中國石油催化技術“催化”低碳煉油
石油人才網(wǎng)
發(fā)布時間: 2010/10/18 12:53:35
文章來源:中國石油新聞中心
遼陽石化加氫裂化項目。姚民 攝  催化劑是實現(xiàn)石油高效轉化和清潔利用的關鍵。中國石油加大煉油催化劑核心技術研發(fā)力度,通過持續(xù)攻關,在煉油催化劑關鍵技術研發(fā)和生產(chǎn)方面取得了長足發(fā)展——
回顧一百多年來我國煉油工業(yè)的歷史,特別是近幾十年,由于催化等多項技術的進步,推動我國煉油工業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展。進入21世紀,全球煉油業(yè)進入增加利潤、降低投資、提高能效和滿足日益嚴格的燃料標準的變革時期,催化劑在煉廠滿足燃料標準、提高操作效率、提高轉化率與選擇性、順應環(huán)保趨勢等方面起到關鍵作用。
在中國石油、中國石化、中國石油大學等相關研發(fā)生產(chǎn)單位的共同努力下,煉油催化劑行業(yè)正在為滿足市場和技術需求而不斷創(chuàng)新,經(jīng)濟、環(huán)境、法規(guī)和社會等因素成為石化工業(yè)進步主要驅(qū)動力。
中國石油一直努力推動催化技術發(fā)展,通過推動技術創(chuàng)新和技術交流,促進我國低碳煉油發(fā)展。在中國石油石化工業(yè)發(fā)展史上,中國石油不僅降烯烴、增產(chǎn)丙烯、抗重金屬、重油轉化、高辛烷值等催化劑技術研發(fā)可圈可點,催化劑生產(chǎn)企業(yè)有著輝煌的歷史。
1964年4月,隨著蘭煉催化劑廠的建成投產(chǎn),中國擁有了自己座煉油催化裂化催化劑開發(fā)生產(chǎn)基地——被譽為“煉油裂化催化劑搖籃”的中國石油蘭州石化公司催化劑廠,也是中國石油目前的催化裂化催化劑生產(chǎn)基地。
新中國成立后,在石油工業(yè)部北京石油煉制研究所工作的閔恩澤院士的指導下,1964年我國總共有4座催化劑廠相繼建立,當年我國主要石油煉制催化劑生產(chǎn)立足國內(nèi),奠定了石油煉制催化劑生產(chǎn)技術基礎。
我們從一次次創(chuàng)造著令人驚嘆的中國“”的蘭州石化催化劑廠管窺全豹。40余年來,蘭州石化催化劑廠有著輝煌的紀錄:44年前,我國套硅酸鋁小球催化劑生產(chǎn)裝置拔地而起;44年前,我國批國產(chǎn)的硅酸鋁小球催化劑宣告誕生;44年前,我國煉油催化劑應用科學的奠基人、國家科學獎獲得者閔恩澤院士主持研發(fā)的批國產(chǎn)催化裂化催化劑獲得成功。
催化劑廠實施重大技術改造和新產(chǎn)品研制近百項,獲得國家科技進步獎兩項,擁有的全白土催化劑工藝生產(chǎn)線,是國內(nèi)、世界僅有兩套的高活性抗重金屬全白土型分子篩催化劑生產(chǎn)裝置,在行業(yè)中占有獨特的地位;其研制的LCS-7和LVR-60等產(chǎn)品,多次獲得中國石化總公司科技進步獎項、中國石油集團公司技術進步創(chuàng)新獎項;LBO系列降烯烴催化劑憑借其巨大的社會效益和經(jīng)濟效益獲得國家科技進步二等獎。為滿足用戶多產(chǎn)丙烯的需求,催化劑廠精心研制的LCC系列多產(chǎn)丙烯催化劑可使丙烯產(chǎn)率達到11%以上,汽油辛烷值高,大大提升了用戶的經(jīng)濟效益。
在科學技術的推動下,蘭州石化催化劑廠主要工序技術水平、關鍵工裝設備能力步入世界先進水平,主打產(chǎn)品年綜合生產(chǎn)能力達5萬噸;根據(jù)用戶不同煉油催化裂化裝置、不同原料油、不同目標產(chǎn)物的要求,實現(xiàn)了“量體裁衣、量身訂制”系列化生產(chǎn)。目前,蘭州石化催化劑廠生產(chǎn)的“昆侖”催化劑產(chǎn)品暢銷國內(nèi)外,深受廣大用戶贊譽,市場占有率連續(xù)保持國內(nèi)領先。
近年來,隨著世界燃油規(guī)范標準的不斷提高,低碳煉油技術逐漸成為各大石油石化公司及企業(yè)發(fā)展過程中提升技術水平及產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵。因此,包括催化劑在內(nèi)的低碳煉油技術創(chuàng)新和發(fā)展日益受到重視。依靠相關催化劑實現(xiàn)低碳生產(chǎn)與產(chǎn)品性能提升,逐漸成為石油資源高效轉化和價值提升的重要控制點,同時也是企業(yè)獲得高質(zhì)量終端產(chǎn)品、提高效益的根本途徑之一。
集團公司提出了繼續(xù)鞏固和保持企業(yè)在煉油催化劑領域優(yōu)勢地位的要求,在科技管理部的組織協(xié)調(diào)下,今年8月13日在京組織召開了“煉油催化劑研制開發(fā)與工業(yè)應用”重大科技專項啟動會。
中國石油“煉油催化劑研制開發(fā)與工業(yè)應用”重大科技專項由石油化工研究院牽頭,蘭州石化、撫順石化、西南油氣田公司、中國石油大學、大連石化、大慶石化、大連西太平洋、長慶石化、烏魯木齊石化、呼和浩特石化等催化劑研發(fā)、生產(chǎn)、應用單位共同參與。該科技專項旨在集中優(yōu)勢科研力量,以催化材料基礎理論研究為先導,重點圍繞清潔油品生產(chǎn)和重油深度加工兩個關鍵領域所需催化劑技術進行攻關,形成一系列具有自主知識產(chǎn)權的催化劑產(chǎn)品和配套技術,研發(fā)、設計、生產(chǎn)單位緊密結合,全面提升煉油業(yè)務競爭力,引領煉油業(yè)務持續(xù)快速發(fā)展。
除了設立與成功實施重大科技專項,根據(jù)集團公司科技項目人才引進計劃安排,結合目前下游業(yè)務技術發(fā)展需求,集團公司今年9月中旬在集團公司科技管理部和國際事業(yè)部的組織下,又在中國石油石油化工研究院召開煉油催化技術國際研討會。
此次會議促進了中國石油煉化企業(yè)及研究院對歐洲先進低碳煉油技術更廣泛深入的了解,同時為企業(yè)和技術研發(fā)人員搭建了與國際先進技術交流的橋梁,為今后提升研發(fā)水平、促進技術進步打下良好基礎。
2000年以來,中國石油石油化工研究院先后開發(fā)了降烯烴、增產(chǎn)丙烯、抗重金屬、專用催化劑、重油轉化、高辛烷值6個系列23個牌號催化劑產(chǎn)品。6個系列的催化裂化催化劑產(chǎn)品已在國外2套、國內(nèi)56套大工業(yè)裝置上獲得成功工業(yè)應用。
目前,中國石油石油化工研究院催化裂化催化劑產(chǎn)品在中國石油內(nèi)部市場占有率達到75%,國內(nèi)市場占有率達到38%。
伴隨低碳時代的到來,特別是我國含硫原油加工基地建設加快,石油化工研究院和中國石油大學等加氫、脫硫等低碳催化劑研發(fā)和生產(chǎn)正在大步前進,推動低碳煉油工業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
【背景鏈接】
在煉油化工生產(chǎn)過程中,催化劑往往能大顯身手。在煉油廠,催化劑更是少不了,選用不同的催化劑,就可以得到不同品質(zhì)的汽油、煤油。汽車尾氣中含有害的一氧化碳和一氧化氮,利用鉑等金屬作催化劑可以迅速將二者轉化為二氧化碳和氮氣。
催化劑對化學反應速率影響很大,有的催化劑可以使化學反應速率加快到幾百萬倍以上。
隨著催化劑產(chǎn)品的更新及相關技術的發(fā)展,中國煉油工業(yè)發(fā)展經(jīng)歷三個階段。階段,從1863年次進口煤油,到1963年油品基本自給,實現(xiàn)這個跨越整整用了100年。第二階段,從20世紀60年代初到90年代末,中國煉油行業(yè)在產(chǎn)能規(guī)模和技術上實現(xiàn)了巨大飛躍,進入世界煉油大國行列。第三階段,即從21世紀初開始到2020年左右,實現(xiàn)從煉油大國到煉油強國的跨越。2006年,中國已成為世界上僅次于美國的第二大煉油國,原油一次加工能力達3.5億噸。實際加工原油3.0651億噸,四大類成品油(汽油、煤油、柴油、潤滑油)產(chǎn)量達1.8777億噸。(王玉芹 石岡整理)
【專家聲音】
研發(fā)生產(chǎn)清潔產(chǎn)品 適應綠色發(fā)展要求
石化行業(yè)是國家經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè),經(jīng)濟發(fā)展離不開石油。石油不僅為我們提供液化氣、航空燃料、車用汽油和柴油、船用燃料油,而且為日常生活所需的塑料、纖維、橡膠和化工產(chǎn)品提供原料。然而,從石油中直接得到的汽柴油和化工原料輕質(zhì)餾分較少,重質(zhì)油含量高,而市場對輕質(zhì)餾分油需求量大,同時環(huán)境保護對石油產(chǎn)品質(zhì)量要求高。煉油工業(yè)發(fā)展必須提高重油加工深度,提高輕質(zhì)油品收率,盡可能生產(chǎn)清潔燃料和化工原料??梢哉f,煉油過程離不開催化劑。
煉油催化劑門類繁多,一般歸納為催化裂化催化劑、加氫催化劑和重整催化劑。煉油化工綠色發(fā)展對催化劑研發(fā)提出了更高的要求,如生產(chǎn)清潔燃料、重油深度加工與提高輕油收率。不同的催化劑有著各自的優(yōu)點。催化汽油加氫催化劑加氫脫硫性能好,辛烷值損失少;柴油加氫催化劑可深度和超深度脫硫,提高十六烷值加氫裂化催化劑能多產(chǎn)優(yōu)質(zhì)中間餾分油和化工原料;渣油加氫催化劑可深度脫金屬、殘?zhí)?、瀝青質(zhì)和硫及氮化物雜質(zhì),提供催化裂化原料;催化裂化催化劑可提高重油轉化能力和輕油收率,提高汽油辛烷值,降低汽油硫和烯烴含量,降低干氣產(chǎn)率,多產(chǎn)丙烯原料。
(石化院加氫領域首席技術專家 胡長祿)
  加快催化技術進步 提升煉油核心競爭力
石油煉制工業(yè)提供了世界上90%以上的交通運輸燃料和化工原料,是世界上重要的加工工業(yè)之一?,F(xiàn)代煉油工業(yè)除常減壓、焦化等少數(shù)幾個過程外,80%以上為催化反應過程。催化劑是實現(xiàn)石油高效轉化和清潔利用的關鍵。性能優(yōu)異的催化劑由于具有技術含量高、調(diào)整靈活、投入產(chǎn)出比高等特點,是煉油技術研發(fā)活躍的領域。
進入21世紀,煉油工業(yè)面臨著原油重質(zhì)劣質(zhì)化、過程環(huán)保綠色化、產(chǎn)品清潔高質(zhì)量化等嚴峻的挑戰(zhàn)。中國石油煉油業(yè)務是核心主營業(yè)務之一,是實現(xiàn)公司整體價值的關鍵環(huán)節(jié)和獲取利潤的重要來源。為實現(xiàn)煉油業(yè)務的持續(xù)發(fā)展,在未來激烈的市場競爭中保持優(yōu)勢,中國石油借鑒國內(nèi)外大型石油石化公司的成功經(jīng)驗,加大煉油催化劑核心技術研發(fā)力度,通過“十五”、“十一五”期間的連續(xù)攻關,在煉油催化劑關鍵技術研發(fā)和生產(chǎn)方面取得了長足的進展。
近年來,針對重油高效轉化和清潔油品生產(chǎn)兩大煉油主營業(yè)務發(fā)展,中國石油在汽柴油加氫催化劑研發(fā)和應用方面取得重要進展。中國石油已設立“煉油催化劑研制開發(fā)與工業(yè)應用”重大科技專項,目的是集中優(yōu)勢科研力量,重點圍繞清潔油品生產(chǎn)和重油深度加工兩個關鍵領域所需催化劑技術進行攻關,形成一系列具有自主知識產(chǎn)權的催化劑產(chǎn)品和配套技術,引領和支撐煉油業(yè)務持續(xù)快速發(fā)展。
?。ㄖ袊痛髮W化學化工學院教授 鮑曉軍)
【延伸閱讀】
蘭州石化:科研成果化為拳頭產(chǎn)品
中國石油網(wǎng)消息 (特約記者錢雙慶)截至10月17日,蘭州石化公司催化劑新產(chǎn)品LDO系列重油催化劑推入市場后,已在15家企業(yè)得到推廣應用。今年前9個月,這種催化劑銷量占總銷量兩成,成了蘭州石化的拳頭產(chǎn)品。
近兩年來,在激烈市場競爭和國際金融危機的雙重沖擊下,蘭州石化催化劑銷售遇到前所未有的困難,產(chǎn)品庫存不斷增加,裝置開工率持續(xù)降低。如何走出困境,蘭州石化充分發(fā)揮催化劑產(chǎn)銷一體化優(yōu)勢,面對裝置開工率不足的窘境,與科研院所密切合作,大力開展催化劑新產(chǎn)品、新材料試生產(chǎn)工作。
新型LDO系列重油催化劑是蘭州石化科研單位歷經(jīng)4年時間,對比研究了2000多個不同工藝配方,分析評價上萬個數(shù)據(jù)后推出的一項新產(chǎn)品成果。
催化劑廠經(jīng)過周密調(diào)研,認為該成果采用全新的分子篩制造技術,產(chǎn)品具有穩(wěn)定性好、催化能力強等特點,達到了國際先進水平。
讓科研成果迅速轉化成有競爭力的產(chǎn)品,成為蘭州石化走出催化劑銷售困境的共識。
作為新型催化劑的載體,HRSY-3新型重油分子篩試生產(chǎn)是個關鍵。由于這種分子篩各項指標苛刻,試生產(chǎn)前的流程準備和系統(tǒng)清理至關重要。
去年6月初,試生產(chǎn)開始前,催化劑廠對可能對系統(tǒng)造成污染的因素逐一排查,清掃、沖洗、擦拭容器24具、焙燒爐4臺,更換布袋448條。提起清理裝置系統(tǒng)時的情景,一線操作工說:“清理工作反復進行了3遍,把容器不銹鋼內(nèi)壁都清出了本色,下的工夫前所未有!”
今年6月18日,作為重油催化劑的中間產(chǎn)品,HRSY-3分子篩轉入微球聯(lián)合車間進行改性試生產(chǎn)。“各項質(zhì)量指標達到小試、中試水平。其中,二交濾餅氧化鈉含量不能超過1.2毫克!”廠領導給參與生產(chǎn)的人員下了個“硬指標”。過去,這個指標都控制在1.8毫克以下。面對這個“硬指標”,管理、技術人員和一線操作工,都暗暗跟自己較起了勁。嚴格管理確保了產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)檢驗,新催化劑產(chǎn)品各項質(zhì)量指標均達到或超過小試、中試水平。其中,二交濾餅氧化鈉含量,達到了1毫克以下的高要求。
據(jù)了解,在短短近半年時間里,蘭州石化完成了3個新材料和3個新產(chǎn)品的工業(yè)轉化工作。如今,新型催化劑產(chǎn)品已迅速成為擴大銷售市場份額的拳頭產(chǎn)品。
雅保:科技創(chuàng)新打造百年老店
據(jù)新統(tǒng)計資料顯示,美國雅保公司今年第二季度業(yè)績獲得較大幅度增長,贏利達8180萬美元,每股收益89美分;總收入達5.925億美元,比去年同期增收1.5億美元。
美國雅保公司總部在美國路易斯安那州首府巴吞魯日,聚合物化學品、精細化工產(chǎn)品和催化劑是雅保的三大核心業(yè)務。在催化劑領域,2004年收購阿克蘇-諾貝爾公司煉油催化劑業(yè)務后,雅保目前已占據(jù)全球FCC催化劑市場第二大市場份額,僅次于占全球裂化催化劑市場近一半份額的格雷斯-戴維森公司,在加氫催化劑領域占到全球市場份額的30%,更是全球助劑大生產(chǎn)商,預計2010年產(chǎn)值達到25億美元。
雅?;さ拇呋瘎I(yè)務始于金屬有機化合物開發(fā)。雅保在全球催化劑市場有口皆碑,除了公司前沿的技術能力和服務水準之外,在全球范圍廣泛布局靠近目標市場,使之獲得了許多便利。目前,雅保在荷蘭阿姆斯特丹和美國休斯敦等地建有催化劑研發(fā)中心,在日本和巴西建有合資工廠,2008年,雅保公司在南京建立的磷系阻燃劑廠順利投產(chǎn)。雅保公司銷售額50%來自于歐洲與亞太地區(qū)。雅保催化劑部門總裁約翰·伊克爾斯表示,雅保對于地區(qū)的支持不僅是在市場和研發(fā)方面,還會研究在生產(chǎn)和合資方面合作的可能性。
作為定位在中高端市場的催化劑生產(chǎn)公司,雅保創(chuàng)立于1887年,對于技術創(chuàng)新一直抱以孜孜以求的態(tài)度。這是企業(yè)在全球市場立于不敗之地的根本原因。
雖然金融危機的陰影已退去,但全球煉化市場仍然處于緩慢復蘇階段。FCC雖然催化劑需求量減少,但全球各大煉廠對于煉油效率與收率的要求因此提高。雅保公司執(zhí)行副總裁兼首席運營官約翰·斯蒂茨不久前宣布,公司將加大催化劑領域創(chuàng)新力度,實現(xiàn)業(yè)務有效增長,并且投入400億歐元在阿姆斯特丹的HPC催化劑研究中心,用于催化劑高通量篩選技術。該技術將大幅提升雅保公司開發(fā)催化劑新產(chǎn)品速度。近期公司已成功推出FCC催化劑。
“雅保持續(xù)進步的秘訣就是科技創(chuàng)新,這是我們的基本戰(zhàn)略,也是立足之本。只有不斷投資開發(fā)創(chuàng)新技術和產(chǎn)品,限度滿足客戶需要,才能保持企業(yè)競爭力?!奔s翰·伊克爾斯在談到雅保核心競爭力時說。正是堅持科技創(chuàng)新的態(tài)度,雅保不斷縮短產(chǎn)品功能與客戶需求之間的差距,才使催化劑用戶保持對雅保這家“百年老店”的品牌忠誠度。
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