9月26日12點58分,中國石化首套生物航煤工業(yè)裝置生產(chǎn)的首批30噸可持續(xù)航空燃料從鎮(zhèn)海煉化出廠,運往空客(中國)天津工廠,讓空客在亞洲唯一A320系列總裝線新造的大飛機吃上第一桶綠色好油。

6月28日,在位于寧波的中國石化鎮(zhèn)海煉化廠區(qū),這套生物航煤工業(yè)裝置首次產(chǎn)出生物航煤。在此之前,“地溝油”變航空煤油這道看似“變戲法”的技術題,中國石化鎮(zhèn)海煉化已經(jīng)解了10多年。早在2009年,鎮(zhèn)海煉化就在中石化科技部的組織下,啟動了以餐余廢油為原料的生物航煤研發(fā);2014年,就取得了我國第一張生物航煤適航證。我國也成為亞洲第一、世界第四擁有自主研發(fā)生物航煤技術的國家。
這套年設計加工能力10萬噸的生物航煤工業(yè)裝置順利投產(chǎn),標志著中國生物航煤大規(guī)模生產(chǎn)及商業(yè)化應用邁出了堅實的一步,如果滿負荷運行,這套裝置一年就能消化掉一座千萬人口城市回收的“地溝油”。

首批出廠的這批可持續(xù)航空燃料,經(jīng)40%的純生物航煤與石油基航煤調合而成。此前,鎮(zhèn)海煉化規(guī)模化生產(chǎn)的生物航煤,順利取得了中國民航局審定的生物航煤適航證書。此次首批生物航煤產(chǎn)品出廠,意味著歷時10余年研發(fā)的國產(chǎn)生物航煤,即將正式飛上藍天!
解開兩道“方程式”,“地溝油”完成華麗蛻變
我國生物航煤的技術研發(fā),是在一片空白中起步的。2009年,生物航煤在國際上也是一個新鮮名詞。此時,中國石化已經(jīng)啟動生物航煤研發(fā)。
“生物航煤開發(fā)就像解方程式,就是不停驗證一個個設想的過程。”全程參與我國生物航煤研發(fā)的中國石化石油化工科學研究院高級工程師渠紅亮說,他們探索的加氫法制備生物航煤技術,直到2011年才有相關國際標準,所以當時每一步都要摸著石頭過河,通過一步步小心求證,把從“地溝油”到航煤的路子打通。

而其中,“地溝油”脫氧和降低凝固點,是最難的兩道“方程式”。為了破解這兩道“方程式”,中國石化石油化工科學研究院調集一半以上的研究室進行集中技術攻關。
相比于傳統(tǒng)石油原料含氧量低于0.1%,“地溝油”的含氧量則高達10%—15%,所以必須要進行脫氧處理。脫氧的原理說起來并不復雜,氫氣和氧氣反應生成水,這是高中化學的基本常識。但是要在工業(yè)裝置上實現(xiàn),卻困難重重。
“在加氫脫氧過程中,會生成大量的水,而水又會導致反應的催化劑失活。”渠紅亮說,這幾乎是一個死循環(huán)。而且,這個過程還帶來一個附加難題,加入氫氣一多,會造成反應器溫升過高,最高溫度可超過500℃,遠超反應器的承受力。
為了解開這道難題,研究院組織了多個研究室同步開展技術攻關。最終,團隊創(chuàng)新研發(fā)出專用催化劑和工藝標準,實現(xiàn)催化劑的脫氧活性、選擇性和氫耗可調,同時,反應器溫升過高問題也得到了控制。
脫氧的難題解決了,“地溝油”凝固點難題又擺上了桌面。
飛機在高空飛行,由于外部氣溫很低,這就要求航空燃油具有很高的流動性,凝固點要低。“國際生物航煤標準是凝固點要低于零下40℃,‘地溝油’加氫精制油的凝固點卻高達20℃。”渠紅亮說,要讓凝固點降低,不是加點防凍液就行,而是要實現(xiàn)分子層面的“異構化”。
“通俗地說,就是一個直棍形狀的分子結構容易凝固,而一個樹杈狀的分子結構凝固點更低。” 渠紅亮說,異構化的過程,就是要通過一系列的催化反應,把“地溝油”精制油的主要成分正構烷烴,轉化為異構烷烴,達到降低凝固點的效果。
這一過程中,最關鍵的,還是催化劑的開發(fā)。“催化劑的酸性太高了,會造成裂化性能太強,導致無法產(chǎn)出航煤;酸性太低,又無法實現(xiàn)轉化。”渠紅亮說。
為了研制合適的催化劑,大家天天泡在實驗室,用笨辦法,對催化劑挨個進行試驗,一遍遍做冰點測試,前后花了兩年時間,終于研制出新型催化劑,破除了凝固點問題。
至此,以“地溝油”為原料煉制航空煤油的主要技術瓶頸都被打通,為下一步的產(chǎn)業(yè)化鋪平了道路。
攻下最后的“攔路虎”,生物航煤走向產(chǎn)業(yè)化
生物航煤技術從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的過程,同樣可謂過“三關斬六將”。
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