含烃尾气回用效益显著贺高红捧得国家科技进步二等奖
2014-05-09 16:12:19
admin
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据中化新网2011年1月24日讯 高效低成本回收含烃石化尾气中的可资源化组分，对我国石油炼制行业提高资源利用率和节能减排具有重要意义。正是凭借在这方面的技术突破，大连理工大学贺高红教授等完成的含烃石化尾气梯级耦合膜分离技术研发与工业应用项目，捧得国家科技进步二等奖。
国家科技奖颁奖礼前夕，在北京接受记者采访的贺高红教授介绍，该项目立项之初，就是希望通过化学工程领域的技术突破，解决国家面临的资源瓶颈问题。“这一成果适合我国资源贫乏的国情，其*大价值就是以新型膜分离技术为核心，与精馏、浅冷、吸附等传统分离技术耦合起来，对石化企业排放的含烃尾气进行高效回收利用。”
含烃石化尾气中含有很多可资源化的组分，如轻烃、氯代烃和氟代烃等，此前的分离技术对含可资源化组分浓度低的尾气回收缺乏经济性，往往是简单燃烧甚至直接排放，造成了极大的资源浪费和严重的环境污染。相关统计显示，全国炼厂气每年可回收轻烃约600万吨，相当于大港油田一年的原油开采量；同时，减排1立方米氟代烃对温室效应的影响，相当于减排约1万立方米的二氧化碳。
作为新发展起来的高效分离技术，气体膜分离初期基本是用于无机气体的分离，如合成氨尾气的回收和空气分离等。与以往用于无机气体的分离不同，将膜技术用于含烃尾气分离过程需要解决高分子膜的耐溶胀、大透量膜组件设计、膜与其他分离方法耦合等多方面的难题。“这个项目在十几年前和国外几乎同时起步，我们开发的含烃石化尾气膜分离技术，推动了我国膜技术的跨越式发展。”贺高红介绍道。
她告诉记者，与其他分离技术相比，该成果的主要科技创新点为：发展了制膜理论，开发出多种含烃尾气分离膜，逐步实现了工业化应用；建立了考虑流动压力降和渗透压力等参数的膜分离计算模型，保证了工业设计的准确、快捷；研发了系列含烃石化尾气可资源化组分梯级耦合回收成套技术和工艺包，在国内*大的炼厂气分离等十几个工业化装置中成功应用，创造经济效益超过5亿元。
据悉，该课题组研发的系列分离膜技术，可以将加油站排放气中油气的浓度由33wt%降至1wt%，性能达到国际先进水平；可将油田伴生气浅冷装置的轻烃收率提高11%；将有机硅合成尾气中氯甲烷浓度由17mol%降到2mol%；采用炼厂气梯级耦合膜分离技术可产出95mol%氢气，收率＞85%，产出97mol%C5的轻油和液化石油气，C3收率＞90%。
回首十余年的研发历程，贺高红地说：“虽然经历了一些波折，但在学校、企业和国家基金委等支持下，项目研究总体上比较顺利。”
贺高红博士毕业刚来到大连理工大学时，由于实验室资源比较紧张，课题组曾一度在走廊里做实验，冬天常常在冰冷的环境中操作。一次，在做含氟气体回收实验时曾发生中毒事件，她和一名博士生因肺水肿住院。“‘为科学献身’这句话，有时候可能就真的应验了。”她笑着说。
记者了解到，该项目经过十多年研究，积累了深厚的理论知识和实际工作经验，具备了初步大规模产业化能力，已在采油、炼油、有机硅、有机氟、橡胶等行业的10多套装置实现工业化应用。该技术可实现石化尾气能源和资源的充分利用，提高经济效益，提升行业竞争力。按实施情况推算，千万吨级炼厂可借此技术增效2亿～3亿元/年。“由于效益显著，有多家公司甚至多次采用这一成果。”贺高红介绍说。
仅在炼化行业，按2009年我国加工原油3.75亿吨计，就产生炼厂气1875万吨。如果半数炼厂采用该技术，回收的轻烃量则相当于每年增产原油300多万吨，可以创造经济效益30亿元左右，减排370多万吨CO2，对减轻我国石油资源的对外依存度、保护环境，以及促进石化行业的可持续发展都具有重要意义，推广应用空间很大。
“科研不会停止。”贺高红强调，眼下该项目虽然取得了阶段性成功，但还需要在提高膜的耐久性能及流程完善等方面做更多工作，要通过与其他学科的交叉，将该成果应用到医学、能源等更广阔的领域。