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    从乙烯尾气中“掘金”

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    我国的石油对外依存度已超过60%,能源安全面临较大风险,创新石油资源利用技术提高利用率迫在眉睫。经测算,每年我国炼油厂催化裂化装置(FCC)和深度催化裂解(DCC)装置的副产含乙烯尾气高达数千万吨,但大多数企业将其作为低品位燃料,造成严重的资源浪费。

    为何不能更好地利用这些资源呢?原来稀乙烯有效成分浓度低,杂质组成复杂,通过精制分离回收乙烯流程长、能耗高,且投资巨大,开发增值转化技术的难度极大。中国石化上海石油化工研究院、洛阳工程有限公司、石油化工科学研究院、青岛炼油化工有限公司等单位协力攻关,突破多项技术瓶颈,开发的稀乙烯增值转化高效催化剂及成套技术于日前获得了2018年度国家科技进步二等奖。

    关键技术取得突破

    考虑到杂质、浓度以及工艺流程等方面因素,中国石化上海院杨为民教授领导的科研团队转换思路,使稀乙烯资源不走精制回收路线,而是直接通过催化转化生成乙苯等化学品,实现分离和反应的耦合。这不仅能够大幅降低能耗,还充分利用了乙烯资源,对提高炼油厂的经济效益、拓宽乙烯原料来源及降低乙苯产品的生产成本等均具有重要意义。

    为充分高效地利用稀乙烯资源,满足企业节能降耗需求,上海院科研团队与石科院团队密切合作,在催化材料方面,取得了形貌择向纳米MFI分子筛以及多级孔高硅FAU分子筛催化材料等关键技术突破。他们开发出低苯烯比稀乙烯制乙苯催化剂,并在多家企业进行工业应用。结果表明,催化剂具有优良的扩散性能,在维持高转化率和高选择性指标基础上,大幅降低了乙苯生产能耗,烷基化再生周期超过19个月,使用寿命超过3年;烷基转移催化剂使用寿命达7年以上。在工艺方面,他们创新选择性预处理及高效反应分离工艺,大幅提高了资源利用率,物耗、能耗大幅降低,乙烯总回收率达到96%以上;集成创新了节能和大型化成套技术,适应多种稀乙烯原料,增产高端产品。

    创造巨大经济效益

    为进一步提升科技创新的支撑引领作用,中国石化上海院与洛阳工程有限公司、石油化工科学研究院、青岛炼油化工有限公司等单位协力攻关,踏上稀乙烯增值转化高效催化剂及成套技术的研发之旅。

    历经十余年的持续创新,团队完成了稀乙烯增值转化制乙苯高效催化剂和成套技术的开发工作。该项目的各项运行指标超越国内外同类技术,整体水平达到国际领先,并进一步提升了炼油厂催化裂化装置尾气等稀乙烯资源的增值转化和石油资源的利用效率, 为传统炼厂向化工型炼厂转型提供重要的技术支撑。

    目前,该项目技术和催化剂已许可和应用于多家乙苯生产企业,包括世界最大规模30万吨/年中海石油宁波大榭石化稀乙烯制乙苯装置,乙苯年产量已超过百万吨。近三年累计新增销售额上百亿元,新增利润数十亿元,经济效益显著。

    推广应用前景可期

    资源节约是世界发展必须面临的重大课题。该催化剂与成套技术的成功开发和推广应用,已实现全国20%以上的副产稀乙烯的资源化利用,为我国炼油化工企业降本增效、促进资源节约的可持续发展,发挥了重要的技术支撑作用。

    与此同时,该项目还对我国炼油及化工绿色技术的创新引领发挥了重要作用。稀乙烯高效增值转化技术的创新,不仅可提高清洁油品新技术的经济性,还将有效推动我国炼油产业转型升级,逐渐向绿色发展迈进。

    该项目具有完全自主知识产权,已获得国内外多家公司的认可和应用意向,未来有望走向海外,助力中国石化打造中国创造的技术名片。

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