工业化转化（共8篇）
工业化转化 篇1
曼彻斯特大学获得博士学位的Talia Alvarez最近设计出纳米结构陶瓷, 这种热电陶瓷材料能够将来自工业过程的热能转化为电能。在她探索替代能源时, Alvarez通过改变模制材料的化学成分和制造工艺来提高其属性, 使其应用于各种行业, 包括空间和汽车行业。在汽车行业, 汽车的排气管释放的热量可以重新利用, 排气温度大约在800°K, 排气管的温度达到700~600℃。
墨西哥研究和发展研究中心 (CIN-VESTAV) 电气工程专业理学硕士学位的Alvarez Ruiz宣布可以利用温差来发电。
制备出具有经济效益与杰出化学条件的陶瓷是研究的焦点, 可以用于引擎车辆的外壳或防止管泄漏。这将确保热量的再利用, 极大地节省燃料。
一直以来, 都有超过三分之二的能量由于化石燃料的燃烧而释放到环境中。Alvarez Ruiz指出, 除了机器、车辆, 甚至人体生成的能源都不能得以利用。
寻找廉价的陶瓷
含有氧化锌的纳米陶瓷作为关键组件, 一直用于半导体工业。本质上, 这种材料十分充裕, 环保且经济。
CINVESTAV的科学硕士Alvarez Ruiz说:“我所做的研究就是利用材料的化学成分和生产工艺来改善材料的性能, 因为当前的高效陶瓷昂贵且有毒。商业材料的效率是4, 我研制的材料效率为0.6。这其中差异很大, 但优点很明显, 我们的目标是降低生产成本, 这在未来对社会是有益的。”
曼彻斯特大学研制的陶瓷可以利用热电材料转换热量, 并产生足够的电力。
(来源:中国陶瓷官网)
工业化转化 篇2
PAT思路一言蔽之，就是制定了一个能够用于研究且控制药品生产流程的一个完整体系，充分解释了质量源于设计这一理念。如要实现工业转化，PAY应当采取的.集成办法对当前我国中药制药全部环节实施化学、物理上的风险研究，进一步认识到各种可能会引发的药品质量变动因素，第一时间试验检测各工艺步骤的材料以及质量指标，完成中成药质量控制目的。这种技术手段重点涵盖了中成药生产全过程建模研究，单元工艺和质量关系建模，其目的旨在为了进一步说明可能会左右工艺品质的每一个节点，制定质量风险最小的过程质量控制系统，分析过程分析化学和生物检测手段，创设中药制药过程质量监测体系。
2.2 品质优化思路
对中药制药阶段中的每一个单元工艺实施深化分解剖析，正确掌握工艺参数和质量控制标准之间的有关性，创设制药工艺品质量控制标准，对部分工艺参数进一步优化，把严谨、先进、科学、可操作性的技术落实到每一道制药环节和工艺品质量检测中，精确掌握整个生产工艺流程与每个工艺步骤，最终达到中药制药工艺品质能够全面显著提升。
2.3 组建现代化的中药制药设备
在传统的中药制药设备背景下完成向高科技、现代化的生产制造设备转化，研制出具有信息化、电子化、智能化的先进设备。只有把现代化的多媒体及数字技术深入应用至中药企业的设备控制操作中，才能够从硬件上强化设备的运作实效率，直观地提升药品产品的生产质量，也一改我国医药界普遍认为的中药工业设备技术低下的看法[3]。
另外，将基础性药学、工程药学以及制药工程学相互复合，一齐展开探讨，以“合作共赢”的标准进行探索，把不同学科特性的力量来一齐推动协同创新，才能够更加优质地实现对科技创新中各个环节的整合，把科技成果转化成为工业产品，满足中药企业的生产效率。
3 结语
工业化转化 篇3
1 渣油深度转化的重要性和紧迫性*
1.1 国际油价保持高位
由表1可以看出,2001—2008年国际油价单调升高,受金融危机影响2008—2009年虽有所降低,但2010年便强势反弹。油价升高使炼油厂生产成本增大,赢利空间大大缩小。
美元/桶
*:美国西得克萨斯中质(West Texas Intermediate,WTI)原油。
2011年以来国际油价呈跌宕起伏之势,1至11月WTI原油、布伦特原油现货平均价格分别为94.73,111.59美元/桶,2011年油价高于2010年已成定局。鉴于全球经济已进入高油价时代,全球石油需求将重现紧平衡,国际油价将持续处于高位。预计未来20年国际油价将长时间超过150美元/桶或低于80美元/桶的可能性都比较小,最大可能的波动区间为80~130美元/桶。
油价处于高位,炼油厂原油成本占生产成本的比重越来越大,利润空间大大缩小,特别是加工轻质低硫原油的炼油厂已经达到难以为继的程度。以美国为例,近期美国东海岸加工进口高价轻质低硫原油的炼油厂都处于被迫关闭状态。美国太阳油公司已决定出售或关闭旗下17.5万桶/d的Marcus Hook炼油厂和33万桶/d的费城炼油厂,康菲石油公司已决定出售或关闭旗下18.5万桶/d的Trainer炼油厂。
1.2 加工利用非常规原油势在必行
常规原油已难以满足持续增长的需要,越来越多地加工利用非常规原油势在必行。据报道,世界常规石油资源储量约为3~4万亿桶,而非常规石油资源(重质原油、超重原油、油砂沥青等)储量近8万亿桶。由于主要产油国主力油田已进入开发中后期,所以采出的原油质量呈劣质化之势。特别是中东产油国,由于其主力油田已开采数十年之久,主要油田的储量已开采过半,轻质原油资源已开始枯竭,越来越多新开发油田的原油质量日趋重质化,因此一些产油国,如沙特、科威特等已开始加快重质原油的开采步伐,以保持原油产量的增长指标,满足世界原油增长的需求。与此同时,其他非常规石油资源的开发利用也受到越来越多的重视。超重原油和油砂沥青是最重要的非常规石油资源。委内瑞拉奥里诺科重油带超重原油的可采储量为2 720亿桶,加拿大阿尔伯塔省油砂沥青的可采储量为1 710亿桶,预计最终可采储量将达3 150万桶,均超过沙特原油的可采储量2 645亿桶。业内专家认为,这2种非常规石油资源将是今后常规石油最重要的接替资源。美国能源部预计,今后25年这2种非常规原油的产量将有较快增长(见表2)。
万桶/d
值得注意的是,与常规原油相比,重质原油(API重度不大于22)、超重原油及油砂沥青(API重度为6~15)不仅重度很大,硫、氮、酸、残炭、金属、沥青质含量很多,而且轻馏分含量很少,重馏分(减压渣油)很多(见表3),炼油厂加工这些原油的难度很大。
2010年全球石油需求量为8 680万桶/d。欧佩克在最近发表的《2011年全球石油展望》报告中预测,2011,2015,2035年全球石油需求量将分别增加为8 781,9 280,10 200万桶/d。HAR能源公司预测,2011—2030年全球原油产量将增加26.5%,达到9 300万桶/d。在增加的1 950万桶/d原油产量中,非常规原油(重质原油、超重原油和油砂沥青)增速为38%,即740万桶/d,2030年后非常规原油产量将逐渐增加到1 600万桶/d,主要来自北美和南美地区。可以预计,今后炼油厂加工重质劣质原油的数量将越来越多,加工难度也越来越大。
1.3 船用燃料油需求量减少但含硫量需更低
降低船用燃料油(残渣燃料油)含硫量的要求将越来越严格,需求量大幅度减少。过去10年,全球船用燃料油需求明显增长,2001年为300万桶/d,2010年增加到400万桶/d,与全球油品需求5%年均增速相当。北美炼油厂船用燃料油产量约为40万桶/d,其他地区特别是中东和亚洲炼油厂船用燃料油产量占全部油品的比重要大得多。国际海事组织(IMO)规定,从2005年7月开始,船用燃料油硫质量分数不得超过4.5%。2008年1月IMO颁布的新标准指出,由于污染物排放控制区(ECA)要满足更严格的排放标准,所以降低硫含量的时间要提前,降低幅度要更大(见表4)。
*:3个污染物排放控制区分别是波罗的海,北海/英吉利海峡,从2012年8月开始执行的美国(含夏威夷岛)和加拿大海岸线200英里以外的海域。
可以看出,将船用燃料油的含硫质量分数由4.5%降至0.5%,脱硫率要达到90%;将含硫质量分数量由4.5%降至0.1%,脱硫率要达到98%。这对炼油商特别是小炼油商都是很大的挑战,主要原因之一是渣油深度脱硫的技术难度很大,之二是投资太大,之三是成本太高。炼油商的想法是既要能将含硫量降下来,又要能提高经济效益和投资回报率。目前提出2种办法,一是用船用柴油替代船用燃料油,二是用液化天然气替代船用燃料油。海运能源咨询公司和FACT全球能源咨询公司预计,随着船用燃料油含硫量限值的降低,虽然船用燃料油的需求量会逐年减少,但船用柴油的需求量会逐年增加。实际上,目前新加坡港的一家船运公司已经开始使用含硫质量分数为0.25%的船用柴油代替含硫质量分数为4.5%的常规380 mm2/s船用燃料油。
1.4 柴油需求强势增长
为应对节能减排的需要,全球柴油需求量会强势增长。自2000年全球柴油需求量首次超过汽油需求量以来,这种趋势一直持续到目前,而且还将一直持续下去。主要原因:与汽油车相比,在同等条件下柴油车的运行油耗可减少30%,二氧化碳排放减少30%,石油资源利用效率提高,温室气体排放量减少。
HART能源公司预测,2011—2030年全球石油产品需求量将增加31%,达到1.135亿桶/d,其中柴油、汽油、液化气、石脑油、喷气燃料、残渣燃料油及其他石油产品需求量的增加份额分别为49%,15%,9%,8%,7%,3%,9%。2010—2030年全球石油产品需求构成如表5所列。
%
*:含船用燃料油和工业燃料油。
美国能源信息局预测,2009—2020年全球石油产品需求量将从2009年的0.86亿桶/d增加到2020年的1.03亿桶/d。在增加的1 700万桶/d中,柴油、汽油、液化气、喷气燃料、石脑油、残渣燃料油及其他石油产品分别占42%,17%,10%,9%,7%,5%,9%。
KBC先进技术公司最近预测,到2012,2015,2020,2025,2030年,全球柴油(含车用柴油和其他机具用柴油)需求量将分别达到2 700,2 800,3 000,3 050,3 150万桶/d。为此,需要炼油厂增加更多的转化能力,特别是渣油转化多产柴油的能力。
2 渣油深度转化技术工业应用的现状和问题
2.1 渣油加工技术工业应用情况
目前全球渣油加工技术工业应用情况是焦化、减黏裂化、催化裂化、加氢处理/加氢裂化、溶剂脱沥青分别占32%,30%,19%,15%,4%。
焦化技术是目前工业应用最多的渣油加工技术。2010年底全球炼油厂焦化装置的加工能力约为460.97万桶/d(约2.54亿t/a),其中延迟焦化的加工能力占90%以上,流化焦化和灵活焦化的加工能力不到10%。延迟焦化技术能够得到大量工业应用的主要原因:(1)能够加工各种渣油和污油,特别是加工高硫、高残炭、高沥青质、高金属含量劣质渣油;(2)可实现高转化率,能够将70%~80%渣油转化为高附加值运输燃料,金属脱除率接近100%;(3)不受渣油含酸量高影响,不产生高酸值液体产品,可以低硫、低金属、高酸原油的渣油为原料,通过延迟焦化直接生产炼铝工业用的高附加值阳极焦。预计今后延迟焦化技术的工业应用还会有所增加。
减黏裂化是工业应用最早的渣油加工技术,主要目的是调节残渣燃料油的黏度,以减少稀释油用量。由于减黏裂化的转化率只有20%左右,80%仍然是重燃料油,所以炼油厂原有的减黏裂化装置有的已经停产,有的已改作他用,新建炼油厂都不再配置减黏裂化装置。
渣油催化裂化虽能够实现高转化率,但只能加工残炭质量分数不大于6%且金属质量分数不大于35×10-6的相对清洁渣油,高硫、高残炭和高金属含量劣质渣油必须经过加氢预处理,而且催化裂化的优势是多产汽油,难以大量生产柴油,更何况催化裂化也生产一部分焦炭以用于催化剂的再生(烧焦)。预计渣油催化裂化难以大量工业应用。
目前工业应用渣油加氢处理/加氢裂化技术的装置相对不多。据统计,目前工业装置的加工能力约为1.54亿t/a,其中75%为固定床加氢处理装置,25%为沸腾床加氢裂化装置。固定床加氢处理装置主要用于渣油催化裂化原料油的加氢预处理,虽然转化率可以达到35%~45%,但由于要兼顾脱硫、脱残炭、脱金属和使芳烃饱和的需要,所以一般转化率只有15%~20%。此外,固定床加氢处理装置还有两大缺陷:(1)只能加工金属质量分数小于200×10-6的渣油,也很难将高硫渣油的含硫质量分数降至(100~200)×10-6(催化裂化装置需要生产含硫质量分数小于10×10-6的清洁汽油组分);(2)催化剂用量很大,空速很低,投资较大,所以工业应用的局限性很大。渣油沸腾床加氢裂化的优点是可加工高硫、高残炭、高金属含量劣质渣油,一般转化率可以达到55%~70%,有的可以达到80%,脱硫率可以达到60%~85%;缺点是装置投资大,操作技术复杂,所以目前工业应用不多。
渣油溶剂脱沥青是物理分离技术,可将渣油中的油和沥青分开,不属渣油转化技术,所以工业应用不多。但由于溶剂脱沥青可提高脱沥青油(用作催化裂化或加氢裂化的原料)的收率,使渣油的绝对量减少40%,将脱油沥青再进行延迟焦化,既可生产汽油、柴油和重瓦斯油,也可减少焦炭产率,所以预计今后工业应用会有所增多。
综上所述,在上述5种渣油加工技术中,能够加工各种渣油特别是能够加工重质劣质渣油以实现深度转化的技术只有延迟焦化和沸腾床加氢裂化2种。
2.2 渣油深度转化技术工业应用现状和问题
延迟焦化技术能够得到较多应用的原因,除自动控制远程操作和环保状况有很大改进外,还有以下4个原因:(1)加热炉设计有很大改进。双面幅射加热炉能提高平均幅射热通量,缩短停留时间,降低压降。在线清焦技术可延长加热炉的运转周期。升级换代的炉管材料可提高炉管的设计温度。(2)焦化操作周期缩短,采用二塔一炉的新装置焦化周期为18~20 h,老装置的操作周期为12~14 h,因而可提高装置的加工能力。(3)焦化塔和焦化装置都实现了大型化,直径达8.84 m的焦化塔已经工业应用,正在设计直径达9.75 m的焦化塔。减压渣油加工能力达561万t/a、采用6塔3炉方案的延迟焦化装置已在美国印第安那州Whiting炼油厂投产。渣油加工能力达675万t/a、采用8塔4炉方案的延迟焦化装置已在印度Jamnagar炼油厂投产。(4)低压超低循环比新工艺得到比较好的工业应用。Foster Wheeler公司开发的低压(0.103 MPa)、超低循环比(0.05)新工艺(Sydec)最主要优点是能使焦化重瓦斯油收率提高,使焦炭产率降低25%。采用低压超低循环比延迟焦化和常规延迟焦化(压力0.35 MPa、循环比0.15)获得焦化重瓦斯油的收率及性质如表6所列。
采用低压、超低循环比延迟焦化新工艺(Sydec)生产的焦化重瓦斯油可以用作催化裂化和加氢裂化的原料,用低压零循环比Sydec工艺生产的焦化重瓦斯油虽不能用作催化裂化和加氢裂化的原料,但可用在超重原油和油砂沥青改质工厂生产合成原油。目前低压低循环比新工艺已在美国、委内瑞拉、智利、西班牙、匈牙利、印度、中国等多个国家的炼油厂应用。印度Jamnagar炼油厂675万t/a延迟焦化装置是世界上采用这种工艺的最大装置,焦化重瓦斯油用作催化裂化原料,焦炭用作循环流化床锅炉(CFB)燃料。延迟焦化技术存在的问题是除焦化重瓦斯油芳烃含量高较难进一步加工外,就是将20%~30%渣油变成了低价值焦炭。延迟焦化、灵活焦化(流化焦化)的焦炭产率分别为渣油残炭含量的1.6,1.3倍。渣油原料的残炭含量越高,焦炭的产量就越大。对由残炭、金属含量高的委内瑞拉超重原油、墨西哥玛雅重质原油等产生的减压渣油,即使采用低压超低循环比延迟焦化新工艺,焦炭的产率仍然较大(见表7),渣油仍然没有得到高效清洁利用。
石油焦的价格不由原油的价格决定。1998—2007年,北美市场石油焦价格范围为0~1.67美元/百万英热单位。在原油价格为65美元/桶时,残渣燃料油的价格为315美元/t,石油焦价格为1.67美元/百万英热单位。石油焦的热值按30.33百万英热单位/t计,石油焦的价格为50.6美元/t,石油焦与残渣燃料油间的价格差为284美元/t。显然,在原油价格较高时焦化装置就不能得到较好的经济效益。据介绍,2005年全球焦化装置石油焦产量约为1亿t。
沸腾床加氢裂化技术的工业应用情况如表8所列,操作条件和工艺性能如表9所列。
*:体积分数;**:质量分数。
自20世纪60年代工业应用以来,渣油沸腾床加氢裂化技术曾出现过不少问题,甚至发生了重大事故。自20世纪90年代以来,渣油沸腾床加氢裂化技术有了较多的工业应用,主要原因是以下一些新技术在工业上应用并取得了较好效果:(1)采用2代催化剂使转化率、脱硫率等都有提高;(2)新设计了反应器内构件和反应器顶部气液分离器,制造反应器时采用了新型钢材,反应器性能提高使单系列装置的加工能力提高到近5万桶/d;(3)在H-Oil装置串联的2台反应器间或在LC-Fining装置串联的第2台与第3台反应器间加设1台汽提塔,分离出来的液相生成油进入第2台(H-Oil装置)或第3台(LC-Fining装置)反应器继续进行反应,分离出来的气相生成油进入反应器下游的高压高温分离器,这样可以大幅度提高装置的加工能力;(4)沸腾床加氢裂化反应系统与生成油固定床加氢裂化或固定床加氢处理反应系统实现了一体化,装置投资和操作费用可降低40%。评估渣油沸腾床加氢裂化技术的主要指标为转化率、运转周期、未转化的渣油可否用作稳定性好的燃料油(即不发生沥青质沉淀)3个。部分已工业应用的沸腾床加氢裂化装置的转化率和运转情况如表10所列。
由表10可以看出,渣油沸腾床加氢裂化装置的转化率差别很大。据Chevron Lummus全球公司介绍,转化率的高低因渣油的性质而不同。中东原油减压渣油可以实现较高转化率,中东减压渣油A的转化率可达到70%,中东减压渣油B的转化率可达到80%,俄罗斯乌拉尔原油减压渣油实现55%的转化率都很困难。加拿大油砂沥青减压渣油是最难转化的原料之一,Shell加拿大公司的沸腾床加氢裂化装置能实现75%转化率,主要采取的2项措施,一是露天开采的油砂沥青经过了预处理,二是在渣油加氢裂化过程中添加了一些高芳烃油。乌拉尔原油减压渣油是最难转化的原料,虽然其沥青质质量分数只有5.69%,但在转化率达到53%时反应器中就会出现沥青质沉淀,致使下游设备结垢,使装置不能运转,还存在柴油及未转化渣油的安定性不好问题。荷兰Neste石油公司的LC-Fining装置和波兰PKN Orlen公司的H-Oil装置都是这样。芬兰Neste公司采取的措施是在使用多相催化剂的同时加入一种油溶性均相催化剂,以促进沥青质反应,维持装置运转。波兰PKN Orlen公司采取的第1项措施是换用1种新开发的催化剂,第2项措施是加入一些高芳烃油,以维持装置在低转化率下运转。
沸腾床加氢裂化技术的问题除装置投资大、操作技术复杂外,就是渣油转化率不高,仍会产生25%~45%燃料油(未转化渣油),渣油还是没有得到高效清洁利用。
2.3 延迟焦化与沸腾床加氢裂化的比较
最近,Chevron Lummus全球公司从生产最大量液体产品的观点出发,对渣油延迟焦化和沸腾床加氢裂化工业应用情况进行了比较(见表11和表12)。可以认为,渣油延迟焦化和沸腾床加氢裂化各有优缺点。在低油价时代延迟焦化的优势似乎明显些,在高油价时代沸腾床加氢裂化的优势似乎更大些。
KBC先进技术公司最近用自己开发的动力学模型,对加工加拿大Athabasca油砂沥青减压渣油的延迟焦化和沸腾床加氢裂化装置的运转结果进行了模拟。延迟焦化和沸腾床加氢裂化装置的加工能力均为550万t/a。延迟焦化装置采用6塔3炉方案;沸腾床加氢裂化装置采用2个系列,每个系列都是3台反应器串联。沸腾床加氢裂化装置的操作条件与表9所列LC-Fining装置的操作条件相同。原料油的性质如表13和表14所列,模拟得到的产品收率、硫平衡、氮平衡和液体产品质量如表15至表18所列。
*:采用SAGD法生产。
*:体积分数。
由表13可以看出,Athabasca油砂沥青属于高硫、高酸、高氮、高金属重质劣质非常规原油。表14可以看出,Athabasca油砂沥青减压渣油不仅相对密度极大,硫、残炭、金属含量极高,而且沥青质含量高达30%左右(来自其他文献),因此是一种极难加氢裂化的减压渣油。
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*:质量分数。
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*:427磅/桶当量燃料油。
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由表15可以看出,延迟焦化工艺的液体产品收率比沸腾床加氢裂化工艺低25.4个百分点,延迟焦化工艺的石脑油、轻瓦斯油和重瓦斯油总收率比沸腾床加氢裂化工艺高3.7个百分点。由表16可以看出,原料渣油所含的大部分硫在沸腾床加氢裂化装置中都变成了H2S,C5至538℃液体产品中的硫含量仅占原料油中硫含量的5%。在延迟焦化装置中,原料渣油中所含的大部分硫都进入了焦炭和H2S中,液体产品的硫含量约占原料油硫含量的25%。由表17可以看出,原料渣油所含的大部分氮在沸腾床加氢裂化过程中都进入了未转化的渣油中,且这些氮都集中在沥青质中,被脱除的氮大部分都进入NH3中。在延迟焦化装置中,原料渣油所含的大部分氮都进入了焦炭中,液体产品的氮含量约为加氢裂化液体产品的2倍。由表18可以看出,沸腾床加氢裂化工艺的液体产品均比延迟焦化工艺的液体产品轻得多,而且硫、氮含量也少得多。前已述及,在1998—2007年原油价格为65美元/桶时,按热值相当计,每吨残渣燃料油的价格比石油焦高264美元/t,仅此一项,550万t/a沸腾床加氢裂化装置的经济效益就比相同加工能力的延迟焦化装置高4亿美元/a以上。可是,尽管如此,残渣燃料油毕竟不是清洁燃料,减压渣油原料仍然没有得到高效清洁利用。
3 高转化率渣油深度转化集成技术及其工业应用的现状和问题
转化率获得提高的渣油深度转化集成技术有10余种,其目的都是提高渣油转化率和轻油收率,或使已经工业应用的装置脱除瓶颈,提高加工能力。渣油转化率提高的幅度取决于集成技术本身和(特别是)原料渣油的性质。目前已经工业应用和可能工业应用的只有4种。
3.1 渣油沸腾床加氢裂化-延迟焦化集成技术
这是工业应用最早的渣油深度转化集成技术。目前工业应用的2套装置为:(1)美国得克萨斯州BP公司得克萨斯城炼油厂的LC-Fining-延迟焦化集成装置。1984年投产,加工原料为混合原油的减压渣油。沸腾床加氢裂化装置渣油转化率为75%,脱硫率为89%,脱残炭率为66%,脱金属率为86%。未转化渣油进入延迟焦化装置进一步转化,以提高轻油收率。(2)加拿大Husky石油公司Lloydminster油砂沥青改质工厂的H-Oil-延迟焦化集成装置。1992年投产,加工原料为油砂沥青和超重原油的常压渣油(相对密度为1.015 3,硫质量分数为4.85%,氮、钒、镍质量分数分别为5 600×10-6,208×10-6,89×10-6,残炭质量分数为15.6%,减压渣油质量分数为68%),沸腾床加氢裂化装置渣油转化率为65%,硫、残炭、金属、氮脱除率分别为70%,53%,70%,27%。未转化渣油进入延迟焦化装置进一步转化,以提高轻油收率。
3.2 渣油沸腾床加氢裂化-流化焦化集成技术
目前工业应用的只有加拿大合成原油公司Fort Mcuurray油砂沥青改质工厂的LC-Fining-流化焦化集成装置1套,1988年投产。这套集成装置加工露天开采的Athabasca油砂沥青常减压渣油的混合油,相对密度为1.024 6,硫质量分数为5.2%,沸腾床加氢裂化装置渣油转化率为65%,脱硫率为65%,脱残炭率为47%。未转化渣油与常压渣油一起送入流化焦化装置进行焦化,以提高轻油收率。
3.3 渣油沸腾床加氢裂化-溶剂脱沥青集成技术
目前工业应用的只有加拿大Shell加拿大公司Scotford油砂沥青改质工厂的LC-Fining-溶剂脱沥青集成装置1套。沸腾床加氢裂化装置2011年5月投产,溶剂脱沥青装置尚未投产。加工原料为露天开采Athabasca油砂沥青的减压渣油。沸腾床加氢裂化装置渣油转化率为75%。未转化渣油送入溶剂脱沥青装置进行脱沥青,得到的脱沥青油用作合成原油的调和组分,脱油沥青用于气化工序制氢并捕集CO2封存,以减少CO2排放。
3.4 溶剂脱沥青-沸腾床加氢裂化集成技术
这是Axens公司针对沸腾床加氢裂化难转化原料油(乌拉尔原油减压渣油和阿拉伯重原油减压渣油)在试验工作的基础上提出的集成加工新方案。
3.4.1 乌拉尔原油减压渣油溶剂脱沥青-沸腾床加氢裂化集成加工方案
减压渣油进入溶剂脱沥青装置用C4和C5溶剂脱沥青,脱沥青油和脱油沥青产率分别为75%,25%。脱沥青油进入沸腾床加氢裂化装置进行加氢裂化,转化率为85%,15%未转化脱沥青油返回与新鲜减压渣油原料一起再次进入溶剂脱沥青装置进行脱沥青。最终得到74%加氢裂化产品和26%沥青。乌拉尔减压渣油的总转化率为74%。与只用沸腾床加氢裂化装置加工乌拉尔减压渣油相比,绝对转化率约可提高20%。
3.4.2 阿拉伯重原油减压渣油溶剂脱沥青-沸腾床加氢裂化集成加工方案
减压渣油进入溶剂脱沥青装置用C5溶剂脱沥青,得到70%脱沥青油和30%脱油沥青。脱沥青油的相对密度为0.996,硫、氮、康氏残炭、沥青质(C7不溶物)、Ni及V质量分数分别为4.45%,2.6×10-3,12%,小于0.05%,52×10-6。脱沥青油进入沸腾床加氢裂化装置进行加氢裂化,转化率为80%,20%未转化脱沥青油返回与新鲜减压渣油一起再次进行溶剂脱沥青。最终得到66.5%加氢裂化产品和33.5%沥青。阿拉伯重原油减压渣油溶剂脱沥青油沸腾床加氢裂化主要产品的收率及性能如表19所列,一次通过转化率为80%,氢耗[m(H2)/m(脱沥青油原料)]为3.03%。石脑油收率较低,可用作重整原料油;中馏分油通过进一步加氢处理可得到超低硫柴油;减压瓦斯油通过固定床加氢裂化或催化裂化可进一步提高中馏分油收率。
*:V(产品油)/V(脱沥青油原料)。
综上所述,目前采用渣油深度转化集成技术提高转化率的工业装置不多。原因可能是转化率提高幅度不大,特别是沸腾床加氢裂化难转化的渣油,如乌拉尔原油减压渣油、阿拉伯重原油减压渣油、加拿大Athabasca油砂沥青减压渣油,况且新建1套装置既要增加投资又要增加生产成本。预计今后工业应用也不会很多。可以认为,提高渣油转化率的可行办法还得依靠技术创新。
4 大幅度提高转化率的渣油深度转化原始创新技术及其工业应用前景
转化率大幅度提高的渣油深度转化原始创新技术就是悬浮床加氢裂化技术。经过中试和示范装置运转或即将进行示范装置运转的目前有以下5种:(1)意大利埃尼公司的EST技术;(2)英国石油公司的VCC II技术;(3)委内瑞拉国家石油公司的HDHPLUS技术;(4)美国UOP公司的Unlflex技术;(5)美国Chevron公司的VRSH技术。这5种技术都能实现渣油90%左右或95%以上超高转化率。采用EST技术的第1套工业装置和采用VCC II技术的第1套工业装置都正在建设中,近期即将投产。
4.1 意大利埃尼公司EST悬浮床加氢裂化技术
EST技术采用相对缓和的操作条件(压力16 MPa,温度400~425℃)和一种油溶性母体在反应器中转化为纳米级无载体Mo S2催化剂,在悬浮床反应器中对渣油原料进行部分转化,未转化渣油循环,与新鲜原料油一起再次进入反应器进行转化。根据原料油的性质优化调节反应温度和空速,使反应器中的渣油始终处于稳定状态,避免沥青质沉淀生成焦炭使下游设备结垢。经过多次循环后渣油接近完全转化。为限制渣油中的金属(钒和镍)积累,可排出少量未转化的渣油。试验结果表明,渣油原料接近完全转化,硫、金属、残炭、氮脱除率分别大于85%,99%,97%,40%。
2000—2003年埃尼公司进行了0.3桶/d中型试验,2005年进行了1 200桶/d示范装置试验。2008年埃尼公司决定在Sannazaro炼油厂建设第1套加工能力为23 000桶/d的工业装置(也是世界上第1套渣油悬浮床加氢裂化装置),其设计数据如表20和表21所列,目前这套装置正在按计划进行建设,计划在2012年底投产,目前已开始进行投产前的准备工作。
*:C5不溶物。
4.2 英国石油公司VCCⅡ悬浮床加氢裂化技术
VCCⅡ悬浮床加氢裂化技术采用的压力(18~23 MPa)和温度均相对较高,在1种非催化添加剂(吸附剂)存在下,渣油在悬浮床反应器中进行转化。非催化添加剂有活性很高的表面积,能够吸附发生沉淀的沥青质分子,反应器中的动力学返混为这些分子提供足够停留时间,以实现近乎完全转化。沸点小于525℃的反应产物中不含沥青质、残炭和金属。优化调节反应条件可以控制沥青质沉淀并避免结垢,可使渣油(大于525℃馏分)的单程转化率达到95%以上,沥青质(C7不溶物)转化率达到90%以上。在热分离器中使转化产物与未转化的渣油(包括滞留在添加剂上的全部金属)分离,分出的含有全部金属的未转化渣油进入减压闪蒸塔,回收所含馏分油后剩下的未转化渣油从塔底排出。回收的馏分油与热分离器顶部得到的馏分油一起进入加氢处理反应器进一步加工,以得到最终产品。为保持一次通过实现高转化率时能够稳定操作,优化选择操作条件是关键。
*:C5至170℃馏分;**:沸程为350~500℃;***:m(氢气)/m(新鲜原料油)。
VCC渣油悬浮床加氢裂化技术在20世纪80~90年代进行过200桶/d中型试验和3 500桶/d示范装置试验。2002年BP公司收购维巴公司,2006年以后对VCC技术进行改进,包括改进工艺设计,扩大单系列装置加工能力,悬浮床加氢裂化与加氢处理实现一体化直接生产清洁燃料技术等,形成了今天的第2代VCC技术(VCCⅡ)。新建1桶/d中试装置2008年开始运转,对19种不同原料油进行了试验。原料油为加拿大Athabasca油砂沥青的减压渣油(极难转化,硫质量分数为6.0%)时,渣油转化率大于95%,沥青质转化率大于90%,产物收率及性质如表22所列。
*:沸程C5至150℃;**:沸程150~370℃;***:沸程370~525℃;****:沸点大于525℃。
原料油为阿拉伯重原油的减压渣油(极难转化,硫质量分数为4.3%)时,渣油转化率大于95%,沥青质转化率大于90%,产物收率及性质如表23所列。
*:沸程C5至177℃;**:沸程177~343℃;***:沸程343~525℃;****:沸点大于525℃。
国内第1套采用VCCⅡ技术的工业装置加工能力为50万t/a,正在延长石油公司建设,计划2013年投产。
BP公司根据对VCCⅡ技术工业应用的经济性进行了评估,结果表明,无论是高油价还是低油价,采用VCCⅡ悬浮床加氢裂化工艺加工减压渣油的经济效益都优于沸腾床加氢裂化工艺,只要国际油价高于50美元/桶,采用VCCⅡ悬浮床加氢裂化工艺加工减压渣油的经济效益就优于延迟焦化工艺,油价越高,VCCⅡ悬浮床加氢裂化工艺的经济效益就越好。
KBR公司认为,采用渣油悬浮床加氢裂化技术的第1套工业装置一旦运转成功并证明有效可行,将会极大地改变炼油厂的经济效益,成为新一代的炼油技术平台,使延迟焦化、固定床和沸腾床加氢裂化技术在经济性和环境保护两方面都处于劣势并终遭淘汰。
5 思考与启示
从战略高度认识我国渣油深度转化的重要性和紧迫性
2010年我国石油消费量为4.39亿t,石油对外依存度已上升至53.7%,2011年上半年更上升到54.8%。如果不采取控制消费的有效措施,预计到2015和2022年我国石油对外依存度将超过65%和70%。在2011年初召开的全国能源工作会议上,国家能源局提出争取到201年将全国的石油消费量控制在5亿t左右。这就意味着在“十二五”期间,我国石油消费的增量要控制在6 100万t左右,年均增量仅为1 220万t左右,比“十一五”期间(6.2%)低近3.6个百分点因此,可以认为,既要保证我国经济又好又快发展,又要控制我国石油消费总量在5亿t左右,难度很大,必须采取有效措施,开源和节流并举除了合理用油以提高石油利用效率外,还要用好原油资源特别是用好渣油,努力提高轻油收率。2010年我国炼油厂的原油加工能力已超过5亿t/a,生产汽、煤、柴成品油2.53亿t;加工渣油的延迟焦化装置加工能力达1.096亿t/a,占原油加工能力的18.6%,居世界第1位,也超过我国催化裂化装置的渣油加工能力,成为我国居第1位的渣油深度加工装置。可是,延迟焦化装置会产生25%~30%石油焦,2009年我国就生产石油焦1 425万t。与此同时,我国正在步入煤液化生产石油产品的时代。渣油深度转化生产轻质油品,在技术上要比煤液化容易得多,投资上比煤液化少得多。因此,在当今高油价时代,从高效清洁利用石油资源和提高轻油收率出发,都不应该再将渣油变为焦炭,完全应该将渣油都转化为轻油。为此,建议有关部门和有关企业抓紧开发渣油悬浮床加氢裂化技术,尽快掌握当代炼油工业渣油深度转化的这项核心技术并尽快工业应用,以提高轻油收率,使我国炼油厂的渣油得到充分高效清洁利用。
充分认识开发渣油悬浮床加氢裂化技术的艰巨性和复杂性
渣油悬浮床加氢裂化技术是当今炼油工业世界级的难题和前沿技术。成功的关键是要能实现超高转化率和装置的长周期运转。据介绍,一是要选择合适的催化剂或添加剂,二是要优化调节操作条件。据KBR公司介绍,在开发VCC悬浮床加氢裂化技术的过程中,为解决超高转化率和长周期运转的难题,用了几十年时间,在催化剂和添加剂方面筛选了2 000多种样品,申请了1 000多件专利,最终才找到了可以利用的低成本添加剂,破解了超高转化率和长周期运转的难题。即使中试和示范装置运转成功,工业装置能否运转成功也很难说,还要解决工程放大中的问题。以悬浮床天然气合成油装置为例,南非Sasol公司开发的悬浮床天然气合成油技术通过了示范装置的长周期运转,但在卡塔尔建设的Oryx天然气合成油厂,单系列合成油反应器生产能力是75万t/a,自2006年8月投产以来,催化剂带出问题一直使装置不能长期运转。经过多方面努力,最终虽能长期运转,但也没有达到设计生产能力。
高度重视渣油化学和转化机理的基础研究工作
据介绍,渣油的饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质四组分的比例关系非常重要,保持四组分的平衡才能不发生沥青质沉淀。渣油沸腾床加氢裂化工业装置的实践已经证明,一旦转化率提高,破坏了四组分的平衡,装置就不能长周期运转。不同原油渣油的四组分比例是不一样的,因此能够实现的转化率也不同。渣油越重,沥青质和胶质含量越高,碳数越大,越难转化,如加拿大油砂沥青。可是,有些原油的减压渣油并不是很重,而且沥青质含量不很多,也难以实现高转化率,如乌拉尔原油的减压渣油。有报道称,渣油悬浮床加氢裂化也是热裂化反应,除了采用细粉催化剂或添加剂或均相催化剂和反应器中有强烈的返混作用外,为什么能实现超高转化率实现长周期运转(示范装置)与四组分的平衡有没有关系?有什么关系?目前还未见报道,这也正是需要我们认真研究的课题。我国炼油厂加工的原油品种很多,渣油四组分的比例都不一样,差别很大,而且有的渣油沥青质含量很少,有的较多,有的很多。因此,必须有针对性地搞清楚我国减压渣油四组分的比例与转化率的关系,在高转化率时四组分的变化规律和悬浮床加氢裂化超高转化率时的反应机理,为我国自主开发渣油悬浮床加氢裂化工艺、催化剂、反应器和工程放大技术提供技术支撑。
高度重视渣油悬浮床加氢裂化催化剂或添加剂的开发筛选工作
悬浮床加氢裂化催化剂或添加剂是实现渣油超高转化率和装置长周期运转的关键,而且还要用量少和成本低。目前已问世的5种悬浮床加氢裂化技术中选用的催化剂或添加剂有3种,一是埃尼公司EST技术选用的均相催化剂,二是BP公司VCC II技术选用的添加剂,三是UOP公司Uniflex技术、委内瑞拉石油公司HDHPLUS技术和Chevron公司VRSH技术选用的多相催化剂。据报道,Chevron公司选用的催化剂能实现渣油的100%转化。催化剂或添加剂除了有高活性外,颗粒大小也十分重要,属于技术专利,文献中均无报道。因此难度很大,必须要做大量艰苦细致的开发和筛选工作。
高度重视渣油悬浮床加氢裂化反应器结构的研发和设计工作
渣油悬浮床加氢裂化反应器的流体力学特征,既不同于固定床也不同于沸腾床加氢反应器,我国炼油企业、科研、设计单位在这方面都没有经验可用。因此,必须从头开始做试验,先冷模后热模,先小型后中型再大型,为反应器设计和空速的选定提供技术支撑。
抓紧组织产学研三结合的研发团队,抓紧开展工作
工业化转化 篇4
一．叶黄素晶体产品研发及科技成果转化项目
1.项目的提出
万寿菊是提取叶黄素的主要原料，叶黄素既有着色又有生理功效双重作用，广泛应用于食品、医药、化妆品、饲料等领域。近年来，我县万寿菊种植业发展迅速（彰武县一地2012年种植3万余亩），但其产后加工相对滞后，多数企业停留在鲜花造粒初加工阶段。为延伸产业链条，我公司已建立万寿菊原料基地3万亩；加工厂房2500平方米，万寿菊粗加工造粒生产线一套，深加工叶黄素浸膏生产线一条，其产品主要出口西班牙，对方将叶黄素浸膏精制成晶体后返销国内市场，获取更大的利润。叶黄素浸膏油溶性，其稳定性较差，应用领域受到限制，制约了产品的市场开发。为了增加产品附加值和总体经济效益，提高产品市场竞争力，开展万寿菊晶体制备技术和叶黄素稳定性和改性技术研究，研制开发高品质叶黄素产品，提高叶黄素稳定性和应用性能，十分必要。
2.技术研发及成果转化情况
针对万寿菊产业发展技术需求，项目技术依托辽宁省农业科学院食品与加工研究所对叶黄素浸膏产品皂化、纯化及叶黄素晶体制备技术及其稳定性和改性技术进行了深入研究，已研制出稳定性好的纯度达90%以上的叶黄素晶体实验室产品样品，为万寿菊叶黄素产品升级产业化开发提供坚实技术保障。目前该技术已获发明专利1项，相关的工场化生产设备目前也在研发过程中，足以保证相关技术成果转化工作顺利进行。
二、利用万寿菊酸性发酵液生产生物碳产品的研发及科技成果转化项目
1.项目的提出
万寿菊在窖贮过程中会产生大量酸性发酵液，多数万寿菊加工企业长期以来对酸性发酵液并没有加以利用，发酵液中含有大量的有机物质，如有机酸(以乳酸为主)、氨基酸、腐植酸、维生素、微量元素等有用成分，但发酵液中的BOD、COD值很高，直接排放将会对环境造成严重污染。为减少环境污染同时变废为宝，项目申报单位联合沈阳农业大学陈温福院士的生物炭开发团队开展研究，研制新型的生物碳产品，将酸性发酵液中的各种营养物质充废为宝，延伸产业链的增加
效益的同时减少环镜污染。
2.技术研发及成果转化情况
生物炭是生物质在有限氧气供应条件下、在相对较低温度下热解得到的稳定的富碳产物，具有孔隙丰富、比表面积大、pH值高、抗生物分解能力强等特性。沈阳农业大学陈温福院士的生物炭研发团队，以生物炭为核心技术，以生物炭肥、生物炭肥料增效剂、生物炭土壤改良剂、生物炭育苗基质等为技术载体，在通过特殊工艺将玉米芯、作物秸秆等制成颗粒型炭素的基础上，经过长期大量试验，已成功研制出利用万寿菊发酵液含有的有效养分及其特殊功效，制作的成能延长肥效、改良土壤、促进作物早生快发的系列生物炭产品，包括水稻育苗调制剂，温室专用苗床基肥，花生专用肥、大豆专用肥及花卉培养基质等。相关技术已获国家发明专利5项，还有4项国家发明专利申请已经受理并进入公开程序，相关工业化生物技术及设备的研发已基本完成，可随时用于工业化生产。
三、利用万寿菊渣提取菊花总黄酮的技术研发及科技成果转化项目
1、项目的提出
利用万寿菊生产万寿菊油膏过程中将产生大量的万寿菊渣，仅以阜新市彰武县一地为例2012年种植万寿菊总面积近3万余亩当年产生的菊花粕高达5000吨以上，长期以来菊花粕只作为一种工业废弃物丢弃，由于数量较大往往造成严重的环境污染。公司联合沈阳农业大学等科研机构经大量实验发现，万寿菊渣中还含有大量黄酮类物质，黄酮作为一种生物活性成分可应用于多个领域。用于医药行业明显可以改善血液循环，降低胆固醇，降低了心脑血管疾病的发病率，改善心脑血管疾病的症状，同时作为天然抗氧化剂研究发现黄酮的抗氧化性能比VE 强 50 倍，比 VC 强 20 倍，而且能通过血脑屏障到达脑部，防治中枢神经系统的疾病，尤其对皮肤的保健、年轻化及血管的健康抗炎作用特别显著； 黄酮本身还是一种天然的黄色素，可以替代传统工业合成的对身体有严重损害的黄色素使用。因此利用菊花渣提取总黄酮，既可以减少污染又可以增加企业产值。
2.技术研发及成果转化情况
针对万寿菊渣提取总黄酮，公司技术部研发中心联合沈阳农业大学经过长期大量实验，成功研制出一套适合工业化生产的利用万寿菊渣提取总黄酮的应用方案。公司已对本套方案进行了设备调试和生产中试，证明本套方案
工业化转化 篇5
3月14日上午, 四川省政府副省长曲木史哈、省政府副秘书长杨新元赴四川省畜科院简阳猪科研育种基地考察调研了川藏黑猪配套系培育与成果转化情况。曲木史哈副省长现场考察了“川藏黑猪”产仔舍、藏猪舍和性能测定舍, 边看、边听、边问川藏黑猪生产性能、肉质风味、饲养成本、养殖收益, 以及产业化开发前景等情况, 并听取了首席专家吕学斌研究员关于川藏黑猪配套系培育与产业化示范汇报。
曲木史哈副省长指出, “十二五”期间全省农畜育种攻关培育出6个畜禽新品种 (配套系) , 名列西南第一、全国前列, 取得重大突破, 践行了创新驱动发展战略, 彰显了科技人员攻坚克难、埋头苦干、无私奉献精神。充分肯定了省畜科院在地方遗传资源挖掘利用、畜禽新品种 (配套系) 培育、成果转化和产业化示范方面取得的显著成绩。鼓励科技人员再接再厉, 培育出更多更好的优质特色畜禽新品种 (配套系) 。强调, 要按照发展新理念和供给侧改革的总体要求, 加快推进川藏黑猪成果转化和产业化示范, 创新商业模式, 提供更多的安全优质食品, 补齐短板, 满足市场需求, 让更多人吃得上、吃得起川藏黑猪肉, 为巩固和提升“川猪”地位做贡献。
工业化转化 篇6
1我国科研院所在科研成果转化问题上存在的问题和制约瓶颈
关于我国科研院所在科研成果转化问题上存在的瓶颈和制约问题的阐述以及分析, 文章主要从三个方面进行论述。第一个方面是在我国科研院所科研成果转化中, 相关的技术交易以及技术转让市场并没有得到完善。第二个方面是在我国科研院所科研成果转化中, 没有足够的资金来促进科研院所科研成果的产业化转化。第三个方面是在我国的科研院所科研成果转化中, 利益分配不均衡是科研成果转化的一个瓶颈问题。下面进行详细的论述以及分析。
(1) 在我国科研院所科研成果转化中, 相关的技术交易以及技术转让市场并没有得到完善, 造成信息不对称。现阶段在我国的科研成果市场中, 还是缺乏相对统一和开放的科研成果技术交易市场和科研成果转化市场, 这样就导致了我国科研院所的科研成果不能够及时的让相关企业知晓, 企业就没有选择以及购买科研成果技术的途径, 这种情况说明我国的科研院所和技术需求单位并没有一个非常顺畅的接触和沟通渠道。同时我国的相关企业也不能够将需要的科研技术及时的通过相应渠道反馈给科研院所中。我国现在的科研院所是一个相对封闭的科研环境, 重视理论研究, 对于技术应用则没有看重;重视技术研究, 对于成果的进一步开发则没有看重。这种研发态度和环境就导致了我国科研院所的科研人员在进行科研的过程中, 同外界很少联系或者是不联系, 这样就会进一步的导致成果的供应单位和需求单位的不了解和不信任。导致科研成果的理论知识和具体应用脱节, 在很大程度上制约了科研院所的科研成果工业化转化以及工业应用。
(2) 在我国科研院所科研成果转化中, 没有足够的资金来促进科研院所科研成果的产业化转化。在我国科研院所中, 科研成果转化的主要形式之一是创建科研院所自己的高科技企业, 这样能够有效的, 及时的将科研成果进行产业化转化, 实现成果的商品化。但是我们在这里需要正视一个重要问题, 那就是科研院所成立高科技企业需要很多的资金, 同时也需要科研院所具备进一步经营的能力, 特别是需要经营型人才。这一问题是科研院所的难点之一。我国的科研院所技术型人才密集, 但经营型人才缺乏, 缺乏商业化运作能力;同时大部分科研院所对于高科技企业的资金投入有限, 需要高科技企业通过其他渠道进行资金的招募, 但是高科技企业的资金投入有高投入以及高风险的特点, 因此很多的资金投资者对于高科技企业的投资处于观望的状态, 银行也由于高风险等原因不愿意将资金借贷给高科技企业, 这样就给高科技企业的运行和发展造成了非常大的困扰。我国相关部门规定, 高科技企业在创业初期是不具备进入我国证券市场的资格, 这样就导致我国的高科技公司不能够通过股票发行或者是债券发行的方式来募集资金。上述的问题也是我国科研成果没有有效转化的一个重要原因和瓶颈。我国科研院所成立的高科技公司在成立之初, 没有充足的资金进行科研成果转化运作, 主要的原因有三个, 第一个是高科技企业并没有充足的资本积累;第二个是高科技企业没有畅通的资金筹集渠道;第三个是由于高科技企业的投资项目具有很大的风险性, 因此资金筹集的能力较弱。上述三个原因就导致了高科技企业的运行不畅, 没有足够的能力将科研院所研发的科研成果进行有效工业化, 商品化转化。是科研成果转化过程中的一个重要瓶颈。
(3) 在我国的科研院所科研成果转化中, 利益分配不均衡是科研成果转化的一个瓶颈问题。在我国的科研院所中, 科研过程是一个非常复杂的过程, 涉及面非常广泛。在研发期间主要有三个因素推动了研发的有效进行。一个因素是充足的科研经费;第二个因素是科学的市场检验;第三个因素是衍生问题的动态处理。上述的三个因素在研发过程中起到了非常重要的推动作用。在研发过程中, 研发成果的转化离不开上述三个因素的帮助。虽然我国对于科研人员的待遇问题出台了很多的政策。这些政策都旨在鼓励科研人员进行科研成果的转化, 但是科研院所的相关领导对于科研成果的转化工作并没有足够的支持和重视, 没有严格的按照我国相关规定来进行科研成果转化工作。在我国的科研院所中, 科研成果主要的成果为职务成果, 具体的成果转化利益没有明确的规定, 因此难以确定最终的受益主体。在我国现在的科研院所中, 科研成果的转化主要功劳在于相关领导的正确领导以及科研单位提供的优质的科研环境, 忽视了科研人员在科研过程中的付出和努力。因此在成果转化利益分配过程中, 科研人员没有得到相应的待遇, 大部分的科研成果转化利益全部给了相关的领导。这样就直接的伤害了科研人员的科研进取心以及主动性, 积极性。这样的问题进一步发展就是个别的科研人员同外界人士合作, 造成科研院所的技术流失, 造成严重的经济损失。
2科研院所科技成果转化率低的原因分析
(1) 我国现阶段科研院所在对待科研成果态度上具有形式化的问题以及表象化的问题。在我国科研院所中, 科研项目的立项以及相应的后续程序严格的按照相应的规章制度进行, 在遇到科研难题时, 会找相关的科研同行进行咨询, 或者是查阅文献以及检索引证。关于科研项目的具体进程只是汇报给相关的管理部门。我国现在的科研立项大多是一些形式化或者表面化的东西, 导致科研项目本身就存在着先天不足。很多科研院所最主要的目的是通过项目获取经费。很多的立项科研成果是通过不计成本的投入在实验室中模拟形成, 但是在我国的商业领域需要的是最小的投入最大的回报, 因此我国的科研成果很难到达商业上的要求。我国的科研成果在投入生产过程中长时间不能生产出合格的产品, 这就是科研过程中形式化或者是表象化的危害。
(2) 在我国的科研院所进行科研成果研发过程中为了片面的追求洋化的科研成果而忽视了科研成果的本土化。科研院所撰写的博士或硕士科研论文, 以及各项科研课题的申报与获批, 其中, 均有“国际相同研究领域、成果及水平”等模板要求。瞄准国际前沿本身并没有什么瑕疵, 但一味最求国际先进, 与国内的需求和实际脱节, 这种追求洋化的重复投入, 从根本上遗失了本土化和适用化的内在需求, 也忽略了我国工业化短暂进程的内在特点。
(3) 在我国的科研院所中, 相应的科研管理机制和体系制约了科研成果研究的正常运转, 这样就导致了科研成果的虚拟化问题科研院所的评职机制、教学科研考核机制和名利驱动机制等, 导致科研人员注重的目标不是科研成果的应用与转化, 而是科技成果本身的研究过程与成果鉴定。简单说, 科研证书完全满足了名誉的需求。“用与不用、用好不用好”完全是企业与社会的行为, 学术研究呈现了虚拟化和泡沫化的乱象。
3我国科研院所科研成果在工业转化过程中遇到瓶颈的处理方法
关于我国科研院所科研成果在工业转化过程中遇到瓶颈问题的处理方法的论述以及分析, 文章主要从三个方面进行阐述。第一个方面是在科研成果工业化转化的过程中, 我们要实行产学研三位一体化方针, 同时要创新拓展转化过程中的实施路径。第二个方面是在科研成果工业化转化的过程中, 我们正确的使用风险投资相关运营模式, 同时还要对风险投资的相关运营模式进行创新。第三个方面是在科研成果工业化转化的过程中, 相关院所应该建立健全相应的研发转化激励体系。下面进行详细的论述以及分析。
(1) 在科研成果工业化转化的过程中, 我们要实行产学研三位一体化方针, 同时要不断拓展转化过程中的实施路径, 多模式, 多渠道实现成果的市场化。转化技术合作模式的应用具有重要的意义, 技术合作是一种资源优势互补的合作, 高校和企业能根据各自的优势进行合理分工, 这种需求和资源结构的互补性能够产生比单一资源单独使用更大的效率, 在合作项目进展的不同阶段资源的配置也更加合理。
(2) 在科研成果工业化转化的过程中, 我们正确的使用风险投资相关运营模式, 同时还要对风险投资的相关运营模式进行创新风险投资是科研院所通向资本市场、促进科研院所科技成果转化的一条捷径。利用风险投资有助于缩短科研研究到工业生产的周期, 加快科技成果商品化, 促进高新技术产业化。风险投资的择优培植机制, 为我国科研院所附属科技企业的成熟创造了条件, 对我国科研院所高新科技产业的发展起到催化作用。
(3) 在科研成果工业化转化的过程中, 相关院所应该建立健全相应的研发转化激励体系。对于科研人员来讲, 科技成果转化成的实际收益是非常重要的, 它能够有效的调动科研人员的积极性。因此我国的科研院所应该不断的完善和建立科研收益分配制度来鼓励相关的科研人员。在美国, 科研成果的转化收益有三分之一是用于奖励科研人员的辛苦努力和付出。这样的结果能够最大限度激发科研人员的工作热情, 有效的处理科研人员工作积极性不高的问题, 让科研人员积极的进行科研成果的转化工作, 推动科研成果的转化进程。让科研成果真真正正的转化成为对我国经济发展有帮助的成果。
参考文献
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工业化转化 篇7
石油是国家重要能源, 石油和石油产品的供应不但与国民经济的发展紧密相关, 而且与国家能源安全息息相关。环保法规的日趋严格, 使催化裂化面临严峻的挑战。催化裂化作为一种先进的工艺技术, 有着其他工艺不可替代的诸多优点, 但从清洁燃料指标要求来看, 由于其产品的十六烷值低、汽油烯烃含量过高等, 已不能满足质量要求。目前, 最突出的矛盾是汽油烯烃含量过高, 如何在保证轻质产品收率不减少的前提下降低催化汽油的烯烃含量, 同时尽可能保持辛烷值, 是催化裂化技术研究的重大课题。所以, 开展重质油轻质化及产品的后精制、清洁化技术的研究和工艺开发对我国石油炼制技术的发展相当重要。
二、国内技术成果转化存在的问题及原因
我国在工程技术开发及转化方面比较落后, 成果工业化率低、周期长, 经济效益低。这也就造成了很多技术需要长期引进的被动局面。究其原因, 主要有以下几方面:
1. 真正具有工业转化价值的研究成果比例不高。
现在有很多成果, 只是纸上谈兵;有些研究深度不够;有些只是设想经不起考验, 没有经济性, 离工业化有很大距离。
2. 缺乏转化机制和专业工程技术人员。
工程化、产业化的首要任务是识别成果的可转化性, 不但要考虑项目的技术含量、项目转化后的预期经济效益、社会和环保效益, 而且要考虑项目的转化难度、可推广程度及远景目标。这就需要具有一批具有复合型知识结构的专业技术人员有组织地实施。目前国内缺乏这种有效的产业化机制和技术专家。
3. 缺乏有利的社会外部环境, 对技术转化重视不够, 认同不够。
技术工程化和技术研究一样, 需要付出长期的艰辛劳动, 把复杂的研究数据变成简单的工程方案, 技术上便于推广, 但千辛万苦搞成的工程技术, 在有偿使用方面面临很大困难, 往往遭到技术剽窃。严重挫伤了工程技术人员的积极性。结果造成一个恶性循环, 严重影响技术转化水平的提高。
我国在工程技术开发及转化方面一直相当落后, 这也造成了很多技术需要长期引进的被动局面。有些技术及工艺在国内开发出来, 但工程放大、工程开发甚至工程设计却要外国人承担, 最后“钥匙”掌握在外国人手里, 关键技术和工艺包仍属外国人专有。造成这些问题的根本原因在于我国缺乏自己的石油化工新技术工程研究中心。
要想改变技术转化的不利局面, 让更多的科研成果及时转化成工业技术, 本项目的实施就是闯出适合我国国情的模式。
三、项目的特点及可行性
两段提升管催化裂化新技术工业化中试项目最大的特点是项目的不确定性和项目的风险。该项目是一个从科研、实验室研究的理论研究向工程转化一个过程;是一个全新的工艺, 是我国炼油工业第一次缩短催化裂化反应的时间, 也是我国第一套两段提升管催化裂化装置。
该工艺技术具有催化剂接力、分段反应、短反应时间和大剂油比的特点。
两段提升管催化裂化新技术工业化中试项目的关键是工艺方案, 而工艺方案的关键是将第一段生成的柴油取出作为产品, 汽油与重油组分混合后进入第二段与再生后的催化剂接触继续反应。这样, 在第二段就存在一个汽油与重油以哪一个组分反应为主的问题。
当以第一段生成汽油的二次裂化反应为主时, 经过试验总的汽油产率下降, 液化气等产率上升, 产品分布变差, 则该工艺无应用价值。
当第一段生成重油组分的裂化反应占主要地位时, 重油组分的裂化反应生成大量的轻质油品, 可以有效地降低重油产率, 提高轻质油品收率, 改善产品分布, 从而产生明显的经济效益。
在整个技术开发过程中, 从技术基础研究、工业化方案研究及工程设计到施工建设及工业试验, 专门为该项目的实施组织有关专家多次召开论证会, 为该项目的成功开发提供了有利的技术支持。
四、项目经验
两段提升管项目是一个全新的工作, 没有可以借鉴的经验。通过项目的实施, 开创了我国在科研成果往工业化转化过程中的先例, 为炼油项目的科研成果转化提供了可以借鉴的经验。
该项目在方案论证阶段, 由于实验提供的仅是理论数据和试验阶段的成果, 我们多次组织国内有关专家进行论证, 经过多次论证, 提出了更加可行的方案。
在项目的设计阶段, 多次与设计专家进行沟通交流, 并结合现场的实际情况, 在满足工艺要求的前提下, 尽量节约投资, 并且在设计过程中尽可能地使用成熟的新工艺、新技术, 例如:KH-3喷嘴, 石油大学等单位开发的FSC和VQS旋流式快速分离系统等, 粗旋、预提升技术, 使设计工作更加可靠。
在项目施工阶段, 充分利用风险管理的方法, 合理安排施工各专业之间的通力协作, 使施工的风险降到最低, 而且费用较预算节约约5%。
在新装置实施过程中, 第一步确保装置能流化正常;第二步使装置能够正常运行;第三步调整优化操作;第四步进行各种条件下的工业试验。在实验中, 我们根据装置的实际情况及时调整有关的工艺参数, 使实验能够在最佳的条件下进行, 从而使两段提升管新技术能够得到充分的验证, 把理论通过项目的实施得到了升华。
五、结论
该项目在充分进行理论分析、现场采样分析和实验室实验的基础上, 提出的两段提升管催化裂化新技术具有催化剂接力、大剂油比、分段进料和短停留时间等诸多优点。这些优点经我公司工业化试验和多年的运转得到了验证, 体现了效益最大化。
1. 根据实验室研究成果, 通过多种设计方案比较, 将我公司的10万吨/年催化裂化装置成功改造成为世界上第一套两段提升管催化裂化 (TSRFCC-I型) 工业试验装置 (15万吨/年) , 并一次开车成功、运转状况良好。
2. 工业试验和运转充分证实了两段提升管催化裂化理论的正确性和实用性。工业试验结果表明, 对于难裂解的油, 两段提升管催化裂化技术能提高产品的收率和改善产品的质量。
3. 通过本项目的实施, 使两段提升管的理论得到验证, 开创了我国在科研成果往工业化转化过程中的先例, 逐步形成“实验室研究——中试放大——工业化生产 (技术推广) ”一条龙科研开发体系, 并且取得了可喜的经济效益。
摘要：两段提升管催化裂化技术是一种能提高催化装置处理能力, 提高装置液收率, 改善产品质量的技术。本文就该新技术工业化转化进行了说明, 对我国炼油行业新技术转化有着重要的社会和经济意义。
关键词：成果,工业化转化
参考文献
[1]左丽华.我国催化裂化技术发展现状及前景.石油化工技术经济, 2000, 16 (1) :16-21
[2]M.W.Schnaith, D.A.Kawff.Resid FCC regenerators:technology options and experience.NPRA Annual Meeting, San Antonio, Texas, 1997
工业化转化 篇8
一、白银市工业发展阶段分析
1. 开发建设阶段 (1950—1962年) 。
1952年经勘探证实“白银厂”为中国最大的铜矿之一。1954年9月, 国家重工业部批准成立“白银厂有色金属公司”, 列为“一五”期间国家156项重点建设工程之一。1956年白银矿山大爆破, 拉开了白银市第一次创业的大幕。1960年4月白银市练出第一桶铜, 随后白银公司成为年产电解铜3.2万吨、工业硫酸17万吨的特大型中央企业。
2. 资源鼎盛阶段 (1963—1984年) 。
白银的铜资源规模化开采始于20世纪60年代。之后白银的电解铜产量连续十年保持在4万吨以上, 约占全国铜产量的25%以上, 1977年阴极铜产量48 619吨, 占全国铜产量的35%;硫产量占全国的40%。采掘业从业人员年均4万人, 最多时达到8万多人, 占全市企业职工人数的88.9%, 创造了铜硫产品常量和产值利税连续十八年全国第一的辉煌业绩, “白银炼铜法”是中国唯一具有自主知识产权的炼铜法。
3. 衰减枯竭阶段 (1985—2010年) 。
计划经济时期的掠夺式开采, 加速了资源的衰竭。1984年6月白银公司露天矿一号采场闭坑, 1988年4月二号采场闭坑。靖煤公司宝积山和红会三矿于2001年2月关闭, 王家山煤矿一号井资源基本枯竭。采掘业占全市工业的比重由1965年的53%下降到2009年的15.1%;采掘业职工占全部工业职工人数的比重由1985年的88.9%下降到2009的41%。
二、白银市工业发展现状分析
1. 白银市工业发展的特点。
(1) 以重工业为主的工业结构。近年来, 白银市以推进城市转型为主线, 着力培育多元支柱产业。2010年, 全市实现工业增加值144.09亿元, (1) 规模以上工业企业完成增加值128.31亿元。其中, 中央企业完成增加值36.93亿元, 增长18.26%;省属企业完成增加值63.19亿元, 增长20.22%;市及市以下工业完成增加值28.19亿元, 增长34.38%。 (2) 多元主导行业发展前景广阔。2010年, “四大主导行业”实现增加值97.64亿元, 占全市规模以上工业增加值的比重达到76.10%, 占全部工业的31.32%。其中, 有色行业完成增加值29.5亿元, 同比增长21.07%;煤炭行业完成增加值31.36亿元, 同比增长20.38%;化工行业完成增加值12.71亿元, 同比增长17.76%;电力行业完成增加值24.07亿元, 同比增长16.68%。 (3) 高耗能企业的生产技术水平较高。白银有色集团铜、铅、锌冶炼主要工艺技术处于国际先进水平。铜冶炼工艺是自行开发研制的具有国际先进水平的“白银炼铜法”;西北铅锌冶炼厂锌冶炼采用国际领先的黄钾铁矾湿法炼锌技术;第三冶炼厂采用在当今国际上仍属先进水平的ISP工艺;电石矿热炉已全部淘汰了小炉型, 正在向25 500KVA的大炉型、全密闭、零排放方向发展。
2. 白银市工业发展的问题。
(1) 工业总量小, 整体发展水平不高。2009年, 白银工业增加值占全省的8.06%, 人均工业增加值7 550元, 虽高于甘肃省人均水平2 470元, 但比全国人均水平10 240元低2 690元, 在未来的发展中, 面临的竞争压力很大。 (2) 工业结构不合理, 发展后劲不足。受优势资源枯竭和体制机制转轨的双重制约, 加之自主创新能力薄弱, “两高一资”工业结构为主, 工业产出80%以上为资源、原材料、能源和初级产品, 产业链条短, 产品附加值低。2010年末, 全市金融机构各项存款余额348.44亿元, 贷款余额只有186.64亿元, 贷存比为2∶1。 (3) 污染问题突出, 资源循环利用水平较低。部分资源型企业投入不足、技术装备落后, 产生大量工业“三废”。年污水排放量达3 900多万吨, 其中工业废水排放量1 800多万吨。每年还产生有色金属冶炼废渣、尾矿等固体废弃物300万吨, 堆存达8 000多万吨, 采煤塌陷区和矸石区占地面积达到23平方公里。
3. 基于甘肃省的重点年份工业重点行业区位商分析。
(1) 区位商。区位商是产业的效率与效益分析的定量工具, 是一种较为普遍的集群识别方法, 是用来衡量某一产业的某一方面在一特定区域的相对集中程度。区位商大于1, 说明此行业发展在该区域或全国处于优势地位;等于1则说明与该区域或全国同行业水平相等;而区位商小于1说明此行业在该区域或全国处于劣势地位。 (2) 白银市基于甘肃省的重点年份工业重点行业区位商分析。为了考察和分析白银市的工业优势行业变动, 现将区位商值大于2的行业列为“显著优势行业”;区位商值大于1小于2的行业列为“潜在优势行业”;区位商值小于1的行业列为“比较劣势产业”。
资料来源:《白银统计年鉴1999》、《白银统计年鉴2005》、《白银统计年鉴2008》、《甘肃统计年鉴1999》、《甘肃统计年鉴2005》、《甘肃统计年鉴2008》。
根据表1, 通过对1999年、2005年和2008年三年区位商的比较可以把工业主要行业的优劣势变化主要分为以下几类: (1) 优势递减行业。优势递减行业主要包括煤炭业采选业、食品制造业、金属制品业、专用设备制造业和有色金属冶炼及压延加工业。食品制造业、金属制品业和有色金属冶炼及压延加工业的递减趋势最为明显。其中, 食品制造业由潜在优势行业降为比较劣势行业, 有色金属冶炼及压延加工业的区位商从5.08 (1999) 下降为2.26 (2008) , 虽然还没有下降到2以下, 但其在甘肃省的优势地位已明显下降。 (2) 优势增强行业。食品加工业、化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业和皮革、毛皮、羽毛 (绒) 及其制品业这四个工业主要行业的区位商显示出逐渐增大的趋势。化学原料及化学制品制造业的区位商由0.82 (1999) 快速增长到2.02 (2005) 后来又上升到3.37 (2008) , 毛皮、羽毛 (绒) 及其制品业的区位商从2005年的0.22上升至2008年的2.42, 两个行业由比较劣势产业发展为显著优势产业。 (3) 微变化行业。这类行业主要包括饮料制造业、纺织业、电器机械及器材制造业、橡胶制品业、黑色金属冶炼及压延加工业。橡胶制品业的变化最小, 变化幅度仅为0.03 (上升) ;纺织业、饮料制造业和橡胶制品业作为支持当地工业行业多元化而存在, 在没有明显的资源优势的情况下没有得到很大的发展;黑色金属冶炼及压延加工业属资源依赖性行业, 在资源限制的条件下, 其发展受到了严重制约。
三、结论
综上所述, 在资源枯竭的情况下, 白银市逐渐开始重视工业行业多元化的发展, 限制资源依赖型行业的进一步发展。但是, 由于这些行业长期以来已经形成了规模效应, 同时, 资源型行业已经成为支撑白银市发展的重要力量之一, 在没有形成新的支撑当地经济发展的行业之前, 急剧的缩减资源型行业的规模, 将会阻碍当地经济发展, 提高社会失业率, 不利于白银市和谐社会的建设。
参考文献
[1]宋杰洁, 乔森, 等.白银市的经济转型研究[J].华商, 2008, (2) .
[2]聂华林.甘肃省资源型城市经济转型问题研究[J].开发研究, 2004, (4) .