含烴尾氣回用效益顯著賀高紅捧得國家科技進步二等獎
2014-05-09 16:12:19
admin
134
據中化新網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提高資源利用率和節能減排具有重要意義。正是憑借在這方面的技術突破，大連理工大學賀高紅教授等完成的含烴石化尾氣梯級耦合膜分離技術研發與工業應用項目，捧得國家科技進步二等獎。
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，就是希望通過化學工程領域的技術突破，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為核心，與精餾、淺冷、吸附等傳統分離技術耦合起來，對石化企業排放的含烴尾氣進行高效回收利用。”
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，此前的分離技術對含可資源化組分濃度低的尾氣回收缺乏經濟性，往往是簡單燃燒甚至直接排放，造成了極大的資源浪費和嚴重的環境污染。相關統計顯示，全國煉廠氣每年可回收輕烴約600萬噸，相當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的影響，相當于減排約1萬立方米的二氧化碳。
作為新發展起來的高效分離技術，氣體膜分離初期基本是用于無機氣體的分離，如合成氨尾氣的回收和空氣分離等。與以往用于無機氣體的分離不同，將膜技術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，我們開發的含烴石化尾氣膜分離技術，推動了我國膜技術的跨越式發展。”賀高紅介紹道。
她告訴記者，與其他分離技術相比，該成果的主要科技創新點為：發展了制膜理論，開發出多種含烴尾氣分離膜，逐步實現了工業化應用；建立了考慮流動壓力降和滲透壓力等參數的膜分離計算模型，保證了工業設計的準確、快捷；研發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和工藝包，在國內*大的煉廠氣分離等十幾個工業化裝置中成功應用，創造經濟效益超過5億元。
據悉，該課題組研發的系列分離膜技術，可以將加油站排放氣中油氣的濃度由33wt%降至1wt%，性能達到國際先進水平；可將油田伴生氣淺冷裝置的輕烴收率提高11%；將有機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可產出95mol%氫氣，收率＞85%，產出97mol%C5的輕油和液化石油氣，C3收率＞90%。
回首十余年的研發歷程，賀高紅地說：“雖然經歷了一些波折，但在學校、企業和國家基金委等支持下，項目研究總體上比較順利。”
賀高紅博士畢業剛來到大連理工大學時，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境中操作。一次，在做含氟氣體回收實驗時曾發生中毒事件，她和一名博士生因肺水腫住院。“‘為科學獻身’這句話，有時候可能就真的應驗了。”她笑著說。
記者了解到，該項目經過十多年研究，積累了深厚的理論知識和實際工作經驗，具備了初步大規模產業化能力，已在采油、煉油、有機硅、有機氟、橡膠等行業的10多套裝置實現工業化應用。該技術可實現石化尾氣能源和資源的充分利用，提高經濟效益，提升行業競爭力。按實施情況推算，千萬噸級煉廠可借此技術增效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，按2009年我國加工原油3.75億噸計，就產生煉廠氣1875萬噸。如果半數煉廠采用該技術，回收的輕烴量則相當于每年增產原油300多萬噸，可以創造經濟效益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、保護環境，以及促進石化行業的可持續發展都具有重要意義，推廣應用空間很大。
“科研不會停止。”賀高紅強調，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，要通過與其他學科的交叉，將該成果應用到醫學、能源等更廣闊的領域。