中國石油介孔分子篩技術(shù)取得突破性進展

由中國石油石油化工研究院開發(fā)的介孔分子篩開發(fā)應(yīng)用技術(shù)取得突破性進展，日前在蘭州石化公司120萬噸/年重油催化裂化裝置得到了成功應(yīng)用。經(jīng)國家一級查新機構(gòu)認定，包含介孔分子篩的FCC催化劑，目前尚無在規(guī)模化催化裂化裝置上應(yīng)用的報道，表明中國石油石化院的技術(shù)應(yīng)用水平在該領(lǐng)域走到了世界前列。
　　開發(fā)適用于大分子轉(zhuǎn)化的介孔分子篩催化新材料一直是國際難題。近年來，科研人員對介孔分子篩合成技術(shù)的研究不斷深入，在基礎(chǔ)理論和反應(yīng)過程等方面取得矚目成果，但制約介孔分子篩應(yīng)用的三個關(guān)鍵問題一直沒有得到有效解決：一是介孔分子篩孔壁結(jié)構(gòu)的無定形化，直接導(dǎo)致其在苛刻反應(yīng)條件下結(jié)構(gòu)坍塌；二是在晶體結(jié)構(gòu)中四配位Al作為酸性位來源的缺失，導(dǎo)致酸活性位不足；三是介孔分子篩合成中大量有機模板劑的使用制約其規(guī)模化生產(chǎn)。
　　介孔分子篩作為聯(lián)通催化劑大孔和微孔的橋梁，在大分子裂化方面具有廣闊的發(fā)展前景，但由于生產(chǎn)成本高昂、水熱穩(wěn)定性難以滿足催化裂化苛刻反應(yīng)條件，使其在催化裂化催化劑中的應(yīng)用成為世界性難題。在國家科技支撐計劃項目和中國石油科技項目的支持下，針對制約介孔分子篩技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問題，石化院高雄厚和北京化工大學(xué)劉洪濤團隊組成聯(lián)合攻關(guān)項目組，歷經(jīng)十余年潛心研究，在介孔分子篩結(jié)構(gòu)構(gòu)造與合成體系創(chuàng)建方面，取得了重大突破，構(gòu)建了孔壁擬晶態(tài)組裝法提高穩(wěn)定性、創(chuàng)制了預(yù)置高含量四配位鋁提高酸性、發(fā)明了高濃體系晶種法合成介孔分子篩的低成本制備新方法，使水熱穩(wěn)定性提高2.5倍，酸量提高近1倍，分子篩生產(chǎn)成本降低70%，攻克了從實驗室小試到工業(yè)化生產(chǎn)的許多難題，在國際上首次成功開發(fā)出工業(yè)連續(xù)生產(chǎn)低成本、環(huán)?；⒏咝阅芙榭追肿雍Y的成套技術(shù)。
　　由于在介孔分子篩基礎(chǔ)理論研究和合成技術(shù)方面取得了重大突破，使中國石油在介孔分子篩基礎(chǔ)材料的研發(fā)水平躍居國際先進行列。以此為基礎(chǔ)，項目組以高性能介孔分子篩為功能組分（商業(yè)牌號為MASTER-1），開發(fā)出深度降低催化汽油烯烴含量的催化裂化催化劑LPC-65，并于今年9月在蘭州石化成功應(yīng)用。工業(yè)應(yīng)用表明：在原料劣質(zhì)化程度加劇、催化劑消耗降低30%的條件下，產(chǎn)品分布全面改善，尤其是汽油烯烴由35%降到了30%，最低達到28.3%。在關(guān)鍵時刻，LPC-65催化劑以優(yōu)異的深度降烯烴性能，為蘭州石化生產(chǎn)國Ⅵ汽油、提高企業(yè)效益提供了有力的技術(shù)支持。這也是介孔分子篩在國際上首次規(guī)?；瘧?yīng)用到百萬噸級催化裂化裝置，充分證明了MASTER-1分子篩具有突出的水熱穩(wěn)定性和重油轉(zhuǎn)化能力。項目實施中已發(fā)表SCI收錄論文12篇，申報發(fā)明專利8件，其中涉及合成、改性、應(yīng)用的6件核心發(fā)明專利已獲授權(quán)。論文多次被哈佛大學(xué)學(xué)者等引用并給予高度評價。
　　高水熱穩(wěn)定性、高酸量介孔分子篩高效合成技術(shù)的開發(fā)成功，是國際介孔分子篩領(lǐng)域合成技術(shù)的重大突破，也是中國石油石化院科研工作以基礎(chǔ)研究重大突破為前導(dǎo)、促進技術(shù)進步的成功范例。新材料不但為介孔分子篩應(yīng)用于催化裂化、加氫裂化等煉油催化劑創(chuàng)造了條件，而且可為提高精細化工、環(huán)境保護等催化過程的反應(yīng)效率提供新途徑，對于推動催化學(xué)科發(fā)展和分子篩產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要的科學(xué)價值。