和汽油中的“硫”说拜拜

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10月10日，习近平总书记视察九江石化，了解石化企业转型升级绿色发展等情况。习近平总书记指出，石化产业是国民经济的重要支柱产业，希望你们按照党中央对新型工业化的部署要求，坚持绿色、智能方向，扎扎实实、奋发进取，为保障国家能源安全、推动石化工业高质量发展作出新贡献。

多年来，中国石化始终坚持绿色、清洁发展，大力推进减污降碳，持续推进油品质量升级，基于S Zorb技术形成汽油超深度脱硫解决方案，技术水平国际领先，显著提升了我国清洁油品生产技术水平和国际竞争力，2023年4月斩获第48届日内瓦国际发明展金奖。目前，该技术已成为我国生产超低硫清洁汽油的核心技术，为我国汽油质量快速提升、绿色升级作出卓越贡献。

本版文图由 宋 烨 陈子佩 郭 莘 徐 莉 黄福荣 提供

S Zorb技术的成功应用及启示

中国工程院院士、美国国家工程院外籍院士    曹湘洪

问：国际上有哪些催化汽油超深度脱硫技术？中国石化的S Zorb技术处于什么水平？

答：我国炼油厂加工的原油中汽油馏分少、比较重，市场对汽油和民用液化气的需求大，导致炼厂蜡渣油加工装置形成了以催化裂化为主、延迟焦化并存的格局。装置结构决定了催化汽油是汽油中的主要调和组分，汽油质量升级及超低硫化难度大。

欧美发达国家炼油厂加工的原油比较轻，汽油馏分含量高，民用燃料以天然气为主，导致炼厂蜡渣油加工装置形成了催化裂化、加氢裂化、延迟焦化多元化的格局，装置结构决定催化汽油在汽油中的调和比例一般占30%~40%，汽油质量升级及超低硫化（硫含量小于10ppm）难度相对较小，但催化汽油深度脱硫也是必须解决的问题。他们开发了催化汽油选择性加氢深度脱硫技术，具有代表性的有法国石油研究院（IFP）的Prime-G＋技术、美国埃克森美孚公司（Exxon Mobil)的SCANfining技术。这些技术在实现催化汽油深度脱硫的同时，都会造成较大的辛烷值损失，但由于汽油中其他高辛烷值调和组分占比高，具有承受能力。

中国石化收购的美国康菲公司的S Zorb技术是一种反应吸附脱硫技术，在氢气气氛中，吸附剂上的活性组分镍会发生催化作用，使汽油中的硫化物生成硫化氢，而生成的硫化氢又立即在吸附剂上被氧化锌吸附而生成硫化锌，含硫化锌的吸附剂输送到再生器后，硫化锌又转化成氧化锌并被送回反应器，如此循环可达到催化汽油深度脱硫的目的。与加氢脱硫相比，反应吸附脱硫技术脱硫能力强、烯烃饱和度小、辛烷值损失小。

中国石化在收购S Zorb技术后，针对原技术存在的问题，组织团队创新开发，很快攻克了吸附剂生产技术和采用原技术的装置运行周期短等难题，实现了技术的全面推广应用。此后，石科院又对吸附剂持续进行迭代创新，使辛烷值损失比常规技术降低了60%。美国埃克森美孚公司专家评价，中国石化S Zorb脱硫技术是目前世界上最先进的催化汽油深度脱硫技术。

问：S Zorb技术对我国石化行业高质量发展有什么积极意义？

答：我国汽油以催化汽油为主要调和组分，在汽油质量升级的过程中，硫含量不断下降，烯烃控制指标持续严格，S Zorb技术为此作出了重要贡献：一是降低了汽油质量升级投资，S Zorb装置支持汽油国4、国5、国6标准的实施，中间不用再增加投资；二是通过减少辛烷值损失使产品的辛烷值提高；三是通过降低能耗与氢耗，降低了运行成本。截至目前，国内已建成39套S Zorb装置，总加工能力达5200万吨/年。

问：S Zorb技术的成功应用对中国石化的科技创新有什么启示？

答：S Zorb技术在收购后经过持续创新开发，成为中国石化拥有的世界上最先进的催化汽油深度脱硫技术。这一技术收购的成功案例给我们带来的启示是：自主创新不能狭义地理解为自己创新，应该是以“我”为主的开放式创新。

开放式创新要求我们善于接受国内外的研究开发新成果，接受的方式可以是收购，收购后以“我”为主进行再创新，也可以是基于他人研究的成果进行合作开发，将其变成可以支撑中国石化业务发展的技术。收购可以是收购专利，也可以是收购实验室或中试阶段的成果，还可以是收购已经工业化的成果。

通过收购与合作的方式实现开放创新，我们一是要培养一批有扎实专业功底、勤于学习、视野开阔的工程科技人员，他们对社会科技成果（专利成果、实验室成果、工业化成果）的创新性、先进性有准确的判断能力，能从原理、本质上理解和鉴别，能从缺陷和问题中看到通过收购或合作可以培育成支持中国石化发展的重要技术潜力。二是科研和科技管理人员要有开放的胸怀，善于看到自己从事研究开发的技术与社会科技成果在创新性、先进性上存在的差距和不足，要有自我否定的勇气。如果总觉得我们的创新能力是最强的、我们开发的技术是最好的，就不可能虚心接受创新性强的先进社会科技成果，也不可能放下身段与社会科研单位进行合作。三是要完善相应的决策机制，如今全社会都重视科技创新，我们的同行也在积极寻找创新性强的社会科技成果，寻求收购或合作。机会往往稍纵即逝，论证决策程序长且复杂，会导致失去机遇。任何一项技术成果是否值得收购或合作，总会有不同的声音，对此，决策者既要发扬民主、认真听取不同意见，又要敢于集中、果断决策。

中国石化助力清洁油品快速迭代升级

我国清洁汽油的发展经历了高标号化、无铅化、降烯烃、低硫化等阶段，清洁柴油的发展经历了低硫化、低芳化、高十六烷值、高润滑性的阶段。在我国油品质量快速迭代升级的过程中，中国石化领衔研究并建立了世界先进的车用汽柴油标准体系、开发了定向调控汽柴油组成的各项工艺及系列催化剂，为我国车用汽柴油质量升级提供了完整解决方案。

铺就车用汽柴油标准快速升级之路

我国汽油质量的快速升级始于上世纪90年代。1992年，我国首次提出汽油无铅化，1997年起在大城市首先供应无铅汽油，2000年在全国范围内实现了无铅化，无铅化历程仅用了短短4年。

油品标准需要满足相应的排放标准需求。国1之前，我国汽油池的烯烃含量是欧洲标准的4倍，硫含量是欧洲标准的近10倍，芳烃含量不到欧洲标准的一半，汽油质量与世界水平有显著差距。2000年后，我国汽油实现了从国1到国6阶段的快速迭代升级，到2019年全国实施国6阶段汽油标准GB 17930，彼时实施的国6A阶段排放标准与现欧洲执行的欧6C限值相比，CO污染物的限值严格了30%，国6B阶段限值达到美标ULEV70（2017年）控制水平，属于世界先进水平。过去的20多年，我国以平均3.5年一个阶段的步伐迅速与国际汽油质量水平接轨，远超欧美日等发达国家的油品质量升级速度。

与此同时，中国石化主导开展了我国柴油标准升级的系列研究工作。石科院组织中国石化炼厂、汽车和发动机制造厂商进行了大量台架和行车试验，对GB 252进行了修订，并建立了针对柴油车辆使用的车用柴油国家标准GB 19147，对我国柴油按照用途进行了细化。2009年发布实施满足国3排放标准的车用柴油标准，2013年快速升级到国4、国5阶段，2016年发布国6阶段柴油标准。截至目前，我国柴油标准已经达到或超过欧盟和美国同类标准水平。

为国家汽柴油标准制定提供支撑

20余年来，中国石化持续为国家汽柴油标准的制定献计献策，累计试验里程超过千万公里、试验油近150种，开发并建立起具有中国特色的国1至国6阶段汽柴油标准体系。

1993年，中国石化开始进行符合我国国情的配方汽油研究。2000年，中国石化通过行车试验确定了国1阶段汽油标准指标。

2003年，中国石化主持并完成国家“十五”科技攻关计划课题，制定了国3阶段汽油标准中的烯烃和芳烃含量限值，开独立自主制定我国清洁车用汽油标准先河。另外，中国石化在此阶段把车用柴油标准从轻柴油标准中独立出来，首次制定车用柴油标准，对我国提高柴油质量具有重要意义。

2006年起，中国石化联合中国石油、日本丰田等十余家单位共同承担国家“十一五”及“十二五”科技攻关计划课题。通过调研我国当时燃油池主要质量情况和未来指标需求，有针对性地开展了理化试验、模拟试验、台架试验及整车试验等专项试验，制定了符合国家第四、第五阶段排放要求的GB 17930《车用汽油》和GB 19147《车用柴油》标准，为我国制定清洁燃料质量升级方案提供了指导。

2017年起，中国石化研究了不同组成与性质的汽柴油对排放的影响，并根据研究结果设计了满足不同需求的汽柴油配方。同时，还研究了不同乙醇含量对排放和燃油经济性的影响，以及全国乙醇替代现行含氧化合物之后的排放变化情况，为国家相关部门制定未来乙醇汽油实施政策及相关标准提供了数据支持。

技术升级，创新赋能

中国石化针对我国以催化裂化为主的加工工艺特点，由石科院等科研机构自主研发出一系列生产高质量油品的关键技术。

汽油中的硫燃烧后会产生硫化物。中国石化从降低催化裂化汽油中的硫含量入手，开发出催化原料加氢预处理催化剂及工艺技术、渣油加氢与催化裂化优化组合改善汽油质量的RICP技术、降低催化汽油硫及烯烃的RIDOS技术、催化汽油选择性加氢脱硫系列化技术，大幅提升了油品的清洁性。

汽油中的烯烃会导致油品在储存过程中氧化并生成沉积物，降低发动机使用性能，产生氮氧化物、二烯烃等有毒排放污染物。中国石化为此开发降低催化汽油烯烃的MGD、MIP及CGP技术及配套催化剂。同时，通过引进消化吸收再创新，开发出世界独有的S Zorb技术。

辛烷值是衡量汽油质量的重要指标之一，汽油的辛烷值越高，其抗爆震性能越好。中国石化开发先进的硫酸法烷基化技术、固体酸烷基化技术、连续重整生产高辛烷值汽油组分成套技术及C5/C6异构化技术等，为市场提供高质量油品，优化了我国汽油池结构。

此外，中国石化还针对我国原油品种多、质量杂的特点，开发出原油管道调和技术、汽油管道调和技术及炼油过程中的先进控制系列化技术，通过智能化手段实现了油品生产过程的安稳长运转，保证了油品质量的稳定控制及低成本生产。

中国石化汽油质量升级研究领域

国家对汽油中的硫含量有何规定？

2023年1月1日，车用汽油国6B标准在全国正式实施，我国汽油全面进入“国6B”时代。根据工信部等五部门联合发布的《关于实施汽车国六排放标准有关事宜的公告》要求，自2023年7月1日起，我国全面实施国6排放标准6B阶段，禁止生产、进口、销售不符合国6排放标准6B阶段的汽车。与2019年发布的国6A车用汽油标准相比，国6B对汽油质量提出了更高要求，明确规定汽油中的硫含量不得超过10ppm，同时烯烃含量由18%（体积比）降至15%，可降低汽车尾气碳氢化合物排放，使汽油清洁度进一步提升。

为什么超深度脱硫技术是生产清洁汽油的核心技术？

目前我国汽油组分以催化裂化汽油为主，占汽油调和组分的比例超过70%。催化裂化汽油的特点是烯烃和硫含量高，利用常规脱硫技术生产出的汽油难以满足国家标准。想要生产硫含量低的清洁汽油，必须利用S Zorb技术等超深度脱硫技术大幅降低汽油产品中的硫含量，从而减少大气污染、延长发动机寿命，有效提升汽油的清洁环保性能。