2018-12-28
 
中國石油介孔分子篩技術取得突破性進展
2018年12月28日   閱讀量:12863

由中國石油石油化工研究院開發的介孔分子篩開發應用技術取得突破性進展,日前在蘭州石化公司120萬噸/年重油催化裂化裝置得到了成功應用。經國家一級查新機構認定,包含介孔分子篩的FCC催化劑,目前尚無在規模化催化裂化裝置上應用的報道,表明中國石油石化院的技術應用水平在該領域走到了世界前列。
  開發適用于大分子轉化的介孔分子篩催化新材料一直是國際難題中國瀝青網sinoasphalt.com。近年來,科研人員對介孔分子篩合成技術的研究不斷深入,在基礎理論和反應過程等方面取得矚目成果,但制約介孔分子篩應用的三個關鍵問題一直沒有得到有效解決:一是介孔分子篩孔壁結構的無定形化,直接導致其在苛刻反應條件下結構坍塌;二是在晶體結構中四配位Al作為酸性位來源的缺失,導致酸活性位不足;三是介孔分子篩合成中大量有機模板劑的使用制約其規模化生產。
  介孔分子篩作為聯通催化劑大孔和微孔的橋梁,在大分子裂化方面具有廣闊的發展前景,但由于生產成本高昂、水熱穩定性難以滿足催化裂化苛刻反應條件,使其在催化裂化催化劑中的應用成為世界性難題。在國家科技支撐計劃項目和中國石油科技項目的支持下,針對制約介孔分子篩技術發展的關鍵科學問題,石化院高雄厚和北京化工大學劉洪濤團隊組成聯合攻關項目組,歷經十余年潛心研究,在介孔分子篩結構構造與合成體系創建方面,取得了重大突破,構建了孔壁擬晶態組裝法提高穩定性、創制了預置高含量四配位鋁提高酸性、發明了高濃體系晶種法合成介孔分子篩的低成本制備新方法,使水熱穩定性提高2.5倍,酸量提高近1倍,分子篩生產成本降低70%,攻克了從實驗室小試到工業化生產的許多難題,在國際上首次成功開發出工業連續生產低成本、環保化、高性能介孔分子篩的成套技術。
  由于在介孔分子篩基礎理論研究和合成技術方面取得了重大突破,使中國石油在介孔分子篩基礎材料的研發水平躍居國際先進行列。以此為基礎,項目組以高性能介孔分子篩為功能組分(商業牌號為MASTER-1),開發出深度降低催化汽油烯烴含量的催化裂化催化劑LPC-65,并于今年9月在蘭州石化成功應用。工業應用表明:在原料劣質化程度加劇、催化劑消耗降低30%的條件下,產品分布全面改善,尤其是汽油烯烴由35%降到了30%,最低達到28.3%。在關鍵時刻,LPC-65催化劑以優異的深度降烯烴性能,為蘭州石化生產國Ⅵ汽油、提高企業效益提供了有力的技術支持。這也是介孔分子篩在國際上首次規模化應用到百萬噸級催化裂化裝置,充分證明了MASTER-1分子篩具有突出的水熱穩定性和重油轉化能力。項目實施中已發表SCI收錄論文12篇,申報發明專利8件,其中涉及合成、改性、應用的6件核心發明專利已獲授權。論文多次被哈佛大學學者等引用并給予高度評價。
  高水熱穩定性、高酸量介孔分子篩高效合成技術的開發成功,是國際介孔分子篩領域合成技術的重大突破,也是中國石油石化院科研工作以基礎研究重大突破為前導、促進技術進步的成功范例。新材料不但為介孔分子篩應用于催化裂化、加氫裂化等煉油催化劑創造了條件,而且可為提高精細化工、環境保護等催化過程的反應效率提供新途徑,對于推動催化學科發展和分子篩產業發展有重要的科學價值。

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