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前不久，在上海舉辦的2023年國際碳中和技術(shù)、產(chǎn)品和成果博覽會上，中國石化上海石油推廣銷售的“B5柴油”（餐廚廢棄油脂經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)后制成生物柴油，按照一定比例與普通柴油調(diào)和而成的油）亮相展會，展示了餐廚廢棄油脂資源化利用的應(yīng)用場景與發(fā)展成效，為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供了實(shí)踐樣本。

像B5柴油這樣由生物體組成或轉(zhuǎn)化的固體、液體或氣體燃料，以及以生物質(zhì)為原料或利用生物法制取獲得的新型材料，具有綠色、環(huán)境友好及原料可再生等特性，成為推進(jìn)“雙碳”戰(zhàn)略的重要抓手。本版推出專題，介紹中國石化發(fā)展綠色生物質(zhì)能源和材料產(chǎn)業(yè)的部分實(shí)踐。

生物基燃料

生物基燃料泛指由生物體組成或轉(zhuǎn)化的固體、液體或氣體燃料。它是可再生能源開發(fā)利用的重要方向，具有良好的可貯藏性和可運(yùn)輸性，是可提供可替代石油的液體燃料。狹義的生物基燃料僅指液體生物燃料，主要包括燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料等。

生物航煤

什么是生物航煤？

生物航煤是以可再生的生物質(zhì)能源為原料生產(chǎn)的航空煤油，其來源包括棕櫚油、蓖麻油、棉籽油等動植物油脂，還有餐飲廢油，也就是俗稱的“地溝油”。

中國石化的努力

鎮(zhèn)海煉化：生物航煤工業(yè)化裝置成功試生產(chǎn)

□卞江岐

近日，鎮(zhèn)海煉化煉油四部技術(shù)組組長朱劉津查看生物航煤裝置控制屏，管線、反應(yīng)器、塔等設(shè)備中充斥著氮?dú)猓员苊庠O(shè)備和空氣接觸而生銹，等待下一次生產(chǎn)的到來。

去年5月，國內(nèi)首套生物航煤工業(yè)化裝置試生產(chǎn)，共加工“餐飲廢油”原料2200噸，生產(chǎn)生物航煤合格產(chǎn)品600余噸。生物航煤的主要原料就是餐飲廢油，同時(shí)也包括部分動植物油脂、農(nóng)林廢棄物等，與傳統(tǒng)的以石油為原料生產(chǎn)的航煤相比，全生命周期二氧化碳的排放量最高可以減少50%以上。

要順利完成生物航煤工業(yè)化裝置的試生產(chǎn)任務(wù)，首先要制定完善可行的試車方案。鎮(zhèn)海煉化加氫技術(shù)團(tuán)隊(duì)與石科院、SEI溝通討論生物航煤開停工主要思路方向，與發(fā)展、計(jì)劃、生產(chǎn)、質(zhì)管等相關(guān)部門討論完善生物航煤原材料采購、系統(tǒng)配套、開停工步驟等，協(xié)調(diào)制定關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，反復(fù)推敲解決生物航煤工況與柴油工況切換、石油基航煤分離、生物航煤產(chǎn)品質(zhì)量把控等一系列技術(shù)問題，終于通過了試生產(chǎn)方案的專家評審。

試生產(chǎn)過程中，鎮(zhèn)海煉化成立攻關(guān)小組。為解決原料帶水問題，攻關(guān)小組通過反復(fù)查閱設(shè)備資料、現(xiàn)場摸索攻關(guān)、優(yōu)化抽真空系統(tǒng)操作，成功解決真空塔油泵帶水異常的問題。為滿足產(chǎn)品24種金屬含量均小于0.1毫克/千克的要求，攻關(guān)小組反復(fù)研究優(yōu)化系統(tǒng)置換方案，確保系統(tǒng)的潔凈度，攻克了這一難關(guān)。

生物航煤工業(yè)化裝置試生產(chǎn)的成功，為能源企業(yè)摸索出了一條加速布局綠色低碳產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)綠色能源發(fā)展多元化之路，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”做出了有益嘗試與探索。

石科院：實(shí)現(xiàn)“地溝油”上天越洋

□陳子佩 徐 凱

傳統(tǒng)的航空煤油都是由石油加工而成，作為我國最早開發(fā)常規(guī)航空燃料生產(chǎn)技術(shù)的單位，石科院在航空煤油領(lǐng)域技術(shù)積淀深厚，但在2009年6月面對立項(xiàng)研究生物航煤這一挑戰(zhàn)時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)也犯了難。

生物航煤的原料餐飲廢油和常規(guī)航煤的原料石油差異極大。石油主要由碳、氫兩種元素組成，含氧量低于0.1%；“地溝油”等生物油脂由碳、氫、氧3種元素組成，含氧量在10%~15%。如何用兩種區(qū)別大的原料生產(chǎn)出性質(zhì)類似的產(chǎn)品？當(dāng)時(shí)國內(nèi)相關(guān)技術(shù)還是一片空白。

石科院科研團(tuán)隊(duì)運(yùn)用“化歸思想”，把目光投向生產(chǎn)常規(guī)航煤時(shí)去除雜質(zhì)的一項(xiàng)重要手段——加氫精制技術(shù)。“我們決定對標(biāo)石油航煤來研制，把‘地溝油’變成與石油基航煤基本一致的組分。”研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員之一、石科院高級工程師渠紅亮這樣描述研發(fā)思路，“我們可以想辦法利用加氫精制技術(shù)，把‘地溝油’原料中的氧原子從脂肪酸甘油三酯分子上‘揪’下來?！?/p>

思路有了，落地卻又成為難題。

“生物油脂中的氧含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石油，這意味著加氫精制過程中需要脫除的雜質(zhì)量是以石油為原料時(shí)的幾十倍乃至百倍。同時(shí)，在剝離氧原子的過程中會生成大量的水，對反應(yīng)造成嚴(yán)重干擾?！奔瘓F(tuán)公司首席專家、時(shí)任石科院副院長聶紅回憶道。

石科院研發(fā)團(tuán)隊(duì)嘗試、推翻、再嘗試……先后攻克了原料篩選、技術(shù)路線設(shè)計(jì)、工藝條件優(yōu)化、催化劑配方定型、工業(yè)化放大等一系列難題，自主研發(fā)出包括RJW-3、RIW-2、RLF-10L在內(nèi)的系列配套催化劑，形成了突破性的中國石化生物航煤生產(chǎn)（SRJET）技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量及工藝技術(shù)指標(biāo)完全達(dá)到國際先進(jìn)水平。

2011年9月，中國石化利用石科院自主研發(fā)的SRJRT技術(shù)在旗下鎮(zhèn)海煉化建成亞洲第一套生物航空煤油工業(yè)示范裝置，生產(chǎn)出合格的生物航煤，被命名為“中國石化1號生物航煤”；2014年2月，中國石化獲得中國民航局頒發(fā)的中國第一張生物航煤適航許可證；2022年4月，中國石化生物航煤產(chǎn)品獲得可持續(xù)生物材料圓桌會議認(rèn)證頒發(fā)的RSB可持續(xù)認(rèn)證證書，具備了進(jìn)入歐洲及國際航空減排市場的資質(zhì)；2022年6月28日，鎮(zhèn)海煉化國內(nèi)首套生物航煤工業(yè)生產(chǎn)裝置產(chǎn)出合格生物航煤產(chǎn)品，我國向生物航煤的大規(guī)模生產(chǎn)及商業(yè)化應(yīng)用又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

生物柴油

什么是生物柴油？

生物柴油是指植物油（如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等）、動物油（如魚油、豬油、牛油、羊油等）、廢棄油脂或微生物油脂與甲醇或乙醇經(jīng)酯轉(zhuǎn)化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。

中國石化的努力

中國石化早在2001年就開始部署生物柴油新技術(shù)的研發(fā)，2005年完成小試；2006年在石家莊煉化建成2000噸/年中試裝置，先后完成以菜籽油、棉籽油、棕櫚油、大豆酸化油、餐飲地溝油為原料生產(chǎn)生物柴油的中試，為建設(shè)6萬噸/年生物柴油國家工業(yè)化示范裝置奠定了基礎(chǔ)。2013年3月，中國石化研究開發(fā)的新一代生物柴油技術(shù)變餐飲廢油為生物柴油產(chǎn)品，同年在江蘇建設(shè)一套10萬噸/年生物柴油示范裝置。2017年10月，中國石化加油站加注餐廚廢棄油脂制生物柴油（B5）啟動儀式在上海市舉行，生物柴油正式向社會推廣。

上海石油：發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的樣本

□陸佳宏 雷 軍

230余座加油站銷售B5車用柴油，占上海石油加油站總數(shù)的40%。上海石油成為國內(nèi)首家生物柴油市場化推廣的成品油銷售企業(yè)，為發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供了示范樣本。

上海石油自2017年10月30日在莊行加油站向環(huán)衛(wèi)車輛加注第一槍B5車用柴油以來，截至目前已向社會供應(yīng)B5車用柴油累計(jì)190余萬噸，消納餐廚廢棄油脂逾7萬噸，打通了俗稱“地溝油”等廢棄油脂閉環(huán)處置的“最后一公里”。

位于G60高速公路滬浙收費(fèi)站的金楓462加能站是上海石油B5車用柴油銷量較高的加油站之一，日均銷量近百噸?！澳壳?，我站B5車用柴油銷售額占柴油總銷售額的68%。通過多年的市場銷售，眾多卡車司機(jī)已經(jīng)完全接受B5車用柴油。”站長何瑋介紹。

“跑高速時(shí)，B5車用柴油比0號柴油更省油，既能參加營銷活動，又能為環(huán)保出力，我的車子一直加注B5車用柴油?！痹贕1503高速旁的林團(tuán)加能站加油的卡車司機(jī)李師傅說。

為推廣B5車用柴油，上海石油一方面持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)點(diǎn)布局，調(diào)整加能站油罐、油槍布局，加大員工開口營銷力度；另一方面與上海市多家企業(yè)簽訂B5車用柴油定點(diǎn)加油協(xié)議，推進(jìn)B5車用柴油直銷采購業(yè)務(wù)。2022年，上海石油累計(jì)為逾400萬車次加注生物柴油。

生物基材料

生物基材料是指利用可再生生物質(zhì)，包括谷物、豆科、秸稈、竹木粉、動物皮毛廢棄物等，通過生物、化學(xué)、物理等手段制造的一類新型材料。主要包括生物塑料、生物基平臺化合物、生物質(zhì)功能高分子、功能糖產(chǎn)品、木基工程材料、皮革基服役材料等產(chǎn)品，具有綠色、環(huán)境友好、原料可再生，以及生物可降解的特性。

什么是聚乳酸（PLA）？

聚乳酸是一種新型的生物基可再生降解材料，使用可再生的植物資源(如玉米、木薯等)所提出的淀粉為原料制成。淀粉原料經(jīng)糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸，通過合成丙交酯單體聚合得到聚乳酸材料。其具有良好的生物相容性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。

中國石化的努力

大連院：支撐聚乳酸材料產(chǎn)業(yè)升級

□孫寶翔

聚乳酸（PLA）因其性能優(yōu)良、生產(chǎn)技術(shù)較成熟、產(chǎn)業(yè)化程度較高，是目前可降解塑料行業(yè)的主流產(chǎn)品，在一次性塑料制品領(lǐng)域，也是最有希望大規(guī)模替代現(xiàn)有聚烯烴類不可降解塑料的產(chǎn)品。

丙交酯作為乳酸合成聚乳酸的中間單體，其制備技術(shù)壁壘相對較高，是制約國內(nèi)聚乳酸行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵“卡脖子”技術(shù)。大連院針對丙交酯制備過程中的“卡點(diǎn)”，開發(fā)了高效反應(yīng)器和工藝，可提高產(chǎn)品收率和產(chǎn)品品質(zhì)?！笆濉逼陂g，大連院完成了乳酸合成丙交酯小試技術(shù)的研發(fā)工作，通過了中國石化組織的技術(shù)評議，小試技術(shù)整體處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，并于2021年完成中試研究，打通了連續(xù)制備丙交酯全流程，驗(yàn)證了自主開發(fā)工藝和設(shè)備的可行性，獲得了聚合級丙交酯單體，目前正在編制萬噸級工藝包。

從源頭來看，聚乳酸是生物基的可降解材料，機(jī)械性能優(yōu)異，最具發(fā)展前景。大連院在聚乳酸產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)方面，形成了乳酸—丙交酯—聚乳酸—改性產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)，掌握了發(fā)酵菌種、過程控制、聚合工藝及改性技術(shù)等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化技術(shù)突破，有效支撐了我國聚乳酸材料產(chǎn)業(yè)升級，為材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和目標(biāo)提供了解決方案。