□ 本刊記者 許帆婷 陳幟
訪談人名片
陸婉珍,分析化學(xué)家與石油化學(xué)家,中國石化集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)委員會(huì)顧問。她是中國色譜法的開拓者之一,1991年11月當(dāng)選中國科學(xué)院院士。
記者:原油是煉油化工的原料,對原油做分析和評價(jià)是為了更好地對原油進(jìn)行加工處理。請您介紹一下原油評價(jià)工作在煉油化工、原油貿(mào)易等方面居于什么地位及所起的作用,人們對它的認(rèn)識經(jīng)歷了怎樣的過程。
陸婉珍:上世紀(jì)50年代,我們國家派了一批專家到蘇聯(lián)專門學(xué)習(xí)原油評價(jià)技術(shù)。他們回來以后就在大連開始籌建一整套原油評價(jià)的設(shè)備,其中最關(guān)鍵的裝置是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的蒸餾塔。我國的原油評價(jià)技術(shù)就是從那兒開始的。
原油評價(jià)為什么很重要呢?我們知道,原油是煉油化工的原料。原油變化了,煉油的方法也得相應(yīng)改變。所以必須早一點(diǎn)了解原油的狀況,以指導(dǎo)煉油。最初發(fā)現(xiàn)原油的時(shí)候,人們只需要從中提取一樣?xùn)|西,就是點(diǎn)燈用的油。所以就需要知道燈油產(chǎn)率有多少以及冒不冒煙等性質(zhì)。這是最原始的原油評價(jià),后來逐漸發(fā)展了其他方面的評價(jià)。我國一開始的時(shí)候分析的是克拉瑪依的油,后來發(fā)現(xiàn)了大慶油田,就開始對大慶油做評價(jià)。大慶油在世界上是一種很特殊的油,它含蠟量很高。后來發(fā)現(xiàn)了更多的油田,我們又分析勝利油、江漢油等其他油田的油。
進(jìn)入21世紀(jì),我國開始大量進(jìn)口原油,種類之多不可勝數(shù)?,F(xiàn)在國產(chǎn)原油只占到原油消費(fèi)量的不足一半。有時(shí)候船到碼頭,我們才知道是哪種油。形勢的變化需要我們對原油評價(jià)的方法作出改進(jìn)?,F(xiàn)在對我們工作的一個(gè)新要求就是速度要快,船一到碼頭就要盡快分析出油的比重和硫含量。一是因?yàn)樵偷膬r(jià)格是依靠原油評價(jià)定的;二是因?yàn)闊拸S加工的原油來源經(jīng)常變化,需要了解每一種油的性質(zhì),指導(dǎo)煉油。
煉廠對原油評價(jià)速度的要求很高,最好一兩個(gè)小時(shí),甚至二十分鐘出結(jié)果。用傳統(tǒng)的蒸餾塔方法達(dá)不到這個(gè)速度,現(xiàn)在用近紅外光譜分析法,其基本原理是用油樣的光譜數(shù)據(jù)與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫里的光譜數(shù)據(jù)做對比,就能得到這種油的一些關(guān)鍵數(shù)據(jù),比如實(shí)沸點(diǎn)、含硫量等。
記者:近紅外光譜技術(shù)是從上世紀(jì)80年代才開始使用的,這個(gè)技術(shù)跟以前的傳統(tǒng)技術(shù)相比有什么樣的優(yōu)缺點(diǎn)?它是不是能更好地解決一些新問題?
陸婉珍:這個(gè)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是速度快、高通量、儀器設(shè)備簡單,而且可以實(shí)現(xiàn)在線分析。原理是這樣的,每個(gè)油都可以測得一個(gè)光譜,把分析結(jié)果放在計(jì)算機(jī)里就成為一個(gè)檔案。我們經(jīng)過60多年的累積,建立了一個(gè)有500多種原油的光譜檔案數(shù)據(jù)庫。一種新的油,只要把它的光譜在數(shù)據(jù)庫里做比對,就能找出與它最接近的油品,從而快速得到這種新油的一些重要性質(zhì)。
但是近紅外光譜技術(shù)也有一些缺點(diǎn)。首先它做出來的酸值不夠精確。酸值是一個(gè)非常重要的參數(shù),酸值高的原油會(huì)腐蝕蒸餾塔。所以現(xiàn)在我們補(bǔ)充了紅外光譜的方法,波段比近紅外光譜要偏長一些。這兩個(gè)儀器同時(shí)用,可以互為補(bǔ)充。
其次,近紅外光譜儀的分析過程,需要應(yīng)用一個(gè)預(yù)先做好的模型。這個(gè)模型要穩(wěn)定,不能在不同的儀器上做出不同的結(jié)果。因?yàn)橐蟮木群芨?,而我們的儀器總會(huì)有一點(diǎn)誤差,這是硬件的問題,最近我們正和制造廠商合作解決這個(gè)問題。其實(shí)還有一種解決辦法,就是在同一臺儀器上做檢測,使用同一套模型,也就不會(huì)出現(xiàn)誤差的問題了。
最近我們在廣石化有一臺近紅外光譜儀,用來做油品自動(dòng)調(diào)和,它能很快告訴你油品的辛烷值以及芳烴等質(zhì)量數(shù)據(jù)。我們?nèi)粘K玫钠停鋵?shí)是用好幾種油調(diào)出來的。過去調(diào)油依靠人工計(jì)算,對油的狀況不能及時(shí)了解,憑的是經(jīng)驗(yàn),所以結(jié)果不是很準(zhǔn)確。為了保險(xiǎn)起見,總是要犧牲點(diǎn)辛烷值,比如90號的汽油調(diào)到91號?,F(xiàn)在用紅外光譜儀來分析,用在線計(jì)算機(jī)來計(jì)算,就能調(diào)得很精確,90號汽油就是90號,能夠做到卡邊操作,有比較顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
但是,作為一種新技術(shù),它的推廣目前還存在許多困難。但我始終認(rèn)為,這是現(xiàn)代流程工業(yè)的一個(gè)總趨勢,必須要花大力氣搞起來、推廣下去。
記者:剛才說到近紅外光譜儀可以做原油評價(jià)的工作,現(xiàn)在有一種原油調(diào)和技術(shù),這個(gè)工作的基礎(chǔ)就是原油評價(jià)。那么,原油評價(jià)是怎樣運(yùn)用到原油調(diào)和的技術(shù)上的?原油調(diào)和技術(shù)的出現(xiàn),對煉油工業(yè)有什么好處?
陸婉珍:原油評價(jià)最關(guān)鍵的是兩部分內(nèi)容:一是實(shí)沸點(diǎn)蒸餾。它能告訴我們原油蒸到多少溫度能出多少油,這是原油評價(jià)非常關(guān)鍵的一個(gè)數(shù)據(jù),因?yàn)橥瑯颖戎氐挠停瑢?shí)沸點(diǎn)不一定相同。二是分析油中的芳烴原料、金屬雜質(zhì)、含硫量等這些組分的情況。例如知道催化裂化原料的多少,才能決定裝置的開工情況。假如硫含量很高的話,必須加氫脫硫處理。有的油能出一些特殊的產(chǎn)品,比如大慶油能出石蠟、勝利油能做瀝青。原油評價(jià)也能告訴你油里有沒有含蠟、有沒有瀝青組分。
□ 陸婉珍院士(左)與科研人員討論課題。
現(xiàn)在我們在海外買的原油種類變化很快,而且又沒法控制。尤其是常常會(huì)買到所謂“機(jī)會(huì)油”,價(jià)格比較低,可是會(huì)有一些缺點(diǎn),比如酸值高。假如能夠準(zhǔn)確知道它的性質(zhì),調(diào)和得好,也可以變成好油。
調(diào)和原油最關(guān)鍵的指標(biāo)是蒸餾曲線。太輕或太重的油都會(huì)對蒸餾塔的運(yùn)作造成影響。比如阿曼油就很輕,經(jīng)常一蒸就冒頂,所以最好能與較重的油調(diào)和到合適的程度再去煉。其次就是調(diào)硫含量以及別的成分,特高硫的油可以與低硫的原油調(diào)在一起。但這個(gè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高,我們關(guān)注得比較少。另外就是提示一些不能相互摻和的成分。比如想做瀝青的油就不要與含蠟的原油混合,否則含蠟太高就不能生產(chǎn)出合格的瀝青了。
記者:您對原油評價(jià)領(lǐng)域未來的發(fā)展有何展望?您認(rèn)為將來還有怎樣的發(fā)展空間?想要在原油評價(jià)方面進(jìn)一步發(fā)展,關(guān)鍵在哪兒?
陸婉珍:主要有三方面需要提高:首先是要有一個(gè)全面的數(shù)據(jù)庫。現(xiàn)在原油品種增加很快,有新發(fā)現(xiàn)的油藏,也有頁巖油這樣的非常規(guī)油。這就需要我們不斷拓展數(shù)據(jù)量。其次要求評價(jià)速度更快,以滿足調(diào)和油品的需求。這個(gè)對中國來說是一個(gè)大問題,但在國外并不是很重要。最后,我們需要應(yīng)對許多新出現(xiàn)的問題。比如,以前我們做原油評價(jià)并不關(guān)注氯,因?yàn)橛屠锖苌俸新取5乾F(xiàn)在有的油田用四氯化碳驅(qū)油,一部分四氯化碳會(huì)混在原油里,加氫過程中變成鹽酸,容易腐蝕設(shè)備。所以我們做評價(jià)的時(shí)候,也得告訴他們有多少氯。針對這樣的新情況,原油評價(jià)的內(nèi)容也要不斷擴(kuò)展。
我們國家要進(jìn)一步發(fā)展原油評價(jià),關(guān)鍵在于建立一支穩(wěn)定的隊(duì)伍。有一支穩(wěn)定的隊(duì)伍在不斷地做評價(jià)工作,我們積累的數(shù)據(jù)量也就會(huì)越來越大。在對現(xiàn)有的技術(shù)熟悉之后,往前發(fā)展也就比較容易了。
記者:您剛才提到我們隊(duì)伍的不足,推廣做得還不是很好。那么您認(rèn)為技術(shù)的發(fā)展與推廣的關(guān)系是怎樣的?是等著現(xiàn)有的技術(shù)推廣到一定程度再繼續(xù)往前發(fā)展,還是不管推廣程度如何,先研究技術(shù)?
陸婉珍:一個(gè)技術(shù)要慢慢創(chuàng)新提高,必須要有一個(gè)應(yīng)用的背景。尤其是我們從事的煉油技術(shù),如果將它“藏之閨閣”,那將來就會(huì)變成“半老徐娘”。更何況,在應(yīng)用的過程中才能發(fā)現(xiàn)新問題,技術(shù)才能得到不斷完善和提高。應(yīng)用是一個(gè)考驗(yàn),如果不用,就看不到問題,沒有挑戰(zhàn)。
比如我們的汽油自動(dòng)調(diào)和技術(shù)在廣石化應(yīng)用,假如要推廣到另一個(gè)煉油廠,也許還要解決一些新的問題。在廣石化就出現(xiàn)了一些事先沒有想到的問題,例如他們有很長的輸油管線,其儲存的油量很大,這部分油會(huì)影響調(diào)和的結(jié)果。其次我國加工的原油不如國外煉廠的穩(wěn)定,變化很頻繁,因此調(diào)和的方案變化也較快。這些課題假如不去應(yīng)用,是不會(huì)了解的。而解決這些問題必須自己做工作。再比如,為了使這套設(shè)備能長期穩(wěn)定運(yùn)行,需要培養(yǎng)一支專門的維護(hù)隊(duì)伍,這也是事先沒有考慮到的。
我們對事物的認(rèn)識有一個(gè)過程。對于一個(gè)基礎(chǔ)性的工作,需要看到它的前途、意義和發(fā)展方向。有時(shí)候可能三四年都出不了成果,這時(shí)就會(huì)有人不理解。這個(gè)問題在我們國家的科學(xué)界同樣存在。我把石科院所從事的工作叫做應(yīng)用研究,有很多基礎(chǔ)理論是借鑒前人的工作。但是我們也在從事一些基礎(chǔ)工作,如原油評價(jià)數(shù)據(jù)的積累等。在這些知識的基礎(chǔ)上,才能創(chuàng)新。