促进燃料型炼油厂向化工型转型发展——记多产烯烃的中孔分子筛重油催化裂化技术创建与工业实践项目

　　在新能源产业快速发展前提下，柴、汽油需求接近峰值，产品结构变化显著，这对炼油行业转型升级提出更高的要求。中国石化首席科学家许友好教授团队完成的“多产烯烃的中孔分子筛重油催化裂化技术创建与工业实践”项目，首创以中孔分子筛为唯一活性组元的新型催化裂化催化剂，解决系列反应工程难题，并完成工业试验，为实现炼油产业结构由燃料型转向化工型发展提供了一条崭新的技术路径。该项目也因此于近日获得中国化工学会技术发明一等奖。

　　炼油行业转型迫在眉睫

　　我国车用汽油以催化裂化汽油为主要成分。催化裂化装置作为燃料型炼厂生产流程中的核心装置，其生产的汽油占国内车用汽油总量的2/3以上。

　　近年来，我国炼油能力快速扩张，但成品油消费量增速却逐渐放缓，柴油消费量已经见顶，汽油消费量预计在“十四五”末达到峰值，炼油行业产能过剩问题凸显。但与此同时，丙烯、丁烯等低碳烯烃和低硫船用燃料油却供不应求。在此背景下，以汽柴油作为目标产品的催化裂化技术须加快转型。

　　但许友好也指出，推动使用中孔分子筛催化剂面临着两个难题：一是时机，二是观念。过去我国汽油需求量长期居高不下，炼油行业转型时机迟迟未到;而且我国自20世纪五六十年代开始使用Y型分子筛催化剂，一朝全部转向使用中孔分子筛催化剂，业内需要缓冲时间。对于各方提出的种种担忧，他表示：“如果真的出现问题，我们还可以退回一步继续使用Y型分子筛的催化剂。但向前转型的这一步，今天必须要走。”

　　首创技术提高低碳烯烃产率

　　许友好教授团队研发的以中孔分子筛作为唯一活性组元的催化裂化催化剂及其相关技术均属国际首创。据介绍，过去生产汽油所使用的Y型分子筛作为活性组元催化剂具有良好的重油转化能力，但易导致低碳烯烃发生副反应，影响低碳烯烃的选择性和产率。项目团队在对烃类催化裂化反应深入研究后发现，丙烯、丁烯等低碳烯烃通常是烃类在分子筛孔道内活性中心上生成，要让其及时扩散到孔道外，才能避免发生副反应生成烷烃、芳烃。因此他们开发出新型中孔分子筛催化剂，使产品中烯烃含量尽可能处于最大值。

　　“中孔分子筛氢转移反应活性极低，它可以有效限制烯烃再次发生氢转移反应转化为烷烃。”许友好解释说。在2021年，该技术在青岛石化成功完成工业试验。与空白标定相比，同样的原料性质下该技术可实现丙烯产率增幅98%，异丁烯产率增幅228%。

　　这项技术还可应用于低成本新建或改造现有催化裂化装置。企业只需略作改动现有装置，就可实现灵活调整低碳烯烃、汽油和低硫船用燃料油等不同目标产品的生产方案。此外，新型中孔分子筛制备过程绿色低碳，不产生“三废”，并且能有效抑制多环芳烃生产焦炭，助力减排二氧化碳。

　　市场需求促进技术不断创新

　　作为中国石化“十条龙”攻关项目之一，这项技术的诞生和工业化实践离不开石科院、青岛石化等单位的共同努力。许友好认为，技术创新有2个驱动力，一是从为了发展科学，二是解决市场需求。因此，他强调要重视“合作平台”的市场反馈作用——根据企业的新需求，科研团队确定未来前进的方向，形成正向循环。

　　作为后续，他正积极研究开发多产乙烯和丙烯的靶向催化裂化技术，对现有蒸汽裂化、催化裂解、烯烃裂解和甲醇转化技术进行集成和创新，开创绿色高效生产低碳烯烃的技术。

　　“这项技术的研发只是一个开始。如果我做的事情是对的，未来十年、二十年里它将一直助力国内炼油行业转型。”许友好表示，当前国内非化石燃料汽车快速发展，国内市场更是对低碳烯烃需求保持强劲增速。下一步，项目团队将继续全力攻关，争取解决传统“加氢石脑油裂解制乙烯”甲烷产率过高、乙烯/甲烷比过低等行业难题。