增加高辛烷值催化裂化汽油收率的同時降低碳排放,不僅是油品結構調整、汽油質量升級和環境保護的需求,而且也是制約煉油工業發展的重大技術難題,解決問題的關鍵是催化裂化催化劑技術的進步。由中國石油石油化工研究院、蘭州石化、中國石油大學(北京)等單位共同完成的高汽油收率低碳排放系列催化裂化催化劑工業應用項目,成功開發出了高汽油收率低碳排放系列催化劑,并在國內外實現大規模工業應用,為我國煉油產品結構調整、煉油工業低碳可持續發展及油品質量升級提供了關鍵技術支撐和保障,對于靈活應對我國汽柴油需求變化、保證我國成品油市場供需平衡以及降低能源安全風險等具有重要意義。該項目獲得了2017年國家科技進步二等獎。
由中國石油石油化工研究院、蘭州石化、中國石油大學(北京)等單位共同完成的高汽油收率低碳排放系列催化裂化催化劑工業應用項目,針對油氣大分子在催化裂化催化劑的擴散控制和選擇性轉化等問題,在Y沸石高度介孔化和中大孔載體材料B酸化等方面取得突破,營造了有利于原料油大分子向汽油分子可控轉化的反應環境,開發出高汽油收率低碳排放系列催化劑。
項目團隊發明的高活性介微孔Y沸石活性組分材料,活性提高10個百分點,介孔體積相對增加67%,促進了汽油分子的快速擴散,減少了二次轉化和氫轉移反應,在焦炭產率相對降低5%的同時,汽油收率提高1.45個百分點,解決了高汽油收率與低焦炭產率相互制約的技術難題。
該項目還首創了富含B酸的中大孔硅鋁載體材料,突破了在載體上難以創造豐富B酸的技術難題,孔體積和孔徑分別分別提高3倍和10倍以上,在國際上首次實現了B/L酸大于1,強化B酸主導的催化裂化反應,減少焦炭生成,在轉化率提高1.45個百分點的同時,焦炭產率相對降低8.4%,解決了高轉化率與低焦炭產率的突出矛盾。
在此基礎上,項目團隊研究并揭示了高活性介微孔Y沸石、富含B酸的中大孔材料之間的協同催化作用,結合發明的可顯著提高汽油辛烷值的ZSM-5沸石合成與改性等技術,自主設計開發了可適應不同原料特點的高汽油收率低碳排放系列催化裂化催化劑。
目前,該項目開發的催化劑在國內外煉廠實現了大規模工業應用。國內外工業應用數據表明:在不改變工藝和增加投入的前提下,依靠催化劑技術進步,催化裂化裝置汽油收率平均提高2個百分點,辛烷值平均提高1個單位,焦炭和二氧化碳排放相對降低5%~10%。
此外,該項目通過“產、銷、研、用、管”一體化密切協作成果,在滿足國內外煉廠增效減排的同時,還培養了一批催化劑生產、銷售、科研、應用、管理*和人才,帶動了國內外催化裂化催化劑研究、生產、應用等領域的整體技術進步,為我國煉油催化劑業務可持續發展奠定了堅實基礎。
據了解,該項目已獲國內外授權發明專利35件,形成技術秘密21項,累計生產系列催化劑17.35萬噸,在國內外多套生產裝置實現規模化工業應用。近3年,催化劑生產和國內應用新增經濟效益達23.98億元。
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