科技瞭望
OUTLOOK OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
01
2022年2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
石化工程
技术交流动态
08
08
科技创新展望
炼油工程
石化工程
新能源及可再生能源工程
06
06
07
03
03
03
03
05
炼油工程
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
技术应用前瞻
第01期
炼油工程
03
技术应用前瞻
2022年炼化行业
最需关注的18项技术
摘自：石化科技周刊2022年第4期
①
②
石化工程
德希尼布能源和马国油
合作碳捕集技术
根据德希尼布能源公司官网 11 月 16 日报道，德希尼布能源公司（Technip Energies）和马来西亚国家石油公司（Petronas）签署了一项协议，构建了双方碳捕集技术进一步开发和商业化的战略合作框架，内容包括推广和工业化马国油公司旋转填料床辅助低温 CO2回收技术（CryoMin）和膜基 CO2回收技术。
01 原油直接制化学品技术；
02 柴油蜡油转化生产化工原料技术；
03 重油催化裂解技术；
04 重油浆态床加氢改质技术；
05 分子炼油与智能炼化技术；
06 甲烷无氧制乙烯技术；
07 合成气制烯烃、芳烃技术；
08 废塑料化学回收与化学循环技术；
09 炼化装置节能技术；
10 电气化替代技术；
11 三废处理及回收利用技术；
12 生物质转化技术；
13 二氧化碳捕集及利用技术；
14 电解水制氢耦合制取化学品技术；
15 管道输氢技术；
16 氨能及氨的可持续生产技术；
17 新型高效分离技术；
18 智慧研发技术。
③
日本多企联合研发
氨合成催化剂
摘自：石化科技周刊2022年第4期
近日，日本千代田化工建设、东京电力公司和JERA(东京电力公司和中部电力公司的合资公司)宣布，已经启动了氨合成催化剂的联合研发项目，以支持燃料氨供应链的建立。该项目将由日本新能源和工业技术发展组织(NEDO)的绿色创新基金资助。
各方表示，该倡议的主要目的是在开发创新催化剂基础上，开发日本独立的氨合成技术，通过降低生产成本来提高氨的利用率，并减少发电厂的二氧化碳排放。
各方预计，该项目将于2021~2024年着力竞争性催化剂开发;2025年~2027年上半年，将对所选催化剂进行台架试验和性能评估;2027年下半年~2030年底，将进行催化剂中试试验和工业化。千代田、东京电力公司和JERA还将讨论在全球范围内进行研发成果更广泛地应用的可能性，如使用绿氢生产氨。
蒂森克虏伯拿下全球
最大的绿色氢电解项目
摘自：新能源网
2021年12月13日，空气产品公司(Air Products，NYSE:APD)授予蒂森克虏伯伍德氯工程技术公司(thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers)一份合同，为沙特阿拉伯NEOM建立全球最大的绿色氢项目之一，一座超过2GW的电解厂。
新能源及可再生能源工程
④
煤化工及下游工程
第01期
04
技术应用前瞻
根据该合同，蒂森克虏伯将设计、采购和制造基于其大规模20MW碱性水电解模块的工厂。项目合作伙伴——NEOM、ACWA Power、空气产品公司(“NEOM绿色氢气公司”)——将运行该设施，该工厂将生产氢气、合成无碳氨，由空气产品公司独家出口到全球市场。工程和采购活动已经启动，计划于2026年开始生产。
新能源及可再生能源工程
绿氢生产的4大技术
和未来面临的主要挑战
氢气是如何生产制造的？
绿氢是通过电解作用生产的。在基本层面上，电解通过施加电流将水 (H2O) 分解为氢气 (H2 ) 和氧气 (O2 )。下文将概括四种主要的生产绿氢的技术，以了解最新发展动向。
碱电解 (AE)是最成熟的电解技术，在20 世纪被广泛应用于利用水力发电生产氨气和化肥。AE 的主要特点是使用混合氢氧化钾 (KOH) 的液体电解质来提高电导率。常压碱电解是最常见的形式，系统在常压条件下运行并产生氢气。
最早的质子交换膜(PEM) 电解槽用于潜艇制氧，但从本世纪初开始，它们就被用于生产商用氢气。PEM的特点是其固体电解质（膜）和快速响应时间，而且通常是增压的。虽然还不太成熟，但这项技术已取得很大的进步，并逐渐趋于成熟。
固体氧化物电解(SOE)已经实现商业化，近期的投资导致市场竞争加剧和产能升级。这项技术主要因工作温度高 (500-
900℃)、效率高以及使用蒸汽代替液态水而受到认可。这项技术已商用，但在规模和成熟度上仍远远落后于 AE 和 PEM。
最不成熟的技术是阴离子交换膜 (AEM)，其仍处在研发阶段。系统在商业上可用，但只有 2.4 kW。这与生产氢气作为能量载体或原料所需的兆瓦级相差甚远。这项技术看起来很有前景，因为它与 PEM有着相似的简单设计，但不需要重要原材料。
摘自：石化科技周刊2022年第2期
氨能：2022年的国际
绿色能源新风口？
在碳达峰、碳中和的世纪热潮中，世界各国都在积极寻找下一代能源技术，氨能高效利用正在成为近期全球关注的焦点。
日本在2021年10月发布的第六版能源战略计划中，首次引入氨能概念，提出到2030年，利用氢和氨所生产出的电能将占日本能源消耗的1%。这是对2018年发布的第五版能源战略计划的重要修订。
韩国在2021年11月公布了氨能和氢能的高温燃烧计划，宣布成立了一个氢氨发电示范促进领导小组，目标就是推动氢、氨与天然气、煤混合燃烧发电。2021年12月7日，韩国进一步宣布将2022年作为氢氨发电元年，力求打造氢气和氨气发电全球第一大国。
澳大利亚目前在积极布局向日本和韩国提供氨燃料，因为澳大利亚的阳光非常充足，他们将利用光伏制氢制氨，再把氨
第01期
05
技术应用前瞻
新能源及可再生能源工程
能通过海运方式运输送到日本和韩国。
针对绿氨问题，科学家正在探索更多的绿色制氨方案。例如固氮酶合成氨、光催化合成氨、电催化合成氨、等离子体法合成氨、循环工艺法合成氨以及超临界合成氨等。其中固氮酶合成氨、光催化合成氨及电催化合成氨的关注度较高。
氨能作为一种清洁能源，虽然未来应用场景多种多样，但目前主要包括储氢、发电和船舶燃料等领域。
目前，澳大利亚利用自身光伏和天然气资源丰富的优势，将电解水制取的“绿氢”和天然气制取的“蓝氢”液化成氨，运输到日本、韩国等主要需求地。
据报道，由沙特阿拉伯的未来城市NEOM、沙特国际电力和水务公司、空气产品公司三方组成的 “NEOM绿氢公司”正在考虑将绿氢合成零碳排放的绿氨，并专由空气产品公司出口至全球市场。目前项目的工程设计和采购工作已正式启动，预计工厂将于2026年投产。
在发电燃料上，日本制定了积极的目标。根据第六版能源战略计划，日本提出了积极的目标，到2030年将氢和氨用作燃料，与天然气或煤粉等混烧发电，占日本发电量的1%。具体来说，日本计划首先采用混烧技术，比如30%的氢加70%的天然气，或者20%的氨加80%的煤粉，之后逐步提升氨和氢的混烧比例，计划到2050年实现100%的氨、氢燃烧发电。
在船舶领域，2021年10月28 日，国际可再生能源署(IRENA)发布报告称，氨在海运领域将成为清洁燃料的主力军。
令人关注的是，挪威化肥巨头雅苒国际出资建造的全球第一艘用氨能驱动的货船雅苒·伯克兰号，已于2021年11月22日下水首航。
金属-有机框架（MOF）
材料在石化环保领域的
应用
金属-有机框架（metal-organic framework，MOF）是一种新型的无机-有机杂化晶体材料。这类材料由无机金属节点（金属离子或金属簇）和有机连接配体通过配位作用形成具有周期性的网格结构。近年来，MOF材料一直是全球范围内的研究热点，受到科学界与工业界的广泛关注。相较于传统多孔材料（如活性炭、金属氧化物颗粒、分子筛等），MOF材料具有更高的比表面积及孔隙率、更复杂多样的结构组成、更开放可供修饰的活性位点，且理论上通过使用不同的金属或有机配体，可以得到成千上万种不同功能的MOF 材料。
MOF 材料具有超高比表面积、丰富活性位点和独特孔径结构，作为高效吸附剂、功能性分离膜及新型催化材料具有明显的技术优势。
摘自：石化科技周刊2022年第5期
①
新材料及高附加值化工
②
由中国昆仑工程有限公司与中海油天津化工研究设计院有限公司共同开发的油品分质利用平台技术推广取得突破，福建省能源石化集团福海创石化200万吨/年柴油吸附工艺包、技术许可合同于2021年12月15日签署。
该项目团队负责人介绍说，油品分质利用平台技术作为一体化加工路径的转换器，以其低能耗、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—高端化工品领域，使上下游流程更加优化、更有弹性。该项技术不仅满足裂解装置优质自供原料需要，还可以满足未来油品进一步减量需求，降低裂解燃料油等低附加值产品量，降低生焦量、降低氢耗，实现了降耗减排。
项目联合攻关团队针对上述3个项目的不同原料性质，相继完成了6种油品的长周期吸附试验及工业裂解评价，并对技术工程放大进行了深入研究与优化，开发了新一代吸附剂、大尺寸专利装备及智能化控制系统。
上述成果标志着该技术成为炼化一体化全流程关键路径及保证下游化工装置优质原料供应的核心单元，原料加工范围扩大至大庆油、长庆油、俄油、沙轻等多种性质油品。
第01期
炼油工程
06
科技创新展望
柴油吸附分离技术应用
规模达200万吨/年
石化工程
①
②
2000Nm3/h！中石油
燃料氢项目开车成功
2022年1月4日，由中国中化西南化工研究设计院有限公司(下称“西南院”)承建的中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司2000Nm³/h燃料电池氢撬装项目一次开车成功，并通过考核验收。氢纯度大于99.999%，高于99.97%的燃料电池车用氢气国家标准。该装置目前稳定运行中，高纯氢产品已销售至中石油华北地区加氢站。
摘自：石化科技周刊2022年第2期
摘自：燃料电池与氢能观察
华北石化2000Nm3/h燃料电池氢
撬装项目（企业工图）
2022年2月8日，千代田公司表示，日本先进氢能链技术发展协会已经实现了“世界上第一个”以甲基环己烷(MCH)的形式进行氢气海上运输的里程碑。
千代田在文莱制造MCH和氢气，然后通过海运方式运输到日本ENEOS炼油厂。作为全球氢供应链示范项目的一部分，该项目由新能源和工业技术发展组织(NEDO)支持完成。
目前，第一艘MCH氢气运输船已于2022年2月4日通过新加坡的一个过境港抵达炼油厂接收设施，这些氢气产品在装载前已经被储存在室外的储罐中长达数月。MCH将被送入具有脱氢功能的炼油厂，以确认长时间储氢对其产生的影响，同时研究人员将对MCH的使用量进行全面研究。
这一里程碑证明了在全球范围内以MCH的形式对氢气进行长期储存和运输是可行的，对实际的氢运输至关重要，并证明了新的氢气接收设备投资不一定是必要的，因为现有的设施是可以用于MCH的接收。MCH氢储运是一种潜在的全球清洁能源解决方案，这种方式也将助力国际社会脱碳供应链的生成。这些示范项目的推进，使得氢能的发展更近了一步。
千代田计划在年内增加文莱MCH的产量，以便通过化学油轮将氢气供应给ENEOS。
第01期
新能源及可再生能源工程
07
科技创新展望
有机液态储氢示范成功！
日本成功以MCH形式
接收来自文莱的氢源
北京冬奥首次使用
氢能作为火炬燃料
2022年2月4日，北京冬奥会在国家体育场“鸟巢”盛大开幕，火炬“飞扬”的小火苗成为本届冬奥会的主火炬，首次采用氢能做为火炬燃料，最大限度减少碳排放，向世界展示了中国绿色低碳的发展理念。与往届奥运会大量使用液化天然气或丙烷等气体作为火炬燃料不同，北京2022年冬奥会首次使用氢能作为火炬燃料。
中石油和中石化共同签约成为北京2022年冬奥会和冬残奥会官方油气合作伙伴。
此次为冬奥赛场的“主火炬”氢气供应燃料的是中石化燕山石化，为保证冬奥期间的能源供应，中石化在北京、河北布局了49座油品保供站、29座LNG加气站和4座加氢站。
中国石油供应的氢气，则点燃了冰立方、延庆赛区和河北张家口赛区三个分会场的冬奥火炬台。在冬奥会张家口赛区，由中国石油自主研发的绿氢，点燃了太子城火炬台。本届冬奥会期间，中国石油建设的4座加氢站和综合能源服务站，冬奥期间供氢能力达到5500公斤/日，可为近千辆氢能电池车提供服务，预计行驶里程将超200万公里。
摘自：北京青年报2022年2月7日版
第01期
石化工程
08
寰球科研动态
公司大型氮肥工业化
成套技术通过集团公司
科技成果鉴定
近日，由中国寰球工程有限公司等牵头开发的大型氮肥工业化成套技术通过了集团公司科技管理部组织的科技成果鉴定。鉴定专家组一致认为，该成果整体达到国际先进水平，其中天然气一段转化炉关键技术和尿素解吸水解工艺技术达到国际领先水平。
以中国科学院院士、中国石油大学教授徐春明，中国科学院院士、中国科学院过程工程研究所所长张锁江等9位业界权威专家组成的鉴定委员会，认真听取了成果汇报并审查了技术资料，经过独立评审和鉴定评分，对该成果给予了高度评价，作出了成果整体达到国际先进水平、天然气一段转化炉关键技术和尿素解吸水解工艺技术达到国际领先水平的意见。
大型氮肥工业化成套技术的成功开发，打破了国外技术垄断，实现了国家重大装备的自主化研制，摆脱了气头大型氮肥技术长期受制于人的局面，有力提升了中国石油在整个氮肥行业的技术水平和市场竞争力，对保障国家粮食安全，推进节能减排，促进国家科技战略实施，具有重大社会和经济效益。尤其在“双碳”目标的驱动下，氢能源快速崛起，氨作为氢的载体和无碳燃料正逐渐被国内外重视，这必
将带来合成氨工业的又一次变革，也是公司发挥技术优势、助力碳中和目标实现的重要机遇。
与普顿（北京）
制氢科技有限公司
交流电解水制氢技术
2022年1月13日，普顿（北京）制氢科技有限公司李克安董事长一行来到寰球，就质子交换膜（PEM）电解水制氢技术展开交流。会上，普顿公司就全自动MW级现场制氢装置进行了技术介绍，双方确定了良好的合作联系，并对PEM制氢装置的技术特点、规模放大的难点及设备成本的未来趋势进行了深入沟通讨论。
与鞍山钢制
压力容器有限公司
交流液氢球罐制造技术
2021年12月9日，鞍山钢制压力容器有限公司张连友董事长带队到中国寰球公司有限公司北京分公司就针对成立“大型深冷液态氢球罐及大容积氢气球罐配套系统研制与应用”产学研联盟事宜进行沟通与对接。
①
②
③
技术交流动态
④
与中国石化石油化工科学
研究院交流电解水制氢技术
2021年12月17日，技术研究院组织相关人员与中国石化石油化工科学研究院新能源所进行技术交流。石科院新能源所介绍了电解水制氢产业进展与新能源所研究进展，并重点介绍了该所PEM电解水制氢技术研发及应用情况。双方将在电解水制氢和绿氨领域持续进行沟通、交流。
编辑部/ The Editorial
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