基于分子煉制的油氣加工技術(shù)：分離與轉(zhuǎn)化conversion.ChemicalEngineering&Processing:ProcessIntensification,2024,205:10公眾號·烴資源評價加工與利用三引言：行業(yè)背景與研究意義石油化工行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)碳中和目標(biāo)促使煉化行業(yè)從碳中和目標(biāo)促使煉化行業(yè)從餾分加工向組分加工轉(zhuǎn)變，精準(zhǔn)分離和定向轉(zhuǎn)化成為實現(xiàn)能源安全、穩(wěn)定經(jīng)濟發(fā)展及碳中和戰(zhàn)略的關(guān)鍵。煉化一體化轉(zhuǎn)型成為行業(yè)共識，但高質(zhì)量轉(zhuǎn)型路徑仍待探索。燃料油市場供需矛盾突出，質(zhì)量升級需求迫切。同時，乙烯、丙烯等基礎(chǔ)有機化工原料需求持續(xù)上升，推動石油煉制與化工企業(yè)向精準(zhǔn)分離和定向轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)型。公眾號·烴資源評價加工與利用傳統(tǒng)煉制模式難以滿足高質(zhì)公眾號·烴資源評價加工與利用研究目標(biāo)與技術(shù)路線研究目標(biāo)與技術(shù)路線通過揭示分子結(jié)構(gòu)與催化劑/溶劑性能之間的構(gòu)效關(guān)系，構(gòu)建催化材料合成和溶劑復(fù)配策略，優(yōu)化操作條件和工程設(shè)計參數(shù)，形成網(wǎng)絡(luò)化工藝包。開發(fā)了系列技術(shù)解決方案，如石油液化氣深度脫硫、高辛烷值汽油清潔生產(chǎn)、汽油柴油關(guān)鍵組分定向分離等，助力煉化一體化布局形成。以“碳達峰、碳中和”及高質(zhì)量發(fā)展為目標(biāo)，設(shè)計不同碳數(shù)烴類的定向轉(zhuǎn)化技術(shù)路線，遵循“合適餾分生產(chǎn)合適產(chǎn)品”原則，堅持“分子煉油”理念。旨在實現(xiàn)輕烴分子的精準(zhǔn)煉制和高效轉(zhuǎn)化，推動煉化行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。中國石油大學(xué)(北京)油氣分離和加工技術(shù)C3-C4OO油氣的精準(zhǔn)分離技術(shù)提出“引入特殊溶劑增強氫鍵”理念，設(shè)計高效復(fù)合堿性溶劑，提升硫醇溶解度，促進再生氧化反應(yīng)。發(fā)明多相反應(yīng)固定床再生工藝，解決二硫化物分離難題，避免副反應(yīng)，降低液化氣中二硫化物含量。設(shè)計零排放尾氣和堿渣處理工藝，解決氣液傳質(zhì)效率低下問題，將反應(yīng)物溶解度提高10至20倍。該技術(shù)已在7套工業(yè)裝置中成功應(yīng)用，符合液化氣向化工深加工轉(zhuǎn)型趨勢，滿足提高脫硫效率的迫切需求，為液化氣高質(zhì)量生產(chǎn)和綜合利用提供技術(shù)支撐。C5-C10汽油的定向分離V/VI升級要求。在工業(yè)條件下，抽余油收率超80%,經(jīng)加氫脫硫后，萃取油和重餾分產(chǎn)品硫含量低于10分離后C5烯烴純度超90%,可作為優(yōu)質(zhì)裂解或重整原料，生產(chǎn)低碳烯烴或芳烴。該技術(shù)已在8套裝置中實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，為油品“深度脫硫、有效控制烯C11-C20C11-C20柴油的高效分離公眾號·烴資源評價加工與利用建立“低碳高效烷烴與芳烴”分離方法，設(shè)計高效萃取溶劑，開發(fā)多維萃取工藝。解決溶劑分離困難和能耗高問題，形成柴油餾分多維溶劑萃取分離技術(shù)。該技術(shù)通過常溫常壓下連續(xù)溶劑萃取過程，實現(xiàn)直餾柴油中烷烴組分PN和芳烴組分A的高效分離，產(chǎn)品各部分純度可達93%以上。溶劑回收在低溫常壓或減壓下進行，回收效率高。與傳統(tǒng)柴油脫芳烴工藝相比，工廠綜合能耗顯著降低，可生產(chǎn)高質(zhì)量柴油，促進傳統(tǒng)餾分加工向組分加工轉(zhuǎn)油氣的定向轉(zhuǎn)化技術(shù)催化劑酸性位調(diào)控與孔結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)富烯烴C5-C10烴類的定向轉(zhuǎn)化技術(shù)，通過調(diào)控催化劑的酸性位和設(shè)計孔結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)化。設(shè)計并制備出主要含有中等強度酸性位且具有分級孔結(jié)構(gòu)(內(nèi)小外大)的催化劑，提高催化劑對烷烴分子的活化能力，增強轉(zhuǎn)化效率。開發(fā)爐式集成固定床反應(yīng)器，形成富烯烴汽油催化裂解工藝，用于生產(chǎn)乙烯和丙烯。進一步強化催化劑的酸性，提高其對烷烴分子的活化能力，結(jié)合爐式集成固定床反應(yīng)器，開發(fā)出烯烴+烷烴汽油催化裂解工藝，提高輕烴的轉(zhuǎn)化率，為實現(xiàn)“減油增化”戰(zhàn)略目標(biāo)提供技術(shù)支持。01針對C5-C10輕烯烴的芳構(gòu)化轉(zhuǎn)化，設(shè)計具有良好性能的催化劑活性位結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)烯烴定向重整過程的高液體收率和低積炭生成，形成FCC汽油烯烴定向芳構(gòu)化技術(shù)，提高油品附加值，推動煉化行業(yè)向高端化發(fā)展。率超95%,烯烴轉(zhuǎn)化率超80%,芳烴選擇性超90%。以生產(chǎn)FCC汽油為目標(biāo)，可降低汽油烯烴含量6~15單位，提高RON0.5單位，實現(xiàn)液體收率超95%,優(yōu)化汽油組成，減少辛烷值損失，應(yīng)用前景廣闊。以富含烯烴的FCC汽油為原料，目標(biāo)生產(chǎn)BTX,C5+液體收公眾號·烴資源評價加工與利用高烯烴和高硫高烯烴和高硫FCC汽油的加氫脫硫雙功能催化劑設(shè)計針對高烯烴和高硫FCC汽油的加氫脫硫難題，設(shè)計雙功能催化劑，實現(xiàn)烴類分子在雙活性中心上的接力催化轉(zhuǎn)化。在保證高脫硫效率的同時，實現(xiàn)烴類分子的多支鏈異構(gòu)化，降低烯烴含量，提高汽油質(zhì)量，減少辛烷值損失。一步催化轉(zhuǎn)化工藝開發(fā)簡單高效的一步催化轉(zhuǎn)化工藝，實現(xiàn)汽油組成的優(yōu)化和高質(zhì)量生產(chǎn)。保證脫硫率超97.5%,液體收率超98%,異構(gòu)烴增加7~13體積百分比，通過該技術(shù)可優(yōu)化汽油組成，實現(xiàn)高質(zhì)量汽油生產(chǎn)，減少辛烷值損失，應(yīng)用前景廣闊。C11-C20C11-C20柴油的加氫裂化催化劑性能優(yōu)化針對C11-C20柴油加氫裂化中存在的問題，如多環(huán)芳烴過度飽和和單環(huán)芳烴過度裂解，導(dǎo)致BTX選擇性低，通過調(diào)整催化劑的氫解能力，控制多環(huán)芳烴的氫化飽和度。匹配催化劑的金屬中心和酸中心，控制單環(huán)芳烴加氫裂化為BTX的選擇性，開發(fā)出具有“芳烴選擇性飽和-目標(biāo)鏈斷裂”和豐富BTX的高效催化劑，為實現(xiàn)柴油的高價值利用提供技術(shù)支持。柴油加氫裂化技術(shù)集成柴油加氫裂化技術(shù)集成將工藝參數(shù)與工程設(shè)計參數(shù)相結(jié)合，形成柴油加氫裂化技術(shù)，用于生產(chǎn)高質(zhì)量的柴油、煤油和BTX。為實現(xiàn)柴油的高價值利用提供新途徑，推動“煉化一體化”發(fā)展，助力石化行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置和產(chǎn)品附加值提升。公眾號·烴資源評價加工與利用結(jié)論與展望研究成果總結(jié)形成了一整套C3-C20烴類組分的精準(zhǔn)分離和定向轉(zhuǎn)化技術(shù)解決方案，通過“催化劑/溶劑-工藝-工程-設(shè)備”的集成，實現(xiàn)石油產(chǎn)品的高質(zhì)量生產(chǎn)和石油資源的高價值利用。這些技術(shù)不僅提高了石油產(chǎn)品的質(zhì)量，還增加了“乙烯、丙烯、丁二烯和BTX”等高附加值產(chǎn)品，為石化行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了堅實保障。精準(zhǔn)分離和定向轉(zhuǎn)化技術(shù)是實現(xiàn)石化行業(yè)精細化和高端化產(chǎn)品的有效手段，有助于推動煉化行業(yè)向綠色、智能和高效方向發(fā)展。在低碳發(fā)展和智能轉(zhuǎn)型的雙重背景下，石化行業(yè)需要加速清潔能源替代、升級低碳技術(shù)、實施碳捕獲、利用與封存(CCUS)等措施，建立完善的低碳體系，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈未來發(fā)展方向未來發(fā)展方向加快清潔能源替代，升級低碳技術(shù)，實施碳捕獲、利用與封存(CCUS),建立完善的低碳體系，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的低碳化。通過低碳管理，實現(xiàn)“源頭低碳”“過程減碳”和“末端固碳”,推動石化行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為應(yīng)對全球氣候變化貢獻力量。智能化轉(zhuǎn)型探索加強化學(xué)工程與計算機科學(xué)、信息技術(shù)的交叉融合研究，推動化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)理論研究范式的變革。基于“人工智能+化學(xué)工程”的交叉研究，開發(fā)“數(shù)據(jù)+機理”雙驅(qū)動的底層建模方法，為化學(xué)工業(yè)的數(shù)字化和智能