项目名称

低碳高效加氢裂化关键技术开发与规模化应用

提名单位

沧州市

项目简介

本项目隶属于石油化工领域。柴油产品是不可或缺的战略能源，对保障国家经济和社会发展以及国防安全有着不可估量的作用。加氢裂化技术能够将劣质的蜡油组分转化为高附加值的柴油产品。高质量柴油产品中要求富含异构链烷烃以及单环长侧链环烷烃。蜡油中包含芳烃、环烷烃以链烷烃，然而蜡油加氢裂化反应区内烃类分子组成与结构动态变化。现有加氢裂化技术往往采用单一的催化剂体系，无法匹配不同反应区内烃类分子构成动态变化规律，容易造成环状烃转化不足以及链烷烃过度裂解的问题，直接体现在柴油质量不合格或者收率下降。另外，加氢反应属于强放热反应，为了防止飞温，反应过程中需要打入大量冷氢，装置耗氢与碳排放量高，严重影响企业绿色可持续发展。在“双碳”目标下，低能耗多产优质柴油产品是重大技术难题。

基于对加氢裂化反应区烃类分子组成、结构以及反应顺序的深入研究与认识，发明了多产高质量柴油的低碳高效加氢裂化技术。

1、首创促进环状烃高效开环-链烷烃异构保留反应分区强化调控方法，率先实现工业应用。加氢裂化起始反应区吸附能最强的多环芳烃浓度高，其容易吸附在催化剂活性中心，使用芳烃开环性能强的催化剂促进多环芳烃高效转化至单环芳烃，富集在轻组分中，可显著提高柴油十六烷值；中部反应区多环环烷烃浓度高，使用环烷烃定向开环能力好的催化剂，强化其开环裂解至单环长侧链环烷烃，保留在柴油馏分中；下部反应区吸附能弱的链烷烃浓度高，使用酸密度低以及异构能力强的催化剂，促进正构烷烃转化至异构烷烃，可降低柴油凝点、拓宽柴油馏程，提高柴油收率。

2、发明具有梯级孔结构、高B酸比例的Y分子筛，开发酸性中心可接近性好与扩散能力强的催化剂，强化多环芳烃的高效转化，改善柴油质量。

3、发明酸性中心锚点限域分割活性相、定向塑型调变技术，开发环烷烃开环选择性好的加氢裂化催化剂，促进环烷烃的开环不断链反应，增加柴油燃值。

4、发明正构烷烃导向转化、减少二次裂解方法，提高正构烷烃的异构保留能力，降低柴油凝点，提高柴油收率。

5、发明提高反应热利用率、降低能耗的加氢裂化技术。沿反应区适配活性梯级降低的异形催化剂体系，床层间无需大量打入冷氢，反应器流出物料温位提高15℃以上，压降降低50%，能耗降低20%，碳减排10万吨/年。

与国外UOP以及壳牌技术相比，本技术所产柴油十六烷值提高2个单位，收率提高10个百分点以上。

本项目获授权发明专利10件，发表SCI论文10篇，整体处于国际领先水平。河北鑫海化工集团建成全国首套工业示范装置，近3年新增利润10亿元，助力公司跻身全国化工企业500强（河北省第一）。以河北鑫海化工集团建成全国首套工业装置为示范，促使本技术出口至俄罗斯200万吨/年加氢裂化装置，柴油收率与质量明显优于壳牌技术，得到了国际市场的认可，有力支撑我国“一带一路”建设，经济社会效益显著。

主要完成单位及创新推广贡献

河北鑫海化工集团有限公司提出降低加氢裂化所产柴油产品凝点、拓宽馏程范围以及提高柴油产品收率的需求，提出加氢裂化反应区烃类分子渐次反应分区强化的理念，建议采用催化剂级配体系，以达到环状烃开环裂解以及链烷烃异构保留的目的。负责公司加氢裂化装置的设计方案比选、装置建设、催化剂装填、开工以及技术标定等工作，确保装置长周期稳定运转以本装置良好的运行数据为基础，撰写相关论文，推广技术应用效果。作为全国重要示范装置，为项目所开发催化剂以及技术推广至国外提供应用案例基础。

推广应用及经济社会效益情况

应用情况

2018年，河北鑫海化工集团150万吨/年加氢裂化装置采用烃类分子渐次反应强化生产高附加值产品加氢裂化技术建成投产，加工直馏蜡油与焦化蜡油原料，主要以生产高质量清洁柴油产品为目标。装置运转至今，整体运行状况良好，很好地满足了企业的生产要求，经济效益显著。

低碳高效加氢裂化关键技术开发与规模化应用率先在河北鑫海化工集团成功应用，开创了分子炼油水平下最大限度生产高附加值目标产品的先河。在良好的应用结果与先进技术理念的指引下，开发的系列催化剂以及相关技术成功不仅应用于国内60余套加氢裂化装置，而且推销至国外三套加氢裂化装置，得到了国内外生产商的高度认可，达到了国际领先水平。

经济效益

河北鑫海化工集团建成全国首套工业示范装置，近3年新增利润过亿元。

社会效益

1、开发了支撑国民经济可持续发展、满足中国国情的炼油技术。通过该项目技术的实施，有效提高了炼油企业柴油产量，满足了河北省港口货运车辆柴油需求量大的问题，助力河北省经济高速可持续发展。

2、开发了节能降耗的烃类分子渐次反应强化生产高附加值产品加氢裂化技术。在碳中和与碳达峰的目标下，显著降低了装置生产能耗与碳排放量，为企业绿色健康发展提供有力技术支撑。

代表性论文专著目录

1、田晨，许浩，张绍岩等，最大化生产中间馏分油加氢裂化技术的工业应用[J], 广州化工，2022, 9 (49): 25-28

主要知识产权证明目录

主要完成人情况表（排名、姓名、技术职称、工作单位、对本项目技术创造性贡献、曾获奖励情况）

排名

姓名

技术职称

工作单位

完成单位

贡献

曾获奖情况

3

田晨

工程师

河北鑫海化工集团有限公司

河北鑫海化工集团有限公司

1、河北鑫海石化加氢裂化装置技术方案比选与建议；

2、提出烃类分子渐次转化强化理念，对催化剂级配方案进行优化；

3、主持河北鑫海石化加氢裂化装置开工、技术标定等工作。

6

张绍岩

工程师

河北鑫海化工集团有限公司

河北鑫海化工集团有限公司

1、主持河北鑫海石化加氢裂化装置开工、技术标定等工作；

2、收集装置运行数据，装置操作优化，保证装置平稳运行。

7

许浩

工程师

河北鑫海化工集团有限公司

河北鑫海化工集团有限公司

1、参与河北鑫海石化加氢裂化装置开工、技术标定等工作；

2、优化操作装置，保证装置平稳运行。

完成人合作关系说明

河北鑫海化工集团有限公司采用中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院开发的烃类分子渐次反应强化生产高附加值产品加氢裂化技术及配套催化剂，河北鑫海化工集团有限公司田晨、张绍岩、许浩与中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院曹正凯共同发表论文《最大化生产中间馏分油加氢裂化技术的工业应用》

完成人合作关系情况汇总表

序号

合作方式

合作者/项目排名

合作时间

合作成果

备注

1

共同发表论文

田晨、张绍岩、许浩、曹正凯

2018-06到2021-12

最大化生产中间馏分油加氢裂化技术的工业应用