技术创新思路从何而来.ppt

技术创新思路从何而来 李大东 二〇一一年十月 前 言 世界原油质量变化趋势 含硫和高硫原油比例在增加 2010年世界产原油39.14亿吨，其中含硫和高硫原油占 75%，含硫量在1%以上的占57%，在2%以上的超 过30% 全球剩余可采储量中硫含量1.5%的高硫原油约占70% 含酸和高酸原油产量有所增长 世界高酸原油产量1998年1.4亿吨，2004年2 .0亿吨，2009年达4亿吨，占全球原油产量近10% 我国高酸原油约5700万吨/年，占全国产量30% 什么是技术创新？ 技术创新是研究开发新技术（全新的或改进的），并将这些新技术成功商业化而创造价值的全过程。 技术创新的实质是创造技术差异，目的是获得竞争优势，产生更大价值。 技术创新过程 根据市场需求确定要开发的技术 在对现有技术进行全面分析、梳理的基础上，以缺点、不足为突破口，找准问题，逐个解决，形成新技术，最终用于市场、创造利润 技术创新是一个过程，起点就是正确地找到问题 找对了问题，就找对了解决问题的方向，技术创新就成功了一半 本报告通过石科院实际开发加氢技术的5个例子，说明找准问题的重要性以及技术创新思路的形成过程 RN-1催化剂的开发 RS-2000催化剂的开发 RTS技术开发 RICP技术开发 IHCC技术开发 上世纪80年代，重油催化裂化生产的柴油安定性差 国产原油氮含量高导致柴油中杂环氮化物含量偏高，是柴油安定性差的根本原因。首先要准确表征氮化物的类型 杂环氮化物与其加氢产物存在热力学平衡，影响加氢脱氮深度，后者在高温和低压或中压下存在一个最大值 如何脱除杂环氮的问题，转化为“低温下如何强化C-N键氢解的问题” 围绕这一问题，对活性组分、催化剂载体、制备工艺、成型技术反复探索 ，开发出当时具有世界领先水平的RN-1催化剂，并出口意大利，是我国炼油催化剂首次走向国际市场，具有里程碑意义 杂环氮化物与其加氢产物的热力学平衡能够限制和影响总的加氢和脱氮反应速度 热力学平衡问题关系到脱氮反应工艺条件及催化剂选择 活性组分：Ni-W体系 载体的选择：最佳孔分布60-100?最大 如何使活性组分最有效地发挥作用 抑制活性组分与载体的强相互作用 混捏法与浸渍法 焙烧温度与焙烧时间 抑制NiAl2O4生成 四配位的NiAl2O4无活性 B、Mg、Zn 复合助挤剂与三叶形孔板 复合助挤剂多元羧酸+田菁粉 三叶形催化剂 压碎强度高 床层压降低 反应活性高 背 景 柴油的超低硫化是清洁柴油的发展方向 2009年欧盟实行欧V排放标准，柴油硫10 ?g/g 北京2012 年在国内率先实行国V排放标准 ULSD的生产：需要相应的工艺和催化剂提供技术支撑 现有催化剂： 500?g/g S→ 50?g/g S→10 ?g/g S ―运转周期缩短，处理量降低 要全面解决10 ?g/g硫含量 ULSD的生产问题，需要开发更高活性的新型催化剂 S含量从 500?g/g 到50 ?g/g- 催化剂面临的挑战 生产10?g/g硫柴油-必须脱除4,6-DMDBT类硫化物 4,6-DMDBT的反应网络 提高加氢性能的关键-增加活性中心数量 增加活性中心数量的途径 增加活性金属载量 在一定程度上可以增加活性中心数量，但这种促进效果随金属载量上升而递减 受载体担载能力和成本限制而不能无限增加 提高活性金属利用率 取决于对活性相本质和形成机制的透彻理解 新的理念 技术进步 加氢活性相的形成机制 形成活性相的可能状态 利用络合技术促进活性相形成（1）活性评价结果 络合制备技术可以大幅提高催化剂的脱硫、脱氮活性 络合剂的用量影响催化剂的活性 利用络合技术促进活性相形成（2）XPS表征结果 利用络合技术促进活性相形成（3）TPR、IR和HRTEM证据 利用缓和活化技术充分发挥络合剂的作用 避免因金属-载体间的强相互作用而形成无活性物种 减少络合剂流失，充分发挥络合剂的作用 缓和活化较常规活化更有利于提高催化剂的活性 利用载体表面性质调控技术调节金属-载体相互作用 利用金属精确匹配技术实现最佳协同效果 RS-2000催化剂的物化指标 RS-2000与国外参比剂的超深度脱硫活性比较 RS-2000催化剂的工业试生产 常规加氢精制工艺生产超低硫柴油的主要措施 1、更换高性能加氢脱硫催化剂 －新催化剂脱硫活性要提高3-5倍 2、使用现有催化剂提高反应温度 －反应温度提高到一定程度后，产品硫含量的减少出现所谓“台阶”（脱硫极限）现象 －产品颜色加深(黄绿色)，甚至达不到柴油规格要求 －操作周期大大缩短 3、使用现有催化剂降低体积空速 －反应器及催化剂投资大大增加 －降低装置负荷 4、提高氢分压和氢油比 常规加氢精制工艺超深度脱硫效果（提高反应温度）