“智造”鎳基加氫催化劑

○ 文／吳 江 仇國賢 柏介軍

“智造”鎳基加氫催化劑

○ 文／吳 江 仇國賢 柏介軍

中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心的科研人員，在研發裂解汽油鎳基加氫催化劑中，勇挑重擔、不畏艱難、銳意創新，終于打開了大門，使主要技術經濟指標達到進口催化劑水平。

今年10月，中國石油石油化工研究院研發的裂解汽油鎳基LY-2008加氫催化劑，在大慶石化22萬噸/年乙烯配套加氫裝置穩定運轉滿18個月，標志著該催化劑整體性能達到國際先進水平。

消息傳來，從事這項研究工作的蘭州化工研究中心的科研人員無不熱淚盈眶、感慨萬端。參加研制加氫催化劑的老科研人員任建國激動地說：“我們推出的具有自主知識產權鎳基加氫催化劑，達到了國內先進水平，可完全替代進口催化劑！”

確定研發整體思路

裂解汽油是裂解制乙烯的重要副產物，產量約為乙烯裝置加工量的60%~80%，富含芳烴和烯烴，加氫后可作高辛烷值汽油調和油或芳烴抽提原料，而裂解汽油加氫的核心是催化劑。

近年來，受乙烯原料多元化、劣質化及裂解深度影響，裂解汽油中出現水、砷含量超標、餾分偏重等問題，直接影響該工藝沿用已久的鈀基催化劑使用。國內裂解汽油加氫裝置開始使用具有抗水抗砷等雜質性能強、價格低的鎳基催化劑。目前，裂解汽油鎳基加氫催化劑已占據國內近50%的市場份額，且全部為進口。預計到2015年，我國乙烯產量將達到2000萬噸/年，裂解汽油加氫催化劑需求巨大。

●面對剛試制成功的鎳基加氫催化劑，蘭州化工研究中心的科研人員露出了欣慰的笑容。 攝影/仇國賢

時任中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心化工催化劑研究所所長頡偉在市場調研中敏銳地捕捉到了商機。在他的主持下，化工催化劑研究所在完成好科研開發工作的基礎上，組織技術力量投入到裂解汽油鎳基加氫催化劑的開發。

科研人員針對鈀基催化劑價格高、抗砷等雜質能力弱等不足，經過比對選擇了資源量大、價格低的鎳作為研究的突破口，科研人員經過刻苦攻關，完成了該催化劑的小試研究。小試研究的核心是催化劑配方的確定。科研人員在開發鈀系加氫催化劑的基礎上，經過多次反復論證，確定了新型國產鎳基催化劑研發的整體思路。

為了尋找活性組分與助劑之間最合適的配比關系，蘭州化工研究中心專題組的科研人員每天堅守實驗一線，長時間的守在爐前，觀察催化劑分解情況，記錄分解溫度。正是憑著這種執著的精神和一點一滴的積累，經過數百次的試驗和挫折，上千次的重復和改進，小試配方得以確定。

實驗表明：催化劑加氫活性及加氫穩定性能均優于進口HTC-200催化劑，圓滿完成了小試合同的各項指標，并于2007年4月通過了中國石油組織的項目驗收。

“大門”打開了

2007年9月中旬，評價裝置運抵側線試驗現場。為了確保測線工作的順利進行，石油化工研究院抽調蘭州化工研究中心的精兵強將奔赴獨山子石化公司。

科研人員發揚大慶精神鐵人精神，頂著近40攝氏度的高溫，在沒有起重設備情況下，和獨山子石化公司的操作人員一起，手抬肩扛連續工作10多個小時，將重達3噸多的評價裝置搬運就位。10月10日，側線開車工作正式全面展開。

2007年11月22日，在裂解汽油鎳基加氫催化劑評估會上，獨山子石化有關領導說：“石油化工研究院研發的裂解汽油鎳基加氫催化劑經過長周期活性、穩定性考察，雙烯加氫率和穩定性與進口催化劑完全相當并具有一定優勢，不僅完全滿足我公司裂解汽油加氫工藝的要求，而且表現出良好的工業應用前景，建議啟動催化劑放大試生產。”29日，模擬獨山子石化公司乙烯廠工業裝置的運行評價試驗展開。2008年1月20日，側線試驗全線告捷，裂解汽油鎳基加氫催化劑工業化的大門打開了……

領到了“準生證”

2007年12月初，催化劑的試生產全面展開。但是，一個意想不到的問題出現在科研人員面前：在干燥、焙燒過程中，催化劑出現了破裂現象。科研人員梁順琴、呂龍剛每天天不亮就守在實驗現場，與生產一線的師傅們一道，共同摸索焙燒條件。時間一天一天的過去了，焙燒條件也漸漸“浮顯”出來，經過大家共同努力，在最后的期限之前科研人員最終確定了一個最佳焙燒的條件。

經過科研人員的艱苦攻關和創造性工作，項目取得了重大的技術突破。通過載體孔結構的優化和表面改性，解決了催化劑容碳能力和載體自身的穩定性這一重大難度，成功解決催化劑結焦和載體不穩定帶來的催化劑穩定性差問題及催化劑加氫活性和雙烯加氫選擇性之間的矛盾，研制出了適應C6-C8中間餾分和C5-C9全餾分的裂解汽油加氫鎳基催化劑。成功地解決了加氫催化劑在放大過程中所遇到的一系列問題，領到了加氫催化劑的“準生證”。

大慶精神在延續

還原是催化劑生產過程中的一個主要環節，技術要求十分苛刻。獨山子石化今年的大檢修是定好時間的，不能更改。蘭州化工研究中心副主任龔光碧帶領科研人員從南京到盤錦，從盤錦到撫順，從撫順到長沙，在一個月的時間里先后找了四個廠家。南京有一家催化劑還原工廠做的很不錯，但是工期要排到幾個月以后。

成果管理部部長常曉昕、副部長謝元多次找到長沙的一個企業反復溝通。最后這個企業的領導被他的這種精神所打動，答應克服困難完成了這批催化劑的還原任務。

這個還原工廠沒有還原加氫催化劑的經驗，還原設備與還原要求有一定的差距。科研人員錢穎專程來到長沙，克服十冬臘月天氣寒冷和家庭的種種困難，與這個廠家的工程技術人員成立了聯合攻關組，手把手地教會還原廠家的員工掌握正確的操作技能。為了保證催化劑還原的質量，科研人員張宏偉與廠家的員工一起倒班，隨時指導還原廠家的員工按最佳的技術要求進行催化劑的還原工作。

2008年2月3日，9.5噸催化劑保質保量地還原完畢。這時距離春節只有兩天了，他們帶著完成任務的喜悅和對家人的愧疚踏上歸程。這個廠家的領導和員工與石油化工研究院蘭州化工研究中心的科研人員張宏偉依依惜別，說：“從你們身上我們看到了大慶精神和鐵人精神在新一代石油人身上的延續。”

工業應用 旗開得勝

2008年7月16日，新型催化劑在獨山子石化公司乙烯裝置上進行裝填。蘭州化工研究中心的科研人員一直堅守在現場。為了保證催化劑裝填達到要求，科研人員爬上爬下一絲不茍地與裝置員工現場監督，一直干到晚上七八點鐘。當反應塔人孔上的最后一顆螺絲被擰緊，催化劑裝填完畢時，所有在場的科研人員紛紛長舒了口氣。

投料開車后，該裝置加氫產品的苯乙烯含量小于1.5wt%，表明裂解汽油鎳基加氫催化劑加氫活性和穩定性與進口催化劑相當，且抗雜質能力強，顯現出低成本優勢。據測算，用石油化工研究院研發的裂解汽油鎳基加氫催化劑替代進口催化劑，每年可為獨山子石化公司創效1230萬元。

“石油化工研究院裂解汽油鎳基加氫催化劑技術先進，主要技術經濟指標達到進口催化劑水平，將為企業適應更復雜裂解原料、提高經濟效益開辟新途徑。”中國石油煉油與化工分公司專家王博士評價道。