随着高等级公路、航空、水利、市政建设等重大基建工程的大力兴建,我国对石油沥青的需求量逐年攀升,石油沥青表观消费量已突破5400万吨/年,国内市场供不应求,多种高性能改性沥青依赖进口。

作为国内最重要的沥青供应商之一,中石油燃料油有限责任公司利用自身丰富优质的沥青资源和人才资源,持续加强科研创新,以实际工程需要为导向,以国际先进水平为目标,研发并形成了道路特种沥青、桥面沥青、机场道面沥青、水工及防水卷材沥青、彩色石油沥青等11大类国内外技术领先的特种沥青产品,广泛应用于全国各地的高速公路、隧道桥梁、机场等重大工程项目中。几十年来,相关成果已获得国家和省部级科技进步奖近20余项、授权专利100余件。

防水材料用沥青系列产品的研发推广点亮新的利润增长点。建筑防水行业是除道路交通工程之外,石油沥青的第二大应用领域。燃料油公司通过改进传统生产方式,使生产过程更加经济环保,产品性能更加优异。2020年,燃料油公司已占据国内防水材料用沥青市场份额21%左右,成为国内最大的防水沥青生产企业。由公司牵头制定、国家能源局发布的《防水材料用沥青》(NB SHT 0981-2019)填补了我国石化行业在防水沥青标准领域的空白。

环保型橡胶沥青提升产品综合竞争优势。近年来,随着环保要求的不断提高,橡胶沥青在生产时能耗高、烟气大,气味刺鼻的传统橡胶沥青急需升级环保性能。通过反复的试验和无数次的努力,燃料油公司2019年开发出的国内首款环保型橡胶沥青,成功“亮相”北京大兴国际机场高速北线廊坊段,硫化物和氮化物等有害物排放明显低于传统橡胶沥青。

如今,中国石油利用自主研发技术不断丰富沥青产品的种类,不断向高端化、特色化迈进,不断向更高性能、更苛刻的使用条件发起挑战,为重大基建工程提供坚实保障。

“十三五”初期,我国缺乏先进的高品质基础油生产技术,75%的高品质基础油依赖进口,高档内燃机油市场70%以上被国外知名品牌占据。攻克高品质基础油生产技术,创建润滑油标准和测试方法,开发高端润滑油产品,全面提升润滑油生产技术水平是国家重大战略需求。

中国石油牵头承担了“十三五”国家重点研发计划项目“高性能润滑油生产关键技术攻关及应用”,已在高品质润滑油分子结构、性能调控研究以及低黏度PAO基础油技术开发等方面取得多项重要成果,大力提升了我国润滑油技术研发水平,对支撑我国润滑油产业升级具有重要意义。

作为润滑油国家重点专项的承担单位之一,中国石油润滑油公司一直坚持自主创新研发,从新中国第一滴润滑油、第一种添加剂、第一种润滑脂开始,到摘取润滑油行业的所有国家级奖项,乃至军工、输变电、高铁、核电、机器人等行业用油首选,“昆仑润滑”都以其特有的实力为中国制造、高端装备、关键核心技术提供润滑服务。

“昆仑润滑”曾经成功为抗战胜利70周年阅兵提供润滑保障,并成为首艘国产航母全船配套用油。特高压变压器油成为世界首条正负1100千伏输电工程唯一指定用油。自主研发的高铁齿轮箱油率先通过了60万公里实车测试,填补了国内空白,并自2017年起全面装备中国标准占84%的“复兴号”动车组,成为名副其实的中国高铁第一油,助推中国高铁走向世界。截至今年4月,“昆仑润滑”护行高铁已满4年,作为高铁平稳运行背后不可或缺的润滑力量,“昆仑润滑”经受住了世界上高铁运行最快时速350公里/小时的考验。“齿轮油极压抗磨添加剂、复合剂制备技术及工业化应用”获得国家技术发明奖。这些自主技术高端产品,正以“军工品质、大国重器”为品牌理念,积极适应新基建和高端装备制造业的新要求,以卓越品质为国之重器保驾护航。

近年来,随着能源转型及产品下游市场升级提档,油系针状焦、石蜡等炼油特色小产品迎来需求增长新机遇。中国石油相关企业敏锐地抓住市场机遇,充分发挥特色原料优势和科技研发实力,不断开发高性能高附加值的系列新产品,不仅成为相关行业“风向标”,还显著提升了经济效益。

油系针状焦主要用于钢铁工业的超高功率电极和特种碳材料。国内市场对针状焦的需求量巨大,这个应用领域也没有替代品。自2016年以来,石油针状焦的价格持续上涨。

锦州石化公司是国内第一家实现装置长期稳定运行的油系针状焦生产企业。凭借过硬的产品质量和突出的科研实力,这个公司于今年3月与国内最大的人造石墨负极材料供应商——上海杉杉科技有限公司达成新一轮合作,实现产品需求量翻两番,供应范围由单品扩充到所有石油焦产品。如今,锦州石化针状焦产品特色发展已纳入集团公司“十四五”总体战略,下一步将建成国内规模最大、技术一流的油系针状焦生产基地,积极打造系列化、定制化的产销研发模式,冲刺国际高端市场,成为新能源锂电负极材料行业的领跑者。

中国石油依托高含蜡大庆、沈北原油资源,石蜡年产量可达110余万吨,年出口量40余万吨,均位列世界第一。截至2020年底,中国石油自主研发的石蜡加氢催化剂技术完成了在旗下四大石蜡生产基地全部7套装置中6套装置上的推广应用,为进一步提升石蜡产品质量优势、助力提质增效、巩固业内主体地位提供了坚强有力的技术保障。针对国际国内石蜡产品热销且产品附加值高,中国石油最大的石蜡生产基地——抚顺石化公司靠技改创新提高装置生产能力,实施油蜡联产,做大做强石蜡产业。抚顺石化开发的高质量低熔点石蜡等环保蜡产品成为开拓国际石蜡高端市场的生力军。

依靠自主创新,中国石油炼油特色产品不断向特色化、高端化发展,高附加值产品产量持续增加,为服务基础设施建设和高端装备制造“加油”。展望“十四五”,中国石油将继续加大科技研发投入,坚持自主创新,以更高性能、更高技术含量的特色产品和媲美国际先进的自主核心技术为经济高质量发展贡献石油力量!

> 为“中国速度”配上“昆仑润滑”

润滑油公司 黄芸琪

作为中国高端制造业走出去的“第一张名片”,中国高铁既要和全球轨道交通业巨头拼品牌、拼质量,还肩负引领中国实体制造业“由大变强”的重任。为了改变我国高铁齿轮箱润滑油被国外垄断的局面,推进我国高铁技术引进的消化吸收及国产化,润滑油公司开启研发具有自主知识产权的配套油品之路。

由全国优秀共产党员、润滑油公司首席科学家伏喜胜带领的研发团队不断探索、潜心研究,历时数年,成功研发出高铁齿轮箱油,率先通过60万公里实车测试。

伏喜胜团队开创性提出“惰性润滑”和“全面润滑保护”两大技术原理,解决了传动系统润滑油中高速润滑稳定性和极压抗磨性相互矛盾、难以兼容的世界性技术难题,确立了除日本手动变速箱油技术路线和德国驱动桥油技术路线外的高铁齿轮油技术路线。为了验证这条路线,团队在一年半的时间里,合成了100多种化合物,筛选出三类多功能核心添加剂,在启动、高速运转、制动三种最苛刻工况下提供全面润滑保护。接着,团队筛选配方模拟试验200次以上,通过美国、日本,国内西南交大、中车戚墅堰机车车辆工艺研究所等各种台架试验20多个。最终,为“中国速度”匹配上了中国第一个具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的齿轮油产品。

此后,“昆仑润滑”高铁齿轮油正式进入装车试用考核阶段。在共计两轮、为期3年的试用考核过程中,伏喜胜团队发扬勇于奉献、敢于克服困难的精神,面对动车段地点偏僻、采样频繁、作业时间受限、凌晨作业时间不固定、样品时效性强等难题,坚持人员提前4小时现场待命,动车组断电1小时内完成采样、补油和齿轮箱安全确认工作,确保样品离箱两小时内委托检测。他们用一个个不眠的夜晚,保障了油液监测数据的真实有效和参与试验的高铁车辆安全准点运营。装车考核过程中累计采集样品近300个,积累大量的理化性能、使用性能试验数据,形成总数据量上万的行车试验油液监测数据平台,实车测试共计120万公里,相当于绕地球赤道30圈。

目前“昆仑润滑”高铁齿轮油已广泛应用于时速250公里和350公里CRH2系列、CRH380系列、标准动车组齿轮箱。

> 高端改性沥青助大兴机场“凤凰展翅”

齐莉莉 李建华

被誉为“世界新七大奇迹”之首的北京大兴国际机场,今年的旅客吞吐量较去年破千万人次大关提前了127天。这座“大型国际枢纽机场”配套建设了“五纵两横”的交通网络,是服务京津冀协同发展规模最大的一体化综合交通枢纽。

在新机场高速的底面层和表面层,摊铺着软化点高达75摄氏度的昆仑改性沥青。这是中国石油为大兴机场量身定制的高端改性沥青,指标要求软化点达到75摄氏度以上,比交通运输部标准指标的55摄氏度高出20个单位,具有更高的高低温性能及更强的抗高温和耐老化性能。

近年来,昆仑沥青紧贴沥青行业标准升级、品质升级和服务升级,强化产品定制化、系列化、高端化的引导和市场服务,在北京冬奥会、雄安新区、京新高速等国家重点项目屡建奇功。 昆仑机场跑道专用沥青产品结合国内机场建设需求,研制开发的系列功能性特种沥青产品,包括石油沥青、SBS改性沥青和高黏沥青,产品覆盖三大类,十余个产品牌号,高黏机场道面沥青是机场沥青的高端产品,能够满足所有机场道面施工技术要求。

2019年,昆仑沥青斩获大兴国际机场内部道路、机场高速、机场北线高速135公里近7.8万吨的供货权,其中有1.8万吨改性沥青,其软化点大于75摄氏度、烘后延度不能低于20厘米。一般来说,沥青软化点越高,烘后延度就越低,为了既保证高温性能高,又要保证低温延度性能好,就需要用特殊的配方、工艺去加工,这对燃料油公司研究院和负责加工生产的燃料油秦皇岛分公司是一次前所未有的挑战。

科研人员经过多次论证,确定先小试、再中试、后装置的工作方案。有着多年生产经验的秦皇岛分公司特种沥青车间存有比较完善的配方数据库,为快速找到配方、高质量地完成生产任务提供了坚实的理论基础。但即使拥有深厚的生产经验和理论基础,获得稳定配方的难度远超想象。有时候软化点指标合格,延度却又低了;有时候软化点、延度指标合格,其他指标又不行……

“配方是关键,确定不下来就无法进行下一步工作。”特种沥青车间主任陈东魁回忆,“我们从原料、改性剂、配比、设备、操作条件等多方面不断地分析和尝试,不行就换下一个、下一个,永远是下一个。”一次次失败,一次次推倒,一次次重来,员工们已经记不清取了多少样、做了多少实验、配比过多少次了。

经过近一个月努力,通过缜密的指标计算、多次改性添加剂对比实验和筛选,再经过小剪切、大剪切等多次实验后,确定了基质沥青原料、生产配方和改性添加剂的种类,定制改性沥青终于从“小试”进入到了“中试”,紧接着投入到装置试生产,通过多次对装置生产配方进行调整,最终确定了稳定的生产配方,为大兴机场顺利投运奠定了坚实基础。

  • 01

    昆仑高铁齿轮油

    齿轮箱是高铁动车组能量转换与传递的核心单元,其配套润滑油是世界公认的高铁技术含量最高的部分之一。润滑油公司在“惰性润滑”和“全面润滑保护”两大技术原理的基础上,设计合成三类多功能核心添加剂,科学合理复配,利用添加剂间的协和效应,充分发挥各种添加剂单剂的效能,解决了高速润滑稳定性和极压抗磨性相互矛盾、难以兼容的世界性技术难题。昆仑高铁齿轮油是中国第一个具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的高铁齿轮油产品,填补了国内该技术领域的空白。

  • 02

    昆仑变压器油

    昆仑变压器油以过硬的核心技术赢得国内主流产品市场并大规模出口海外。特高压直流换流变压器油应用于世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程——昌吉—古泉±1100kV特高压直流输电工程,世界首个柔性直流输电工程——张北±500kV柔性直流工程以及巴西美丽山±800kV特高压直流输电工程、巴基斯坦默拉±660kV直流输电工程等。除了保障传统的高压/特高压输电网络安全运行,昆仑变压器油还成功应用于大亚湾核电站主变,创下了十多年的安全平稳运行纪录。

  • 03

    工程机械专用液压油

    2016年初,“昆仑润滑”在国内某工程机械企业的液压油份额极少,与竞争对手差距较大。5年后,“昆仑润滑”不仅在这个工程机械企业的销量提升10倍,而且在奉行技术先行的OEM开发策略指导下,让“昆仑润滑”工程机械专用液压油流淌在这个企业每条产品线的液压管路中。工程机械专用液压油从国内唯一通过A2F台架测试,到拿下法国丹尼森HF0认证;从8000小时装载机超长行车试验成功,到获得日本JCMASHK认证,处处体现技术的作用与价值。

  • 04

    直馏型硬质沥青

    直馏型硬质沥青是利用环烷基重质原油为原料,通过常减压蒸馏法工艺,在分离出轻油馏分后,直接生产得到针入度适宜的硬质道路沥青产品。直馏型硬质沥青生产对原油要求较高,要求原油必须含有足够量的胶质和沥青质组分,以保证在不提高切割温度条件下生产出符合要求的硬质沥青。

  • 05

    高档防水卷材沥青

    “昆仑”牌高档防水卷材专用石油沥青是以南美重油为原料,采用常减压蒸馏及调和工艺生产,用于生产高档防水卷材的专用沥青原料。产品打破了防水卷材生产行业以重交沥青调和软组分后改性的传统生产方式,是为高档卷材生产专门定制,经多家卷材生产企业应用验证,采用该产品为原料生产防水卷材,生产工艺更加经济环保,产品高低温性能及耐老化性能更加优异。

  • 06

    改性型桥面浇筑式沥青

    随着中国道路建设的发展,新建高等级道路的“桥隧比”越来越高,桥面沥青市场前景广阔。用于大型跨海跨江钢桥面铺装的“昆仑”浇筑式专用沥青2011年开发成功,“昆仑”桥面沥青研发成功,打破中国依赖进口的局面,完全替代进口产品。

    “昆仑”浇筑式桥面专用沥青,采用多种高分子聚合物复合改性而成,通过交联剂耦合剂的作用在沥青中形成稳定的空间网络结构,大幅度提高沥青与集料之间的黏附性及热稳定性,抵抗了200~220摄氏度的高温施工考验,满足了无碾压自流平特殊施工要求。(彭晨阳 黄芸琪 刘中国 张绮 王会娟 整理)

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    专题策划:王晓雪 专题制作:杨娜