○ 文／本刊記者 張起花

在我國掀起的“環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)”中，催化劑的作用凸顯出來，它在整個油品升級過程中起著關(guān)鍵作用。

霧霾天氣的困擾急劇增加，國家相關(guān)部門不得不在環(huán)境治理上發(fā)力。國務(wù)院常務(wù)會議制定下油品質(zhì)量升級時間表后，我國煉油企業(yè)絲毫不敢怠慢，不遺余力向目標奮進。

在這場“環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)”中，實現(xiàn)石油高效轉(zhuǎn)化和清潔利用的重要推手—催化劑的作用就凸顯出來。它在整個油品升級過程中起著關(guān)鍵作用。就此，本刊記者專門采訪了石油化工科學(xué)研究院院長龍軍。

彰顯技術(shù)魅力

中國石油石化：龍院長，您好！在我國油品升級時間越來越緊迫的當下，各大煉油企業(yè)都在想方設(shè)法向更加清潔的油品生產(chǎn)目標邁進。在這項工作當中，您覺得催化劑究竟扮演了什么樣的角色，催化劑技術(shù)的研發(fā)又該發(fā)揮出怎樣的作用？

龍軍：石油煉制離不開催化劑，油品質(zhì)量升級更與催化劑的活性與選擇性等息息相關(guān)。石油煉制過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)需要消耗相當?shù)哪芰?催化劑的作用就在于能有效地降低反應(yīng)的能壘。因為化學(xué)反應(yīng)的能壘越高，需要的能量就越多，煉油企業(yè)的能耗就越大。而性能優(yōu)良的催化劑，既能降低企業(yè)能耗，又能提高煉制過程的選擇性,有利于煉油企業(yè)生產(chǎn)出更加符合環(huán)保要求的產(chǎn)品。

目前，我國現(xiàn)代煉油廠全技術(shù)流程中各類石油煉制技術(shù)總共近60個，其中70%以上是化學(xué)過程，而化學(xué)煉制技術(shù)中大多數(shù)是需要使用催化劑的催化化學(xué)過程。由此足見催化劑在我國煉油技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展過程中的重要作用。實現(xiàn)油品質(zhì)量升級，各類煉油新催化劑發(fā)揮了中流砥柱的關(guān)鍵支撐作用。

中國石油石化：既然催化劑在我國油品升級過程中發(fā)揮的作用如此重大，那這是否意味著伴隨我國油品升級步伐的加快，催化劑技術(shù)也要經(jīng)歷一個艱難的升級過程？

龍軍：是這樣。我國20世紀末開始啟動車用油品清潔化進程，陸續(xù)制定了清潔汽柴油國家標準，并設(shè)定了嚴格的實施時間。由于裝置構(gòu)成等原因，煉油企業(yè)供應(yīng)清潔油品存在先天不足，依靠新建裝置一方面投資巨大，另一方面建設(shè)周期太長，因此必須立足自主技術(shù)創(chuàng)新，以較少投資、較低成本和較短時間走出一條符合中國國情的油品質(zhì)量升級之路。以汽油為例，無論是降低烯烴還是降硫，都首先依賴催化劑的升級換代。支撐油品質(zhì)量升級，催化劑技術(shù)必須領(lǐng)先一步。這是一個充滿艱辛和挑戰(zhàn)的自主創(chuàng)新過程。

石科院作為煉油技術(shù)創(chuàng)新的主力軍，始終堅持以滿足中國煉油工業(yè)發(fā)展的技術(shù)需求為己任。在進入新世紀煉油企業(yè)遭遇油品質(zhì)量升級的巨大壓力下，舉全院之力，完全依靠自主技術(shù)創(chuàng)新，成功開發(fā)出符合中國煉油裝置特點、具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的清潔汽柴油低成本生產(chǎn)成套技術(shù)，并獲得廣泛應(yīng)用，使中國石化煉油企業(yè)在重大挑戰(zhàn)面前，以較少投資、較低成本并在較短時間內(nèi)實現(xiàn)了汽油質(zhì)量升級，用10年時間走完了西方發(fā)達國家用二三十年完成的油品質(zhì)量升級之路。

以京V汽油為例，2012年中國石化燕山石化、齊魯石化、滄州石化生產(chǎn)硫含量小于10ppm清潔汽油特供北京市，其中95%以上汽油是應(yīng)用石科院開發(fā)的汽油降硫技術(shù)生產(chǎn)的。

探索中前行

中國石油石化：貴院為配合我國油品升級工作，在催化劑的研發(fā)方面做出了哪些努力，取得了怎樣的成效？

龍軍：在油品升級過程中，我們遇到的第一個難題是降烯烴。由于歷史原因，我國原油性質(zhì)特殊，與歐美以催化裂化、催化重整、烷基化等多種煉油技術(shù)生產(chǎn)汽油不同，中國以催化裂化為主生產(chǎn)汽油，導(dǎo)致我國汽油烯烴含量居高不下。1999年制定的GB179302 - 1999 車用清潔汽油標準規(guī)定汽油烯烴含量不得大于35%，而同年由國家石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對全國各煉油廠普查的結(jié)果卻是，在生產(chǎn)的各類汽油中，平均烯烴含量為43%，烯烴含量超過35 %的占80%，個別汽油烯烴含量高達75%。

這是史無前例的挑戰(zhàn)。之所以這樣說是因為西方國家汽油池中催化裂化汽油的比例比我國低得多。因此，西方國家不存在汽油降烯烴的問題。我們無先例可循，必須完全立足自主技術(shù)解決問題。對此，石科院首先提煉出催化裂化汽油降烯烴技術(shù)開發(fā)過程中需解決的科學(xué)問題，然后通過開展導(dǎo)向型基礎(chǔ)研究，加深對石油烴分子催化裂化反應(yīng)化學(xué)的認識，由此啟發(fā)科研人員產(chǎn)生降低汽油烯烴的技術(shù)創(chuàng)新思路模式。經(jīng)過實驗室小型實驗、中型試驗、工業(yè)試驗，最終開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的MIP技術(shù)，使汽油中的烯烴含量下降到35%左右。2003年,中國煉油工業(yè)又面臨環(huán)保法規(guī)進一步升級與經(jīng)濟效益普遍滑坡雙重壓力，我國煉油企業(yè)迫切需要不但能深度降低汽油烯烴,同時還能增產(chǎn)高價值丙烯少產(chǎn)低價值干氣以提高經(jīng)濟效益的創(chuàng)新技術(shù)。因此， 我們又通過導(dǎo)向性基礎(chǔ)研究，創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)思路，開發(fā)出MIP-CGP 技術(shù)和專用催化劑，使汽油烯烴既能進一步降低到18%以下，又能多生產(chǎn)出高價值的丙烯、少產(chǎn)出低價值干氣，取得了很好的經(jīng)濟和社會效益。

MIP、MIP- CGP技術(shù)分別獲得2004和2006年度國家科技進步二等獎，并獲得量大面廣的工業(yè)應(yīng)用。到目前為止，國內(nèi)煉油企業(yè)采用MIP、MIP-CGP的催化裂化裝置總加工量已超過國內(nèi)催化裂化能力的一半以上。

開拓中發(fā)展

中國石油石化：如果降烯烴是催化劑研發(fā)和生產(chǎn)單位在油品升級路上遇到的第一只“攔路虎”，那么此后你們又遇到了哪些挑戰(zhàn)，是如何攻克的？

●石科院研制的改進型加氫脫硫催化劑正在金陵石化硅油加氫裝置加裝，可全部代替同類進口產(chǎn)品。攝影/徐 捷

龍軍：仍以清潔汽油生產(chǎn)為例，清潔汽油質(zhì)量升級除了需要降烯烴外還要降硫。這是我們遇到的第二個挑戰(zhàn)。隨著清潔汽油質(zhì)量標準不斷提升，汽油中硫含量由原來不大于1000微克/克（國Ⅰ），要逐步降低至10微克/克以下（國V）,指標越來越高，難度也越來越大。但是，經(jīng)過大家的努力，取得了豐碩的成果。

比如，我們研發(fā)的RSDS催化加氫脫硫技術(shù)是一項達到國際先進水平的技術(shù)。第一代RSDS催化劑技術(shù)于2003年在中國石化上海分公司和長嶺分公司成功地進行了工業(yè)應(yīng)用，平均脫硫率達91.4%、產(chǎn)品硫含量36 微克/克、抗爆指數(shù)損失1.3、液收100%。第二代RSDS催化劑技術(shù)同第一代相比，相同脫硫率下烯烴飽和率下降40%左右，具有更好的脫硫和保持汽油辛烷值的能力，已在多套裝置上得到成功的工業(yè)應(yīng)用，達到預(yù)期效果。

在石科院開發(fā)的諸多脫硫技術(shù)中，值得一提的還有S-Zorb催化劑技術(shù)。中國石化2007年從美國康菲公司買斷了S-Zorb吸附脫硫技術(shù)，并把該技術(shù)作為煉油企業(yè)汽油質(zhì)量升級的一個重要措施。但遺憾的是，與該技術(shù)相配套的專用催化劑技術(shù)卻掌握在國外另一家催化劑公司手中，不對中國石化轉(zhuǎn)讓。

為此，石科院專門成立自主研發(fā)S-Zorb催化劑技術(shù)的科研團隊，潛心鉆研，在獲得深度脫硫的同時保持辛烷值的技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)思，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出升級版的專用催化劑。該催化劑在我國多套S-Zorb工業(yè)裝置上的應(yīng)用結(jié)果表明，整體性能優(yōu)于國外催化劑。

創(chuàng)新沒有止境

中國石油石化：目前，我國催化劑技術(shù)支持各煉油企業(yè)將汽柴油產(chǎn)品升級到國Ⅴ標準已經(jīng)完全沒有問題了。接下來，貴院的重點工作會是什么呢？

龍軍：為推動國民經(jīng)濟發(fā)展、滿足人民群眾的需要，我國石油煉制工業(yè)還有較大的發(fā)展空間和戰(zhàn)略機遇，但預(yù)計要應(yīng)對許多諸如劣質(zhì)原油加工、重質(zhì)渣油高效轉(zhuǎn)化、清潔燃料生產(chǎn)、綠色低碳煉制、高價值石油產(chǎn)品生產(chǎn)等挑戰(zhàn)，這些都會對石油煉制科技界技術(shù)創(chuàng)新包括催化劑技術(shù)創(chuàng)新不斷提出新的課題。