从两段提升管催化裂化新技术工业试验浅谈科研成果转化

[摘要]两段提升管催化裂化技术是一种能提高催化装置处理能力,提高装置液收率,改善产品质量的技术。本文就该新技术工业化转化进行了说明,对我国炼油行业新技术转化有着重要的社会和经济意义。

[关键词]成果 工业化转化

一、前言

石油是国家重要能源,石油和石油产品的供应不但与国民经济的发展紧密相关,而且与国家能源安全息息相关。环保法规的日趋严格,使催化裂化面临严峻的挑战。催化裂化作为一种先进的工艺技术,有着其他工艺不可替代的诸多优点,但从清洁燃料指标要求来看,由于其产品的十六烷值低、汽油烯烃含量过高等,已不能满足质量要求。目前,最突出的矛盾是汽油烯烃含量过高,如何在保证轻质产品收率不减少的前提下降低催化汽油的烯烃含量,同时尽可能保持辛烷值,是催化裂化技术研究的重大课题。所以,开展重质油轻质化及产品的后精制、清洁化技术的研究和工艺开发对我国石油炼制技术的发展相当重要。

二、国内技术成果转化存在的问题及原因

我国在工程技术开发及转化方面比较落后,成果工业化率低、周期长,经济效益低。这也就造成了很多技术需要长期引进的被动局面。究其原因,主要有以下几方面:

1. 真正具有工业转化价值的研究成果比例不高。现在有很多成果,只是纸上谈兵;有些研究深度不够;有些只是设想经不起考验,没有经济性,离工业化有很大距离。

2. 缺乏转化机制和专业工程技术人员。工程化、产业化的首要任务是识别成果的可转化性,不但要考虑项目的技术含量、项目转化后的预期经济效益、社会和环保效益,而且要考虑项目的转化难度、可推广程度及远景目标。这就需要具有一批具有复合型知识结构的专业技术人员有组织地实施。目前国内缺乏这种有效的产业化机制和技术专家。

3. 缺乏有利的社会外部环境,对技术转化重视不够,认同不够。技术工程化和技术研究一样,需要付出长期的艰辛劳动,把复杂的研究数据变成简单的工程方案,技术上便于推广,但千辛万苦搞成的工程技术,在有偿使用方面面临很大困难,往往遭到技术剽窃。严重挫伤了工程技术人员的积极性。结果造成一个恶性循环,严重影响技术转化水平的提高。

我国在工程技术开发及转化方面一直相当落后,这也造成了很多技术需要长期引进的被动局面。有些技术及工艺在国内开发出来,但工程放大、工程开发甚至工程设计却要外国人承担,最后“钥匙”掌握在外国人手里,关键技术和工艺包仍属外国人专有。造成这些问题的根本原因在于我国缺乏自己的石油化工新技术工程研究中心。

要想改变技术转化的不利局面,让更多的科研成果及时转化成工业技术,本项目的实施就是闯出适合我国国情的模式。

三、项目的特点及可行性

两段提升管催化裂化新技术工业化中试项目最大的特点是项目的不确定性和项目的风险。该项目是一个从科研、实验室研究的理论研究向工程转化一个过程;是一个全新的工艺,是我国炼油工业第一次缩短催化裂化反应的时间,也是我国第一套两段提升管催化裂化装置。

该工艺技术具有催化剂接力、分段反应、短反应时间和大剂油比的特点。

两段提升管催化裂化新技术工业化中试项目的关键是工艺方案,而工艺方案的关键是将第一段生成的柴油取出作为产品,汽油与重油组分混合后进入第二段与再生后的催化剂接触继续反应。这样,在第二段就存在一个汽油与重油以哪一个组分反应为主的问题。

当以第一段生成汽油的二次裂化反应为主时,经过试验总的汽油产率下降,液化气等产率上升,产品分布变差,则该工艺无应用价值。

当第一段生成重油组分的裂化反应占主要地位时,重油组分的裂化反应生成大量的轻质油品,可以有效地降低重油产率,提高轻质油品收率,改善产品分布,从而产生明显的经济效益。

在整个技术开发过程中,从技术基础研究、工业化方案研究及工程设计到施工建设及工业试验,专门为该项目的实施组织有关专家多次召开论证会,为该项目的成功开发提供了有利的技术支持。

四、项目经验

两段提升管项目是一个全新的工作,没有可以借鉴的经验。通过项目的实施,开创了我国在科研成果往工业化转化过程中的先例,为炼油项目的科研成果转化提供了可以借鉴的经验。

该项目在方案论证阶段,由于实验提供的仅是理论数据和试验阶段的成果,我们多次组织国内有关专家进行论证,经过多次论证,提出了更加可行的方案。

在项目的设计阶段,多次与设计专家进行沟通交流,并结合现场的实际情况,在满足工艺要求的前提下,尽量节约投资,并且在设计过程中尽可能地使用成熟的新工艺、新技术,例如:KH-3喷嘴,石油大学等单位开发的FSC和VQS旋流式快速分离系统等,粗旋、预提升技术,使设计工作更加可靠。

在项目施工阶段,充分利用风险管理的方法,合理安排施工各专业之间的通力协作,使施工的风险降到最低,而且费用较预算节约约5%。

在新装置实施过程中,第一步确保装置能流化正常;第二步使装置能够正常运行;第三步调整优化操作;第四步进行各种条件下的工业试验。在实验中,我们根据装置的实际情况及时调整有关的工艺参数,使实验能够在最佳的条件下进行,从而使两段提升管新技术能够得到充分的验证,把理论通过项目的实施得到了升华。

五、结论

该项目在充分进行理论分析、现场采样分析和实验室实验的基础上,提出的两段提升管催化裂化新技术具有催化剂接力、大剂油比、分段进料和短停留时间等诸多优点。这些优点经我公司工业化试验和多年的运转得到了验证,体现了效益最大化。

1.根据实验室研究成果,通过多种设计方案比较,将我公司的10万吨/年催化裂化装置成功改造成为世界上第一套两段提升管催化裂化(TSRFCC-I型)工业试验装置(15万吨/年),并一次开车成功、运转状况良好。

2.工业试验和运转充分证实了两段提升管催化裂化理论的正确性和实用性。工业试验结果表明,对于难裂解的油,两段提升管催化裂化技术能提高产品的收率和改善产品的质量。

3.通过本项目的实施,使两段提升管的理论得到验证,开创了我国在科研成果往工业化转化过程中的先例,逐步形成“实验室研究――中试放大――工业化生产(技术推广)”一条龙科研开发体系,并且取得了可喜的经济效益。

参考文献:

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