用技術的多元應對原料的多元——訪中國工程院院士汪燮卿

□ 本刊記者 許帆婷

所謂的多元化，并不是今天干這個，明天干那個，而是應該有長遠的眼光，多做一些基礎性的工作，以應對將來形勢的變化。

訪談人名片

汪燮卿，石油煉制及分析化學專家。長期主持催化裂解（DCC）、催化裂化多產液化氣和汽油（MGG）等方面的研究，多次獲得國家及省部級獎勵。中國石化集團公司科學技術委員會顧問，1995年當選中國工程院院士。

目前，低碳烯烴原料的多元化已成為世界各國、各企業研究的重要課題，也是石油化工技術不斷取得突破的一個前沿領域。即便在此背景下，由中國石化主持開發、我國首個成套出口的煉油技術“重質原料生產低碳烯烴的催化裂解技術（DCC）”仍然煥發著生命力，在激烈的國際競爭中有其一席之地。本刊記者就這項技術的一系列問題采訪了中國工程院院士汪燮卿。

重油制烯烴技術打開市場

記者：請您介紹一下重油制低碳烯烴技術。這個技術的主要創新點在哪個方面？

汪燮卿：我從1985年開始從事重油裂解生產輕質烯烴的工作，已經快30年了。當時，大家對這個工作都比較關心。因為中國在上世紀80年代以前主要煉制國產的大慶原油。大慶原油是低硫石蠟基油，重質餾分含量比較高，輕質餾分含量比較低。當時生產乙烯主要的方法是石腦油蒸汽裂解。大慶油的石腦油比較少，限制了低碳烯烴產品的產量，因此轉向關注用重質原油生產低碳烯烴的技術。恰好我們石科院過去做過一些基礎性工作，有用催化裂化方法生產輕質烯烴和輕質油的經驗，因此當時剛剛成立的中國石化總公司科技委員會決定把這一課題交給石科院來做。

這項技術1990年在濟南煉油廠開始工業試驗。當時由于缺乏經驗，工業化的概念很不成熟，在協調關系和簽訂合同方面鬧過一些意見。后來經過談判協商，由我拍板簽字，之后試驗就開展得比較順利。

DCC技術所用的催化劑向美國申請專利是該項技術走向國際的第一步。我們1990年做的工業化試驗，1991年就向美國提出申請。我給美國專利局簽了一份保證書，保證項目中的一切實驗數據的可靠性能夠得到證明和擔保，如有差錯將受到美國法律的制裁。最后專利被批準了，我們的這項技術得到了美國人的重視。當時我們是一邊向國外購買技術一邊研發自己的技術。美國SW公司向我們提供過渣油催化裂化的技術，看到我們開發的新技術，首先是懷疑，之后確認沒有侵犯他們的知識產權，就和我們洽談在國外代銷技術的事情。1994年，通過他們的代理，第一套DCC成套技術就成功出口到泰國，這是我國第一套成套出口的煉油技術。

目前，中國石化DCC技術已有六套裝置許可到泰國、沙特和印度等國。其中，使用我們技術的沙特Petro Rabigh公司460萬噸/年裝置是全球最大的DCC裝置，年產乙烯22.5萬噸，丙烯95萬噸，被譽為“丙烯發生器”，這讓我們感到很自豪。

這些海外裝置顯示了DCC工藝和催化劑的優異性能和世界領先的技術優勢，在國際上樹立了中國石化的良好形象。

記者：DCC技術能成功出口國外，得到國際承認和重視的原因是什么？

汪燮卿：目前國際上乙烯生產的一個大趨勢是原料輕質化。用乙烷、天然氣、凝析油作為原料生產烯烴，收率很高，是傳統石腦油制烯烴的3倍，而成本僅僅是后者的10%，因此能產生很好的利潤。這種情況下，國外便大量使用乙烷或凝析油生產烯烴，以便在激烈的市場中獲得競爭優勢。但是這種原料輕質化趨勢同時也帶來一個問題，就是產品中乙烯多而丙烯少，二者的比例失衡。比如我們用石腦油生產烯烴，乙烯丙烯的比例大概是2:1；假如用乙烷來生產，得到的丙烯比例不到10%。原料性質決定了產品的種類和數量。

DCC技術的一個優勢就是產出丙烯多而乙烯少。比如沙特460萬噸/年裝置丙烯、乙烯收率分別是18.5%、4.3%，這樣就很好地彌補了輕質原料生產烯烴得到丙烯不足的缺點。

從成本經濟角度考慮，用天然氣凝析油和乙烷生產乙烯，用重質油生產丙烯，這種組合方式在技術上最成熟，在經濟上也最合算。這是我們DCC深度催化裂化技術受到國外重視的主要原因。在目前情況下這項技術是有其生命力的。在此基礎上，我們又進一步開發了CPP技術，提高乙烯收率，并可以根據生產需要多產乙烯或多產丙烯。

煤制烯烴獨辟蹊徑

記者：隨著我國煤化工的逐漸興起，煤制烯烴技術取得了一定的突破，在乙烯原料多元化格局中逐漸凸顯。請您簡單介紹一下煤制烯烴技術。

汪燮卿：首先要明確一個概念，是甲醇制烯烴，而不是煤制烯烴。在世界范圍內，用于生產烯烴的甲醇，80%是來源于天然氣的，只有不到20%來源于煤。中國的資源現狀是煤多氣少，煤炭儲量豐富，而且價格也比較便宜，因此開發用煤制甲醇再制烯烴的技術是有優勢的。在這方面，中科院大連化物所、中國石化上海石油化工研究院等科研機構，都做了大量的研究工作，并實現了工業化。

用天然氣或煤合成甲醇制烯烴技術是一項重大突破。從天然氣化工角度來看，甲烷直接制烯烴非常困難，因為其化學鍵鍵能太穩定，需要先轉化為甲醇，增加化學活潑性之后，才能制成烯烴。

但是目前國際上甲烷直接制烯烴技術有新的突破。美國的陶氏化學公司等機構從尋找新型催化材料上下功夫，已研制成功甲烷直接制烯烴的技術，正在進行工業化試驗。這種方法如果能成功商業化，將是一項革命性的進展。

記者：近年來針對煤化工的發展，有許多不同的聲音。支持者認為中國資源現狀多煤、少油少氣，應該充分利用好廉價的煤炭原料。反對者認為煤化工對環境生態會帶來負面影響，得不償失。您認為我國發展煤化工的前景如何？在發展過程中需要注重哪些方面，解決哪些問題？

汪燮卿：由于原料價格比較便宜，在中國用煤制甲醇，再用甲醇制烯烴。但也帶來一個問題：煤炭制成甲醇的反應過程需要消耗大量的水，但中國的資源是逆向分布的，有煤地方沒有水，有水地方沒有煤，這給我們造成了很大的困擾。因此煤化工的發展，首先受制于原料，必須要同時有豐富的煤礦資源和水資源。這樣的地方在中國并不好找，所以只能在一定范圍內適度地發展。

其次，發展煤化工還要考慮資源保護和節能減排。既要節約水資源，又要保護水資源不受污染，此外還要控制碳排放。二氧化碳過度排放已造成許多環境問題，如何固碳是今后的一大課題；過量的碳排放，還涉及政策和經濟層面的碳交易、碳稅等問題，成為企業的成本和負擔。因此，發展煤化工必須對環境、水和煤炭資源進行評估和綜合考慮。

未來我們寄希望于新原料的開發利用。美國的頁巖氣革命給我們很多啟示，中國的頁巖氣開發利用技術近幾年有一些突破，假如未來頁巖氣能夠大發展，能夠得到豐富廉價的天然氣以及伴生的凝析油，石化工業的日子會好過得多。

技術多元化任重道遠

記者：目前從世界范圍來看化工業的原料多元化是趨勢，除了傳統的原油之外，還有天然氣、煤等。能不能說新技術的開發是受原料制約的，是被動的？

汪燮卿：并不能說是被動的。我們是用技術的多元化應對原料的多元化。原料的發展變化是客觀存在的，研究者必須主動根據各種能源布局比例，以及將來發展趨勢，做好戰略規劃。從戰略布局角度來看，技術的開發應該多元化。

所謂的多元化，并不是今天干這個，明天干那個，而是應該有長遠的眼光，多做一些基礎性的工作，以應對將來形勢的變化。科研創新工作想要“香火旺盛”必須做到“一燈長明”。只有堅持不斷地、前瞻性地做一些基礎研究，不急功近利，才能真正出成果。

從行業的角度來看，整個化工業發展史就是一部原料主導的歷史。縱觀整個工業革命的歷史，從人們的需求中誕生了紡織工業，紡織工業又推動機械工業的進步，機械工業又推動了冶金工業的發展，產生了煤焦油和焦炭原料，由此又促成了煤化工的誕生。站在這個角度，我們能更好地理解原料和技術的關系。

記者：您剛才提到重油制烯烴技術現在還有生命力。您覺得這項技術發展前景怎么樣，還需要解決什么問題？

汪燮卿：根據地質學家預測，目前世界上常規原油儲量在3100億噸左右，而比重大、雜質多、黏度大、輕質烴類成分少的非常規原油則有4000億噸到7000億噸左右。這些非常規原油如何加工處理，未來始終是石油化工研究的主題。因此，重油制烯烴技術的生命力是資源決定的。重質油越來越多，輕質油越來越少，這是資源發展趨勢，也是資源利用趨勢。

目前國際上生產低碳烯烴的原料，一方面越來越輕質化，比如用天然氣，比如輕質凝析油，用甲烷和甲醇來制烯烴。另一方面越來越重質化，用重質原油生產烯烴。“中間吃完了往兩頭走”，這兩個方面都需要我們下功夫，而傳統的石腦油則用來生產芳烴。根據生產所需，合理分配原料用途，才能發揮原料最佳作用，取得最佳經濟效益。這也是為什么重油制烯烴技術今天在世界上能有它的一席之地。但是我們也應該看到，想要始終走在世界前列，這項技術還并不完美，還有很多工作要做。

記者：將來還需要在哪些方面再做工作？

汪燮卿：首先是在催化材料方面。催化材料和催化劑始終是催化裂化技術的關鍵，也是我們石科院比較有優勢的方面。以往我們的催化劑都是在已有催化劑的基礎上改進，真正原始性的、獨立的創新還比較少。

其次是反應工藝的改進。重油裂解的過程是一步一步循序漸進的，反應到哪一步最適合多產出烯烴，在時機的把握上很有講究。

再次是工程的開發，必須利用好中國石化的整體優勢，推動新技術的工業化利用與開發。

從這三個方面入手，這項技術未來的發展都還有比較廣闊的空間。