我國的石油對外依存度已超過60%，能源安全面臨較大風險，創(chuàng)新石油資源利用技術(shù)提高利用率迫在眉睫。經(jīng)測算，每年我國煉油廠催化裂化裝置(FCC)和深度催化裂解(DCC)裝置的副產(chǎn)含乙烯尾氣高達數(shù)千萬噸，但大多數(shù)企業(yè)將其作為低品位燃料，造成嚴重的資源浪費。
為何不能更好地利用這些資源呢?原來稀乙烯有效成分濃度低，雜質(zhì)組成復雜，通過精制分離回收乙烯流程長、能耗高，且投資巨大，開發(fā)增值轉(zhuǎn)化技術(shù)的難度極大。中國石化上海石油化工研究院、洛陽工程有限公司、石油化工科學研究院、青島煉油化工有限公司等單位協(xié)力攻關(guān)，突破多項技術(shù)瓶頸，開發(fā)的稀乙烯增值轉(zhuǎn)化高效催化劑及成套技術(shù)于日前獲得了2018年度國家科技進步二等獎。
關(guān)鍵技術(shù)取得突破
考慮到雜質(zhì)、濃度以及工藝流程等方面因素，中國石化上海院楊為民教授領(lǐng)導的科研團隊轉(zhuǎn)換思路，使稀乙烯資源不走精制回收路線，而是直接通過催化轉(zhuǎn)化生成乙苯等化學品，實現(xiàn)分離和反應(yīng)的耦合。這不僅能夠大幅降低能耗，還充分利用了乙烯資源，對提高煉油廠的經(jīng)濟效益、拓寬乙烯原料來源及降低乙苯產(chǎn)品的生產(chǎn)成本等均具有重要意義。
為充分高效地利用稀乙烯資源，滿足企業(yè)節(jié)能降耗需求，上海院科研團隊與石科院團隊密切合作，在催化材料方面，取得了形貌擇向納米MFI分子篩以及多級孔高硅FAU分子篩催化材料等關(guān)鍵技術(shù)突破。他們開發(fā)出低苯烯比稀乙烯制乙苯催化劑，并在多家企業(yè)進行工業(yè)應(yīng)用。結(jié)果表明，催化劑具有優(yōu)良的擴散性能，在維持高轉(zhuǎn)化率和高選擇性指標基礎(chǔ)上，大幅降低了乙苯生產(chǎn)能耗，烷基化再生周期超過19個月，使用壽命超過3年;烷基轉(zhuǎn)移催化劑使用壽命達7年以上。在工藝方面，他們創(chuàng)新選擇性預(yù)處理及高效反應(yīng)分離工藝，大幅提高了資源利用率，物耗、能耗大幅降低，乙烯總回收率達到96%以上;集成創(chuàng)新了節(jié)能和大型化成套技術(shù)，適應(yīng)多種稀乙烯原料，增產(chǎn)高端產(chǎn)品。
創(chuàng)造巨大經(jīng)濟效益
為進一步提升科技創(chuàng)新的支撐引領(lǐng)作用，中國石化上海院與洛陽工程有限公司、石油化工科學研究院、青島煉油化工有限公司等單位協(xié)力攻關(guān)，踏上稀乙烯增值轉(zhuǎn)化高效催化劑及成套技術(shù)的研發(fā)之旅。
歷經(jīng)十余年的持續(xù)創(chuàng)新，團隊完成了稀乙烯增值轉(zhuǎn)化制乙苯高效催化劑和成套技術(shù)的開發(fā)工作。該項目的各項運行指標超越國內(nèi)外同類技術(shù)，整體水平達到國際領(lǐng)先，并進一步提升了煉油廠催化裂化裝置尾氣等稀乙烯資源的增值轉(zhuǎn)化和石油資源的利用效率， 為傳統(tǒng)煉廠向化工型煉廠轉(zhuǎn)型提供重要的技術(shù)支撐。
目前，該項目技術(shù)和催化劑已許可和應(yīng)用于多家乙苯生產(chǎn)企業(yè)，包括世界最大規(guī)模30萬噸/年中海石油寧波大榭石化稀乙烯制乙苯裝置，乙苯年產(chǎn)量已超過百萬噸。近三年累計新增銷售額上百億元，新增利潤數(shù)十億元，經(jīng)濟效益顯著。
推廣應(yīng)用前景可期
資源節(jié)約是世界發(fā)展必須面臨的重大課題。該催化劑與成套技術(shù)的成功開發(fā)和推廣應(yīng)用，已實現(xiàn)全國20%以上的副產(chǎn)稀乙烯的資源化利用，為我國煉油化工企業(yè)降本增效、促進資源節(jié)約的可持續(xù)發(fā)展，發(fā)揮了重要的技術(shù)支撐作用。
與此同時，該項目還對我國煉油及化工綠色技術(shù)的創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)揮了重要作用。稀乙烯高效增值轉(zhuǎn)化技術(shù)的創(chuàng)新，不僅可提高清潔油品新技術(shù)的經(jīng)濟性，還將有效推動我國煉油產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，逐漸向綠色發(fā)展邁進。
該項目具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，已獲得國內(nèi)外多家公司的認可和應(yīng)用意向，未來有望走向海外，助力中國石化打造中國創(chuàng)造的技術(shù)名片。
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