含烴尾氣回用效益顯著賀高紅捧得國家科技進(jìn)步二等獎
2014-05-09 16:12:19
admin
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據(jù)中化新網(wǎng)2011年1月24日訊 高效低成本回收含烴石化尾氣中的可資源化組分，對我國石油煉制行業(yè)提高資源利用率和節(jié)能減排具有重要意義。正是憑借在這方面的技術(shù)突破，大連理工大學(xué)賀高紅教授等完成的含烴石化尾氣梯級耦合膜分離技術(shù)研發(fā)與工業(yè)應(yīng)用項目，捧得國家科技進(jìn)步二等獎。
國家科技獎頒獎禮前夕，在北京接受記者采訪的賀高紅教授介紹，該項目立項之初，就是希望通過化學(xué)工程領(lǐng)域的技術(shù)突破，解決國家面臨的資源瓶頸問題。“這一成果適合我國資源貧乏的國情，其*大價值就是以新型膜分離技術(shù)為核心，與精餾、淺冷、吸附等傳統(tǒng)分離技術(shù)耦合起來，對石化企業(yè)排放的含烴尾氣進(jìn)行高效回收利用。”
含烴石化尾氣中含有很多可資源化的組分，如輕烴、氯代烴和氟代烴等，此前的分離技術(shù)對含可資源化組分濃度低的尾氣回收缺乏經(jīng)濟(jì)性，往往是簡單燃燒甚至直接排放，造成了極大的資源浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染。相關(guān)統(tǒng)計顯示，全國煉廠氣每年可回收輕烴約600萬噸，相當(dāng)于大港油田一年的原油開采量；同時，減排1立方米氟代烴對溫室效應(yīng)的影響，相當(dāng)于減排約1萬立方米的二氧化碳。
作為新發(fā)展起來的高效分離技術(shù)，氣體膜分離初期基本是用于無機(jī)氣體的分離，如合成氨尾氣的回收和空氣分離等。與以往用于無機(jī)氣體的分離不同，將膜技術(shù)用于含烴尾氣分離過程需要解決高分子膜的耐溶脹、大透量膜組件設(shè)計、膜與其他分離方法耦合等多方面的難題。“這個項目在十幾年前和國外幾乎同時起步，我們開發(fā)的含烴石化尾氣膜分離技術(shù)，推動了我國膜技術(shù)的跨越式發(fā)展。”賀高紅介紹道。
她告訴記者，與其他分離技術(shù)相比，該成果的主要科技創(chuàng)新點為：發(fā)展了制膜理論，開發(fā)出多種含烴尾氣分離膜，逐步實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用；建立了考慮流動壓力降和滲透壓力等參數(shù)的膜分離計算模型，保證了工業(yè)設(shè)計的準(zhǔn)確、快捷；研發(fā)了系列含烴石化尾氣可資源化組分梯級耦合回收成套技術(shù)和工藝包，在國內(nèi)*大的煉廠氣分離等十幾個工業(yè)化裝置中成功應(yīng)用，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益超過5億元。
據(jù)悉，該課題組研發(fā)的系列分離膜技術(shù)，可以將加油站排放氣中油氣的濃度由33wt%降至1wt%，性能達(dá)到國際先進(jìn)水平；可將油田伴生氣淺冷裝置的輕烴收率提高11%；將有機(jī)硅合成尾氣中氯甲烷濃度由17mol%降到2mol%；采用煉廠氣梯級耦合膜分離技術(shù)可產(chǎn)出95mol%氫氣，收率＞85%，產(chǎn)出97mol%C5的輕油和液化石油氣，C3收率＞90%。
回首十余年的研發(fā)歷程，賀高紅地說：“雖然經(jīng)歷了一些波折，但在學(xué)校、企業(yè)和國家基金委等支持下，項目研究總體上比較順利。”
賀高紅博士畢業(yè)剛來到大連理工大學(xué)時，由于實驗室資源比較緊張，課題組曾一度在走廊里做實驗，冬天常常在冰冷的環(huán)境中操作。一次，在做含氟氣體回收實驗時曾發(fā)生中毒事件，她和一名博士生因肺水腫住院。“‘為科學(xué)獻(xiàn)身’這句話，有時候可能就真的應(yīng)驗了。”她笑著說。
記者了解到，該項目經(jīng)過十多年研究，積累了深厚的理論知識和實際工作經(jīng)驗，具備了初步大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化能力，已在采油、煉油、有機(jī)硅、有機(jī)氟、橡膠等行業(yè)的10多套裝置實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。該技術(shù)可實現(xiàn)石化尾氣能源和資源的充分利用，提高經(jīng)濟(jì)效益，提升行業(yè)競爭力。按實施情況推算，千萬噸級煉廠可借此技術(shù)增效2億～3億元/年。“由于效益顯著，有多家公司甚至多次采用這一成果。”賀高紅介紹說。
僅在煉化行業(yè)，按2009年我國加工原油3.75億噸計，就產(chǎn)生煉廠氣1875萬噸。如果半數(shù)煉廠采用該技術(shù)，回收的輕烴量則相當(dāng)于每年增產(chǎn)原油300多萬噸，可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益30億元左右，減排370多萬噸CO2，對減輕我國石油資源的對外依存度、保護(hù)環(huán)境，以及促進(jìn)石化行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都具有重要意義，推廣應(yīng)用空間很大。
“科研不會停止。”賀高紅強(qiáng)調(diào)，眼下該項目雖然取得了階段性成功，但還需要在提高膜的耐久性能及流程完善等方面做更多工作，要通過與其他學(xué)科的交叉，將該成果應(yīng)用到醫(yī)學(xué)、能源等更廣闊的領(lǐng)域。