《科技瞭望》2022年第04期

04

2022年8月

主办单位：寰球技术研究院

聚焦四核四新

  展望科技未来

目录

CONTENTS

寰球科研动态

科研管理

技术交流动态

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技术应用展望

石化工程

煤化工及下游工程

新能源及可再生能源工程

新材料及高附加值化工

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炼油工程

新材料及高附加值化工

科技创新前瞻

第04期

炼油工程

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科技创新前瞻

可持续航空燃料（SAF）

摘自：石油化工要闻

      据美国《化学工程新闻》报道，美国航空业正在积极开展脱碳项目，可持续航空燃料（SAF）将成为航空业脱碳的重要部分。目前，全球航空燃料需求为 1000 亿加仑（3790 亿升）/年，但 2021 年全球 SAF 产量仅为3300万加仑。为了实现政府与航空业的绿色发展目标，SAF 需要在十年内加快规模化发展，如果SAF 生产工艺能商业化，并将成本降低到合理水平，航空业将会广泛应用SAF，目前可以在航空燃料中掺混 50%的SAF。 

      美国材料实验协会（ASTM）批准的生产SAF工艺路线中，有四条化学转化工艺，其中酯及脂肪酸加氢（HEFA）工艺是最好的商业化工艺路线。HEFA 工艺通过将油脂加氢饱和脱氧，并异构化使支链达到航空燃料的要求，最终生产 SAF。大多数航空公司只接受 HEFA 工艺生产的 SAF。

      催化蒸汽热解工艺（CH）采用高温高压水蒸汽在催化条件下断键和脱氧，将产生的生物基粗油进行加氢和异构化最终生产SAF。费托合成（FT）工艺利用合成气转化为SAF。如果合成气来自生物质、垃圾或造纸黑液，通过费托合成的 SAF就是 ASTM批准的SAF 第三条路线。第四条路线是醇制航空燃料（ATJ）。首先通过微生物发酵产生醇类化合物，再通过ATJ 工艺将异丁醇转化为

异丁烯，烯烃再通过齐聚反应生成 SAF。

      SAF 的主要生产商有 Neste 和世界能源公司。未来 ATJ 和费托合成工艺可能将实现规模化生产。航空领域内SAF将成为主导。业内人士表示，航空业在 2030年和2050 年的减排目标推动下，SAF产业将加速发展， 预计 2026 年SAF产能将超过2亿加仑/年。

二氧化碳制环氧乙烷

研究获突破

摘自：中国化工报

      近日，华东理工大学李春忠教授等在环氧乙烷高效制备领域取得突破。该团队创新构建了新型氧化还原介导电催化系统，通过高效耦合二氧化碳（CO₂）制乙烯、乙烯制环氧乙烷的过程，实现低能量输入以及高转化率的环氧乙烷电催化制备。 此前电催化CO₂制环氧乙烷的效率较低，整体电解池能量效率低 于 15%且能耗高，每生产1千克环氧乙烷所需能耗超19兆焦耳，是当前工业路线能耗的5 倍。 该团队通过在工业催化剂氧化铱上负载第六周期金属氧化物来 制备高效催化剂。其中，在钡、镧、铈和铋氧化物中，发现负载钡氧化物的催化剂高效抑制关键中间体的降解过程，实现了阳极乙烯制环氧乙烷的法拉第效率达到 90%。同时，该过程环氧乙烷产物选择性超过 98%，不存在乙烯完全氧化产生的碳排放问题。当将其与阴极氧还原反应配对时，每生产1千克环氧乙烷所需能耗仅需 5.3 

②

石化工程

第04期

煤化工及下游工程

04

科技创新前瞻

兆焦耳，这与现有高碳排放的工业制环氧乙烷过程的能耗相当。该团队进一步利用水氧化和氧还原这一氧化还原介导，构建了新型氧化还原介导电催化系统，通过高效耦合CO₂制乙烯、乙烯制环氧乙烷的过程，实现低能量输入的环氧乙烷电催化制备。此外，该工作实 现了高转化率的环氧乙烷电催化制备，在300 毫安/平方厘米工业级电流密度下 CO₂制环氧乙烷的法拉第效率超过35%。 据介绍，国内外绝大多数装置都采用乙烯直接氧化路线生产环氧乙烷，但由于该路线的乙烯完全氧化问题，使其产生大量碳排放。据相关统计，2020年全球因生产环氧乙烷所带来的直接碳排放量超千万吨。因此，利用电催化技术在“无碳排放”及“碳减排”条件下高效制备环氧乙烷，将为传统化工行业带来环保技术升级契机。

二氧化碳低温高活性

甲烷化取得进展

摘自：中化新闻

      近日，宁夏大学化学化工学院“煤基应用催化”团队在二氧化碳(CO2)加氢催化剂的研究方面取得了新进展，设计了一种新型层状钴—铝—氧(Co-Al-O)催化剂，实现二氧化碳低温高活性甲烷化。

      二氧化碳甲烷化可将可再生能源转存到理想能量载体甲烷中，是煤炭清洁利用、“电转气”技术的重要组成部分。为此，该团队设计了一种高效稳定的层状Co-Al-O催化剂，在250℃条件下，二氧化碳单程转化率达到74%，甲烷选择性接近100%。他们通过改变催化剂制备过程

近100%。他们通过改变催化剂制备过程活化条件，精准调控表面金属物种浓度和碱度，促进反应物分子的低温吸附活化。活化后的二氧化碳与解离后的氢原子发生反应，经碳酸盐/甲酸盐中间体高选择性生成甲烷。

中科院大连化物所实现

甲醇生物合成脂肪酸

摘自：中科院大连化物所公众号

      近日，中科院大连化物所研究团队在甲醇生物转化研究方向取得新进展。研究团队以甲醇酵母为细胞催化剂，通过结合适应性进化和理性代谢工程改造，实现了甲醇生物转化高效合成脂肪酸衍生物。

甲醇是理想的可再生原料，其能量密度较高、来源广泛。脂肪酸衍生物是一类含氧量低、能量密度高、富含碳氢元素的天然可再生资源，是液体生物燃料、油脂化工品、食品和材料等生产的基础原料。甲醇生物转化可建立不依赖于耕地的脂肪酸供给路线，但是由于微生物细胞中甲醇代谢复杂，难以实现其高效定向转化。

      该项研究强化了甲醇耐受性，实现了甲醇高效转化合成脂肪酸，将为未来油脂化学品和生物燃料供应提供潜在供应路线。

石化工程

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第04期

新能源及可再生能源工程

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科技创新前瞻

IDTechEx采用新技术

把二氧化碳转化为塑料

摘自：《石化科技周刊》2022年第24期

      英国知名研究公司IDTechEx最近披露的一项研究报告显示，由于越来越多的行业开始利用碳捕获技术，通过将捕获的二氧化碳转化为低碳、可降解的聚合物，这种技术可以帮助减少碳排放和塑料垃圾。

      热催化被认为是最成熟的二氧化碳利用技术，它可以直接产生生物可降解的线性链聚碳酸酯（LPCs），或者通过使用甲醇和乙醇等化学物质进行聚合反应来间接利用。诸如聚氨酯那样的LPCs通常用于电子、地膜、泡沫和生物医药/保健等行业。聚氨酯的主要成分之一是多元醇，它可以组成高达50%（在重量上）的二氧化碳。

      根据这份报告，目前其他成功的商业操作包括日本旭化成公司从二氧化碳中生产芳香族聚碳酸酯的努力。总部位于美国的朗泽技术公司还与联合利华、欧莱雅、安恩和达能等主要品牌合作，从工业过程中捕获的碳排放中生产聚合物前驱体。

绿氢炼化是石化工业

实现碳中和的必由之路

摘自：《石化科技周刊》2022年第26期

      绿氢炼化已列入《“十四五”全国清洁生产推行方案》中，文件明确提出石化化工行业实施绿氢炼化降碳工程，绿氢炼化将成为石化工业实现碳中和的必由之路。

      绿氢炼化是指在新能源安全可靠的基础上，石化工业在实现节能减排、绿色低碳发展的同时，用氢以绿电电解水制取的绿氢为主，用能以绿电和绿氢为主，改造提升炼化工艺流程和生产装置，重塑炼化产业链、产品链、服务链和价值链，生产更多绿色低碳石化产品，推动石化工业实现净零排放。为有效应对全球气候变化，目前许多国外大石油石化公司都明确提出了净零碳排放目标和低碳发展战略，加快部署“绿电—绿氢—炼化”一体化示范项目，积极推进绿色低碳转型。

      我国石化工业现有工艺流程是烃基炼化，主要依赖化石能源。随着绿电和绿氢成本的大幅降低及逐步大规模应用，绿电将替代化石能源发电、中低位热能供热，绿氢将替代化石能源制氢、作燃料用于高位热能供热，工艺流程将变为绿氢炼化，这必将对生产过程产生较大影响，需要对现有工艺流程再造。我国石化工业要推进现有工艺流程适应绿电、绿氢技术改造，必须要依靠科技进步，加快研究绿氢、绿电应用场景，解决相关技术问题，推进石化生产过程绿色和节能降碳。

新材料及高附加值化工

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第04期

石化工程

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技术应用展望

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中国石化年产25 万吨

热塑性弹性体项目开工

摘自：中化新闻

      6 月16 日，中国石化25 万吨/年热塑性弹性体项目开工建设。该项目是上海市2022 年重大产业项目之一，计划总投资 32.7 亿元，预计2023 年下半年建成投产。

      项目主体单位为中国石化上海石化和巴陵石化合资注册成立的上海金山巴陵新材料有限公司。项目建设在上海石化所在地上海市金山区，一方面可以充分发挥上海石化的资源优势，依托上海石化原料供应、公用工程共享、环保治理共防、区域服务联动等保障优势，提升产业链整体效益。另一方面可以充分利用华东地区的市场优势，目前，热塑性弹性体在华东地区的表观消费量占国内市场的 40%以上，增量依然强劲。

      中国石化是国内最早布局苯乙烯类热塑性弹性体领域的生产商。其中，中国石化巴陵石化拥有中国规模最大、品种最全的苯乙烯产能，规模达到亚洲第一、世界第二。此次项目采用巴陵石化热塑性弹性体成套生产技术与控制工艺开发建设，具

有多项关键核心技术，拥有授权发明专利 128 项，巴陵石化相关成套技术开发项目曾分别获国家科技进步一等奖和二等奖。 

      热塑性弹性体是一种基础高分子材料。作为绿色环保弹性体，热塑性弹性体应用非常广泛，它很好地结合了橡胶的弹性和塑料的加工性等优势性能，材料可回收循环利用，产品安全环保。因其性能优异，热塑性弹性体被广泛应用于运动跑道、鞋底材料、妇婴用品、医疗耗 材、体育用品、防疫用品、抗菌防霉材料、5G通信光纤光缆等产品领域，甚至可以植入到人体，无毒无害。根据国际合成橡胶生产者协会最新发布的数据，苯乙烯类热塑性弹性体是近年来全球合成橡胶中消费量表现最好的品种。

100万吨/年柴油吸附分

离工艺通过工艺包审查

摘自：中国化工报

      近日，由中国昆仑工程公司承担的中国石油吉林石化分公司转型升级项目 100万吨/年柴油吸附分离装置完成工艺包审查。 “该技术通过模拟移动床吸附分离工艺，将过剩柴油分离为非芳和芳烃组分，非芳作为优质的烯烃裂解原料，可满足下游乙烯装置对优质原料的需求，吸附芳烃可通过轻质化等手段生产芳烃原料。”

      该技术除应用于柴油吸附分离外，还可应用于常压瓦斯油（AGO）吸附分离。此前，昆仑工程承担的福海创石油化工有限公司200 万吨 /年AGO吸附分离项

第04期

石化工程

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技术应用展望

煤化工及下游工程

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②

煤基合成气一氧化碳

耐硫变换节能减水

摘自：中化新闻

      近日，“煤基合成气一氧化碳耐硫变换节能减水新技术”通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定，鉴定委员会认为，该技术指标先进、创新性强，整体处于国际领先水平。 

目完成工艺包审查。截至目前，该技术在 2021 年实现累计技术许可总规模突破 100 万吨/年的基础上，单系列许可规模快速突破百万吨级。 据报道，该技术作为油品加工路径的“转换器”，以低能耗、 灵活可控的“分子级立体式定向加工”能力，衔接了“炼油—烯烃—芳烃—高端化工品”产业链。该技术不仅满足裂解装置优质自供原料需要，还满足油品进一步减量需求，同时可降低裂解燃料油等低附加值产品量、降低生焦量、降低氢耗，有效实现降耗减排。

我国大型煤制天然气

甲烷化技术获重大突破

摘自：国家煤化工网

      8月8日，由中海石油气电集团有限责任公司(以下简称气电集团)与西南化工研究设计院有限公司(以下简称西南院)联合研制的甲烷化催化剂在新疆庆华大型煤制天然气项目中首次实现110%满负荷平稳运行，获得的甲烷浓度为61.7%，高于国外引进技术近3个百分点，标志着我国自主研制的大型煤制天然气甲烷化技术取得重大突破。

      自主研制出的甲烷化催化剂具有抗高温、高活性、高稳定性和抗积炭等优点，满足大型煤制天然气工业生产要求。此次新疆庆华煤制天然气装置一次性开车成功，甲烷化装置实现长周期平稳运行，产品质量合格，天然气顺利并入管网，实现了煤制天然气领域全产业链条技术国产化，填补了国内行业空白，对持续稳定供应天然气、保障国家能源安全具有重要意义。

化工装置。以400万吨/年煤间接液化项目为例，年可节省蒸汽912.86万吨、减少冷凝液排放量1134.93万吨，经济及社会效益显著。

第04期

新能源及可再生能源工程

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技术应用展望

新材料及高附加值化工

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摘自：央视报道

      近日，央视财经报道了全球最大绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目。该光伏项目占地达到了9500多亩，光伏组件每产生58度绿电，就可以生产出1公斤的氢气。新疆库车绿氢示范项目将全部采用光伏和风电等可再生能源发电制氢，制氢规模达到每年2万吨，也是目前全球在建的最大绿氢项目。

      该项目是国内首次规模化利用光伏发电直接制氢的项目，总投资近30亿元，主要包括光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢五大部分。项目将新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦时的光伏电站，年产能2万吨的电解水制氢厂，储氢规模约21万标立方的储氢球罐，输氢能力每小时2.8万标立方的输氢管线及配套输变电等设施。项目预计2023年6月建成投产，生产的绿氢将供应中国石化塔河炼化，替代现有天然气化石能源制氢。预计每年可减少二氧化碳排放48.5万吨，将为当地GDP年均贡献1.3亿元、创造税收1800余万元。

摘自：中科院过程工程研究所公众号

      近日，中科院过程工程所自主研发的万吨级煤基甲醇-醋酸制甲基丙烯酸甲酯（MMA）项目工业示范装置在新疆哈密成功开车，产品合格达标，为全球首套煤基甲醇-醋酸制MMA产业示范装置，这也是过程工程所自主研发的继异丁烯氧化法、乙烯-合成气法之后制MMA的第三条具有自主知识产权的有效路线。

年底投产

第04期

09

技术应用展望

新材料及高附加值化工

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②

摘自：中国化学公众号

      我国首台套丁二烯法己二腈工业化生产项目——中国化学天辰齐翔尼龙新材料产业基地一期关键装置近日顺利打通全流程，开车成功并产出优级产品。

     

      

      中国化学从2011年开始进行了大量的研究实验，并不断总结经验，开发出拥有自主知识产权的丁二烯直接氢氰化法合成己二腈技术。2015年，50吨/年己二腈中试装置开车成功；2017年，2000吨/年己二腈全流程中试装置开车成功，顺利打通所有流程，为能耗、物耗以及己二腈的成套工艺技术开发积累了宝贵经验，为工业化示范装置的建设奠定了良好的基础。

      项目的成功投产彻底打破了国外对我国己二腈技术的封锁和垄断，填补了国内技术和产业空白，补齐了产业链短板，对促进我国高端聚酰胺产业长效安全健康发展具有重要意义。

摘自：中科院青岛生物能源与过程

           研究所公众号

      7月23日，由中国科学院青岛生物能源与过程研究所和中石化巴陵石化公司联合完成的“铁系催化丁戊橡胶合成与应用关键技术”项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定，鉴定委员会认为，该项目整体技术达到国际先进水平，应加快铁系催化丁戊橡胶合成与应用关键技术的产业化。

      

      青岛能源所通过设计合成新型铁系催化剂，创制了铁系丁戊橡胶新材料，开发了具有自主知识产权的催化剂技术和催化聚合技术。与巴陵石化合作，首次实现了铁系丁戊橡胶百吨级间歇聚合和连续聚合中试放大试验，目前正在进行3万吨/年的产业化示范研究。该项目创制的铁系丁戊橡胶新材料技术与产品，有望解决我国溶聚丁苯橡胶严重依赖进口的难题。

“铁系催化丁戊橡胶

合成与应用关键技术”

通过科技成果鉴定

第04期

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寰球科研动态

华东公司“大型炼油关键

技术升级与工业应用”

专项通过验收

      7月28日，华东公司牵头承担的集团公司重大科技专项“大型炼油关键技术升级与工业应用”通过验收。

      

科研管理

      7月29日，由中国寰球工程有限公司主办的“中国石油开放日”活动在青岛启动。

华东公司举行“两中心”

揭牌仪式

公司与宝石机械签署

      

      双方就电解水制氢技术、电化学储能技术、CCS/CCUS技术，以及液氢泵、氢压机等氢能装备制造技术等新能源项目技术开发和氢能装备制造等方面进行了深入探讨，沟通了目前新能源产业发展情况，双方表示将充分发挥自身技术优势，深耕新能源领域，尽快推动项目合作的实施落地，为集团公司发展和“双碳”目标作出积极贡献。

技术交流动态

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    活动现场隆重举行了“石油和化工行业地下水封石洞储库工程研究中心”和“数字化工业服务设计技术创新中心”揭牌仪式。

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编辑部/ The Editorial

editorial board

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