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国产FCAS催化剂投用实现长周期dd-【新闻】

发布时间:2021-04-11 13:59:37 阅读: 来源:电焊机厂家

国产FCAS催化剂投用实现长周期

中国页岩气网讯:S-Zorb装置是清洁油品生产核心装置,催化剂制备技术是核心中的核心。石科院自主研发催化剂,脱硫活性及辛烷值保持能力俱佳

近日,从长岭炼化传出好消息,该公司S-Zorb装置自2010年11月开车以来,连续运转已满3年,不断刷新国内外同类装置运行周期最长纪录。该装置实现长周期运行,关键因素之一就是使用了由石油化工科学研究院自主研发、催化剂公司生产的流化床催化吸附脱硫(FCAS)催化剂。

最大困难是催化剂的载体参与脱硫反应,导致体积发生变化,催化剂破损严重

2007年,中国石化在燕山建成我国第一套S-Zorb工业装置。但这项技术配套使用的催化剂由国外某公司研发和生产,涉及各种骨干催化剂的制造技术。外国公司把这种催化剂的生产技术视为核心技术秘密,向中国石化提出了十分苛刻的转让条件。为了打破国外公司的技术垄断,完全掌握S-Zorb专用催化剂的配方制备技术,石科院承担起开发国产催化剂的任务。

S-Zorb技术将原本相互排斥的加氢反应系统与氧化再生系统集成于一个系统中,还要实现包括催化剂、原料及产物在内的物料在反应、再生系统间的在线流动、实时切换。它对催化剂的脱硫活性选择性和稳定性提出非常高的要求。

参与攻关的林伟博士说:“在FCAS催化剂制备过程中,遇到的最大困难是催化剂的载体参与脱硫反应,导致体积发生变化、无法保持稳定的骨架结构,催化剂破损严重。”

除此之外,这种催化剂属于微球结构,体积比传统的加氢催化剂要小很多。该院科研处副处长张哲民组织并参与了项目研发,他说:“要将大量金属浸渍到微球结构的载体上,这是从未尝试过的。我们在攻关过程中发现,微球载体在浸渍时与浸渍液反应,很容易就变成了糨糊状,无法成型。”

按照项目进度,该院要在一年左右的时间完成催化剂工业制备技术的开发和催化剂样品评价任务。林伟说:“当时任务非常紧急,攻关组每天都加班,试验24小时连续运转。一次去理发,理发师竟然问我要不要染发。我从镜子里猛然发现头上多了很多白发!”当时的他,还不到30岁。

建立了一整套相应的催化剂物化性质测定及活性评价体系,为催化剂制备工作打下了基础

要想将这项技术消化吸收,进一步开发创新,首先要将反应机理弄明白。该院龙军院长挂帅,组织院内各领域骨干专家成立跨技术领域的研发矩阵组。研发矩阵组借助石科院分子模拟技术进行深入研究,搞清了S-Zorb技术的反应机理,并基于此建立了一整套相应的催化剂物化性质测定及活性评价体系,为催化剂制备工作打下了基础。

科研人员充分考虑吸附剂的脱硫活性选择性和磨损性能两个关键因素,在经历多次失败后,终于找到一种双功能新型黏结剂,可以在吸附剂载体内形成稳定的骨架结构,解决了脱硫过程中由于氧化锌载体体积变化导致吸附剂破碎的问题,最终确定了国产催化剂的配方。

针对浸渍方面的难题,科研人员通过对浸渍过程中氧化锌胶溶反应动力学的研究,开发出可胶溶微球连续浸渍技术,解决了将活性金属均匀浸渍到微球载体的技术难题,攻克了S-Zorb专用催化剂制备的最后技术壁垒,生产出4种催化剂大样,并定名为FCAS催化剂。

由于国内没有S-Zorb中型评价装置,国产催化剂的性能是否达标,还要经国外公司评价才能知道。该院科研人员从4种样品中筛选出两种性能优异的样品,评价显示:石科院开发的国产催化剂FCAS与进口催化剂相比,具有相同的脱硫活性、更好的辛烷值保持能力,以及抗磨性能。

与进口催化剂相比,具有相同的脱硫反应活性及稳定性、更好的辛烷值保留性能

技术研发的成功与否最终要在炼厂装置上检验。获得中型评价数据后,石科院利用一套催化剂中试设备,经过适当改造,建成了百吨级的FCAS催化剂工业试生产线,生产出首批国产FCAS催化剂。在集团公司领导的统一协调下,2009年7月石科院在燕山分公司S-Zorb汽油吸附脱硫装置上开展了国产FCAS催化剂置换进口催化剂的工业试验。

为了确保国产催化剂工业试验取得成功,该院成立专门的开工组,进驻燕山石化,徐莉就是其中一员。7月初开始置换,一切进展得很顺利。9月底,国产剂已经加入了一半左右。有一天,汽油硫含量突然严重超标。开工人员在装置各个环节查找原因,从装置中卸出部分催化剂送回院里加急分析,未发现催化剂异常,排除了催化剂的嫌疑。经过多方查找,最终发现是上游原油品种调整,导致催化裂化汽油中硫含量突变引起的。经过调整操作参数,产品硫含量回归正常。当开工人员拖着疲惫的身躯回到住所时,天快亮了。

回忆起工业试验的那段日子,徐莉说:“那100多天,我们每天都守在装置边,晚上就住在燕山石化,唯恐工业试验出现什么问题,非常紧张,吃不下饭、睡不好觉。那段时间我瘦了足足12斤,回院里时很多同事认不出我来了。”

在燕山石化工业装置上的工业试验结果表明,与进口催化剂相比,国产催化剂具有相同的脱硫反应活性及稳定性、更好的辛烷值保留性能。并且,国产催化剂还具有较好的流化性能,耐磨性能及活性稳定性,能够满足工业装置稳定运行的要求。

我国计划2017年起,在全国范围内推广符合欧5标准的清洁汽油,要求硫含量必须低于10毫克/千克。目前国内已建成12套S-Zorb工业装置,到2014年底还将建成及投产15套装置,届时S-Zorb装置总加工能力将达到3540万吨/年,接近国内汽油消费总量的40%。S-Zorb装置成为清洁油品生产当之无愧的核心装置,FCAS催化剂制备技术则是核心中的核心。石科院科研人员开发的FCAS催化剂制备技术,为中国石化转方式调结构和落实绿色低碳发展战略,为我国实现油品质量升级,提供了坚实的技术支撑。

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