1.我国石油化工催化剂的研制进程
上世纪六十年代初期,我国原油开采工艺的突破性进展,随后石油化工技术和催化剂的研究也步入正轨。在此期间,我国成功研发出适用于流化床催化裂化新工艺的硅铝微球催化剂。同一时期,我国研发出单金属铂重整催化剂,满足了大庆炼油厂铂重整装置的使用需求。进入七十年代至八十年代,我国催化剂的研制工作向更深层次推进。然而,在石油化工领域,这一进展驱动了顺丁橡胶技术的发展,但总体来看,国内外的催化剂技术水平还是有着差异,这需要依靠科研的推进来弥补。纵观石油化工催化剂的研制进程,过去依赖于进口石油化工装置及其配套催化剂。而为了做到催化剂的国产化,我国科研人员付出了近二十年的不懈努力,并取得了显著成效,目前已有约80%能够实现国内自主供应。
2.中国石化石油化工催化剂业务概述
当前,中国石化在石油化工催化剂业务方面涵盖了四大主营业务板块,包括聚烯烃催化剂、基础有机原料化工催化剂、精细化工催化剂以及相关助剂的生产、销售与服务。在聚烯烃催化剂领域,中国石化凭借其全球领先的聚乙烯与聚丙烯催化剂系列产品,已成为世界主要的聚烯烃催化剂生产商和供应商行列。伴随聚烯烃市场需求量增大,聚烯烃催化剂需求的逐渐攀升。对此,中国石化积极响应市场变化,不断扩大生产规模以满足日益增长的需求。在基础有机原料化工催化剂领域,中国石化有较高技术和产品线,如液相苯和乙烯烷基化催化剂、丙醋酸乙烯催化剂、PX吸附剂以及5A吸附剂等。这些技术水平均达到国际先进标准,部分产品甚至处于国际领先地位。此外,中国石化还研发出非晶态合金加氢催化剂SRNA,被广泛用在石化、制药、食品等行业中的中间体生产环节,以及环己酮氨氧化制环己酮肟钛硅分子筛催化剂。
3.推动中国石化石油化工催化剂发展的措施
3.1创新驱动清洁生产技术开发
为确保催化剂生产过程不加剧环境污染,本研究确立了推行清洁化生产的战略导向,并着眼于循环经济的发展,以解决工业生产中“三废”问题为核心挑战。应当积极倡导技术创新,全面践行“3R”原则,即减量化(Reduce)、再利用(Reuse)与循环利用(Recycle)。具体而言,旨在对工艺流程进行优化,原材料的消耗同时减少;有效处理并回用“三废”,有效提升产品收率;同时通过回收废催化剂,有效对废物实现资源化,多方面推进资源节约型和环境友好型企业的建设与发展。首先,针对聚丙烯催化剂生产过程中的废弃物问题,提出并实施了一种可以兼顾减量化与资源化的聚丙烯催化剂残渣无害化处理方案,在这个过程中,为了实现对大量使用的溶剂及四氯化钛等物料进行科学有效回收和循环使用,中国石化研发出一套高效节能的残渣无害化处理工艺,不只工作流程简洁而且同时能耗低,能显著削减70%的废渣排放量,减少60%的液体碱消耗,而且在这个过程中回收的四氯化钛水合溶液还可供下游厂商再次利用,这就从从根本上消除废渣处理带来的环保风险。其次,针对氨氮污水处理这一行业共性难题,提倡采用氮氨污水处理先进技术。铵盐作为催化剂制造过程中不可或缺且成本低廉的交换介质,其含氨氮废水的有效处理方式亟待突破。企业往往面临因氨氮超标排放导致停产或因高昂处理费用不堪重负的困境。因此,研发经济可行的氨氮污水处理技术,实现达标排放,已刻不容缓。为此,可以引入微波促凝和气态膜技术。此种方法尤其适用于处理氨氮含量较高且悬浮物易于去除的废水,具有运行成本低、无尾气排放的特点,且能充分回收废水中的氨资源。
3.2持续改进催化剂产品质量
为了紧跟生产实践的步伐并满足对催化剂多方位性能的要求,研发团队需提供技术支持,对催化剂产品质量进行持续不断的改良优化。以NG催化剂为例,尽管其表现出高活性、粒径分布集中以及优良的共聚性能等特性,但在实际应用于BP-AMOCO气相法聚丙烯生产工艺装置时,发现所产出的粉料中超细粉比例较高,这对装置的稳定性及提升生产负荷带来了一定程度的影响。面对这一挑战,中国石化的技术团队投入大量精力进行了深入的小型试验与中型试验,成功改良NG催化剂的合成工艺。具体措施包括调整内给电子体的添加时间和用量,在很大程度上有效提升了NG催化剂的结构强度,降低了催化剂中的细粉含量,从根本上解决了催化剂及其生成的聚合物粉料中细粉过多的问题。同时催化剂的其他关键性能保持与原产品相当。此外,针对己内酰胺氨肟化装置存在的堵膜问题,研究团队通过开展大颗粒钛硅分子筛的制备试验,成功研制出多种粒径规格的改性分子筛,从而在很大程度上解决了该装置的堵膜难题。
结语:在高新技术产业领域中,催化剂技术占据重要地位。技术创新是驱动企业发展的动力,化工企业应当与科研机构的深度合作,持续推出适应石油化工行业需求的新一代催化剂产品。催化剂从生产到经营的发展,都需要在研发与应用领域的前瞻性和高效执行力,所以依赖研发团队的强大支持。因此,需要加大研发投入,通过创新驱动催化剂产品品质优化,并不断开发出新的产品,从而加快该产业发展,为石油化工提供助力。
参考文献:
[1]徐文峰.石油化工催化剂的进展研究[J].化工管理,2017(9):58.
[2]张洪利.谈我国炼油和石油化工催化剂的研制和发展[J].城市建设理论研究(电子版),2016(10):6005-6005.