油品升級(jí)的催化“杠桿”探索中前行

　　—訪石油化工科學(xué)研究院院長龍軍

　　在我國掀起的“環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)”中，催化劑的作用凸顯出來，它在整個(gè)油品升級(jí)過程中起著關(guān)鍵作用。

　　霧霾天氣的困擾急劇增加，國家相關(guān)部門不得不在環(huán)境治理上發(fā)力。國務(wù)院常務(wù)會(huì)議制定下油品質(zhì)量升級(jí)時(shí)間表后，我國煉油企業(yè)絲毫不敢怠慢，不遺余力向目標(biāo)奮進(jìn)。

　　在這場(chǎng)“環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)”中，實(shí)現(xiàn)石油高效轉(zhuǎn)化和清潔利用的重要推手—催化劑的作用就凸顯出來。它在整個(gè)油品升級(jí)過程中起著關(guān)鍵作用。就此，本刊記者專門采訪了石油化工科學(xué)研究院院長龍軍。

　　彰顯技術(shù)魅力

　　中國石油石化：龍?jiān)洪L，您好！在我國油品升級(jí)時(shí)間越來越緊迫的當(dāng)下，各大煉油企業(yè)都在想方設(shè)法向更加清潔的油品生產(chǎn)目標(biāo)邁進(jìn)。在這項(xiàng)工作當(dāng)中，您覺得催化劑究竟扮演了什么樣的角色，催化劑技術(shù)的研發(fā)又該發(fā)揮出怎樣的作用？

　　龍軍：石油煉制離不開催化劑，油品質(zhì)量升級(jí)更與催化劑的活性與選擇性等息息相關(guān)。石油煉制過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)需要消耗相當(dāng)?shù)哪芰?催化劑的作用就在于能有效地降低反應(yīng)的能壘。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)的能壘越高，需要的能量就越多，煉油企業(yè)的能耗就越大。而性能優(yōu)良的催化劑，既能降低企業(yè)能耗，又能提高煉制過程的選擇性,有利于煉油企業(yè)生產(chǎn)出更加符合環(huán)保要求的產(chǎn)品。

　　目前，我國現(xiàn)代煉油廠全技術(shù)流程中各類石油煉制技術(shù)總共近60個(gè)，其中70%以上是化學(xué)過程，而化學(xué)煉制技術(shù)中大多數(shù)是需要使用催化劑的催化化學(xué)過程。由此足見催化劑在我國煉油技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展過程中的重要作用。實(shí)現(xiàn)油品質(zhì)量升級(jí)，各類煉油新催化劑發(fā)揮了中流砥柱的關(guān)鍵支撐作用。

　　中國石油石化：既然催化劑在我國油品升級(jí)過程中發(fā)揮的作用如此重大，那這是否意味著伴隨我國油品升級(jí)步伐的加快，催化劑技術(shù)也要經(jīng)歷一個(gè)艱難的升級(jí)過程？

　　龍軍：是這樣。我國20世紀(jì)末開始啟動(dòng)車用油品清潔化進(jìn)程，陸續(xù)制定了清潔汽柴油國家標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)定了嚴(yán)格的實(shí)施時(shí)間。由于裝置構(gòu)成等原因，煉油企業(yè)供應(yīng)清潔油品存在先天不足，依靠新建裝置一方面投資巨大，另一方面建設(shè)周期太長，因此必須立足自主技術(shù)創(chuàng)新，以較少投資、較低成本和較短時(shí)間走出一條符合中國國情的油品質(zhì)量升級(jí)之路。以汽油為例，無論是降低烯烴還是降硫，都首先依賴催化劑的升級(jí)換代。支撐油品質(zhì)量升級(jí)，催化劑技術(shù)必須領(lǐng)先一步。這是一個(gè)充滿艱辛和挑戰(zhàn)的自主創(chuàng)新過程。

　　石科院作為煉油技術(shù)創(chuàng)新的主力軍，始終堅(jiān)持以滿足中國煉油工業(yè)發(fā)展的技術(shù)需求為己任。在進(jìn)入新世紀(jì)煉油企業(yè)遭遇油品質(zhì)量升級(jí)的巨大壓力下，舉全院之力，完全依靠自主技術(shù)創(chuàng)新，成功開發(fā)出符合中國煉油裝置特點(diǎn)、具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的清潔汽柴油低成本生產(chǎn)成套技術(shù)，并獲得廣泛應(yīng)用，使中國石化煉油企業(yè)在重大挑戰(zhàn)面前，以較少投資、較低成本并在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了汽油質(zhì)量升級(jí)，用10年時(shí)間走完了西方發(fā)達(dá)國家用二三十年完成的油品質(zhì)量升級(jí)之路。

　　以京V汽油為例，2012年中國石化燕山石化、齊魯石化、滄州石化生產(chǎn)硫含量小于10ppm清潔汽油特供北京市，其中95%以上汽油是應(yīng)用石科院開發(fā)的汽油降硫技術(shù)生產(chǎn)的。

　　探索中前行

　　中國石油石化：貴院為配合我國油品升級(jí)工作，在催化劑的研發(fā)方面做出了哪些努力，取得了怎樣的成效？

　　龍軍：在油品升級(jí)過程中，我們遇到的第一個(gè)難題是降烯烴。由于歷史原因，我國原油性質(zhì)特殊，與歐美以催化裂化、催化重整、烷基化等多種煉油技術(shù)生產(chǎn)汽油不同，中國以催化裂化為主生產(chǎn)汽油，導(dǎo)致我國汽油烯烴含量居高不下。1999年制定的GB179302-1999車用清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定汽油烯烴含量不得大于35%，而同年由國家石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)全國各煉油廠普查的結(jié)果卻是，在生產(chǎn)的各類汽油中，平均烯烴含量為43%，烯烴含量超過35%的占80%，個(gè)別汽油烯烴含量高達(dá)75%。

　　這是史無前例的挑戰(zhàn)。之所以這樣說是因?yàn)槲鞣絿移统刂写呋鸦偷谋壤任覈偷枚唷Ｒ虼?，西方國家不存在汽油降烯烴的問題。我們無先例可循，必須完全立足自主技術(shù)解決問題。對(duì)此，石科院首先提煉出催化裂化汽油降烯烴技術(shù)開發(fā)過程中需解決的科學(xué)問題，然后通過開展導(dǎo)向型基礎(chǔ)研究，加深對(duì)石油烴分子催化裂化反應(yīng)化學(xué)的認(rèn)識(shí)，由此啟發(fā)科研人員產(chǎn)生降低汽油烯烴的技術(shù)創(chuàng)新思路模式。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室小型實(shí)驗(yàn)、中型試驗(yàn)、工業(yè)試驗(yàn)，最終開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的MIP技術(shù)，使汽油中的烯烴含量下降到35%左右。2003年,中國煉油工業(yè)又面臨環(huán)保法規(guī)進(jìn)一步升級(jí)與經(jīng)濟(jì)效益普遍滑坡雙重壓力，我國煉油企業(yè)迫切需要不但能深度降低汽油烯烴,同時(shí)還能增產(chǎn)高價(jià)值丙烯少產(chǎn)低價(jià)值干氣以提高經(jīng)濟(jì)效益的創(chuàng)新技術(shù)。因此，我們又通過導(dǎo)向性基礎(chǔ)研究，創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)思路，開發(fā)出MIP-CGP技術(shù)和專用催化劑，使汽油烯烴既能進(jìn)一步降低到18%以下，又能多生產(chǎn)出高價(jià)值的丙烯、少產(chǎn)出低價(jià)值干氣，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　MIP、MIP-CGP技術(shù)分別獲得2004和2006年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，并獲得量大面廣的工業(yè)應(yīng)用。到目前為止，國內(nèi)煉油企業(yè)采用MIP、MIP-CGP的催化裂化裝置總加工量已超過國內(nèi)催化裂化能力的一半以上。

　　開拓中發(fā)展

　　中國石油石化：如果降烯烴是催化劑研發(fā)和生產(chǎn)單位在油品升級(jí)路上遇到的第一只“攔路虎”，那么此后你們又遇到了哪些挑戰(zhàn)，是如何攻克的？

　　龍軍：仍以清潔汽油生產(chǎn)為例，清潔汽油質(zhì)量升級(jí)除了需要降烯烴外還要降硫。這是我們遇到的第二個(gè)挑戰(zhàn)。隨著清潔汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，汽油中硫含量由原來不大于1000微克/克（國Ⅰ），要逐步降低至10微克/克以下（國V）,指標(biāo)越來越高，難度也越來越大。但是，經(jīng)過大家的努力，取得了豐碩的成果。

　　比如，我們研發(fā)的RSDS催化加氫脫硫技術(shù)是一項(xiàng)達(dá)到國際先進(jìn)水平的技術(shù)。第一代RSDS催化劑技術(shù)于2003年在中國石化上海分公司和長嶺分公司成功地進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用，平均脫硫率達(dá)91.4%、產(chǎn)品硫含量36微克/克、抗爆指數(shù)損失1.3、液收100%。第二代RSDS催化劑技術(shù)同第一代相比，相同脫硫率下烯烴飽和率下降40%左右，具有更好的脫硫和保持汽油辛烷值的能力，已在多套裝置上得到成功的工業(yè)應(yīng)用，達(dá)到預(yù)期效果。

　　在石科院開發(fā)的諸多脫硫技術(shù)中，值得一提的還有S-Zorb催化劑技術(shù)。中國石化2007年從美國康菲公司買斷了S-Zorb吸附脫硫技術(shù)，并把該技術(shù)作為煉油企業(yè)汽油質(zhì)量升級(jí)的一個(gè)重要措施。但遺憾的是，與該技術(shù)相配套的專用催化劑技術(shù)卻掌握在國外另一家催化劑公司手中，不對(duì)中國石化轉(zhuǎn)讓。

　　為此，石科院專門成立自主研發(fā)S-Zorb催化劑技術(shù)的科研團(tuán)隊(duì)，潛心鉆研，在獲得深度脫硫的同時(shí)保持辛烷值的技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)思，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出升級(jí)版的專用催化劑。該催化劑在我國多套S-Zorb工業(yè)裝置上的應(yīng)用結(jié)果表明，整體性能優(yōu)于國外催化劑。

　　創(chuàng)新沒有止境

　　中國石油石化：目前，我國催化劑技術(shù)支持各煉油企業(yè)將汽柴油產(chǎn)品升級(jí)到國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完全沒有問題了。接下來，貴院的重點(diǎn)工作會(huì)是什么呢？

　　龍軍：為推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、滿足人民群眾的需要，我國石油煉制工業(yè)還有較大的發(fā)展空間和戰(zhàn)略機(jī)遇，但預(yù)計(jì)要應(yīng)對(duì)許多諸如劣質(zhì)原油加工、重質(zhì)渣油高效轉(zhuǎn)化、清潔燃料生產(chǎn)、綠色低碳煉制、高價(jià)值石油產(chǎn)品生產(chǎn)等挑戰(zhàn)，這些都會(huì)對(duì)石油煉制科技界技術(shù)創(chuàng)新包括催化劑技術(shù)創(chuàng)新不斷提出新的課題。

來源：中國石油石化 　

　　版權(quán)及免責(zé)聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時(shí)須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點(diǎn)和立場(chǎng)。版權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀