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【炼化】“氢”其所有 洁尽所“能”
2023年09月20日 15:43   来源于:中国石油石化   打印字号
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  编者按

  近年来,中国石化聚焦氢能交通和绿氢炼化两大领域,大力发展氢能一体化业务。氢能交通方面,除了加快加氢站布局,中国石化燕山石化、天津石化、齐鲁石化、青岛炼化、高桥石化、上海石化、广州石化、海南炼化及茂名石化在全国先后建成9个氢燃料电池供氢中心,引领我国氢能产业链高质量发展。

 

  广州石化:“氢”情助力大湾区发展

文 ‖ 黄敏清 汤佳香

  作为中国石化首家商业化运行的氢燃料电池供氢中心,广州石化在确保安全规范的前提下,持续对燃料电池氢的生产,车辆进厂、充装时间、充装过程、充装方式、分析检验等全流程进行优化,不断提升生产和充装效率。2022年,累计出厂燃料电池氢622吨,同比提升197.6%,助力粤港澳大湾区氢能产业发展。

  在氢能项目建设和生产中,广州石化始终坚持把安全作为首要任务,筑基固本,稳中求进推动氢能源发展。对内组织各专业分析研判,对外走出去向先进企业学习,形成了较为完善的安全体系;联合安工院等单位,组织氢纯化及充装设施安全普查,建立了较为完善的氢能生产全链条数据监控、安全评价和检测体系;积极参与了中国石化集团公司《石化企业氢纯化及供氢母站工程技术规范》编制,为氢能产业安全、健康发展贡献广州石化智慧和力量。

  随着粤港澳大湾区氢能产业呈加速发展态势,广州石化通过持续攻关和优化,不断提升高纯氢生产和充装效率,确保市场氢能增长需求。通过两台氢气隔膜压缩机双机并联运行,利用“提货易”系统进行安排车辆充装顺序,摸索两台氢气车或三台氢气车同时充装等措施,高纯氢出厂量不断创出新高。此外,通过加强与氢气承运商的沟通,增加客户粘度,与地方骨干氢能企业签订供氢合同等,形成了长期合作,共同开拓市场的双赢局面。

  在项目建设发展和生产中,广州石化十分重视氢能科技创新,结合项目研发并申报了“一种苯乙烯尾气制造与供应氢能的方法”“一种氢气充装软管”等多项专利并应用。目前已申请氢能产业方面国家专利12件,获授权9件,推动了氢能装置关键核心技术的开发应用。

  根据广东省“行动计划”,到2025年,广东年供氢能力超过10万吨。广东将加快推进广州石化等可供应工业副产氢项目建设,允许石化企业在厂区外建设车用氢,提高低成本化工副产氢供应能力。目前,广州石化在确保氢能一期项目安全平稳生产的基础上,积极推进5000标准立方米/小时的氢能(二期)项目建设,建成投产后可生产符合燃料电池标准氢气约3600吨/年,助力地方氢能产业发展。

  责任编辑:郑 丹

 

  青岛炼化:助力打造“东方氢岛”

文 ‖ 秦卫龙 尹雅棠

  近年来,在环保和产业升级的大背景下,绿色可再生能源产业发展迅猛。其中,氢能因为燃烧产生水,无二氧化碳排放,能量密度是汽油的3倍、天然气的2.5倍,被认为是21世纪最具发展潜力的一种清洁二次能源。

  中国石化青岛炼化公司的氢能资源基地项目是山东省“十四五”氢能重大示范试点项目。项目投用前,青岛西海岸新区、青岛港等氢能源车辆所需的燃料电池氢一直来自淄博、滨州等两三百公里以外的企业,经专用车辆长途运输至青岛,运输成本高且资源保障性差。为实现燃料电池用氢气在青岛市的首次工业化生产,助力青岛市打造“东方氢岛”,公司于2021年初启动氢能资源基地项目。

  氢能资源基地项目以公司各装置含氢废气为原料,通过原料压缩、氢气提纯压缩和充装设施生产氢燃料电池用氢供应区域加氢站,设计氢能充装量为1000Nm3/h。其中,氢气提纯工艺采用中国石化大连石油化工研究院S-PSA燃料电池车用氢气纯化成套技术,通过其自主开发的专用吸附剂、配套模块化工艺流程及精准时序控制策略进行氢气提纯。使用多通道集成旋转控制阀取代传统的程控阀技术,具有工程投资及占地小、运行成本低、系统压力变化平缓、吸附剂使用寿命长、设备故障率低等显著优势,具有很强的创新意义。

  项目于2021年3月17日可研批复,同年4月9日完成第一版基础设计文件审查会,同年4月22日开展详细设计,7月30日现场开工建设,10月31日中交,转入三查四定试生产阶段。2021年11月29日,S-PSA出口产品氢连续两个点质量合格,标志着项目试生产一次成功。同年12月24日该项目首车燃料电池氢出厂,至2022年12月底累计出厂氢能约190吨,出厂产品质量合格率100%,在青岛市市场占有率超95%,有力支撑了青岛市特别是西海岸新区的氢能产业发展,树立了公司绿色转型发展的良好形象。

  为满足山东省、青岛市日益增长的氢能需求,同时解决项目目前使用的氢能充装膜压机不能频繁启停、故障率高的问题,于2022年10月启动氢能基地项目适应性改造项目。项目投用后,新增液驱压缩机与原膜压机同时运行,可达到3000Nm3/h的氢能充装产量要求,满足日益增加的氢能需求。

  目前,青岛市依托丰富的副产氢资源,已初步形成了燃料电池氢的提纯、加注、运输、储存以及公交、集卡等终端应用的全产业链条。青岛市氢能规划中期目标(2023-2025年)为完成氢能产业生态链和应用体系建设,广泛推进氢能和燃料电池的深度应用,实现氢能产业集群式发展,氢能产业年产值预计达到200亿元。青岛炼化公司是“中国石化青岛供氢中心”,也是青岛市氢能资源基地项目的承建单位,目前承担着我市燃料电池氢的全部保供任务,是青岛市氢能产业的“龙头”,也是唯一能够生产燃料电池氢的能源企业。青岛炼化公司提出建设山东省最大绿氢基地的工作目标,拟规划建设实施氢能产加研一体化示范园项目,招引国内权威知名的氢能研发机构,充分依托已建成投用的青岛氢能资源基地项目,进一步建成青岛市氢能产研加一体化园区,助力青岛市率先实现绿氢覆盖、示范价加氢,率先建成国内领先的产研加一体化示范园区,实现区域氢能产业继续领跑和高质量健康发展。

  责任编辑:郑 丹

 

  齐鲁石化:领航洁净能源新生态

文 ‖朱亚菲 孙万章

  2023年新年伊始,齐鲁石化氯碱厂烧碱车间氢气充装现场一片忙碌。自氢气充装项目投用以来,已累计完成氢气外供84.495吨,为助力集团公司打造世界领先洁净能源化工公司添柴加薪。

  齐鲁石化氯碱厂作为中国石化唯一生产氯碱的企业,其电解盐水产生的副产品——氢气成本低、质量好,纯度达99.99%,优于国家车用燃料电池氢气标准。氢气由自用改为外供后,不会增加额外成本,与其他兄弟企业相比有明显的价格优势。

  齐鲁石化不断对设备进行升级改造,2020年,对一次盐水装置完成了升级改造,投产后,一次盐水品质显著提高,离子膜电解槽的运行状况大大改善,电解槽直流电耗降低约22千瓦时/吨,离子膜的寿命从2.5年延长至4年。

  为了提升10台离子膜电解槽的生产负荷,按照离子膜使用寿命,结合电流和产出烧碱的比例轮流更新离子膜。同时在总电流保持满负荷不变的情况下,出力大的电解槽多带负荷,出力小的少带负荷,让每台离子膜电解槽都达到最佳运行状态,电解槽连续运行17.5个月,创历史最长运行纪录,实现了长周期运行提质增效的目标。

  2021年11月29日,齐鲁石化首套燃料电池氢气充装项目中交。2022年2月22日,燃料电池氢气具备出厂条件。

  “企业发展离不开创新,离不开设备升级改造,新设备更节能、更环保、更先进,为企业提供源源不断的动力。”参与各项升级改造项目的氯碱厂副经理张联合深有感触地说。

  燃料电池氢气充装压力高达20兆帕,而且充满一车氢气需要3个小时,充装的安全是关键。为确保氢气长管拖车安全充装,齐鲁石化充分研判氢气充装过程中可能存在的潜在风险,每月组织烧碱车间、公司销售中心和承运商等召开对接协调会,优化完善进、出厂流程,并对充装岗位员工再培训,严格执行每辆车对应一张标准作业单的规定。

  齐鲁石化严把燃料电池氢气质量关,执行化工产品“五不许”出厂规定。为不影响当天燃料氢充装进度,烧碱车间根据日销售计划,提前一天向检验计量中心提交分析申请,第二天早取样、早分析,实现及时充装出厂。

  氯碱厂针对手动充装导致氢气压力波动大的实际情况,成立攻关组,反复研究压缩机性能和工艺原理,与设计单位技术人员深入沟通,优化工艺规程,改造了氢气充装系统,最终实现了自动定压充装,将充装时间也由原来的3个小时缩短到2个小时。

  2022年夏天雷雨天气明显增多,这种天气不具备充装条件,影响到燃料电池氢气出厂进度。为进一步加快燃料电池氢气出厂速度,他们决定将2台压缩机全开,同时充装2台车。氯碱厂烧碱车间主任韩松说,“2台压缩机同时运行不但缩短了氢气充装时间,还检验了压缩机性能,为以后多车同时充装提供数据支撑。”

  “今年,我们在加大与地方加氢站沟通的基础上,主动掌握燃料电池氢气需求信息,积极扩大销售渠道,加大出厂量。”氯碱厂经理荣猛表示。

  责任编辑:郑 丹

 

  茂名石化:华南最大氢燃料电池供氢装置投产

文 ‖ 张亚培 赖作通 张安可

  2022年12月4日,从茂名石化氢燃料电池供氢中心装车运送的360公斤高纯氢,抵达位于佛山市的中国石化佛西加氢站。这是茂名石化氢燃料电池供氢装置开车成功后首批供应的高纯氢。

  同年12 月1 日,茂名石化氢燃料电池供氢中心成功产出纯度为99.999%的高纯氢,标志着这套华南最大氢燃料电池供氢装置一次开车成功。该项目也是粤西地区目前唯一的供氢项目,其生产的氢气主要供应给社会车辆和城市公交车使用。

  随着茂名石化氢燃料电池供氢中心一次开车成功,茂名石化具备了每年向社会供应高纯氢2100吨的供氢能力,为打通茂名、阳江、江门至佛山和广州等大湾区核心城市的“氢走廊”打下了坚实的基础。

  由于氢燃料转化过程中无机械损耗,能量转化率高,产物仅为电、热和水蒸气,无其他污染性排放物存在,氢燃料汽车越来越受到城市公交系统的欢迎。

  氢燃料电池对氢气纯度要求高,须达到99.99%的要求,茂名石化氢燃料电池供氢中心出产的氢气纯度达到99.999%。开车成功后,茂名石化高纯氢将陆续供应佛山等大湾区城市。

  据了解,该项目采用中国石化自有变压吸附技术,新建3000标准立方米/小时氢气纯化装置和3000千克/天加氢母站,可日产6400公斤高纯氢,辐射茂名周边200公里市场。该项目是茂名石化氢燃料电池供氢中心第一期,目前可以满足40辆公交车的用氢需求。二期规划建设增加一台氢气压缩机和两台加氢柱,可供应10个加氢站的用氢需求,约400辆公交车或物流车。

  在茂名石化氢燃料电池供氢中心开工准备期间,化工分部苯乙烯车间干部员工主动担责,攻关解决难题,为装置一次安全投产做足准备。

  苯乙烯车间于2022年11月4日接手氢能项目后,在公司、分部各级领导的支持下,与众和圣风公司紧密配合。实习设备员苏峻弘连续一个月坚守设备一线,对每一个点和每一个设备、元器件都仔细检查,确保没有问题。在重点设备氢气压缩机开车过程中,他反复多次检查设备问题,消除了13个漏点,高标准高质量完成了K-901A/B的开机。在气密期间,他为12条塔更换了316块垫片,并蹲守现场反复检查确认回装质量,保证了气密合格,为供氢中心一次开车成功奠定基础。

  氢能项目进入气密阶段后,车间对照方案认真检查每一道阀门、法兰和管线密封点,全过程做到“网格化”管理;进入生产准备阶段后,车间严格执行“手指口述”和工作票制,识别出物料互窜等安全风险,并采取加装盲板的方式进行能量隔离。由于产品质量指标要求苛刻,管束车置换合格存在较大困难,车间通过对置换方案反复推演、改进,决定采取抽真空与高压力加减压置换的方式,经过十几次的高低压置换,最终置换合格。

  2022年12月3日14:28,首车充装完成,标志着“十条龙”攻关项目建设目标全部完成。同日,茂名石化邀请下游客户广东石油公司人员到现场见证、确认生产、充装全流程以及全过程质量管理。

  责任编辑:郑 丹

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