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【炼化】中海油材科院:做好催化大文章
2025年05月22日 11:51   来源于:中国石油石化   作者:卢丽莎   打印字号
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  中海油材科院立足科技自强、加强战略引领、坚持基础创新,催化技术成果层出不穷。

 

  环保橡胶油选择性加氢处理专用催化剂,荣获集团公司科技进步奖二等奖;甲苯p位定向加成择形催化剂,推动了PX生产新技术迈进工业化进程关键一步;混合碳四氢甲酰化技术一举冲破桎梏,为炼化企业跨越式发展提供了全新引擎……

  硕果满枝!背后是中海油化工与新材料科学研究院(简称材科院)一个个思想觉悟高、专业能力强、充满朝气与生机的海油英才团队。

  润滑油团队:历尽千辛终有成

  近年来,全球大宗商品价格显著上涨导致环保芳烃橡胶油价格及相关产品价格大幅上升,给企业带来了成本压力。材科院润滑油技术攻关团队立足海洋原油特色,立志研发一款环保橡胶油选择性加氢处理专用催化剂来提高催化剂的选择性脱芳性能,提升环保橡胶油的质量和收率,增加海油科技竞争力,填补国内该类催化剂的空白。

  攻关团队由8名年轻的“科研人员+党员”组成。他们不分昼夜潜心攻关,历经5年、几百次实验,最终确定了自主研发的非贵金属催化剂配方。

  催化剂由实验室到催化剂中试放大、工业生产,需要接受全面大型机械设备的考验。他们迅速前往淄博催化剂生产厂家。当时,室外是超过40℃的高温,生产车间内是200℃的干燥设备、600℃的焙烧装置。他们的工作服湿了又干干了又湿,微信步数每天两万步打底。历时3个月,他们终于圆满完成了催化剂的工业放大。

  团队内部分工,也井然有序。“协调员”宋君辉充分发挥每个人的优势,统筹安排,攻克难题。“推进者”焦祖凯每天查阅文献,撰写专利,穿梭于中试现场与分析室记录分析实验数据。“务实家”甄涛一遍遍地配制溶液、一次次地计算,面对枯燥重复的工作从不叫苦叫累,因为他始终坚信“积累的飞跃就是能力的提升”……

  开工期间正值酷暑,团队与中沥公司作业区全体同仁仍然坚持“5+2”“白加黑”。他们连续奋战7个昼夜,项目一次性开工成功,产品质量远超指标要求。该催化剂所得环保橡胶油产品收率高、质量好,大幅提升了中海油的核心技术竞争力和企业的市场竞争力。

  2025年2月,环保橡胶油选择性加氢处理专用催化剂凭着高活性、高稳定性、高选择性等优异特性,荣获集团公司科技进步奖二等奖。截至目前,润滑油团队已成功转化9项,为炼化企业累计创效10亿元以上。

  PX团队:基础研究破壁垒

  甲苯甲基化反应是PX生产新技术的研究前沿,但其固定床工艺始终受甲苯转化率、PX选择性和催化剂稳定性等技术瓶颈的制约,使工业化进程停滞不前。

  材科院PX团队历经六年,在分子筛合成过程导向作用机制的科学基础上提出采用复合模板剂及多硅源体系合成出具有高容碳能力的纳米分子筛,在催化剂空间限域和酸性点位调控机制的科学启发上提出采用纳米氧化物协同修饰耦合新型工艺设计高性能择形催化剂。

  在进行固定床甲苯p位定向加成择形反应时,他们发现常用的催化剂容易积碳失效,于是设计了一种特别能容碳又不容易被积碳堵住的新型催化剂——用纳米ZSM-5分子筛做的“团子”(团聚体)。为控制好团子的大小和内部晶体颗粒的尺寸,他们轮流泡在实验室,像做菜一样不断尝试各种配方:尝试硅材料组合、添加剂搭配、不同的加热程序,终于找到了完美的“烹饪秘方”,成功做出了大小可调的分子筛团子,最终成功开发出了高性能甲苯p位定向加成催化剂。千吨级工业侧线试验结果表明,甲苯转化率大于22%、二甲苯和PX选择性均超过94%、稳定性超过2000小时,处于国际先进水平,工业化进程更进一步。

  在国家绿色低碳发展战略的引领下,团队创新性地将甲苯烷基化技术与CO2化学转化技术耦合生产PX,同时实现CO2减排和高附加值利用并取得了积极成果。尽管这一前瞻技术面临着更高的挑战,但团队始终保持乐观。正如他们所说:“基础研究虽然是冷板凳,但当你真正投入其中时就会发现,一个点滴的奥妙会激发出你莫大的兴趣,一个不经意的发现会点燃你持续钻研的快乐!”

  氢甲酰化团队:国家需求为目标

  混合碳四氢甲酰化技术,是我国炼油化工/煤化工烯烃资源高价值利用的重要途径。材科院氢甲酰化科研团队历经8年攻关一举冲破桎梏,以自立自强的科技力量、更优更强的“海油方案”,研发成功混合碳四氢甲酰化技术,打破了国外垄断,为我国烯烃产业的发展把住了命脉。

  “再硬的骨头也要啃下来。攻克产业发展难题,是我们科研人员的责任。如果海油能自主研发此项技术,对我国炼化烯烃资源特别是炼油副产碳四资源高值利用具有划时代的意义。”项目立项时,面对外界的质疑声,团队项目长傅送保坚定地说。

  2017年,团队打响了以混合碳四高价值利用为核心、以氢甲酰化技术为目标的技术攻坚战。当时,该技术面临两大国内尚无人攻克的技术难题:一是变“废”为宝,将混合碳四高值化利用;二是拨“乱”反正,将丁烯-2转化为高活性端位烯烃,提高反应选择性。

  团队成员反复尝试不同配方和路线,不分昼夜穿梭在办公室和实验室,很少能享受家庭时光。傅送保以实验室为家,通宵达旦抱着专利文献钻研;为实现配体放大一次成功,王兴永和雷帅连续130小时驻守在工业现场;柴文正的女儿出生一年多,见到爸爸时却生疏到不认识了……经过数千次调整和测试,他们终于成功驯服了混合碳四烯烃,开发出了耗能低、选择性好、稳定性高的配位催化体系。

  为加快推动工业化生产,团队成员干脆驻扎在氢甲酰化工业侧线装置现场,饱尝了陕北高原漫天的灰尘和黄沙,经历了广东惠州凄凄沥沥的梅雨,抗过了青岛三伏天的闷热与挥汗如雨,顶住了内蒙古高原凛冽刺骨的寒风……

  星光不负赶路人!催化剂侧线评价及工业应用试验与国外催化剂同台对标。应用数据显示:开发的双膦配位体反应活性提高3%、选择性提高12%、单耗降低约20%、助剂消耗下降约20%,综合性能全面优于国外同类先进产品水平。该技术一举夺得中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖和中国海洋石油集团有限公司技术发明一等奖,并在中海油惠州石化有限公司成功实现工业应用,预计每年产值超12亿元。

  寒灯明月见证从无到有,执着坚持终成中国技术!材科院一个个科研团队怀揣爱国心、报国志,在为人民美好生活奋斗的征程中、在中国技术创新的追光之路上,让“海油技术”更加闪耀光芒!

  责任编辑:郑 丹

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