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彩立方国际石化界一鸣惊人 国内炼油业当行出色
发表时间 2018-03-20 14:07 来源 彩立方

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  ——中石化石科院“LTAG”科研成果与转化侧记

  2018年3月,国际权威杂志《Hydrocarbon Processing》将中石化石科院的《LTAG技术介绍》纳入刊发计划,国际相关权威组织特邀其参加2018年6月在意大利米兰召开的“米兰IRPC国际会议”,并做专题大会报告。此次会议的议题之一是“降低柴汽比的产品结构调整技术(LTAG)”,入围理由是:其“研究的LTAG成果具有唯一性”。目前,通过国内多家炼油企业工业应用,充分验证了这一高性价比技术的可靠性。

  始末源头清清楚楚

  我国是个石油消费大国,能源结构的均衡发展,具有国家能源安全的重大意义。

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  改革开放以来,因经济结构的原因,农用、建筑、矿山等机械需要的柴油消耗与汽油相比占很大比重。随着我国产业结构发生的本质性变化和小汽车进入寻常人家等因素,汽油的消耗比已大大高于柴油。于是,LTAG技术进入到石科院领导班子的视野,他们要求科学家们,一定要解决这些问题,要在油的品质上、产量上、性价比上赶上或超过国外同行,以满足我国炼化企业调结构、提效益的迫切需求。

  这一重大课题落在了催化裂化和加氢研究团队的肩上,他们不负众望,终于研究出在全球领先的LTAG生产技术。这一成果于2015年10月通过中石化鉴定,专家认为:LTAG技术具有创新性突出、知识产权自主、经济效益显著、技术国际领先的特点。同年10月,中石化炼油事业部召开LTAG技术推介会,会议评价:LTAG技术是一在关键时期完成的科研项目,其投资少,见效快的特点,可立竿见影解地解决我国炼化企业的燃眉之急。

  研发的LTAG技术获2016年中国石化集团公司科技进步一等奖,入选2017年首届中国石油石化科技创新十大成果之一。该成果获授权专利13件,专有技术5项,发表论文10余篇。其意义不仅仅在于我国可以与发达国家同台共舞,还能处于领舞地位,而其可以迅速转化成生产力的特点,也成了全球业界的一个新亮点。

  四项创新班班可考

  在科研中,基于对LCO分子水平表征、LCO加氢关键组分对加氢LCO催化裂化关键组分的反应研究,成功开发出LCO定向加氢技术,选择性地开发出催化裂化生产高辛烷值汽油或芳烃料(LTAG)技术。该技术具有加氢LCO一次通过,转化率高(>70%)、汽油选择性高(~80%)的特点,所产汽油烯烃含量低、辛烷值高,在循环操作时可基本实现LCO的全部转化。

  LTAG技术具有四项重大科技创新。

  一是系统研究了LCO加氢多环芳烃转化率和单环芳烃选择性之间关系。开发出将LCO加氢的中间产物(四氢萘类单环芳烃)作为目标产物控制的优化技术。

  在加氢过程中,首先通过工艺条件优化和使用专用催化剂,高选择性地将LCO中的多环芳烃进行定向加氢,将其转化成特定结构的环烷基单环芳烃,同时对加氢进行严格控制,抑制生成非目标产物的副反应。

  然后,他们在催化裂化单元中,通过工艺、催化材料等方面的协同创新,强化特定结构的环烷基单环芳烃的环烷环开环裂化反应,巧妙地抑制其容易发生的氢转移反应,最大限度地将LCO转化为高辛烷值汽油或轻质芳烃。

  二是摸清了四氢萘类单环芳烃催化裂化的反应规律。首次开发出加氢LCO单独催化裂化反应器和精准操作窗口,使四氢萘类单环芳烃的裂化反应实现了最大化。

  三是理清了重油与加氢LCO协同催化裂化的进料关系。首次开发出加氢LCO催化裂化毫秒反应区,以促进生成高辛烷值汽油的目标反应,抑制氢转移类副反应。

  四是根据加氢LCO分子结构的特点,首次开发出加氢LCO单独催化裂化的专用催化剂。

  专家称,LTAG技术的加氢LCO单独催化裂化模式,在国内外尚无同类技术。LTAG技术在加氢LCO与重油分层催化裂化的模式与其它相关技术相比,具有转化率高,汽油选择性好,不影响重质原料转化的明显优势。

  转化效果实实在在

  LTAG技术具有两大特点,一是可实现催化裂化轻循环油的高价值利用,进一步降低柴汽比,实现高辛烷值汽油增产。二是具有装置改造简单、投资少、操作灵活等特点,可使炼化企业快速实现量产。

  经鉴定,LTAG技术已达到国际领先水平,可有效化解炼油企业汽油销量供不应求与柴油销量不断下降的矛盾。LTAG技术的成功开发和应用,是石科院践行“真正与企业生产紧密衔接”方针的实际行动和成果。多年来,每当炼化行业遭遇重大挑战时,石科院都会在第一时间组织开发具有标志性意义的创新技术,帮助炼化企业应对挑战、转危为机。LTAG技术只是其中一项。

  目前,LTAG技术已在中石化石家庄炼化等多家炼油企业的18套装置上实现了工业化应用,正在改造的还有其他企业的10余套装置。

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  据了解,LTAG技术在石家庄炼化的工业化应用结果表明,采用加氢LCO 单独催化裂化(模式I),汽油产率55.87%,汽油RON 96.4,C6~C8芳烃产率16.89%。采用重油和加氢LCO 分层进料共炼(模式II)时,LCO 产率减少20.31个百分点,汽油产率增加了16.08个百分点,液化气增加了2.53个百分点,辛烷值增加0.6 个单位。在两种运行模式下,LTAG技术均显现出卓越的性能和显著的经济效益。

  LTAG技术还可针对不同企业的装置结构,在多种模式下灵活运行,可以进行加氢LCO单独精准催化裂化,也可通过毫秒反应区与重油催化裂化耦合。加氢单元可采用柴油加氢、蜡油加氢或渣油加氢装置等。催化裂化单元可采用常规的FCC、MIP、DCC装置,以及双提升管装置等。该技术易实施,投资低,见效快,既解决了汽柴油质量升级中富含稠环芳烃LCO的出路问题,又弥补了高辛烷值汽油或芳烃料的不足,可顺利实现企业降低柴汽比的目标,为企业带来巨大的经济效益和社会效益。

  通过大量的科技转化证明,这项成果是一项具有革命性、超高性价比、能为企业带来实实在在效益的卓越发明。