我們每天生活都在和石油直接或間接發生著關系。各種石油制品來自於原油，原油有許多品種，有的加工容易，有的難度就很大，比如，重質原油。在全球可開採石油資源中，有超過七成的重質原油。

根據國家統計局數據顯示，2017年，中國原油加工量為5.68億噸，其中三成以上是重質原油。重質原油也叫重油，因為加工成本高，收獲輕油率低，一直是困擾世界煉油行業的難題。而中國的一家企業，剛剛在重油加工的技術上取得了重大突破。

克拉瑪依，位於新疆北部，這座戈壁中的小城，曾是一個不毛之地，如今因為石油資源而聞名於世。

走在克拉瑪依，隨處可見正在工作的磕頭機。在這裡，流傳著一句俗語：“富得流油，美得冒泡”，而這八個字在距離克拉瑪依城區不遠的黑油山裡，被體現得淋漓盡致。

這些油泉日夜不歇地往外冒著黑色原油，有些甚至已經流到了周邊的土地上。

新疆是我國第四大原油產區，2017年原油產量2600萬噸，克拉瑪依佔了將近一半。

而克拉瑪依產出的大部分為高鈣環烷基稠油，是重油中金屬含量較高的一種，對於煉油行業來說非常難處理，但它卻是一種不可多得的能夠加工高檔潤滑油、變壓器油的寶貴資源。因為難採、難輸、難煉又被稱為讓人犯愁的“愁油”。

上世紀80年代，中國石油克拉瑪依石化公司開始嘗試加工稠油，經過三十多年探索和積累，我國的高鈣稠油深加工技術已經從空白跨越到國際先進水平。

但是，重油加工一直是世界性難題，高鈣稠油的加工也不例外。如何進一步提高輕油收率，是我國煉油企業需要破解的難題。所謂輕油是指原油中密度較低的汽柴油等，輕油收率是加工后輕油佔原油的比重，輕油收率也是衡量重油加工技術的一項重要指標。

北京三聚環保新材料股份有限公司高級工程師許金林，從事煉油裝置運行工作近二十年，這次專門為了高鈣稠油來到克拉瑪依，調研分布以便於日后採取相應措施。

目前，稠油常規加工方式有餾份油加氫、溶劑脫瀝青、延遲焦化等，多數煉油企業採用延遲焦化的手段，但是輕油收率僅有60%左右。

剩余的40%隻能用來做燃料或其它低附加值應用。如果能夠提高輕油的收率，那不僅在經濟效益上有所增加，也是對這種不可再生資源的高效利用。克拉瑪依市玖鼎石油科技有限公司總經理孟凡忠，在克拉瑪依做原油貿易也將近二十年。而像許金林這樣的客戶他還是第一次見。他很好奇，許金林要這些劣質重油來做什麼？

經營原油貿易這麼多年，遇到的客戶都是找他採購品質較好的原油。但是隨著全球重質原油產量越來越多，很多客戶因為無法加工而放棄採購，他的收益也比之前降低了不少。

如果許金林能有好的辦法加工這些重油，那自己的生意是否也能有所轉機。

為了解答孟凡忠心中的疑問，許金林說：“我們現在有一個15.8萬噸的一個懸浮床的裝置，是在河南的鶴壁，主要針對的一個是克拉瑪依的稠油，還有它經過像加工以后的油漿，包括分離以后的渣油這些都是我們非常好的原料。”

許金林所說的懸浮床裝置就是他們公司自主研發的劣質重油MCT懸浮床加氫技術的工業示范裝置，2018年6月21日剛剛在北京通過了由中國石油和化學工業聯合會組織的科學技術成果鑒定會。

中國工程院院士胡永康說：“在這次鑒定會上，我們高興地看到了三聚公司等有關單位，經過十年的艱苦攻關，在劣質重油懸浮床加工方面取得了重要進展。”

中國石油和化學工業聯合會副秘書長 胡遷林：它的意義就在於，對於我們國家傳統的煉油行業來講，當前轉型升級，提高經濟效益，降低生產成本。

經過鑒定會上的專家認定，MCT懸浮床加氫裝置，在2016年12月17日至2017年1月14日，加工的由中國石油克拉瑪依石化提供的環烷基高鈣稠油，輕油收率從傳統技術路線的60%提高到90%。

2018年5月31日至6月3日期間，加工的由中國石化荊門分公司提供的減壓渣油。同期，中國石油和化學工業聯合會組織專家對裝置進行72小時連續運行標定，標定報告表明530度以上劣質重油轉化率為90.4%，液體收率為88.3%，脫重金屬率為99.8%。

按照去年中國加工5.68億噸的原油量計算，接近兩億噸的劣質重油，如果轉化率能提高30%，也就是說可以多產出6000萬噸成品油，數量接近兩個大慶油田。這個煉油成金的神器到底是個什麼樣子呢？

河南鶴壁，工人們正在通過金屬探測儀器測量鋼管的壁厚，剛開始運行時放到裝置上的厚度是25毫米，經過500多天的運行，僅磨損了1毫米，這個結果讓三聚環保新材料股份有限公司副總李林非常滿意。

這個地方是整個裝置運行中最為重要的環節之一，李林叫它減壓裝備。

因為懸浮床反應器中壓力較高，反應完成后要將壓力迅速降下來，否則會造成設備損壞。

北京三聚環保新材料股份有限公司副總裁李林說：“這個方面非常復雜，裡面有一個特殊的結構，含有固體的重油，通過這個閥門的閥心流速可以達到每秒鐘上千米。所以這個裡面有著特殊的材料，特殊的結構。”

固體重油以每秒千米的流速沖向鋼管，速度和力量幾乎相當於狙擊步槍射擊的子彈。非常容易造成管壁的磨損，這不僅僅是對鋼管質量有著超高要求，對整個工藝設計也是一個巨大考驗。

其實，懸浮床重油加工技術一直是國內外煉油行業不斷研究和探索的行業珠峰。而減壓裝備又是整個裝置中的重中之重。李林說一般懸浮床加氫也有類似這樣的裝置，但是兩三個月基本上磨損了，更換的話非常影響整個裝置安全平穩運行。因為通過這個管路的油溫是400到420度，一旦出現磨損泄漏，就有可能導致著火，而裡面含有的大量氫氣，遇火還可能發生爆炸事故，造成不可估量的危險。

就在減壓裝備的上面，一台紅外監控設備，360度實時監控整個區域的溫度變化，如果溫度迅速上升十度之內，中控室就會發出警報。距離減壓裝備不遠的就是整個裝置的核心部分。

這個反應器足足有18米高，相當於6層樓房的高度。劣質重油就是在這個反應器裡和催化劑進行劇烈反應，置換出輕油。

如果把反應器看做一口煮粥的鍋，那麼進入反應器的重油原料和催化劑就相當於米，加入反應器中的冷氫氣相當於攪動粥鍋的勺子。

經常做飯的人可能會知道，如果放在爐子上煮粥，開鍋后就需要不斷攪動，否則就會糊鍋，一鍋粥就隻能倒掉了。重油加工的反應器也是同理，如果在反應器中不能形成內部循環攪動，那就會出現結焦，而反應器結焦就不僅僅是物料廢掉那麼簡單了，輕則導致裝置停車，重則可能出現安全事故。

目前，有些懸浮床技術是採用動力裝置使反應器內的物料攪動。但是李林設計的反應器，在內壁使用了特殊結構，加上冷氫氣的注入位置，利用熱氣上升、冷氣下降的物理原理，使整個反應器在沒有任何動力的條件下可以形成循環，也正是這台裝置的絕妙之處。

懸浮床重油加工技術被稱為世界煉油工業的一顆明珠，各國都在不斷探索，投入了大量人力財力和物力，但到目前為止，世界范圍內，除了我國的MCT懸浮床工業示范裝置外，沒有實現長周期運行的工業化裝置。

意大利石油巨頭埃尼公司曾在2013年建成EST懸浮床渣油加氫裝置，但2016年12月因工廠發生火災后停工至今。

中國一直是貧油的國家，每年有70%以上的原油依賴進口，受國際市場多種因素影響，我國進口原油中有相當一部分屬於重質原油。所以，如何解決重油加工的難題已經是迫在眉睫。

重質原油又分很多種，包括我國新疆北疆的高鈣稠油、勝利油田的孤島稠油、俄羅斯重油、加拿大油砂和委內瑞拉重油。傳統加工方式不但收獲輕油率低，還受到油品種類的限制。

崔永君，正帶著助手准備對金屬含量更高的稠油做加工試驗。在崔永君這裡，分別有兩套小試和中試重油加工運行裝置，用來做重油加工試驗，這些試驗幾乎每天都在重復，為的就是能夠加工更多劣質重油。

北京三聚環保新材料股份有限公司研發中心主任崔永君：“每一項技術從我們的實驗室走向產業化，必須是一步一步來的，我們實驗室的小試、中試是為了我們后面的大工業裝置做一些驗証和鋪墊，比如說條件合適不合適，反應能不能滿足將來工業化生產的需求。”

把重油加工成輕油是首先要做到的，但是加工出來的油品質量能不能過關也是崔永君要關注的。每次加工試驗出來的油品，崔永君都要拿到實驗室做金屬元素的分析。根據分析結果再進行調整，並做催化劑配方調整。

如果說反應器是煉油成金的神器，那麼崔永君所用的催化劑就是煉油成金的神來之筆。因為隻有催化劑和反應器的配合才能使劣質重油加工成輕油，而如何確定催化劑的原料和配比也是一項非常難以突破的技術。

這個神來之筆就是由遠在千裡之外的福州大學科研團隊所完成的。

江莉龍，化肥催化劑國家工程研究中心主任。他接到了崔永君那邊的新任務，因為要加工更加劣質的重油，催化劑的配方也要進行調整。

其實，江莉龍剛開始接觸這個項目的時候對油品是一竅不通，因為有著多年化肥催化劑的經驗積累，加上有些學科和石油化工有所交叉，才和自己的恩師魏克鎂在2013年接下了這個項目。

然而，從組織人員開始江莉龍就遇到了困難，因為團隊裡的人都對石油行業了解較少，所以只是惡補石油方面的知識就花了大量時間。同時他還要自己研究試驗裝置，為了縮短試驗時間，江莉龍組織了三個試驗小組，每個小組每天做兩次試驗，大大提高了試驗效率。

化肥催化劑國家工程研究中心主任 江莉龍：“反正是催化劑裝進去，反應完到結束，超過了八個小時時間，馬上接下去晚上吃完接著做，又是八個小時，相當於搶了兩天的時間回來，三個小組相當於一天干了六天的事情。”

從2013年到2016年2月MCT懸浮床加氫裝置開始運行，江莉龍帶著團隊花費三年時間，研究出了適合重油加工的金屬催化劑，而且在不斷嘗試技術提升。

江莉龍現在除了要調配能夠加工更加劣質重油的催化劑配方之外，他還想著能不能把用過的催化劑進行循環利用，這樣一來不僅能減少資源浪費也能增加更多效能。

但困擾江莉龍的難題是，缺少工程技術方面的人才。為此，他不止一次找黃志剛副校長要人和儀器設備。所幸校方非常支持，與此同時，江莉龍的科學成果也得到了市場化的認可，在山東淄博的一家煉油企業，就非常希望能夠在MCT懸浮床加氫裝置上進行深度合作。

曹永剛，山東清源石化有限公司董事長，從事煉油行業超過二十年，算是工業化煉油領域的土專家。

清源石化公司是山東第二大地方煉油廠，每年加工原油700萬噸以上，其中有90%來自進口。而曹永剛他們採購的原油多數都是從俄羅斯進口的重油。

山東清源石化有限公司董事長 曹永剛：“根據我們現在在市面上採的這種油品，高含硫、含鹽、含金屬的這種油品是越來越多，所以說也造成我們下游的油品加工成本的增加。”

曹永剛每年加工的700萬噸原油中，要產出300萬噸以上的渣油。他們採用的加工方式液體收率在60%左右，剩下的100多萬噸幾乎都變成了這些焦炭。

曹永剛給我們算了一筆賬。如果使用MCT懸浮床加氫裝置進行加工，液體收率能夠達到90%，比傳統焦化工藝提升30%。

山東清源石化有限公司董事長 曹永剛：“一百多萬噸，現在的柴油市場售價是6000多一點，但是石油焦是一千二，也就是說每噸相差接近五千元的這種成本，就是五個多億。”

【半小時觀察】搞科技還需耐得住寂寞

重質原油加工技術一直是困擾世界煉油業的難題，而對於中國這個石油資源緊張、重質原油較多的國家而言，提升重質原油加工技術顯得更為重要。十年攻關，中國企業終於在這個領域取得了巨大突破。這一突破依靠的是聰明才智，更來自於持之以恆的堅持。

眼下，MCT懸浮床加氫的重油加工工業裝置已經通過了科技鑒定，而這只是它走向成功的第一步，好的技術能否成為好的商品，最終還是市場說了算，我們希望它能夠經受住市場的檢驗，獲得成功。

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