在近日于北京舉行的生產基礎化工原料和特色產品的煉化新技術開發驗收評估會上,中國石油石油化工研究院(以下簡稱石化院)承擔的課題——“應對轉型升級的催化裂化工藝技術及催化劑研發與應用”通過了驗收評估。該課題形成了深度降低汽油烯烴(CCOC)、重質柴油分區裂化轉化(DCP)和催化裂解制低碳烯烴(ECC)3項工藝技術,為催化裂化工藝轉型升級探索出新路徑。
面對成品油需求增速回落、煉油產能結構性過剩、市場競爭加劇、油品質量升級以及政策法規限制等嚴峻挑戰,中國石油煉化業務加快從“燃料型”向“化工產品和有機材料型”轉變。煉化行業轉型升級一方面要求煉化企業進行汽油的質量升級,進一步降低柴汽比,優化煉化產品結構;另一方面要加快“油轉化”,將低附加值的“燃料油”更多地轉化為烯烴、芳烴等有機化工原料。 在此背景下,圍繞生產需要,該項目課題組首次提出通過催化劑介孔結構控制氫轉移反應新理論,為降烯烴催化劑及助劑的設計提供了理論依據,形成了CCOC、DCP和ECC這3項工藝技術。 其中,CCOC工藝技術通過強化反應器的烯烴裂化反應和環烷烴的氫轉移反應,在降低汽油烯烴的同時,實現了汽油辛烷值不降低的目標。該工藝在慶陽石化185萬噸/年等4套催化裂化裝置上應用,汽油烯烴下降5~12個百分點,辛烷值基本保持不變。 DCP工藝技術根據柴油和催化原料不同的理化性質和裂化機理,確定了重質柴油和催化原料分區反應的思路,明確了重質柴油的回煉比例及回煉位點,解決了柴油組分開環裂化技術難題,實現了將低附加值重質柴油回煉生產高標號汽油的目的。該工藝在蘭州石化、玉門煉化的催化裂化裝置上進行了工業應用,降低了催化裝置的柴汽比,生產的汽油辛烷值達95以上。 ECC工藝在同一反應器體系內構造3個反應區,實現重油大分子提升管催化裂化、中分子和小分子催化裂解的分級獨立控制反應模式。該工藝可以在緩和條件和苛刻條件下最大化地生產丙烯,使丙烯產率提高至20%左右,選擇性增加至50%左右。 這3項工藝為煉廠汽油質量升級、降低柴汽比、多產化工原料提供了技術支撐。在降烯烴催化劑和丙烯辛烷值研究中,課題組開發出活性組分調控、基質材料孔道調配等新技術,突破傳統降烯烴技術瓶頸,開發出滿足國Ⅵ標準的降烯烴催化劑及系列助劑產品。降烯烴催化劑在哈爾濱石化60萬噸/年催化裂化等6套工業裝置上進行應用,汽油烯烴含量降低3.65個百分點,辛烷值增加0.6個單位;系列助劑在蘭州石化、四川石化等20余套裝置進行工業應用,丙烯收率平均提高1個百分點以上,汽油辛烷值平均提高0.5個單位以上。降烯烴催化劑及系列助劑的研發為各企業靈活調整產品分布、增產丙烯、提高汽油辛烷值作出了貢獻,支撐了中國石油各煉化企業國Ⅵ汽油質量升級。此外,該催化劑和系列助劑還推廣應用至新加坡、泰國等國外市場,取得較好的應用效果,為海外市場的進一步推廣奠定了基礎。 此外,項目組還建成了智能化催化劑中試制備工藝平臺、適用于助劑生產的微球噴霧裝置和氣相超穩分子篩裝置,為催化劑及助劑產品持續升級保駕護航。項目創新成果先后在35套裝置工業應用,新增經濟效益15億元以上,申請專利21件,獲認定中國石油技術秘密9項,為助力中國石油汽油質量升級及產品結構調整、加快煉化轉型步伐提供了強有力的技術支撐。
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