“双碳”目标下石油炼制技术研发策略与工业实践

百年石油炼制行业面临着“双碳”目标和第三次能源转型带来的燃料需求量持续减少的双重挑战,而传统石油炼制技术追求高转化率,造成石油资源碳氢利用效率低,CO₂排放高,与“减排增效”的转型发展目标相悖。为此,基于石油分子管理理念,以产品高选择性为石油炼制技术研发策略,开发出变革性的小分子烷烃加工、重油加工和低碳烯烃生产技术并进行工业实践,实现源头降碳和过程降碳,满足石油炼制行业向绿色低碳、减油增化、清洁生产方向转型日益迫切的需求。     

PST-100催化剂在丙烷脱氢装置上的工业应用

介绍PST-100催化剂在浙江绍兴三锦石化公司450 kt/a丙烷脱氢装置上的工业应用情况。应用结果表明,该催化剂具有优异的活性和选择性,积炭速率低,待生剂积炭量在1.5%左右;催化剂强度高,粉尘量少,运行3.5 a后催化剂强度仍保持在38 N/粒以上,粉尘中粒径小于0.8 mm的颗粒少于1.5 kg/d,极大降低了粉尘对装置稳定运行的不利影响,延长了装置运行周期;催化剂持氯能力强,氯损失少,再生注氯量约为催化剂循环量的0.12%,大大消弱了氯对设备的腐蚀,提高装置运行的稳定性。经过3.5 a的工业应用,催化剂活性保持稳定,生产1 t丙烯的纯丙烷消耗量为1.16 t,催化剂寿命预计超过4 a。     

轻烃及石脑油综合利用技术开发及工业应用

分析了汽油质量升级过程中高辛烷值组分烯烃和芳烃含量的降低对汽油辛烷值下降的影响，轻烃及页岩气作为蒸汽裂解原料带来的石脑油相对过剩及芳烃供给结构的变化，新能源及新能源车的国家发展战略对传统炼油行业的挑战；提出了轻烃及石脑油综合利用技术的开发思路，按照转型发展及分子炼油的理念，开发了轻烃脱氢、轻烃芳构化、C₅~C₆异构化及石脑油催化重整成套技术等系列技术，并实现了工业化。通过这些技术与传统技术的集成，可以灵活调整产品方案。     

工艺条件对Pt-Sn-K/Al2O3催化剂丙烷脱氢性能的影响

 对丙烷脱氢反应进行了热力学分析,计算了不同温度下的标准平衡常数和不同条件下的平衡转化率,并通过实验研究了不同工艺条件对Pt-Sn-K/Al2O3催化剂活性的影响。结果表明：高温和低压有利于反应的进行,但温度过高会导致裂解等副反应增多,使丙烯选择性下降,压力过低会造成脱氢反应产生的积炭前身物增多,催化剂失活速率加快;低空速下物料在反应器中停留时间较长,高温裂解反应增多,导致丙烯选择性下降;提高氢烃比能够降低催化剂的积炭速率,但同时也会降低丙烷的转化率。     

PST-100丙烷脱氢催化剂的开发与应用

以Pt-Sn/Al₂O₃为基本催化体系,开发了PST-100型移动床丙烷脱氢催化剂,考察了助剂M与Cl含量、金属活性中心和酸性中心的调节优化等对PST-100催化剂性能及积炭速率的影响。结果表明：适量助剂M的添加有助于降低催化剂酸量,特别是中强酸酸量,加强酸中心与金属活性中心的协同作用,降低催化剂积炭速率;适量的助剂Cl有助于催化剂反应再生过程中Pt的再分散,提高催化剂的活性稳定性。200 h模拟老化试验和多次再生试验结果表明,PST-100催化剂具有良好的水热稳定性和再生性能;在某公司450 kt/a装置上工业应用4 a的结果表明,该催化剂具有优异的催化活性和活性稳定性。     

Pt系催化剂在丙烷脱氢反应中的研究进展

丙烯是重要的有机化工原料和石油化工中间体,近年来,受丙烯下游产业的拉动,国内外对丙烯的需求持续增长。丙烷直接脱氢技术是只以丙烷为原料生产丙烯的工艺,具有收率高,技术成熟,投资成本低的特点,受到广泛重视。针对丙烷直接脱氢技术的Pt系催化剂的作用机理、制备方法、动力学及失活行为等内容进行了综述,也对新型纳米碳材料催化剂在该技术中的应用研究进行了初步讨论,最后总结了目前催化剂研究中存在的一些问题,并提出了相应的改进方法。     

丙烷脱氢工艺降低能耗的技术路径探讨

从丙烷直接脱氢催化剂技术进步、工艺技术优化创新、氧化脱氢技术以及低能耗丙烷/丙烯分离技术4个方面探讨了丙烷脱氢工艺降低能耗的技术路径。丙烷直接脱氢催化剂的技术进步可以提高催化剂性能和寿命，从而提高工艺过程效率，实现降低能耗的目标。采用更加适宜的工艺条件和工艺类型，可以有效提高工艺过程的能效，降低原料加热和产物分离能耗。氧化脱氢可以有效克服直接脱氢热力学限制，避免高温过程产生较高的能耗，但面临着反应选择性差、反应过程不易控制的难题。丙烷/丙烯的分离过程能耗高，吸附分离和膜分离技术的开发有望实现低能耗的丙烷/丙烯高效分离。