近日，中國石化石油化工科學(xué)研究院（以下簡稱“石科院”）重油高效催化裂解（RTC）技術(shù)在中國石化鎮(zhèn)海煉化完成考核標(biāo)定，實現(xiàn)煉油加工流程“柴油零產(chǎn)出”重大突破，標(biāo)志著我國在重油高效轉(zhuǎn)化和煉化一體化技術(shù)領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位，為化解石化行業(yè)成品油過剩危機、推動煉化企業(yè)“減油增化”轉(zhuǎn)型提供了短流程、高效率的示范解決方案。

技術(shù)原始創(chuàng)新：一箭雙雕實現(xiàn)高產(chǎn)低碳烯烴與“柴油零產(chǎn)出”

近年來，隨著國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展與交通運輸結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，柴油市場需求持續(xù)萎縮，成品油過剩問題日益突出。同時，國內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)對乙烯、丙烯等基礎(chǔ)化工原料的需求持續(xù)攀升，“減油增化”成為煉化企業(yè)的共同議題。

為挑高盈利空間，煉化企業(yè)亟需能夠“一箭雙雕”，同時實現(xiàn)“柴油零產(chǎn)出”及低碳烯烴高產(chǎn)的創(chuàng)新方案。

為破解這一行業(yè)痛點，石科院在鎮(zhèn)海煉化構(gòu)建起了一套上下游深度協(xié)同的“分子級”工藝路線，連續(xù)穩(wěn)定運行超4個月并順利完成考核標(biāo)定。通過原料預(yù)處理、定向裂解和產(chǎn)物精制再轉(zhuǎn)化的組合工藝，石科院將傳統(tǒng)流程中必然生成的催化柴油組分最大限度地轉(zhuǎn)化為高價值產(chǎn)品，最終在全局層面實現(xiàn)“柴油零產(chǎn)出”，其中，兩套300萬噸/年RTC裝置是鎮(zhèn)海煉化整個工藝路線的“心臟”。

中國石化鎮(zhèn)海煉化300萬噸/年RTC裝置

首先，石科院研發(fā)團隊利用RTC裝置的主反應(yīng)器實現(xiàn)重油深度裂解，實現(xiàn)低碳烯烴增產(chǎn)。

石科院研發(fā)團隊國際首創(chuàng)新型高效快速流化床反應(yīng)器，通過反應(yīng)器特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了擬全濃相、擬均速、擬均一溫度的反應(yīng)環(huán)境，極大地優(yōu)化了重油大分子與催化劑的接觸效率，有效破解了現(xiàn)有劣質(zhì)重油催化裂解技術(shù)傳質(zhì)傳熱效率差、催化反應(yīng)選擇性低等難題。

“RTC技術(shù)是世界范圍內(nèi)以劣質(zhì)重油為原料丙烯產(chǎn)率最高的工業(yè)化催化裂化技術(shù)。鎮(zhèn)海煉化的運行結(jié)果顯示，裝置在滿負(fù)荷加工摻渣比例達(dá)62.13%的劣質(zhì)重油時，乙烯產(chǎn)率達(dá)到4.99%，丙烯產(chǎn)率高達(dá)20.40%，遠(yuǎn)超設(shè)計指標(biāo)。相較于傳統(tǒng)工藝，丙烯產(chǎn)率提升了18%以上，焦炭產(chǎn)率則降低了0.5至0.8個百分點，有效優(yōu)化了鎮(zhèn)海煉化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。”石科院副院長、總工程師王子軍介紹。

其次，石科院研發(fā)團隊利用RTC裝置的副反應(yīng)器“消化”柴油組分，實現(xiàn)重油加工流程上“柴油零產(chǎn)出”。

為此，石科院研發(fā)團隊特別設(shè)計了副反應(yīng)器系統(tǒng)。該系統(tǒng)的關(guān)鍵作用之一是回?zé)捵援a(chǎn)的輕循環(huán)油（LCO），這部分物料通常作為柴油調(diào)和組分，但在副反應(yīng)器特定的反應(yīng)環(huán)境下，LCO等柴油餾分被進(jìn)一步選擇性裂解，轉(zhuǎn)化為更多的低碳烯烴（如丙烯）或輕質(zhì)芳烴，從而從源頭上減少了柴油產(chǎn)量，可將單裝置的柴油與油漿產(chǎn)率控制在 20% 以下。

加工流程協(xié)同：上下游裝置密切協(xié)同構(gòu)建“零柴油”生產(chǎn)鏈

一花獨放不是春，依靠單一的RTC裝置無法獨立實現(xiàn)全流程“柴油零產(chǎn)出”，石科院研發(fā)團隊精心設(shè)計加工路線，讓RTC裝置與上游預(yù)處理和下游再加工裝置精密配合，形成了“重油加工→RTC裝置→化工原料”的閉環(huán)流程。

在上游裝置協(xié)同方面，石科院研發(fā)團隊將劣質(zhì)渣油和蠟油原料先送入渣油加氫、蠟油加氫裝置進(jìn)行預(yù)處理，有效脫除重油中的硫、氮、金屬等雜質(zhì)，提高原料的氫碳比，大幅改善其裂化性能，為RTC裝置實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率、長周期平穩(wěn)運行提供堅實的原料保障。同時，將RTC裝置產(chǎn)生的油漿進(jìn)行凈化提質(zhì)，作為優(yōu)質(zhì)進(jìn)料返回渣油加氫裝置進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了物料的閉環(huán)、循環(huán)利用。

在下游裝置協(xié)同方面，石科院研發(fā)團隊將RTC裝置與下游加氫裂化裝置“無縫銜接”，打通柴油零產(chǎn)出的“最后一公里”。“盡管RTC裝置已大幅壓減柴油產(chǎn)率，但流程中仍不可避免產(chǎn)生少量柴油餾分。此時，我們就通過流程優(yōu)化將這些餾分引入加氫裂化裝置。依托加氫裝置的精準(zhǔn)反應(yīng)，將原本可能作為柴油產(chǎn)品的組分‘吃干榨凈’，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為石腦油、液化氣等化工原料。”石科院首席專家、第二研究室主任龔劍洪介紹。

依托技術(shù)創(chuàng)新和流程優(yōu)化，石科院不僅實現(xiàn)了整套生產(chǎn)流程的“柴油零產(chǎn)出”。還顯著提升了裝置的能源利用效率，實現(xiàn)了能效與環(huán)保的“雙提升”。標(biāo)定結(jié)果顯示，鎮(zhèn)海煉化裝置水蒸汽用量較設(shè)計值減少8個百分點，裝置綜合能耗較同類裝置降低約15 kg(標(biāo)油)/噸（原料），降本增效成果顯著。同時，年碳排放可減少約15000噸，為企業(yè)實現(xiàn)綠色發(fā)展、節(jié)約碳稅支出提供了強力科技引擎。

“此次鎮(zhèn)海煉化兩套裝置同步完成考核標(biāo)定，不僅標(biāo)志著RTC技術(shù)已完全具備工業(yè)化穩(wěn)定運行能力，更驗證了上下游裝置協(xié)同‘零柴油’生產(chǎn)模式的成熟可靠性。”龔劍洪說。

破解行業(yè)痛點：為煉化企業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供“短流程”方案

通過反應(yīng)器結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與工藝流程優(yōu)化，石科院RTC技術(shù)實現(xiàn)了重油加工從“粗放式燃料生產(chǎn)”向“精細(xì)化化工品導(dǎo)向”的跨越，不僅有效解決了煉化企業(yè)劣質(zhì)重油轉(zhuǎn)化效率低的痛點，其靈活的生產(chǎn)模式又進(jìn)一步增強了煉化企業(yè)的市場適應(yīng)性，為我國煉化行業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

“鎮(zhèn)海煉化的成功實踐為我國煉化企業(yè)‘減油增化’轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制的技術(shù)范本，其示范意義主要體現(xiàn)在通過高效轉(zhuǎn)化劣質(zhì)重油、大幅降低柴油產(chǎn)出、提升低碳烯烴收率等方面的核心創(chuàng)新，有效破解了成品油過剩與化工原料短缺的結(jié)構(gòu)性矛盾，以實踐驗證了技術(shù)自主化與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的可行性。”王子軍介紹。

據(jù)悉，石科院已圍繞RTC技術(shù)申請中國發(fā)明專利13件，全部獲得授權(quán)；申請涉外發(fā)明專利20件，已在美國、日本、新加坡、印度等國家和地區(qū)獲授權(quán)專利15件，核心技術(shù)自主可控。

2023年8月，RTC技術(shù)入選國家工信部發(fā)布的《石化化工行業(yè)鼓勵推廣應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品目錄（第二批）》，成為國家工信部28項鼓勵推廣的石化化工技術(shù)和產(chǎn)品之一。

2023年6月，采用石科院RTC技術(shù)的300萬噸/年重油催化裂解裝置在中國石化安慶石化投產(chǎn)，成為全球首套快速床催化裂解裝置和國內(nèi)最大規(guī)模的催化裂解裝置。RTC技術(shù)實施后，安慶石化全廠加工流程及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大幅優(yōu)化，可靈活切換生產(chǎn)化工料模式和汽油模式進(jìn)行生產(chǎn)，在汽油模式下，汽油產(chǎn)率達(dá)36.9%，丙烯產(chǎn)率仍可達(dá)到15%；在生產(chǎn)化工料模式下，乙烯和丙烯產(chǎn)率分別為4.34%和19.14%，低碳烯烴和輕芳烴的選擇性約50%。項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率超13%，全廠雙烯收率提高6.63個百分點，芳烴收率提高9.20個百分點，實現(xiàn)催化柴油全部轉(zhuǎn)化，為安慶石化實現(xiàn)低成本“減油增化”轉(zhuǎn)型提供了強力支撐。

2025年2月26日，RTC技術(shù)入選國家工信部第一批先進(jìn)適用技術(shù)名單，國家工信部在該名單中對RTC技術(shù)給予高度評價：“RTC技術(shù)核心在于創(chuàng)新開發(fā)的快速流化床反應(yīng)器與現(xiàn)有催化裂化裝置和煉油流程契合度高，煉油企業(yè)可采用RTC技術(shù)新建催化裂解裝置或改造現(xiàn)在催化裂化裝置，實現(xiàn)燃料型煉廠向化工型煉廠轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展。”

目前，RTC技術(shù)已許可6套工業(yè)裝置，總加工能力達(dá)1740萬噸/年，未來將為保障我國石油化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈安全、助力煉化企業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮更大作用。