碳三加氢一体化技术突破
5月20日，由北京化工研究院、齐鲁分公司和北京化工大学共同承担的“高分散碳三液相加氢催化剂及其专家控制系统开发和应用”项目顺利通过集团公司科技部鉴定。项目采用北化院自主研发的高分散碳三液相加氢催化剂、单段床液相工艺，与基于深层专家知识体系开发的碳三加氢反应器专家控制系统相结合，成功应用于齐鲁石化80万吨/年乙烯装置，实现碳三加氢一体化技术的成功开发，技术处于国际领先水平。北化院乙烯研究所科研团队开发的高分散碳三液相加氢BC-H-30C催化剂为国内外主流催化剂中钯含量最低，仅为之前主流催化剂钯含量的1/3，同时具有加氢效率高、氢气用量少、抗波动性好、操作条件范围宽、使用周期长等特点，属世界首次在碳三液相加氢单段床工艺中成功实现超过100h-1超高空速工况应用，拓宽了催化剂的应用范围，具有良好的经济效益和社会效益。专家控制系统的成功开发可在同一时间尺度上将优化决策和实时控制相结合，实现了碳三加氢反应器的智能化控制，显著降低了操作强度，提升了操控稳定性，发挥了催化剂的最佳性能。近期，国内外众多企业或者机构在石化领域都取得了哪些重大技术突破，这里小编给大家盘点一下。目前商业化的PDH催化剂主要为K-CrOx/Al2O3和Pt-Sn/Al2O3，Pt价格昂贵以及Cr(VI)毒性高，限制了其进一步应用。研发价格低廉、环境友好的高效非贵金属基替代催化剂迫在眉睫。
针对上述问题，2021年11月10日，中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室姜桂元教授团队联合其他院所在丙烷无氧脱氢催化剂研究方面取得新进展。
主要是介绍了一种基于商用 ZnO 的环境相容性负载催化剂的制备方法。这种金属氧化物和载体（沸石或普通金属氧化物）用作物理混合物或以两层的形式使用，ZnO 作为上游层。相同条件（丙烯选择性相似）下，所开发的ZnO-silicalite-1 催化剂的丙烯生产率是商业化K-CrOx/Al2O3的三倍！此外，该方法不仅表现出较高的丙烷转化率，还具有普适性和大规模化应用的潜力，有望大幅降低PDH的工业生产成本。
近日，江苏延长中燃、沈鼓集团联合开发的新型离心式压缩机在沈鼓集团成功完成出厂试车验收，打破了我国同类装置产品气压缩机对国外技术的依赖，成为首套国产化装备的应用。
国内PDH装置产品气压缩机普遍采用进口设备，生产制造周期长、投入资金大、后期维护成本高，制约整个项目建设成本和进度。延长中燃通过公开招标与沈鼓集团达成了研发设计制造的合作，该产品气压缩机为两缸三段压缩，由电机驱动，功率37000KW，压缩机叶轮直径1.5m。3、镇海石化建安PDH反应器进/出料换热器技术领跑
在浙江省经信厅、浙江省财政厅联合发文公布2021年度浙江省首台（套）产品名单中，宁波市镇海石化建安工程有限公司自主研发的“DN4000 H≈16830 STHE系列丙烷脱氢反应器进/出料换热器”被认定为国内首台（套）产品，综合技术性能达到国际先进水平。
石化建安技术团队在多年致力于缠绕管式换热器技术研发的基础上，结合缠绕管换热器的技术优势，创造性地提出了在PDH工艺包中采用缠绕管换热器的解决方案，最终成功研发出STHE系列丙烷脱氢反应器进/出料换热器，对比原有列管式换热器的技术方案，可直接实现设备换热效率提高30%、装置丙烯收率提高3.5%，同时通过降低能耗间接减少碳排放量，助力石化行业实现“碳中和、碳达峰”的目标。以一套60万吨/年丙烷脱氢装置为例，装置投用后可减少能耗约260吨标油/年，二氧化碳排放量约10000吨/年，年均增产丙烯20000吨，直接实现经济效益8800万元/年。
近日，中石化研制出"原油蒸汽裂解技术"、"原油催化裂解技术"两条“油转化”技术路线，并且均实现首次工业化应用。
（1）原油蒸汽裂解技术
2021年11月17日，中石化重点攻关项目“轻质原油裂解制乙烯技术开发及工业应用”在所属天津石化工业试验成功，可直接将原油转化为乙烯、丙烯等化学品， 实现了原油蒸汽裂解技术的国内首次工业化应用。
该技术“跳过”传统原油精炼过程， 将原油直接转化为乙烯、丙烯等化学品，大大缩短生产流程、降低生产成本，同时大幅降低能耗和碳排放。经测算，应用该技术每加工100万吨原油，可产出化学品近50万吨，其中乙烯、丙烯、轻芳烃和氢气等高价值产品近40万吨。
（2）原油催化裂解技术
2021年4月26日，中国石化所属石油化工科学研究院自主研发的原油催化裂解技术在扬州石化成功进行工业试验，直接将原油转化为轻质烯烃和芳烃等化学品。这是原油催化裂解技术的全球首次工业化应用。
该技术也可以“跳过” 传统原油精炼过程，直接将原油转化为轻质烯烃和芳烃，大幅增加乙烯、丙烯和轻芳烃等高价值化学品产量，同时显著降低综合能耗和碳排放。 试验结果表明，低碳烯烃和轻芳烃总产率提升2倍，高达50%以上，即采用该技术每加工100万吨原油可产出高价值化学品约50万吨，经济价值巨大。
2021年8月3日，兰州石化长庆乙烷制乙烯项目成功开车，标志着国内首套利用中石油自主研发的乙烷裂解制乙烯技术建成的大型乙烯生产装置投产。
长庆乙烷制乙烯项目的乙烯装置采用中国石油自有的国内首创乙烯装置成套工艺技术，具有“高温、低压、短停留时间”的裂解反应特性，裂解炉热效率在94%以上。此外，其综合能耗降低到了398.7千克标油/吨。乙烯装置裂解炉选用低氮燃烧器加选择性催化还原脱硝工艺，氮氧化物排放比常规裂解炉装置排放降低了70%，实现废气超低排放。通过采用催化氧化处理乙烯废碱，采用超滤+反渗透及蒸发结晶新技术处理废水，使废水回用率达到了95%以上，实现废水近零排放。项目投用后，二氧化碳排放量、年综合能耗消耗量均达世界先进水平。除此之外，项目还可外供99.9%纯度富氢燃料约4.3万吨/年，是延伸下游产业的清洁高效资源。日前，由中国石化工程建设有限公司（SEI）牵头研发的“乙烯裂解炉节能高效陶纤衬里集成技术”通过中国石油和化学工业联合会组织的成果鉴定。专家组认为，该技术创新性强，社会和经济效益显著，整体技术达到国际先进水平。SEI研发团队开发了乙烯裂解炉辐射段新型热防护涂层技术、新型卯榫陶瓷纤维模块结构和液体锚固技术等，成功应用于两家石化企业的4台裂解炉。应用结果表明，该技术可缩短施工周期及开车烘炉时间，节省开车过程中的燃料消耗，降低散热损失，减少二氧化碳及氮氧化物等排放。近日，中国科学技术大学曾杰教授研究团队开发出一种铜—碳化铁界面型催化剂，实现了常压条件下二氧化碳加氢高选择性制备长链烯烃。目前，工业合成长链烯烃的普遍方法是基于乙烯的齐聚反应，而乙烯主要来自石油资源。与之相比，利用可再生能源电解水制氢，再与二氧化碳反应直接制备长链烯烃，则会产生巨大的环境效益。曾杰团队开发出铜—碳化铁界面型催化剂。研究发现，铜具备一氧化碳的非解离吸附能力，碳化铁能催化生成甲基和亚甲基。在铜和碳化铁的界面处，铜位点吸附的一氧化碳插入到甲基和亚甲基的端基，然后加氢脱水形成新的甲基和亚甲基单元，如此循环往复使碳链增长，最后脱附形成长链烯烃。
正是由于这种特殊的碳链增长方式，使得该催化剂在常压条件下对长链烯烃的选择性高达66.9%，跟目前文献报道的在高压反应条件下的世界纪录值（66.8%）相当。
1、首套千吨级高等规聚丁烯-1工业示范装置开车成功
2022年2月8日，北京化工研究院技术团队参与开发的3000吨/年高等规聚丁烯-1工业示范装置在镇海炼化开车成功，标志着中国石化在高端合成新材料领域取得重大进展，有效填补国内技术空白。中国石化成为全球第四家、国内第一家具备连续、稳定生产聚丁烯-1产品能力的领军者，成功打破高性能聚丁烯-1产品长期被国外产品垄断的市场局面。
2022年4月13日，北京化工研究院“CM催化剂技术开发及工业应用”“复合醇镁载体及系列高性能聚丙烯催化剂开发”两项技术通过集团公司科技部鉴定。
北化院与燕山石化、催化剂公司共同完成的“CM催化剂技术开发及工业应用”项目，通过催化剂改进和工艺提升，解决了生产超高分子量聚乙烯容易发黄的问题。由北化院自主开发的用于生产超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的CM催化剂，具有颗粒形态好、粒度分布集中、粒径小且可调可控、分子量调节能力优异等特点，综合性能达到国际先进水平。在燕山石化连续法生产装置上，首次生产出平均粒径小于120微米的UHMWPE牌号产品，生产过程中装置运行稳定，产品质量优良，具有较强的市场竞争力。
北化院自主开发了复合醇镁载体及BCM-100H、BCM-200、BCM-300、BCM-400和BCU五种不同组成和用途的高性能聚丙烯催化剂，成功应用于Horizone工艺、Unipol工艺聚丙烯装置，生产出了高橡胶相含量的抗冲共聚聚丙烯、低灰分聚丙烯、高熔指聚丙烯等产品。日前，经过扬子石化与北京化工研究院两年多的联合攻关，成功开发了中国石化自有技术的茂金属聚乙烯催化剂，并实现首次工业化应用，产出了高性能茂金属聚乙烯产品，为催化剂的工业化放大提供了可靠技术保障。
来源：烯烃及高端下游
