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          石油科技日新月異,自2000年起,中國石油科技管理部已連續21年組織開展中國石油與國際石油十大科技進展評選活動,受到科技工作者和業界廣泛關注和好評。2021年國內外有哪些科技進展入選?請看榜單——

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        22. 01\復雜碳酸鹽巖油氣藏地質認識和技術創新助推超深層油氣重大發現

          超深層復雜碳酸鹽巖儲層發育與分布受沉積相帶、構造斷裂、白云巖化等影響,儲層有利區預測、油氣富集規律認識等面臨巨大挑戰。中國石油針對超深層復雜碳酸鹽巖油氣藏勘探地質理論及關鍵技術開展攻關,實現塔里木、四川等超深層碳酸鹽巖油氣勘探重大發現。

          主要技術進展:

          (1)創新形成超深層海相碳酸鹽巖斷裂控儲成藏地質理論。建立了坳陷區走滑斷裂破碎帶控儲、分段差異富集的油藏模式,深化了碳酸鹽巖油氣成藏和富集規律認識,指導了坳陷區超深層斷裂斷控油氣藏勘探重大突破。
          (2)創新形成以“斷層—巖性控圈、立體成藏、復式聚集”為核心的斜坡區超深層白云巖大面積立體成藏理論。提出斷裂與丘灘體聯合控圈,斷裂高效疏導,震旦紀—古生代多層系、多期次立體成藏、復式聚集。
          (3)創新超深層復雜斷控縫洞型碳酸鹽巖儲層定量描述技術、超深層弱信號高保真恢復成像白云巖巖性圈閉精細刻畫技術。

          指導塔里木富滿油田發現石油資源量11.36億噸,探明石油2.56億噸、天然氣932億立方米,助力富滿油田年產油氣當量500萬噸。指導四川蓬萊氣區落實勘探面積1.2萬平方公里,提交地質儲量1.28萬億立方米,有望建成中國最大碳酸鹽巖天然氣聚集區。

        23. 02\多功能一體化油藏數值模擬軟件實現國產化替代

          圍繞油藏數值模擬軟件長期依賴進口、技術受制于人的問題,中國石油先后攻克10余項油藏數值模擬關鍵核心技術,自主研發了多功能一體化油藏數值模擬軟件HiSim4.0,打造了油藏數值模擬“中國芯”,實現規;瘧。

          主要技術進展:

          (1)融合計算科學與數據科學新技術,創新形成智能多條件約束地質建模、一體化多模態復雜滲流數學建模、多組分超大規模高效預處理數值求解、智能流體相平衡數值計算等關鍵核心技術,支撐實現億級自由度、千萬級節點、米級網格精細油藏數值模擬。
          (2)形成了適用于中國油氣藏類型和開發方式的多功能一體化油藏數值模擬軟件系統,擁有地質建模、黑油模擬、組分模擬、裂縫模擬、化學驅模擬、熱采模擬等10大功能模塊,與同類軟件對比,具有規模大、速度快、精度高的特點,在注水開發老油田、注氣提高采收率、致密油氣/頁巖油氣開發模擬上具有優勢。
          (3)軟件實現了從建模到數模、從黑油到組分、從常規到非常規、從新油田開發到老油田提高采收率的模擬全覆蓋,成為助力油氣田高效開發的關鍵核心工具。

          HiSim4.0安裝上千套,應用于東部注水開發老油田、西部非常規油氣田、海外碳酸鹽巖油田等百余個區塊,實現了國產化替代。

        24. 03\超大型地震處理解釋一體化系統GeoEast實現升級換代

          為破解復雜油氣藏勘探開發生產難題,提升國產軟件系統性能,增強綜合競爭力,中國石油基于GeoEast-iEco平臺自主研發了GeoEast2021超大型地震處理解釋一體化系統,實現了升級換代。

          主要技術進展:

          (1)在平臺方面突破了PB級海量地震數據管理、大規模并行計算、云計算等關鍵技術,實現了2000節點以上大規模異構集群集中管理和調度,達到國際領先水平。
          (2)在處理方面突破了稀疏反演混采數據分離、各向異性建模/偏移、Q層析/偏移、全方位層析等技術瓶頸,創新了上下行波場分離、鏡像偏移等技術,形成以高精度地震成像為代表的12大地震資料處理技術系列。
          (3)在解釋方面突破了疊前地質統計學反演、三維復雜構造地質建模、基于AI的高效構造解釋等技術,形成了集構造解釋、儲層預測、井震聯合地質分析、疊前五維解釋及人工智能為一體的綜合地震地質解釋系統。

          新一代地震處理解釋一體化系統GeoEast2021已大規模推廣應用,累計安裝處理軟件超過13萬個CPU核、2400多塊GPU卡,解釋軟件許可超過5000個,為破解復雜油氣藏勘探與開發生產難題、提升找油找氣能力提供了強有力的技術支撐;并加快推進“共建、共享、共贏”機制,構建開放包容的研發體系,打造智能化國產物探軟件生態系統,為實現核心技術自主可控奠定堅實基礎。

        25. 04\iPreSeis復雜構造成像與定量儲層預測技術取得重大突破

          針對我國中西部地區復雜地表復雜構造地震成像及儲層定量預測這個世界性難題,中國石油經過多年自主攻關,突破全深度速度建模、復雜孔隙介質巖石物理理論模型等40余項關鍵技術,成功研制iPreSeis大型軟件系統,為復雜高陡構造成像和儲層目標精細描述提供了新的技術利器。

          主要技術進展:

          (1)在速度建模與成像方面,以匹配靜校正代替常規靜校正,在全球率先實現了近地表與中深層速度整體建模并初步智能化;從地表小平滑面出發開展疊前深度偏移,提高速度模型保真度和疊前成像精度。達到國際領先水平。
          (2)在儲層與流體定量預測方面,突破了復雜孔隙介質巖石物理理論模型和疊前彈性參數反演兩大難題,實現巖石物理分析與疊前儲層參數預測、流體檢測的有機統一,形成復雜多孔儲層多尺度預測、多域烴類檢測及含氣飽和度定量預測等特色技術,引領技術發展方向。

          iPreSeis軟件已安裝373套,并成功推廣應用。支撐了塔里木、新疆、遼河、長慶、西南等油氣田16個復雜領域風險和預探目標論證,鉆前預測符合率穩定在90%以上,為長慶長7頁巖油10億噸級地質儲量、遼河雷家—曙光7369萬噸控制儲量、四川金秋氣田沙溪廟770億立方米天然氣探明儲量、塔里木中秋1構造593億立方米天然氣探明儲量等儲量落實提供了技術保障。

        26. 05\低飽和度油氣層測井評價技術創新突破增儲上產效果顯著

          低飽和度油氣層廣泛發育,已成為勘探開發重點領域之一,但其“四性關系”復雜,識別難度大,解釋符合率低,國內外尚沒有相應的評價方法、技術與標準。為此,中國石油歷經七年攻關研究,創新了測井處理方法與解釋標準,關鍵技術取得突破性進展,形成了評價技術體系。

          主要技術進展:

          (1)原創了低飽和度油氣層成因機理分析技術,有效指導飽和度分布規律評價研究。
          (2)基于研發的核磁共振測井的可動水飽和度計算與孔隙結構表征處理新方法,創建了油相和水相滲透率測井計算新方法,明確了不同成因低飽和度油氣層的油水賦存與產出規律。
          (3)建立了不同儲層品質的含水率計算模型,突破了壓裂產能測井預測精度差的瓶頸。

          該技術已在鄂爾多斯、松遼、渤海灣和柴達木等盆地3600余口井規模應用,解釋符合率由攻關前60%左右提高至80%以上,發現工業油層1700余層、累計厚度4200余米,有力支撐了低飽和度油氣層領域的規模高效儲量提交。減少試油700余層,直接節約費用3億元以上。

        27. 06\CG STEER旋轉地質導向鉆井系統推動非常規油氣開發關鍵技術自主可控

          旋轉地質導向鉆井系統是非常規油氣開發必備的關鍵核心技術利器,技術含量高、攻關難度大,國內長期處于“依賴進口、受制于人”的被動局面。中國石油聯合航天科工集團和中國石油大學(華東),自主研發成功CG STEER旋轉地質導向鉆井系統并實現規模應用。

          主要技術進展:

          (1)突破了導向模塊設計與制造、非接觸電能/信息傳輸等六大關鍵核心技術瓶頸。
          (2)獨創了平衡趨勢造斜率預測模型,造斜能力突破12.5度/30米。
          (3)突破了狹小空間電路優化和抗振結構設計,保障了優質儲層鉆遇率。
          (4)優化了磁干擾補償模型,開發了零度井斜造斜功能,實現“直—增—平”全井段作業,作業時效高。
          (5)創新壓力反饋控制算法,設計復合滑動軸承,突破高轉速精確測控難題,適應轉速達到200轉/分鐘。
          (6)產品模塊化設計,滿足多樣化需求。

          該系統在川渝、長慶、新疆、遼河等地區的頁巖油氣/致密油氣完成80余口井的全井段導向作業,累計進尺超12萬米,實現了替代進口,同比購置成本和服務成本均降低30%。其關鍵核心技術全部自主可控,填補國內空白,一舉改變了我國非常規油氣開發長期無自主可控的旋轉地質導向鉆井系統可用的被動局面,實現歷史跨越。

        28. 07\“一鍵式”人機交互7000米自動化鉆機顯著提升鉆井自動化水平

          自動化鉆機是油氣勘探開發提速提效重大核心裝備,在國內尚沒有一鍵操控等關鍵核心技術,我國石油鉆機自動化、智能化發展受到制約。中國石油研制成功“一鍵式”人機交互7000米自動化鉆機,實現了“流程自動化、作業少人化、操控一鍵化”。

          主要技術進展:

          (1)突破了多設備聯動協同控制等技術瓶頸,實現鉆井關鍵工藝流程“一鍵式”操控。
          (2)首創了具有并聯作業模式的獨立建立根系統,實現建立根與鉆進并行。
          (3)突破虛擬重構、視覺識別等關鍵技術,開發了智能安全管控系統,實現了動態防碰管控與重點區域智能報警功能。
          (4)建立了鉆機在線監測與遠程運維平臺,實現鉆機設備健康狀態在線實時監測和診斷服務。

          鉆機在長寧—威遠國家級頁巖氣示范區完鉆兩口水平井,進尺過萬米。實現了“兩把座椅控全程”,關鍵工藝流程全自動化,井口、二層臺等高危作業區域無人值守。建立根、甩鉆具與鉆進同步進行,顯著提升作業時效。井隊人員配置減少1/3,勞動強度降低90%。鉆機采購成本比進口自動化鉆機降低1/3。鉆機的成功研制與應用,打造了我國鉆井工程領域的“國之重器”,使鉆井工人由“藍領”變為“白領”,在我國鉆井裝備史上具有里程碑意義。

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        30. 08\天然氣集輸管網腐蝕及風險防控技術體系研究與應用取得突破性進展

          目前,國內天然氣管網面臨著運行工況復雜多變、腐蝕嚴重、運行風險高等諸多問題。為大幅提升集輸管網安全運營能力與水平,中國石油創建了天然氣集輸管網風險防控技術體系。

          主要技術進展:

          (1)基于酸性氣田復雜輸送介質環境下,建立了酸性氣田管材、腐蝕緩蝕劑、氫致開裂評價模型與方法,形成了地面設施腐蝕防護機制,開發安全評價系統,有效提高酸性氣田地面設施安全管理水平。
          (2)形成了集輸站場工藝系統沖蝕進化理論,建立了站場工藝系統沖蝕速率動態預測模型,開發了天然氣管道站場風險識別控制系統。
          (3)開發了含腐蝕缺陷的集輸天然氣管道風險評價系統,創建了基于貝葉斯網絡的復雜管網系統安全風險動態評價方法,確定了管網各區域的安全邊界條件。

          該技術得到廣泛應用,指導實施管道建設改造90余項,管網運行風險平均降低21%,助力川渝管網系統年輸配能力從150億立方米提升到350億立方米,近3年川渝管網安全平穩輸送天然氣累計772億立方米。

        31. 09\全球首套超重力硫酸烷基化新技術工業試驗成功

          中國石油自主研發的全球首套1000噸/年超重力硫酸烷基化示范裝置在遼陽石化公司一次開車成功。烷基化油是生產國Ⅵ以上汽油的關鍵理想組分,該技術的成功應用,為更高效地實現汽油質量升級提供了又一技術利器。

          主要技術進展:

          (1)首創了超重力烷基化大型反應器。創新設計了兼具強化傳質與瞬時撤熱功能的反應器新型結構,實現了微觀反應場所的酸烴傳質與溫度控制,滿足低溫下高選擇性、高轉化率定向反應。
          (2)自主設計了千噸級超重力烷基化反應系統,巧妙實現第二反應區和第一反應區內低溫耦合控制,達到了兩種烯烴原料、不同主反應速度下的最大化反應協同和烷基化油生產效率與質量最優的工藝策略。

          新技術示范運行期間,醚后C4的烷基化油辛烷值穩定達到98.5—99.0,相比國內外提高2~3個單位;反應酸耗42千克/噸,在硫酸法同類技術中同比節約40%左右。新技術原創性突破了傳統技術瓶頸,高質量完成技術迭代升級,開辟出比肩國際先進水平的硫酸烷基化技術路線。該技術可滿足單獨設計以C3、C5烯烴為原料的烷基化路線,可以進一步優化煉廠加工結構,在原料多元拓展、產品質量升級和綠色低碳能力等方面特色突出。

        32. 10\百萬噸級乙烷裂解制乙烯成套技術工業應用成功

          中國石油自主開發的乙烷制乙烯技術成功應用于長慶80萬噸/年和塔里木60萬噸/年乙烷制乙烯國家示范工程,并一次開車成功,填補了國內空白。該技術引領了國內天然氣資源的高值利用和產業鏈增值,鞏固了中國石油在乙烯行業的技術優勢地位。

          主要技術進展:

          (1)20萬噸大型氣體爐工業化應用處于國內領先水平。
          (2)乙烯收率大于83%,達到國際先進水平。
          (3)采用強化傳熱爐管,清焦周期可達140天以上。
          (4)采用高效三級裂解氣急冷換熱器回收余熱,節能效果明顯。
          (5)采用中石油裂解爐煙氣SCR脫硝技術,NOx含量降低70%以上。
          (6)原料增濕塔配汽技術,噸乙烯能耗降低10千克標油。
          (7)“捕焦+氣浮+聚結”組合除焦除油工藝,保證了工藝水品質。
          (8)脫乙烷塔與裂解氣壓縮機熱泵工藝,兩級膨脹機制冷和高效回收乙烯工藝,降低綜合能耗。
          (9)廢堿氧化+蒸發結晶工藝技術,實現了廢堿液近零排放。

          上述乙烷制乙烯國家示范工程不僅實現了我國自主乙烷裂解制乙烯技術工業化應用零的突破,而且國產化率高、投資成本低,與石腦油制乙烯比,投資成本降低約30%。同時,這兩個乙烷制乙烯項目每年分別副產4萬噸和3萬噸氫氣,未來可引領氫能綜合利用的發展。

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        52. 1\磁性增強識別技術有效劃分油氣藏烴流體界面

          碳氫化合物流體界面作為劃分不同烴類物質以及地層水的重要依據,對于刻畫油氣藏特征、確定油氣儲量以及生產都具有重大意義。通常碳氫化合物電阻率明顯高于水的電阻率,因此可以通過電阻率快速識別油水界面和氣水界面;但油氣之間具有相近的電阻,因此傳統電阻率快速方法不再適用。

          主要技術進展:

          英國倫敦帝國理工學院研究團隊針對北海中部的砂巖儲層巖芯樣本,通過磁化率測定和磁滯測量,成功檢測到烴流體界面存在磁性增強現象。在不考慮氣水接觸前提下,使用非磁性方法進行獨立鑒定,氣油和油水界面仍能觀察到這種磁性增強。通過研究得知,這種磁性增強具有兩種機制,一是由納米氧化鐵(磁鐵礦)和硫化鐵的沉積交換作用引起的,二是由早期充填和油水接觸時油柱頂部的成巖變化和生物降解引起的。

          磁性增強識別方法優勢在于可對整段巖芯進行快速高效的磁性測量。該方法可用于有效識別油藏和故障井中的烴流體界面,還可用于推斷盆地的演化歷史和校準石油系統模。

        53. 2\納米顆粒循環注氣技術提高頁巖油采收率

          頁巖油通常采用大規模水力壓裂開發,產量遞減很快,初始采出程度低。納米顆粒循環注氣提高采收率技術已在美國主要頁巖油產區開展了規模試驗,取得了突破性進展,為頁巖油的規模效益開發提供了新的技術方法。

          主要技術進展:

          (1)利用納米活性烴回收技術配合交替注入二氧化碳或氮氣,形成了最新的NAG-HnP技術,驗證了致密儲層注氣吞吐提高采收率技術現場應用的可行性。
          (2)采用了縫網注氣循環吞吐工藝,通過多輪次大批量循環井網注入的方法,能夠有效激發天然裂縫,提高原油流度,補充地層能量,有效動用剩余油。
          (3)采用EDFM(離散裂縫嵌入)數值模擬技術,建立裂縫精細模型進行數值模擬與歷史擬合,進一步優化注氣方案。
          (4)利用納米顆粒和氣體交替注入的協同效應,持久改變巖石表面潤濕性,同時降低界面張力,通過汽化、降黏、氣驅、補充能量和誘發壓裂等多種機理實現提采。

          頁巖油注氣提高采收率技術在Eagle Ford油田應用150口井,單井最高日產油為注氣前的2—7倍,3年累產油平均提高約39%,采收率從8%提高到12%。據美國先進資源國際咨詢公司(ARI)評估,目前巴肯、鷹灘、二疊紀盆地的頁巖油采收率平均僅為6.5%,該技術可將頁巖油采收率提高至10%左右。

        54. 3\同步壓裂技術進一步提升非常規油氣作業效率

          針對非常規油氣開發面臨的如何進一步提高壓裂效率的難題,同步壓裂技術通過一套壓裂機組同時對兩口及以上的鄰近平行井進行壓裂,來提高效益和效率,減少作業天數,快速投產,提高投資回報率。

          主要技術進展:

          (1)研發了Kinetix增產軟件,配合Petrel軟件平臺對增產設計進行審查和優化。
          (2)創新研究了多套同步壓裂裝置:StimCommander自動混合水化裝置和POD可編程最佳密度混合器,可以單臺設備為每口井執行不同的泵送計劃;StimCommander智能化速率和壓力監控泵,能夠從單個控制中心進行獨立井的泵送;ExpressKinect井口連接單元大幅縮短鉆機安裝時間和復雜性,操作更高效安全,消除了歧管拖車和井口之間的高達85%的高壓。
          (3)設計了單線鉆機可到達多個油井,在1.5萬磅/平方英寸下以120轉/分鐘的速度運轉,可在5分鐘內完成井口切換。
          (4)配套研究了ExpressSand交付系統,可提供更快的卸載速度,減少井場交通擁堵,提供更高的現場存儲能力。

          作業數據顯示,與拉鏈式壓裂作業相比,采用同步壓裂增產技術每天壓裂的段數提高了60%,每天泵進砂量增加35%。整體作業周期縮短了10天,作業成本節約了50萬美元(具體包括租金、服務和顧問費用),并提前10天交付生產。

        55. 4\海底自動化節點地震勘探取得新進展

          海底節點地震采集可在深水油氣勘探中提供更寬方位、更高品質的地震數據,從而提供更高精度的地下圖像。但由于采集成本較高,且利用水下機器人(ROV)進行布設回收,效率較低,致使海底節點地震勘探沒得到廣泛使用。

          主要技術進展:

          (1)在儀器方面,自主水下機器人(AUV)技術實現了海底節點系統布設與回收的自動化,大幅提高了海底節點采集效率。
          (2)在采集技術方面實現了同步震源混和高效采集全方位大偏移距數據,并在質量控制方面實現了快速數據分割、時鐘漂移校正、初至定位等核心功能。
          (3)在數據處理方面,全波形反演和最小二乘偏移技術的不斷進步,以及基于反演的稀疏節點數據處理技術不斷完善,改善了深水復雜構造成像質量。

          全球海底節點地震勘探快速發展,多家公司研發的自主海底節點地震儀已經完成了測試,具備了商業化應用的能力,包括英國ARL公司的自動推進式“飛行”節點地震儀、沙特阿美公司的SpiceRack自主節點地震儀、挪威iDROP公司基于自由落體的單傳感器節點地震儀等。未來,基于自主水下機器人的自動化海底節點采集將日趨成熟,大幅度提高節點布設與回收效率,推動海底節點采集邁上新臺階,成為海洋地震勘探的重要手段。

        56. 5\高精度隨鉆核磁共振測井提升復雜儲層評價能力

          核磁共振測井測量的T1譜和T2譜適用范圍不同,傳統核磁共振測井更注重T2譜的測量,限制了核磁共振測井技術的應用。斯倫貝謝公司推出的MagniSphere高精度隨鉆核磁共振測井技術可同時測量T1和T2,適用于更復雜的井下環境。

          主要技術進展:

          MagniSphere隨鉆核磁共振測井技術可同時測量T1和T2,確定地層流體中的氫核在受到磁場組合刺激后極化和弛豫所需時間,有效擴大了傳統核磁共振測井的適用范圍(一次下井便可完成對地層中重流體和輕流體的表征),具有處理速度快、測量結果精度高的優點。另外,MagniSphere隨鉆核磁共振測井采用了先進的人工智能技術,具有智能化數據處理能力,可在數據采集時,快速完成數據篩選、處理流程并及時傳輸給鉆井作業決策者,有利于優化鉆井軌跡,增大油藏接觸面積,進而達到提高采收率的目的。

          目前,MagniSphere隨鉆測井技術已在多個國家和地區進行了現場試驗,包括黑海地區和中東地區等。試驗結果表明,該技術可更好地表征儲層孔隙度、滲透率以及地層流體特性,能有效改進鉆井決策,優化井位,提高油田產量。

        57. 6\有纜供電鉆桿的成功研制推動鉆井向井下電動化邁進

          向井下安全可靠地供電,是長期困擾鉆井界的一大技術瓶頸。一旦攻克了向井下供電技術,也就同步解決了數據的實時、高速、大容量、雙向傳輸問題,從而推動鉆井井下電動化、智能化和實時地層評價。挪威一家公司研制成功了可向井下供電的有纜供電鉆桿。

          主要技術進展:

          (1)用銅線編織層取代傳統電纜。在普通鉆桿內壁加一層經絕緣處理的銅線編織層,由816股獨立的銅線編織而成。

          (2)通過濕連接實現向井下供電和數據高速傳輸。在編織層的兩端各裝一個可自清潔的連接頭,鉆桿完成緊扣后,相鄰兩連接頭實現“硬連接”(濕連續),從而實現電力和信號在兩鉆桿之間輸送。信號傳輸速率不低于5.6萬比特/秒,輸電功率為500瓦,未來有潛力提高到3000瓦。

          (3)沿鉆柱不需要安裝信號中繼器,從而簡化信號傳輸通道,降低信號傳輸中斷的風險。

          現場試驗表明,有纜供電鉆桿具有可靠的供電和信號雙向高速傳輸能力,其操作與普通鉆桿相同。2021年3月,美國一家大型鉆井公司采購了兩套有纜供電鉆桿。有纜供電鉆桿代表鉆桿技術和井下信息傳輸技術一個重要發展方向;谙蚓鹿╇娂夹g,未來將發展井下電動智能導向鉆井系統。

        58. 7\大型低溫液化氫運輸船引領大容量液化氫運輸趨勢

          氫是未來燃料的首選材料,是燃料排放引發環境問題的主要解決方案。隨著用氫量的擴大,建立液氫安全供應鏈的需求日益提升。船舶運輸是液氫運輸的最有效方式,當前以小型運輸船為主,缺乏大型運輸工具。川崎重工設計了一種萬立方米級的大型液化氫運輸船。

          主要技術進展:

          (1)研發了一種大型貨物密封系統,采用獨立的、自支撐的設計,其結構能夠靈活應對裝載低溫液化氫時發生的熱收縮。
          (2)采用新開發的高性能隔熱系統,緩解因熱而產生的蒸發氣體。
          (3)有效利用蒸發氣體作為燃料為船舶提供動力,有助于減少液化氫運輸作業中的二氧化碳排放。
          (4)貨物密封系統直徑約43米,容量4萬立方米級,與大型液化天然氣運輸船的儲罐相當,能夠大量運輸低溫液化氫。
          (5)貨物密封系統可容納-253攝氏度低溫液化氫,液化體積降至初始體積的1/8。

          該液化氫運輸船已獲得日本ClassNK頒發的AIP證書,其可靠性與安全性得到認證。

        59. 8\高收率烯烴催化裂解技術取得新進展

          中國石化自主開發的高收率烯烴催化裂解技術(OCC)獲得2021年度美國《烴加工》雜志最佳石油化工技術獎。這是我國石化技術首次獲得這一國際獎項,標志著這項技術受到全球石油化工領域的高度關注和充分認可,對我國石化產業轉型升級、助力“雙碳”目標實現具有重要意義。

          主要技術進展:

          (1)將石油煉制、煤化工等過程中副產的C4/C5烯烴高效轉化,大幅增加乙烯、丙烯等高價值化學品產量,同時顯著降低能耗和碳排放,是增產烯烴的重要途徑。
          (2)該技術每加工100萬噸副產低價值烯烴,可產出乙烯、丙烯等高價值化學品81.3萬噸,整體技術處于世界領先水平,經濟價值巨大。

          高收率烯烴催化裂解技術于2009年在中原石化實現首次工業化應用。近年來,研究團隊開發了新一代催化劑,創新了反應工藝,雙烯(乙烯、丙烯)收率顯著提高。2020年10月,新一代OCC技術成功實現工業轉化。目前,該技術已許可國內外7家企業使用,其中4家已經工業化應用。該技術可為油品升級、提升乙烯裝置烯烴收率等方面提供有效解決方案,對緩解行業供需矛盾、助力企業轉型升級具有積極意義。

        60. 9\中國首次在實驗室實現人工合成淀粉

          自然界的淀粉由植物通過光合作用,利用來自陽光的能量和空氣中的二氧化碳合成。由中國科學院完成的國際上首次利用二氧化碳人工合成淀粉,為淀粉的工業生產和人類獲取能量的方式提供了新的可能性,該成果發表在2021年9月的《科學》雜志。

          主要技術進展:

          該技術提出將化學和生物催化相耦合,利用計算輔助方法,從約7000個生化反應中,設計出一條有4個模塊、11個主要步驟的全新淀粉合成路徑,將高濃度二氧化碳和氫氣還原成C1化合物,然后通過設計構建C1聚合新酶,依據化學聚糖反應原理將C1化合物聚合成C3化合物,最后通過生化反應途徑優化,將C3化合物聚合為C6化合物,再進一步合成直鏈和支鏈淀粉(Cn化合物)。此項技術的創新性主要體現在C3和C6模塊的8個反應步驟中,即提出了從甲醛到葡萄糖的合成途徑。實驗室測試顯示,人工合成淀粉的效率約為傳統農業生產淀粉的8.5倍。在充足能量供給的條件下,按照目前技術參數,理論上1立方米大小的生物反應器年產淀粉量相當于我國5畝玉米地的年產淀粉量。

          中國首次利用二氧化碳人工合成淀粉,是重大顛覆性、原創性成果。該過程成本與農業種植相比具有經濟可行性,將會節約90%以上的耕地和淡水資源,對全球生物制造產業的發展具有里程碑意義。

        61. 10\一項具有革命性的塑料回收工藝成功實現商業化

          2021年11月,霍尼韋爾宣布了一項具有革命性的塑料回收工藝(UpCycle)。該工藝拓寬了可回收塑料的種類,并將廢舊塑料轉化成用于生產新塑料的原料,有助于減少制造原生塑料過程中的化石燃料消耗,從而降低碳足跡并實現成百上千次的回收循環利用,促進實現塑料循環經濟。

          主要技術進展:

          該工藝采用行業領先的分子轉化、熱解和污染物管理技術,大幅拓寬了可回收塑料的種類,包括原本無法回收的彩色、柔性、多層包裝或聚苯乙烯等。與其他化學和機械回收工藝結合使用,并改進收集和分類方法時,該工藝有可能將全球可回收的塑料廢物量增加到90%。相比于使用化石原料生產同等重量的原生塑料,采用UpCycle工藝技術生產的再生塑料能減少57%的二氧化碳當量排放。相比于傳統的廢塑料處理方式(如焚燒和填埋),該工藝還可以減少77%的二氧化碳當量排放。

          Sacyr公司將率先使用UpCycle工藝,開設并運營一家回收工廠,預計2023年投產,每年可處理3萬噸混合廢塑料。UpCycle工藝將有效解決廢棄塑料回收再利用的問題,在提高人們日常用品的可持續性方面發揮關鍵作用。

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          專題策劃:王曉雪 專題設計:欒天宇 制作:楊娜

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