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【炼化】“粗粮细吃”,RTC使出神仙大法
2025年05月21日 08:50   来源于:中国石油石化   作者:陈子佩 魏晓丽   打印字号
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  中国石化石科院自主研发RTC技术,助力炼厂重油加工增产提质降碳。

 

  日前,工业和信息化部办公厅发布第一批先进适用技术名单。作为世界范围内以劣质重油为原料、丙烯产率最高的工业化催化裂化技术,中国石化石油化工科学研究院(简称石科院)自主研发的重油高效催化裂解(RTC,又名DCC Pro)技术入选该名单。

  “我国催化裂解技术的最大痛点是国内外已有的技术都不同程度地存在‘啃不动’劣质重油的问题。劣质重油很难用作生产乙烯、丙烯的原料,因为反应过程选择性差,乙烯和丙烯产率低,而且副产物干气和焦炭的产率高,过程碳排放还很大。”石科院副院长王子军表示。

  填补国内技术空白

  石科院研发团队基于对催化裂解过程反应化学、过程强化及加氢渣油分子水平的新认识,以反应器为突破口,自主研发形成了国际首创的新型高效快速流化床反应器。

  项目研发团队深入研究了催化裂解反应膨胀原理与气固反应流体结构特性,通过独特的内部结构设计,使反应器具备“拟全浓相、拟均速、拟均一温度”特征,有效解决了现有催化裂解反应器内催化剂浓度低、油剂接触不均匀、反应器轴向温度梯度降低和反应分子活化能增大的矛盾,强化了气固传质和热量传递。同时,研发团队将反应器技术与反应过程强化技术相融合,创新性地实现了反应器内颗粒速度与浓度分布均匀性的调控和抑制生成的目标产物的再转化反应。

  “通过反应器的原始创新,我们解决了现有劣质重油催化裂解技术传质传热效率差、催化反应选择性低等难题,使以往难加工的劣质重油得以从容加工。”石科院首席专家、第二研究室主任龚剑洪介绍说,“具有独特结构的反应器显著提高了生产的反应过程选择性,使乙烯和丙烯产率提高、焦炭产率降低,显著改善了产出的汽油产品品质。”

  新型高效快速流化床反应器取得突破后,研发团队乘胜追击,在工艺与工程技术大型化等方面接连取得突破,整合形成了这一重油高效催化裂解技术,一举成为世界范围内以劣质重油为原料、丙烯产率最高的工业化催化裂化技术。

  研发团队围绕RTC技术申请了国家发明专利13件,全部获得授权;申请涉外发明专利20件,已在美国、日本、新加坡、印度等国家和地区获专利授权15件,核心技术自主可控。

  “安庆石化工业试验的结果表明,RTC技术在使用更差品质原料的情况下实现了产物的增产提质,显示出了良好的‘粗粮细吃’工业应用能力,有效填补了我国劣质重质油生产低碳烯烃的技术空白,达到国际领先水平。”王子军说。

  国家部委牵头推广

  “RTC技术核心在于创新开发的快速流化床反应器与现有催化裂化装置和炼油流程契合度高。炼油企业可采用RTC技术新建催化裂解装置或改造现有催化裂化装置,实现燃料型炼厂向化工型炼厂转型升级和高质量发展。”在发布第一批先进适用技术名单时,工业和信息化部对RTC技术给予了高度评价。

  “先进适用技术”是以适用性为核心,具备技术领先优势、已有成熟应用实践、可快速复制推广、符合经济和社会协调发展的技术,能促进产业高端化、智能化、绿色化转型升级的技术,由国家工信部经自主申报、初审推荐、专家评审、公示等程序遴选。

  2023年8月,RTC技术入选工业和信息化部发布的《石化化工行业鼓励推广应用的技术和产品目录(第二批)》,成为28项鼓励推广的石化化工技术和产品之一。

  2024年1月,国家能源局发布“2023年度能源行业十大科技创新成果”,RTC技术关键创新点 “新型高效快速流化床催化裂解反应器”入选,获得国家能源局“成功破解了劣质重油无法高效转化为低碳烯烃的行业难题”“填补了劣质重油生产低碳烯烃的技术空白”的高度评价。

  2024年11月14日,RTC技术所属的“重质原料增产低碳烯烃和BTX关键技术”项目验收会在安庆石化召开。专家组指出,RTC装置在安庆石化连续运行超500天,其间中国石化集团公司科技部先后组织3次不同工况、模式和负荷下的标定,标定结果均显示RTC装置原料适应性强、生产工艺灵活,尤其重油加工能力突出,专家组一致同意项目通过验收,建议推广应用。

  助力企业转型升级

  RTC技术刚刚面世,便获得了业界广泛关注。安庆石化利用该技术对原有65万吨/年催化裂解装置进行改造。改造后运行结果显示,与原工艺相比,RTC技术在使用掺50%劣质重油的原料时,产物中乙烯和丙烯产率分别提高0.5个百分点和2个百分点以上、丙烯产量增幅高达18%、焦炭产率下降0.5个百分点,且汽油中烯烃含量明显降低、辛烷值有所提高,碳排放更低,生产过程可实现碳减排1.5万吨/年。相较于现有工艺,RTC技术在采用掺混不同比例劣质重油为原料时,加工每吨原料可增效65元~105元。

  此后,安庆石化实施炼油转化工结构调整项目,RTC技术再次成为企业“油转化”之路上的“定海神针”,显示了这一技术对燃料型炼厂向化工型炼厂转型升级和高质量发展具有重要的引领示范意义。

  2023年6月,采用RTC技术的300万吨/年重油催化裂解装置在安庆石化投产,成为全球首套快速流化床催化裂解装置和国内最大规模的催化裂解装置。各项运行结果显示,RTC技术在超大型化应用后,“粗粮细吃”的能力依旧十分突出,加工原料中加氢渣油的质量分数可达50%以上,“啃硬”能力强。同时,产品结构调整灵活性高,可根据市场需求和加工需求实现“宜油宜化”,灵活切换化工料生产模式和汽油生产模式。

  “在汽油生产模式下,汽油产率达36.9%,同时丙烯产率仍可达到15%,并具有进一步压减柴汽比的潜力。在化工料生产模式下,乙烯和丙烯产率分别为4.34%和19.14%,低碳烯烃和轻芳烃的选择性约为50%。”王子军表示。

  RTC技术实施后,安庆石化全厂加工流程及产品结构大幅优化,全厂双烯收率提高6.63%,芳烃收率提高9.2%,实现了催化柴油全部转化,项目投资财务内部收益率超13%,为安庆石化转型发展铸就了强力科技引擎。

  目前,RTC技术已技术许可6套工业装置,总加工能力达1740万吨/年,其中1套已投产、3套300万吨/年装置在建,将有效保障我国石油化工行业产业链安全,助力石化企业转型升级和保障国家能源安全。

  责任编辑:郑 丹

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