烷烃转化新催化材料及新过程团队

来源: 发布时间:2016-03-23
团队信息
  
课题组名称:烷烃转化新催化材料及新过程团队 课题组网址:http://www.802.dicp.ac.cn/
负责人:田志坚 工作单位:大连化学物理研究所 学科领域:能源化工
课题组院地合作联络人员 姓 名:田志坚 办公电话:0411-84379151 手 机: E-mail:tianz@dicp.ac.cn
科技处院地合作联络人员 姓 名:刘丹竹 办公电话:0411-84379178 手 机: E-mail:liudz@dicp.ac.cn
团队介绍
  

团队主要研究方向:烃类催化转化(润滑油加氢异构脱蜡,费托合成蜡异构化,C5-C6烷烃异构化,芳烃选择性加氢开环,丙烷脱氢等);烃类转化相关催化材料合成(分子筛水热合成,分子筛离子热合成,纳米硫化物和氧化物合成等);烃类转化相关新催化过程开发(煤焦油悬浮床加氢,油脂制生物柴油和航煤,生物质水热重整制氢,微波促进的催化过程等)。

可转移转化的科技成果:

润滑油基础油加氢异构脱蜡催化剂及技术:该技术于2008年和2012年两次在中国石油20万吨/年高压加氢装置实现工业应用,以大庆石蜡基原料高收率生产II/III类基础油及高标号食品级PS白油等产品,将我国润滑油基础油品质和生产技术提升至世界先进水平。

钌/炭、钯/炭、铂/炭催化剂:该催化剂用于不饱和键加氢、含氧化合物加氢以及加氢脱氯、脱卞基等反应。催化剂产品成熟,加氢还原活性高,选择性好,性能稳定,已在国内多家企业得到应用。

油脂一步加氢制烷烃类生物柴油/航空煤油技术:该技术实现油脂经一步加氢反应直接转化为异构烷烃(柴油、航空煤油)。制得的航煤产品冰点低于-47 ℃,达到Jet A-1等航煤标准;制得的生物柴油产品十六烷值大于75,凝点低于-20 ℃,性能远超石化柴油。该技术具有较强的应用前景。

典型转移转化项目案例
  

1.润滑油基础油加氢异构脱蜡催化剂及技术的开发和工业化应用

润滑油产业是与国计民生密切相关技术密集型支柱产业之一,我国为世界第二大润滑油消费国,虽然我国也是润滑油生产大国,但由于大部分生产企业仍沿用传统工艺,技术落后,只能满足中低档油的市场需求,高档润滑油发展受到制约。为满足国内高档润滑油基础油生产技术的迫切需求,团队自1999年始,开展了催化剂构效关系、载体分子筛合成和性能调控以及分子筛和催化剂工业放大试验等发面的研究,取得一系列技术突破:

(1)在水热合成体系中,采用复合模板剂、杂原子引入等方法微调分子筛的孔口尺寸及酸强度分布,发明具有AEL、TON和MTT拓扑结构十元环一维直孔道新型分子筛合成技术。



图1. 三种分子筛孔道结构图


(2)解决了分子筛动态水热合成过程中传质和传热工程放大难题,从实验室100毫升反应釜合成放大5万倍,开发出5立方米反应釜规模的工业生产技术,使我国成为继美国之后第二个大规模合成异构脱蜡专用分子筛的国家。



图2.从实验室小试分子筛合成放大至工业生产规模


(3)利用双贵金属原子大小不同、原子簇晶粒尺寸互补的特性,实现了贵金属纳米级分散和短程有序的高效负载,使之与双分子筛体系的酸性匹配更佳,使催化剂具有更好的催化性能和杂质耐受性。克服了传统单贵金属-单分子筛体系催化剂对重质高含蜡原料油适应性不强的缺点,实现了核心催化剂的超越。



图3. 从分子筛到催化剂的工业生产过程


经过持续10年的技术攻关,团队攻克了催化剂在高转化率下异构化选择性差、加氢裂化副反应难以调控、新型分子筛和催化剂大规模生产工程化等诸多重大技术难题,成功开发出性能优异的两代润滑油基础油异构脱蜡催化剂及技术。催化剂于2008年6月和2012年6月,分别在沈阳三聚凯特催化剂有限公司实现大规模工业化生产,并于2008年10月和2012年12月分别在中国石油天然气股份有限公司大庆炼化分公司20万吨/年异构脱蜡装置两次实现工业应用。至今共生产出高档润滑油基础油逾70万吨,创造产值逾60亿元,利润逾20亿元,产生了巨大的经济和社会效益。



图4. 20万吨/年润滑油基础油加氢异构脱蜡装置


该技术共获得授权专利12项,其中核心专利“一种临氢异构化催化剂及其制备方法专利”(ZL200510079739.7)荣获2011年第十三届“中国专利优秀奖”,工业化应用成果入选2009年“中国石油集团十大科技进展”,获得2012年“中国产学研合作创新成果奖”以及2014年“辽宁省技术发明一等奖”等奖励。

该技术填补了国内空白,使我国成为继美国之后掌握润滑油基础油加氢异构脱蜡催化剂生产技术的第二个国家,同时极大地提高了我国石油炼制主营业务的国际竞争力。