□ 桂兴华
(作者单位:大连石油化工研究院)
2021年,大连石油化工研究院开发的“正构烃导向转化的多反应区强化耦合低凝柴油生产技术”获得中国石化技术发明一等奖。这是多年来大连院坚持不懈走自主创新之路,深耕科研攻关再对焦、创新创效再突破的成果之一。
围绕中国石化“一基两翼三新”产业格局,大连院立足科研开发和炼油评价,从“馏分炼油”向“分子炼油”迈进。其中,炼油加氢运转评价是科研开发从实验室到工业化应用的关键环节。大连院炼油加氢评价基地科研服务团队不断深入思考、主动研判、自主创新,拓宽加氢评价的思路和范围,加强员工专业训练提升业务能力,为加氢技术研发和炼油转型升级打下了深厚的基础。
“近年来,大连院炼油评价基地深度参与加氢课题研发,在配合加氢催化剂和工艺开发过程中提出了很多想法,也积累了丰富的经验。如何适应新形势炼油领域的发展需要,让运转评价和油品分析工作跟上科研开发的新需求?作为中国石化科研单位加氢裂化领域的带头人,我深感肩上责任重大。”集团公司高级专家彭绍忠感慨道。
柴油加氢裂化技术生产化工原料是“油转化”的重点研究领域。开发适宜的加氢裂化技术、提高柴油加氢裂化生产化工原料过程反应选择性是其中的重点和难点。柴油馏分分子与蜡油馏分分子组成、结构的不同,导致其转化规律与传统蜡油转化过程存在较大差异,无法照搬以往的经验,需要重新认识柴油馏分转化规律和构建催化剂体系。
大连石油化工研究院科研人员在讨论加氢裂化催化剂研发。王晓峰 摄
按照中国石化“十条龙”攻关项目“加氢裂化装置大型化及节能优化成套技术开发和应用”中最大量生产重石脑油的攻关要求,大连院炼油评价基地发挥“大兵团”作战的优势,以研究室课题组科研课题开发为技术源,组建了联合攻关团队。他们通过在常压分馏塔前增加产品冷却罐、在实沸点分离过程中采用丁烷收集系统等措施,提高了石脑油轻组分的收率。
历经两年的技术攻关试验,4套评价装置4000余小时满负荷平稳运行,炼油评价基地为科研课题开发提供了大量的基础数据。在油品分子水平进行组成分析表征时,从化合物类型、碳数分布、沸点分布、分子量、单体结构等多个维度进行定性定量分析,对石油产品中的化合物/官能团进行准确分析,为“分子炼油”提供技术支持。
大连院开发的FC-80、FC-80B生产特种油品专用加氢裂化催化剂具有优异的多环环状烃开环转化能力和针对柴油馏分芳烃高饱和活性,已先后在天津石化、镇海炼化、茂名石化等企业工业应用,取得了良好的应用效果。
2021年,大连院开发的FC-75高重石脑油选择性加氢裂化催化剂,经过全循环工艺加氢运转评价测试验证,重石脑油选择性大幅提升,有效提高了化工原料产率,该技术已通过中国石化技术鉴定。
近年来,我国柴油供应逐渐出现过剩,柴油库存压力大。如何通过工艺组合、技术创新,为过剩的柴油尤其是最劣质的催化柴油找到出路,具有重要的意义。
大连院认真思考非理想反应区的催化柴油深度转化问题,解决副反应增加和反应选择性下降的问题。以催化柴油加氢转化(FD2G技术)和加氢精制+FCC联合工艺路线生产汽油。
在开发劣质催化柴油高效深度转化生产高辛烷值汽油(FL2G)过程中,炼油评价基地采取“装置开工—制定方案—优化参数—智能反馈”的精准服务方式,为科研课题开发提供更有针对性的工艺装置运转思路,及时调整方案、努力提升装置异常响应速度,实现高效精准的运转评价。
分析人员以问题为导向,寻找油品分析检测中的“标尺”。他们采用色谱内标方法分析计算催化柴油原料及产品中的饱和烃和芳烃含量,为科研人员提供了翔实的实验数据。分析人员根据样品轻组分含量,使用单波长能量色散X射线荧光分析仪,准确分析出轻烃类样品中的硫含量。
该技术在长岭石化工业应用中,整体处于国际领先水平。大连院“FL2G催化柴油高效转化成套技术开发及工业应用”成果获得2020年中国石化科技进步一等奖。
为保障我国高海拔地区国防安全及极地科考的重要能源供应,大连院勇担责任,努力开发-50号、-70号等超低凝柴油,填补国内加氢技术路线生产超低凝柴油的技术空白。
在超低凝柴油生产技术开发中,聚焦催化剂研发、工艺,小试评价,中试验证,分析检测全过程,炼油评价基地攻关团队多次对具体的评价运转方案进行讨论,为科研开发提供量体裁衣式的运转分析评价服务,通过高性能分析仪器的引进,成功开展了上百次评价试验,保证了课题开发进度。
超低凝柴油产品十分关注低温流动性。为了避免温度过低柴油中蜡结晶析出使柴油失去流动性,在油品分析过程中,分析人员通过更新自动微量PSA-70Xi凝点仪,扩大凝点数据的测量范围,特别是低温区可测零下78摄氏度的凝点,实现了微量油品的精准分析。目前,该技术在国内外推广应用,并抢占市场,在全球进行知识产权布局。近年来,该技术已获35项发明专利授权,其中包括7项国外发明专利授权。
大连院开发的“正构烃导向转化的多反应区强化耦合低凝柴油生产技术”获得2021年度中国石化技术发明一等奖。与国外技术相比,该技术低凝柴油收率提高5.8个百分点,氢耗降低11.1%,反应器入口温度降低37摄氏度,能耗降低18.1%。该技术近三年应用于国内外9套工业装置,总处理能力近1400万吨/年。在哈萨克斯坦PKOP炼厂的竞标中,大连院超低凝柴油生产技术力压多家国际公司,实现临氢降凝领域首次技术出口,得到海外用户好评。该技术工业应用期间,累计创效超40亿元,减排二氧化碳约80万吨/年。