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油品升级的催化杠杆探索中前行dd-【新闻】

发布时间:2021-04-11 13:45:33 阅读: 来源:三轮车棚厂家

油品升级的催化“杠杆”探索中前行

中国页岩气网讯:—访石油化工科学研究院院长龙军

在我国掀起的“环境保卫战”中,催化剂的作用凸显出来,它在整个油品升级过程中起着关键作用。

雾霾天气的困扰急剧增加,国家相关部门不得不在环境治理上发力。国务院常务会议制定下油品质量升级时间表后,我国炼油企业丝毫不敢怠慢,不遗余力向目标奋进。

在这场“环境保卫战”中,实现石油高效转化和清洁利用的重要推手—催化剂的作用就凸显出来。它在整个油品升级过程中起着关键作用。就此,本刊记者专门采访了石油化工科学研究院院长龙军。

彰显技术魅力

中国石油石化:龙院长,您好!在我国油品升级时间越来越紧迫的当下,各大炼油企业都在想方设法向更加清洁的油品生产目标迈进。在这项工作当中,您觉得催化剂究竟扮演了什么样的角色,催化剂技术的研发又该发挥出怎样的作用?

龙军:石油炼制离不开催化剂,油品质量升级更与催化剂的活性与选择性等息息相关。石油炼制过程中发生的化学反应需要消耗相当的能量,催化剂的作用就在于能有效地降低反应的能垒。因为化学反应的能垒越高,需要的能量就越多,炼油企业的能耗就越大。而性能优良的催化剂,既能降低企业能耗,又能提高炼制过程的选择性,有利于炼油企业生产出更加符合环保要求的产品。

目前,我国现代炼油厂全技术流程中各类石油炼制技术总共近60个,其中70%以上是化学过程,而化学炼制技术中大多数是需要使用催化剂的催化化学过程。由此足见催化剂在我国炼油技术创新与发展过程中的重要作用。实现油品质量升级,各类炼油新催化剂发挥了中流砥柱的关键支撑作用。

中国石油石化:既然催化剂在我国油品升级过程中发挥的作用如此重大,那这是否意味着伴随我国油品升级步伐的加快,催化剂技术也要经历一个艰难的升级过程?

龙军:是这样。我国20世纪末开始启动车用油品清洁化进程,陆续制定了清洁汽柴油国家标准,并设定了严格的实施时间。由于装置构成等原因,炼油企业供应清洁油品存在先天不足,依靠新建装置一方面投资巨大,另一方面建设周期太长,因此必须立足自主技术创新,以较少投资、较低成本和较短时间走出一条符合中国国情的油品质量升级之路。以汽油为例,无论是降低烯烃还是降硫,都首先依赖催化剂的升级换代。支撑油品质量升级,催化剂技术必须领先一步。这是一个充满艰辛和挑战的自主创新过程。

石科院作为炼油技术创新的主力军,始终坚持以满足中国炼油工业发展的技术需求为己任。在进入新世纪炼油企业遭遇油品质量升级的巨大压力下,举全院之力,完全依靠自主技术创新,成功开发出符合中国炼油装置特点、具有我国自主知识产权的清洁汽柴油低成本生产成套技术,并获得广泛应用,使中国石化炼油企业在重大挑战面前,以较少投资、较低成本并在较短时间内实现了汽油质量升级,用10年时间走完了西方发达国家用二三十年完成的油品质量升级之路。

以京V汽油为例,2012年中国石化燕山石化、齐鲁石化、沧州石化生产硫含量小于10ppm清洁汽油特供北京市,其中95%以上汽油是应用石科院开发的汽油降硫技术生产的。

探索中前行

中国石油石化:贵院为配合我国油品升级工作,在催化剂的研发方面做出了哪些努力,取得了怎样的成效?

龙军:在油品升级过程中,我们遇到的第一个难题是降烯烃。由于历史原因,我国原油性质特殊,与欧美以催化裂化、催化重整、烷基化等多种炼油技术生产汽油不同,中国以催化裂化为主生产汽油,导致我国汽油烯烃含量居高不下。1999年制定的GB179302-1999车用清洁汽油标准规定汽油烯烃含量不得大于35%,而同年由国家石油产品质量监督检验中心对全国各炼油厂普查的结果却是,在生产的各类汽油中,平均烯烃含量为43%,烯烃含量超过35%的占80%,个别汽油烯烃含量高达75%。

这是史无前例的挑战。之所以这样说是因为西方国家汽油池中催化裂化汽油的比例比我国低得多。因此,西方国家不存在汽油降烯烃的问题。我们无先例可循,必须完全立足自主技术解决问题。对此,石科院首先提炼出催化裂化汽油降烯烃技术开发过程中需解决的科学问题,然后通过开展导向型基础研究,加深对石油烃分子催化裂化反应化学的认识,由此启发科研人员产生降低汽油烯烃的技术创新思路模式。经过实验室小型实验、中型试验、工业试验,最终开发出具有自主知识产权的MIP技术,使汽油中的烯烃含量下降到35%左右。2003年,中国炼油工业又面临环保法规进一步升级与经济效益普遍滑坡双重压力,我国炼油企业迫切需要不但能深度降低汽油烯烃,同时还能增产高价值丙烯少产低价值干气以提高经济效益的创新技术。因此,我们又通过导向性基础研究,创新技术研发思路,开发出MIP-CGP技术和专用催化剂,使汽油烯烃既能进一步降低到18%以下,又能多生产出高价值的丙烯、少产出低价值干气,取得了很好的经济和社会效益。

MIP、MIP-CGP技术分别获得2004和2006年度国家科技进步二等奖,并获得量大面广的工业应用。到目前为止,国内炼油企业采用MIP、MIP-CGP的催化裂化装置总加工量已超过国内催化裂化能力的一半以上。

开拓中发展

中国石油石化:如果降烯烃是催化剂研发和生产单位在油品升级路上遇到的第一只“拦路虎”,那么此后你们又遇到了哪些挑战,是如何攻克的?

龙军:仍以清洁汽油生产为例,清洁汽油质量升级除了需要降烯烃外还要降硫。这是我们遇到的第二个挑战。随着清洁汽油质量标准不断提升,汽油中硫含量由原来不大于1000微克/克(国Ⅰ),要逐步降低至10微克/克以下(国V),指标越来越高,难度也越来越大。但是,经过大家的努力,取得了丰硕的成果。

比如,我们研发的RSDS催化加氢脱硫技术是一项达到国际先进水平的技术。第一代RSDS催化剂技术于2003年在中国石化上海分公司和长岭分公司成功地进行了工业应用,平均脱硫率达91.4%、产品硫含量36微克/克、抗爆指数损失1.3、液收100%。第二代RSDS催化剂技术同第一代相比,相同脱硫率下烯烃饱和率下降40%左右,具有更好的脱硫和保持汽油辛烷值的能力,已在多套装置上得到成功的工业应用,达到预期效果。

在石科院开发的诸多脱硫技术中,值得一提的还有S-Zorb催化剂技术。中国石化2007年从美国康菲公司买断了S-Zorb吸附脱硫技术,并把该技术作为炼油企业汽油质量升级的一个重要措施。但遗憾的是,与该技术相配套的专用催化剂技术却掌握在国外另一家催化剂公司手中,不对中国石化转让。

为此,石科院专门成立自主研发S-Zorb催化剂技术的科研团队,潜心钻研,在获得深度脱硫的同时保持辛烷值的技术创新构思,并在此基础上开发出升级版的专用催化剂。该催化剂在我国多套S-Zorb工业装置上的应用结果表明,整体性能优于国外催化剂。

创新没有止境

中国石油石化:目前,我国催化剂技术支持各炼油企业将汽柴油产品升级到国Ⅴ标准已经完全没有问题了。接下来,贵院的重点工作会是什么呢?

龙军:为推动国民经济发展、满足人民群众的需要,我国石油炼制工业还有较大的发展空间和战略机遇,但预计要应对许多诸如劣质原油加工、重质渣油高效转化、清洁燃料生产、绿色低碳炼制、高价值石油产品生产等挑战,这些都会对石油炼制科技界技术创新包括催化剂技术创新不断提出新的课题。

责编:王亭亭

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