科技動態

塔里木乙烷制乙烯項目奠基

4月10日，中國石油集團公司煉化業務轉型升級重點項目——塔里木乙烷制乙烯項目在新疆維吾爾自治區庫爾勒市舉行奠基儀式。這是國內首批以自產乙烷進行裂解的乙烯項目，對促進新疆社會穩定長治久安和中國石油煉化轉型升級具有十分重要的意義。

塔里木乙烷制乙烯項目是集團公司深入貫徹落實中央治疆方略、推進產業援疆的重要工程。項目立足自產資源，采用中國石油具有自主產權的成套乙烯工藝技術。建設該項目具有引領資源高附加值綜合利用和降低乙烯工業領域對國外技術依賴的雙重示范作用，得到了國家發改委、新疆維吾爾自治區、巴音郭楞蒙古自治州及南疆各族人民的關注和大力支持。建成投產后將在南疆形成一個以乙烯為龍頭和主導的產業集群，可助力“一帶一路“和“中巴經濟走廊”綜合承載區建設，更好地帶動新疆塑料、地膜、農業等產業發展。

乙烷制乙烯具有能耗低、乙烯收率高等優點，與傳統的石腦油制乙烯項目、國內煤制烯烴、北美頁巖氣制烯烴相比均具有明顯的競爭優勢。另外，國內聚乙烯產品長期供不應求，特別是PE管材、拉絲等高密度聚乙烯產品需求增長較快，價格長期維持相對高位，是盈利能力較強的化工產品之一。

塔里木乙烷制乙烯項目是1989年塔里木石油會戰以來，中國石油在南疆地區單筆投資規模最大的煉化項目，總投資90.5億元，主要裝置及設施包括年產乙烯60萬噸、全密度聚乙烯30萬噸、高密度聚乙烯30萬噸三套工藝裝置和配套的公用工程及輔助生產設施。根據規劃，項目將于2021年6月建成。

（摘自中國石油報第7323期）

將濕生物廢棄物轉化為與柴油兼容燃料的工藝

開發了用一步法生產與現有柴油燃料基礎設施兼容的可再生發動機燃料的方法。研究人員報告稱，他們可以將濕生物廢棄物（如豬糞和食物殘渣）轉化為可與柴油混合的燃料，并具有柴油的燃燒效率和排放效果。伊利諾斯大學草原研究院伊利諾斯州可持續技術中心的科學家Brajendra K.Sharma和論文共同作者，領導該研究的伊利諾斯大學農業和生物工程教授張元輝說：“濕法廢棄物生產的燃料可用于發動機的示范是向可持續液體燃料開發跨越的重要一步。”

研究人員稱，美國每年的食品加工和動物飼養產生7 900×104t濕生物廢料。隨著城市化進程的推進，預計會更多。從這種廢棄物中提取能量的最大障礙之一是其含水量。干燥時需要的能量幾乎與從它提取的能量一樣多。研究人員報告稱，水熱法液化（HTL）是解決這個問題的潛在方案，因為它用水作為反應介質，并將非脂質（非脂肪）生物廢料組分轉化為可以進一步加工成發動機燃料的生物原油。

然而，之前的研究在試圖將通過用HTL生產的生物原油蒸餾成穩定的可用燃料時受阻。這項新研究，該團隊將蒸餾與酯化過程相結合，將最有希望的蒸餾生物原油餾分轉化為可與柴油混合的液體燃料。燃料符合柴油燃料的現行標準和規格。研究小組開發了中試規模的HTL反應器，用于生產要提質的生物原油，而且還能夠從生物原油中分離可蒸餾餾分。使用10%～20%的提質餾分與柴油混合，得到96%～100%的輸出功率和類似于常規柴油的污染物排放。在張先生的帶領下，該團隊正在建可安裝在移動拖車上的中試反應器，其生產能力為每天可處理1 t生物廢棄料，生產30 gal生物原油。這樣的生產能力將使該團隊能夠進一步進行研究，為商業規模的應用提供關鍵參數。研究人員的論文發表在《自然可持續性》雜志。

（摘自中外能源2019年第3期）

把二氧化碳轉化為工業燃料的新系統

哈佛大學Rowland研究所的研究員王浩天及其同事開發了一個改進的系統,用于將可再生電力將二氧化碳還原為一氧化碳,一氧化碳是許多工業過程用的主要商品。該改進的系統發表在2018年11月8日《Joule》雜志。最有希望的設想可能是把這些設備與燃煤發電裝置或產生大量二氧化碳的其他工業裝置連上。這些氣體中約有20%是二氧化碳，如果可以將它們泵入這個反應系統并與清潔電力結合起來，那么就能以可持續的方式用這些廢棄物生產有用的化學品，甚至可以終止二氧化碳的循環。

新系統是對王浩天及其同事2017年《Chem》論文中首次提出的舊系統的重大改進。那個舊系統僅有手機大小，依靠兩個充滿電解質的反應室，每個反應室都有一個電極。新系統更便宜，依靠高濃度二氧化碳氣體和水蒸氣進行更有效的運行，一個僅10 cm×10 cm的反應室每小時可生產4 L一氧化碳。王浩天說，“新系統解決了兩個主要問題即成本與可擴張性。這兩個問題限制了最初方法的發展。早期工作中，發現了單鎳原子催化劑，它們對二氧化碳還原為一氧化碳的選擇性非常好。但面臨的挑戰之一是材料的合成成本很高。用來固定單鎳原子的支持載體是石墨烯基，如果想在未來實際應用中按克甚至千克的規模生產，就很難按比例擴大。”

為了解決這個問題，他的團隊轉向使用比石墨烯便宜數千倍的商品——炭黑作為替代載體。采用類似于靜電吸引的工藝，王浩天及其同事能把單鎳原子（帶正電荷）吸收到炭黑納米粒子的缺陷（帶負電）中，所得到的材料成本低，對二氧化碳還原反應具有高選擇性。王浩天說，“現在，最好時能生產幾克產品，以前每批只能生產幾毫克。但這只是受限于現有的合成設備；如果有一個更大的槽，就可以生產幾千克甚至幾噸這種催化劑。”

王浩天及其同事必須解決的另一個問題與原系統只能在液體溶液中操作的實際情況有關。原系統通過第一個室中的電極將水分子分解成氧和質子。當氧氣冒出時，質子通過液體溶液傳導進入第二個室，借助于鎳催化劑，質子與二氧化碳結合并將其分解為一氧化碳和水。這些水可返回到第一個室，在那里水分子將再分解，再開始該過程。

王浩天說，“問題在于，在該系統中可以還原的二氧化碳只是那些溶解在水中的二氧化碳；催化劑周圍大多數分子都是水，只有微量的二氧化碳，因此效率非常低。”雖然簡單地通過提高施加在催化劑上的電壓可提高反應速率，但這會產生水分解而不是二氧化碳還原的意外后果。如果消耗掉靠近電極的二氧化碳，其他分子必定會向電極擴散，這就需要時間。但如果提高電壓，周圍的水更有可能趁機反應分解成氫氣和氧氣。事實證明，解決方案相對很簡單，為了避免水分解，研究團隊可使催化劑脫離溶液。

他們用水蒸氣代替液態水，并輸入高濃度的二氧化碳氣體。如此，如果舊系統的水含量超過99%，且二氧化碳含量低于1%，那么現在可完全倒過來，將97%的二氧化碳氣體和僅3%的水蒸氣輸入系統。之前，液態水也起到了在系統中導入離子的作用，現在采用離子交換膜來幫助離子在沒有液態水的情況下四處遷移。其結果可以提供一個數量級更高的電流密度，以前，在約10 mA/cm2下操作，現在可輕而易舉地升高至100 mA/cm2。展望未來，該系統仍有問題需要解決，特別是關于穩定性的問題。如果想使它具有經濟效益或環境效應，就需要持續運行數千小時。現在只能運行幾十小時，因此仍然存在很大差距，但相信這些問題可以通過更詳細研究二氧化碳還原催化劑和水氧化催化劑來解決。最終，將能夠捕集現在釋放到大氣中的二氧化碳，并將其轉化為有用的產品。一氧化碳不是價值特別高的化學產品。為了探索更多的可能性，研究團隊還開發了幾種銅基催化劑，可進一步將二氧化碳還原為價值更高的產品。

（摘自中外能源2019年第3期）

新疆油田科技創新助力環烷基稠油累計產量超億噸

6月13日記者從新疆油田公司獲悉，借助自主創新研發的強非均質高黏稠油開采成套技術，新疆油田優質環烷基稠油累計產量突破1億噸，建成國內最大優質環烷基稠油生產基地。

至此，徹底改變了上世紀國內80%的優質環烷基稠油依靠進口且開采技術受制于人的局面。這一技術除成功應用于國內油田外，還走出國門，應用于加拿大、哈薩克斯坦等國外油田，為中國石油海外板塊稠油資源的高效動用和“一帶一路”能源合作提供了技術支撐。

世界稠油探明儲量約8 150億噸，占全球石油剩余儲量的70%，是重要的石油接替資源。優質環烷基稠油是國防和重大工程建設的戰略性原材料，環烷基含量大于50%的優質環烷基稠油僅占0.15%，被譽為石油中的“稀土”。新疆稠油環烷基含量高達69.7%，更是原油“稀土”中的極品。相比國外經典海相稠油和國內東部中深層稠油，其陸相淺層稠油—超稠油油藏儲層非均質性強，原油黏度高，儲量品位低，開采難度極大，高效開發更是世界級難題。

面對傳統稠油開采技術成本高、采收率低等難題，以及國內外均無相關技術的現實，為滿足國家能源需要及對淺層稠油開發的迫切需求，從1996年開始，新疆油田聯合中石油勘探開發研究院等單位，依托國家、集團公司重大科技專項，建立14個先導試驗區，投入科研經費40億元，組織了多學科、產學研聯合攻關的1 600多人的科研團隊，破除了一批關鍵開發理論技術瓶頸，實現稠油開采技術的轉型升級；攻克多項世界級難題，創建淺層稠油、超稠油高效開發的完整理論技術體系，形成強非均質超稠油雙水平井SAGD、多相協同注蒸汽開發等4項關鍵稠油熱采新技術。

新疆油田首席技術專家錢根葆介紹，通過科技創新，強非均質高黏稠油開采成套技術已經在新疆油田大規模推廣應用，成功動用超稠油儲量1.5億噸、特稠油和稠油2.5億噸，實現平均采收率超60%，相比傳統技術提高30個百分點以上，新技術產量貢獻率超90%；實現上產500萬噸的工業化目標，取得重大生產實效，優質環烷基稠油國內供應份額超90%，保障了國家戰略資源持續供給。

（摘自中國石油報第7365期）

LNG發展模式可被氫能借鑒

“中國制氫能力和儲運能力全球第一，有資源條件從天然氣進口大國轉變為氫能應用大國，從而減少天然氣進口量。”張家港氫云新能源研究院院長魏蔚日前在演講中做出大膽展望。

從能源基礎設施的角度來看，氫能與天然氣相似，是一種能源氣體。魏蔚堅信，比照LNG的全球化發展模式，遵循低溫儲運、高壓應用的氫能儲運技術路線，氫能的大規模運用、甚至出口都并不遙遠。“氫氣和天然氣都是能源氣體。它們的狀態、使用場景和對車輛發動機產生的影響，都有極高的相似度，具體包括燃料的儲存方式、運輸、品質保證和規模化應用之后如何降本等方面，氫能都可以借鑒LNG。”

近年來，我國LNG進口量增速很快。2018年我國進口天然氣超過9 000萬噸，其中LNG占總進口量的60%，超過5 300萬噸，進口規模創歷史新高。尤其在車用燃料領域，中國有超過3 100座LNG加氣站，占全球總量的40%，支撐我國成為全球第一天然氣汽車大國。

LNG的經驗證明，天然氣規模性液化后用船運輸上萬千米至目標市場，長距離運輸后的LNG價格都比本國小規模生產的便宜。魏蔚表示，大規模發展同樣可以大幅度降低液氫的成本。液氫在陸地上的經濟運輸半徑可達到1 000千米，海上經濟運輸半徑超過了1萬千米，運輸半徑擴大十倍意味著市場擴大100倍，正是因為能賣給更多客戶，才能把生產規模做得更大，實現良性循環。

（摘自中國石油報第7329期）

德國科學家利用人工智能勘測油氣

德國弗勞恩霍夫智能分析和信息系統研究所（IAIS）日前發布了利用人工智能進行油氣勘測的最新成果，這將幫助相關行業更有針對性、更高效地勘測油氣資源。

據介紹，這套人工智能系統通過物體識別可自動發現巖層中不尋常的結構，再依靠人工神經網絡對地震數據的分析，推斷出最有可能勘測出油氣資源的地點。使用人工智能技術不僅能提高分析準確性，也把以往需要三個月的勘測時間縮短至四周。

弗勞恩霍夫智能分析和信息系統研究所研究人員、VRGeo聯盟負責人曼弗雷德·博根認為，將深度學習算法集成到油氣勘測的分析過程中，讓更快發現高潛質的油氣區域成為可能。

（摘自中國石油報第7338期）

中國將成全球最大LNG進口國

國際能源署署長法提赫·比羅爾16日表示，近幾年全球LNG發展非常快，各國在建的LNG設施占比均超過管道運輸天然氣；同時貿易量迅速增長，特別是在亞洲地區。預計中國將超過日本成為全球第一大LNG進口國。2025年，全球將有近50個國家進口LNG。

法提赫·比羅爾是在16日北京召開的“2019清潔電力國際工程科技高端論壇”上作出的這一預測。他分析說，2018年是全球一次能源需求增長最快的年份。新增的能源需求中，一半是由天然氣來滿足的；其次是可再生能源以及石油、煤炭和核能。中國廣泛開展的“藍天工程”和大氣污染防治，帶動了全球天然氣需求大幅增長。

（摘自中國石油報第7348期）