□沈震浩 徐俊峰

    近日，第四届《烃加工》杂志最佳催化剂技术奖在美国休斯敦揭晓，上海石油化工研究院研发的SEB系列稀乙烯制乙苯分子筛催化剂喜获提名奖。

    《烃加工》杂志是石油炼制与化工领域最重要的专业核心期刊，自2017年起每年举办一次评选活动，最佳催化剂技术奖是其中下设的12个奖项之一，具有较大的行业影响力。提名奖的获得标志着上海院的该项技术受到全球催化工业领域同行的高度关注，并得到了行业的充分认可。目前，该催化剂已在国内15套乙苯生产装置实现工业应用。

    高效利用资源助力转型升级

    据统计，我国每年从炼油厂催化裂化、深度催化裂解等装置中产生的副产稀乙烯多达上千万吨，其中乙烯占10%~35%，其余为氮气、甲烷、二氧化碳、丙烯等常量组分，以及有机形态的硫、氮、砷等微量组分，组成十分复杂。如将副产稀乙烯通过精制分离制备聚合级乙烯，工艺流程极为复杂且投资巨大。由于缺少经济高效实用的利用方式，很多企业将其作为低品位燃料气使用，不仅浪费资源，而且容易造成环境污染。

    如果能将炼厂稀乙烯不经精制分离，而直接通过催化转化生产乙苯等化学品，则可充分高效地利用炼厂稀乙烯资源，满足企业节能降耗需求。但炼厂稀乙烯中乙烯含量低，存在大量不参加反应的气体组分，使反应物在催化剂上的停留时间大幅缩短。同时，稀乙烯中杂质组成复杂，易发生副反应导致催化剂积炭失活。而且同类催化剂平均再生周期仅6个月，会影响装置稳定运行，操作成本高，副反应也会产生关键副产物二甲苯，影响产品质量。众多的制约因素对催化剂的各项性能提出了极高要求，是多年来各大科研团队难以突破的技术瓶颈。

    为解决这些技术难题，上海院乙苯技术团队在国家和中国石化项目支持下，于2000年开始技术攻关，历经10余年持续创新，成功开发了SEB系列高效稀乙烯制乙苯分子筛催化剂，并推广应用于国内大型炼厂，为我国炼油企业向化工转型提供了有力的技术支撑。

    团结协作创新攻克核心技术

    稀乙烯制乙苯技术的核心是催化剂。此前，上海院杨为民教授带领的乙苯技术团队已在苯与纯乙烯制乙苯技术领域取得了一定的工业应用成果。然而，与纯乙烯制乙苯技术相比，炼厂低浓度稀乙烯如果要完全转化，催化剂活性需要大幅提高。

    经过多年的潜心研究，技术团队提出通过提高催化剂的扩散性能来解决这一难题的技术路线。提高扩散性能，可将反应的控制步骤从内扩散区转移到动力学区，在不增加催化剂酸强度的条件下，提高活性中心的可及性，不仅能提高反应活性，而且可促进产物分子的快速脱附，抑制关键副产物二甲苯和积炭前驱体生成。

    为实现这一技术路线，技术团队利用高通量分子筛制备筛选技术，对分子筛晶体形貌进行深入研究，发现了一种形貌择向纳米ZSM-5分子筛及其高效合成新方法。该分子筛微观形貌为薄片状，晶体b轴直孔道方向短，有利于扩散，可减少副反应发生，具有更多的可接近活性位，提高了催化剂的活性和稳定性。

    基于形貌择向纳米ZSM-5分子筛，技术团队成功开发出SEB系列高性能苯与稀乙烯烷基化制乙苯催化剂。该催化剂活性高，可适应低浓度的稀乙烯原料，对杂质耐受能力强，单程再生周期在18~24个月，总寿命在4年以上，关键副产物二甲苯也大幅减少。

    助力降本增效推动绿色发展

    目前，上海院研发的SEB系列稀乙烯制乙苯分子筛催化剂已在国内15套乙苯生产装置实现工业应用，其中包括目前世界最大规模宁波大榭石化公司30万吨/年的乙苯生产装置。应用结果表明，装置能耗和物耗大幅降低，产生了显著的经济效益，各项技术指标均达到国际领先水平。

    稀乙烯制乙苯催化剂及其配套的工艺技术等系列成果获得国家发明专利授权36项，形成中国石化专有技术5项，并获2018年度国家科技进步二等奖。SEB系列催化剂的成功研发，为我国炼油化工企业降本增效、促进资源节约的可持续发展发挥了重要的技术支撑作用。

    与此同时，为生产清洁油品，我国创新了一系列劣质油和重质油转化新技术，这些新工艺的副产稀乙烯资源量非常大。稀乙烯制乙苯技术与清洁油品技术有效衔接，形成具有竞争力的产业链技术，将有力推动我国炼油产业转型升级和绿色发展，具有广阔的应用前景。