在当前炼油企业“减油增化”的大趋势下，谁先掌握核心技术，谁就能赢得转型发展的主动权。中国石化积极布局，依托“十条龙”科技攻关模式，充分发挥企业创新主体作用，推动自主研发技术快速实现工业转化，为转型发展提供更有力的技术支撑。
作为2021年顺利“出龙”的项目之一，由青岛石化和石科院、广州（洛阳）工程、催化剂公司共同承担的“多产丙烯和低硫燃料油组分的催化裂化与加氢脱硫技术开发与工业应用”（简称MFP技术），被专家组一致认定技术创新性强，属国际首创，经济效益和社会效益显著。
该技术可广泛应用于低成本新建或改造现有催化裂化装置，实现灵活调整低碳烯烃、汽油和低硫船用燃料油等不同目标产品的生产方案，有效拓宽了目前炼厂燃料油调和配方的选择范围，为进一步降低汽柴油产率、实现”油转化”“油转特”摸索出了一条新路。
专家 · 点评
在新能源加速发展背景下，石油需求渐近峰值，产品结构变化显著，对炼油行业转型升级提出更高的要求。炼油转型的核心在于延长一次化石能源中碳资源的生命周期，加强氢资源高效利用。因此，催化裂化技术开发应基于氢平衡，充分利用原料氢，实现氢高效转化到乙烯、丙烯和丁烯等高价值化工产品中。中国石化项目研发团队基于限域催化理论研究，研制出专用催化剂，解决了系列反应工程难题，开发出MFP技术，并完成了工业试验，收到了良好应用效果。产品中烷烃大幅度降低、甲烷和焦炭选择性改善、碳氢资源利用合理，为实现炼油产业结构由燃料型向化工型转型发展提供了一条可参考的技术路径。
——中国工程院院士 舒兴田
Vol.1一个大胆想法，开启特色转型路
“选定在青岛石化进行MFP技术工业试验，可谓天时地利人和。”青岛石化执行董事李振民介绍，早在2019年，他们就主动顺应市场变化，精准找寻效益增长点，把握住低硫船燃的生产契机，成为国家实行燃料油出口许可证管理后中国石化首家出口低硫船燃的企业。
路子找准了，如何走稳是关键。2019年12月，在集团公司科技部的组织下，MFP技术攻关项目“入龙”，为炼油企业转型发展探路。青岛石化作为组长单位，联合石科院等科研院所，立即展开了大量基础性研究工作。
“炼油企业应用最多的船用燃料油生产工艺是以渣油加氢为主，投资大、生产成本高、产品质量较难控制。如果转变思路，采用非渣油单一生产，利用现有剩余柴油加氢能力，把劣质催化柴油转化为低硫船燃组分，就能生产出低成本、高品质的低硫船燃。”说起项目的理论依据和创新点，该公司MFP科技攻关工作组负责人展鸿钧眼神发亮。
想法很好，但实际操作起来，要实现非渣油加氢生产低硫船燃，青岛石化在原油选择、调和方案确定等方面都面临着很大的挑战。为此，项目组查阅相关资料、进行调查研究，尝试摸清不同原油品种的渣油硫传递比例及黏度特性，经过几百次的试验，为项目稳步推进奠定了坚实的基础。
“要应用MFP技术，还需要对催化裂化、加氢脱硫装置进行相关改造。”项目总联络人于福东说，“如果按照常规的项目管理方法，手续多、工期长，短时间内难以交付生产运行。”怎么办？那就删繁就简，另辟蹊径。经过统筹谋划，他们决定优化施工方案，同步实施两个改造项目，通过清单化管理层层压实责任，并把办公场所搬到施工一线，确保出现问题随时解决。
2020年5月，正值装置改造的关键时期，受疫情影响，进口过滤组件、特殊材质设备等都无法按期到货。项目组立即行动，积极协调各方关系，逐一按件制定到货清单，严格落实关键设备到货准确时间，保证了施工的顺利进行。在各方的努力下，他们仅用两个月就高效完成了改造项目，为MFP技术工业试验做好了充分准备。
催化剂的选择和使用是此次工业试验的关键一环。由石科院生产的新型催化剂，在青岛石化的催化裂化和柴油加氢装置上属首次工业应用。“第一次就意味着没有任何经验可以借鉴，我们只能步步为营，边摸索边总结。”项目组质量专家马万武感叹。在实验室经过了100多次调配试验，他们才最终得到了催化剂与生产流程相适应的最佳配方。
2021年3月1日，工业试验正式开始。随着专用催化剂的持续加入，催化装置产品渐渐发生变化：汽油收率逐步下降，液化气、丙烯收率渐渐上升。看到这样的情形，项目组悬着的心也慢慢放下了一半。尽管其间因催化剂置换比例问题出现波折，但经过项目组十几天的奋战，各项指标终于全部达标，装置恢复了平稳运行。
2021年9月，MFP技术顺利完成了工业试验标定。当拿到标定数据的那一刻，平日里不苟言笑的技术人员也不由自主地露出了欣慰的笑容。同年12月，该项目顺利“出龙”。
随后，青岛石化开足马力，全力推进MFP技术应用。今年上半年，该公司低硫船燃产销量同比增长6%，产能及占比均在集团公司排名第一。“有了MFP技术的‘加持’，现在青岛石化已成为中国石化低硫船燃规模化主力生产基地，产品结构也有了很大改善。下一步，我们将乘势进击，持续探索‘油转化’‘油转特’相关技术的研发及应用，为企业高质量发展安上新引擎。”李振民自信地说。
Vol.2一次认识突破，首创新型催化剂
当前，在炼油行业产能过剩和“双碳”背景下，以汽柴油作为目标产品的催化裂化技术转型发展迫在眉睫。为此，石科院研发团队针对催化材料、催化剂、结合原有反应器及反应工程进行系统创新，突破系列技术难题，开发出MFP技术，并在青岛石化成功应用，实现了低成本改造、低能耗生产低碳烯烃等化工产品，为炼油行业绿色低碳转型发展提供了良好示范。
突破认识，首创新型催化剂
20世纪五六十年代，国外石油公司首次将大孔分子筛应用到催化裂化装置，实现了催化裂化技术变革，开启了分子筛催化裂化时代。以大孔分子筛作为活性组元的催化剂具有良好重油转化能力，可显著提高汽柴油产品产率，但也存在一个明显的缺点——易导致低碳烯烃发生副反应，进而影响低碳烯烃的选择性和产率。
为了使产品中的烯烃含量尽可能处于最大值，石科院研发团队突破传统认识，提出烯烃限域催化理念，通过对分子筛孔道尺寸及孔道内反应位点进行精准调控，开发出新型中孔分子筛制备催化裂化催化剂。
“这种分子筛氢转移反应活性极低，可有效限制烯烃再次发生氢转移反应转化为烷烃。”集团公司首席科学家、石科院研发团队负责人许友好介绍。为了让催化剂发挥最大效用，他们还在反应器设计上狠下功夫，开发出匹配专用催化剂的新型变径流化床反应器，可大幅降低干气产率，实现碳氢资源的高效利用。
协同攻关，破解工业化难题
在MFP技术工业试验过程中，首先要攻克的就是油浆过滤的难题。由于油浆密度大、黏度高，极易造成滤芯堵塞，工业装置中很难实现油浆过滤安全平稳长周期运转。这也是炼油行业至今仍未完全攻克的难题。
借助“十条龙”合作攻关模式，项目研发团队充分发挥研究院、工程设计单位和生产企业联合协作优势，经过多次研讨、反复论证，设计出专有燃料油重组分抽出流程和催化剂细粉返冲洗系统，可在油浆不甩出装置前提下，产出合格的低硫船用燃料油，同时实现了燃料油重组分过滤装置和加氢装置的平稳运行。2021年9月，MFP技术在青岛石化成功完成工业试验。试验结果显示，和空白标定相比，原料性质相当，丙烯产率增幅98%、异丁烯产率增幅228%，明确验证了新型催化剂可加工重质烃，能充分地将重质烃中的大分子饱和烃高选择性地裂解成富含烯烃产品。
Vol.3一种精神传承，续写石化新故事
“准备转产TCC-1，咱们的产品有‘回头客’了！”今年3月，疫情刚过，催化剂齐鲁分公司就收到了青岛石化的TCC-1催化裂化催化剂新订单。经过一年多的使用，新产品得到了客户的认可。
TCC-1是MFP技术专用催化剂，从研发到工业化生产是“十条龙”项目“多产丙烯和低硫燃料油组分的催化裂化与加氢脱硫技术开发与工业应用”攻关的重要一环，而作为精品催化剂，它的产品性能和质量有着更高的要求。2021年，该催化剂实现工业化生产，并在青岛石化首次成功应用。
回忆起首次生产TCC-1的情形，催化剂公司联三车间一班班长张立志印象深刻：“那是2021年1月，与任务一起到来的是百年难遇的极寒天气。”零下22摄氏度，通风的厂房里外一个温度，不仅冻得人受不了，而且对生产也造成了极大影响，不是吸收塔液位计失灵了，就是热电偶冻坏了，问题一个个接踵而至。他只能手握测温枪来回巡视，利用蒸汽为设备取暖，想方设法排除故障。一个人忙不过来，车间领导、技术员、岗位员工轮番上，像呵护新生儿一样，全力保障设备连续稳定运行。即便如此，产出的催化剂质量依然在一个范围内波动，怎么也上不去，只能算基本合格。问题到底出在哪儿了？
他们一步步复盘每一个操作步骤，不断采样，一遍遍对比，始终找不到头绪。经过几天的数据收集，张立志终于确定了异常点。找准症结后，在石科院专家的帮助下，问题很快得到了解决。1月下旬，TCC-1生产成功，并于2月下旬在青岛石化装剂使用，效果良好。
回想起那段时间，作为“催二代”的张立志非常自豪：“从小听着父辈们突破外国封锁、摘取石化行业‘五朵金花’的故事长大。如今，‘十条龙’的重担落到自己的肩上，我们没给他们丢脸！
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来源：中国石化
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