中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室高金森教授、石孝刚副教授、蓝兴英教授和徐春明院士等在中国工程院院刊Engineering发表了共同撰写的观点述评文章《碳中和背景下中国石化行业转型升级技术路径》，为中国石化行业在“双碳”目标下的发展指明了方向。

石化行业作为我国基础和支柱产业，也是实现减排降碳的重要工业部门。截至2019年，石化过程碳排放量约4.7×108 t·a^-1，占我国总碳排放量的5%。在全球碳中和的大背景下，我国提出“双碳”目标，石化行业的转型升级迫在眉睫。

从转型思考层面来看，源头、过程、终端三个环节都至关重要。在石化源头，我国石油加工流程中常减压流程、催化裂化等占碳排放90%以上，降低原料油劣质化、重质化，加工更多轻质、低碳原料油，是实现碳减排的关键。在石化过程中，一方面要节能降耗，如提高工业炉热效率，应用新的吸附分离等技术降低精馏提纯能耗；另一方面要实现供能绿色化、电气化，通过绿电技术替代传统供能和制氢方式；此外，缩短工艺流程、减少高强度加工，如采用原油直接蒸汽或催化裂解制取化学品技术，也能降低碳排放。在石化产品终端和过程终端，提高石油原料到产品的材料转化，降低燃料油使用份额；同时对燃料燃烧产生的低浓度CO₂进行提浓，再进行碳捕集、利用与封存，可实现负碳排放。

该研究还提出了具体的技术路径。典型工艺升级方面，以催化裂化（FCC）工艺为例，传统空气烧焦方式导致再生烟气中CO₂浓度低，捕集成本高。而采用CO₂+O₂混合气体为氧化剂的再生新工艺，可将再生器烟气中CO₂的浓度提高至90% - 95%，不仅能降低捕集成本，还能实现环境效益和经济效益双赢。以某260万吨FCC工业装置为例，新工艺每年可节省能耗2.5万吨标油，减少60万吨CO₂排放。

图 1. FCC 中使用 CO₂ + O₂ 混合气体的再生新工艺。

低碳排放创新工艺技术也有诸多亮点。绿电供热乙烯生产蒸汽裂解技术有望在乙烯生产中大幅降低CO₂排放；重油加氢的传质强化技术，通过纳微气泡强化传质，无需高压操作就能实现高效加氢；石化残渣油的新气化技术可实现近零排放，生产的高品质合成气能满足石化过程需求。关键设备革新上，针对高耗能的加热炉，提出烟气循环的纯氧断氮燃烧技术，可使CO₂浓度理论达95%以上，降低零碳排放成本。

该研究提出的应对策略不仅为中国石化行业在“双碳”目标下的发展提供了切实路径，也能为世界石化产业的低碳发展提供有益参考。（来源：EngineeringJournals微信公众号）

相关论文信息：https://www.engineering.org.cn/engi/EN/10.1016/j.eng.2023.05.021