催化柴油加氢裂化生产汽油和BTX技术相关专利分析

任金晨，柳 伟，袁长富，张忠营

（中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁大连 116045）

近年来，随着原油品质的逐年变差，催化裂化装置所加工的原料也日益重质化和劣质化，加之炼油企业为了多生产汽油和丙烯等高价值产品而提高了催化裂化装置的操作苛刻度，导致催化裂化装置的产品，特别是（催化柴油）LCO的质量进一步变差。而随着国内油品清洁化进程的加快，LCO已成为炼油企业柴油产品质量升级的制约因素。从组成来看，LCO具有高密度（密度在0.87～0.97g/cm3）、高芳烃含量（60%～90%）、低十六烷值（20～35）和低氢含量（9.0%～11.0%）的特点，不适合通过常规加氢技术手段生产高质量柴油。我国柴油构成中LCO约占30%，依托加氢裂化技术将低附加值的LCO部分转化为高附加值的高辛烷值汽油调合组分，可以有效降低炼厂柴汽比，应对市场需求的变化，同时提高企业效益。目前，对LCO的处理主要包括以下几种工艺路线：一是脱硫为主要目的的加氢精制技术，二是最大化提高LCO十六烷值选择性开环不断链技术路线，三是中压加氢改质路线，四是加氢转化生产汽油和BTX路线。2005年，UOP公司于NPRA年会报道了LCO加氢处理多产高辛烷值汽油的LCO Unicracking技术，用于将LCO转化为高辛烷值汽油调和组分。中国石化抚顺石油化工研究院的研究人员基于炼化结合和芳烃综合利用的理念，依托现有非贵金属加氢催化剂体系开发了催化裂化柴油加氢转化生产高辛烷值汽油调和组分或轻芳烃的FD2G技术，并于2013年的工业应用实验中一次开车成功[1-4]。本文将通过研究国内外“LCO加氢裂化生产BTX和汽油”专利的技术分布及发展情况，深入分析这一技术领域的专利申请趋势、主要竞争者、主要发明人和技术来源国等，为技术人员的研发提供指引。

1 全球LCO加氢裂化技术领域专利技术分析

借助INNOGRAPHY专利检索分析数据库对全球申请公开的LCO加氢裂化生产汽油和BTX技术领域的相关专利进行检索分析，其中检索涉及的关键词及IPC分类号见表1。

表1 检索关键词及IPC分类号

1.1 全球专利数量分析

截至2017年6月23日，在INNOGRAPHY数据库中对“LCO加氢裂化生产汽油和BTX”技术领域的全球专利进行检索，表2为LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域的全球专利数量情况。

表2 LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域全球专利数量统计 件

1.2 全球专利申请趋势分析

图1展示了LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域近20年全球专利申请量的年度变化。可以看出，这一领域专利申请量比较多的年份集中在2011–2014年；2003–2010年，年度申请量呈现稳步上升趋势；而2011年申请量陡增，达到了2010年申请量的2倍以上，可以看出中国和美国专利申请是主要贡献者。

1.3 全球专利竞争者分析

图1 近20年来全球专利申请趋势

图2 全球专利竞争者热力图分析

图2为LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域竞争者的热力图分析。图2中每个多边形表示1个专利权人，面积大小代表专利数量，颜色代表该专利权人的年收入情况（越红年收入越高，越蓝年收入越低；灰色表示该专利权人为大学、研究所，或者没有收录其年收入数据），竞争者热力图从经济实力和技术实力2个维度，分析了这一领域竞争者的情况。

由图2分析可知，中国石化在专利数量和年收入2个方面都处于领先地位。在专利数量方面，日本JX控股公司、埃克森美孚、霍尼韦尔国际、雪佛龙依次位列第二至第五。上述5家石油化工企业的年收入排名第一的为中国石化，而埃克森美孚、雪佛龙、日本JX控股公司和霍尼韦尔国际依次位列第二至第五。

1.4 全球专利主要发明人分析

图3为LCO加氢裂化生产汽油和BTX技术领域主要发明人的热力图分析，图中每个多边形表示一个发明人，面积大小和颜色均代表该发明人的专利数量。

图3 全球专利主要发明人热力图分析

由图3可知，专利数量排名前四的发明人均为日本人，依次为柳川真一朗、小林正英、岩佐泰之和伊田领二。这4位发明人均任职于吉坤日矿日石能源株式会社（Jx Nippon Oil & Energy Corp.），该公司为日本JX控股公司的子公司。

1.5 全球专利主要国家/地区分析

图4为LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域全球专利的区域布局情况。“技术应用国”分析是从受理专利申请的专利局的角度，分析专利技术的国家/地区布局情况。一项技术在某个国家/地区布局的专利数量越多，往往反映了专利权人对该国家/地区市场的重视程度越高。

从图4可以看出，布局专利数量排名在前五位的国家/地区分别为中国、美国、日本、欧洲和韩国，表明LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域最受关注的市场为上述5个国家/地区的市场。

图4 全球专利技术应用国分析

图5展示了LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域全球专利的来源情况。“技术来源国”分析是从发明人的角度，分析某个国家的发明人为全球专利作出的贡献。来源于某个国家/地区的专利越多，表明该国家/地区技术发展水平越高。

从图5可以看出，美国的发明人为全球专利贡献了最多专利技术，其次是中国，日本位列第三。

结合图4和图5可知，美国发明人在全球申请了506件专利，全球发明人在美国申请了254件专利，因为这254件美国专利不全是美国发明人申请，所以美国发明人海外布局的专利比例不少于49.8%（实际比例为72.9%）。

图5 全球专利技术来源国分析

表3展示了中、美、日、法、韩5国的海外专利布局比例，美、日、法、韩4国在LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域海外专利布局的比例均高于70%，而中国发明人布局海外专利的比例尚不足20%。

表3 中、美、日、法、韩海外专利布局比例统计 件

2 中国LCO加氢裂化技术领域专利技术分析

2.1 中国专利数量分析

表4统计了LCO加氢裂化生产BTX和汽油领域中国专利数量以及授权量。其中生产BTX的专利为298件，授权专利的比例为39.9%；生产汽油的专利为403件，授权专利的比例为41.2%。

2.2 中国专利申请趋势分析

图6为LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域近20年中国专利申请量的年度变化，数据显示，除了个别年份外，LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域中国专利申请量呈现逐年递增趋势。

表4 LCO加氢裂化中国专利数量统计 件

图6 近20年来中国专利申请趋势

2011年度申请量超过了2010年的2倍，其中中国石化申请的专利占72.9%，为2011年年度专利申请量陡增的主要原因；其次是日本JX控股公司，占8.5%；SK新技术株式会社的申请量位列第三，占5.1%。

2.3 中国专利竞争者分析

图7反映了LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域中国专利的竞争态势。竞争者气泡图中不同气泡表示不同的专利权人，气泡大小代表专利数量。横轴为技术实力，通过专利数量、专利分类数量和引证数量计算得到，数值越大表示对本领域关注度越高；纵轴为综合实力，通过年收入、诉讼案件数量和公司发明位置数量计算得到，数值越大表示利用专利的能力越强。

图7 中国专利竞争者气泡图分析

位于图7中第一象限的中国石化综合实力和技术实力属于领先水平。技术实力上的领先主要归功于中国石化申请的中国专利数量。相比于中国石化，其他石油化工企业大多数位于第四象限，原因有二：一是年收入与中国石化有差距；二是在中国布局的专利数量相对较少。

2.4 中国专利主要发明人分析

图8展示了LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域中国专利的主要发明人。专利数量前十名的发明人中，中国发明人占8位，其中在中国石化任职的有6位，另外两位（于海斌、臧甲忠）在中国海油任职。前5名发明人分别是孔德金、于海斌、臧甲忠、聂红和张毓莹。还有2名日本发明人分别位列第7名（柳川真一朗）和第9名（小林正英），均任职于日本JX控股公司。

2.5 中国专利技术来源国分析

图9为LCO加氢裂化生产汽油和BTX领域中国专利的来源情况。由图9可知，中国专利申请大部分来源于本土申请人的申请，占71.5%；其次是美国申请人的申请，占12.4%；日本发明人申请的中国专利占7.8%，位列第三。

图8 中国专利主要发明人热力图分析

图9 中国专利技术来源国分析

3 结语

通过对催化柴油加氢裂化生产汽油和BTX技术进行检索和分析，结合全球在该技术领域的专利申请现状和中国专利情况可以发现，国外申请人重视专利布局，海外专利布局的比例明显高于国内申请人，因此，我们国内申请人在技术创新研发的同时，还要高度重视技术海外市场的保护，将技术创新与专利保护有机结合，形成具有自主知识产权的催化柴油加氢裂化生产汽油和BTX技术。