鍵的,還是催化劑的開(kāi)發(fā)。“催化劑的酸性太高了,會(huì)造成裂化性能太強(qiáng),導(dǎo)致無(wú)法產(chǎn)出航煤;酸性太低,又無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。”渠紅亮說(shuō)。
為了研制合適的催化劑,大家天天泡在實(shí)驗(yàn)室,用笨辦法,對(duì)催化劑挨個(gè)進(jìn)行試驗(yàn),一遍遍做冰點(diǎn)測(cè)試,前后花了兩年時(shí)間,終于研制出新型催化劑,破除了凝固點(diǎn)問(wèn)題。
至此,以“地溝油”為原料煉制航空煤油的主要技術(shù)瓶頸都被打通,為下一步的產(chǎn)業(yè)化鋪平了道路。
攻下最后的“攔路虎”,生物航煤走向產(chǎn)業(yè)化
生物航煤技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程,同樣可謂過(guò)“三關(guān)斬六將”。
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地溝油”即將飛上天!首批30噸國(guó)產(chǎn)生物航煤在鎮(zhèn)海煉化出廠