北京化工研究院:乙烯系列催化剂技术
创始人
2025-06-26 18:41:23

(转自:聚烯烃人)

北化院在乙烯催化剂技术领域深耕多年,研发的系列催化剂性能优良。其中,碳二、碳三选择加氢催化剂具备空速高、选择性好、绿油生成量少的优势,可灵活适配乙烯装置不同分离流程;碳四选择加氢催化剂则针对性解决了碳四馏分高炔含量难题,能有效提升丁烯收率;低温甲烷化催化剂使用温度比高温催化剂低100℃左右,能耗降低,同时提升装置运行安全性。目前,该系列技术已在国内外多家石化企业成功应用,为行业实现节能降耗与安全稳定运行提供了有力技术支撑。

碳二、碳三选择加氢催化剂

技术简介

乙烯和丙烯是乙烯装置生产的关键基本有机化工原料。为达到聚合级乙烯和聚合级丙烯的质量标准,需在乙烯装置的分离系统中,运用选择加氢技术,去除碳二和碳三馏分里的炔烃与二烯烃。北化院自主研发了一系列催化剂,能适配乙烯装置不同分离流程,包括碳二选择加氢催化剂和碳三选择加氢催化剂。

碳二选择加氢催化剂适用于多种乙烯装置分离流程,具体涵盖:碳二后加氢催化剂BC-H-20系列、碳二前脱丙烷前加氢催化剂BC-H-21系列,以及碳二前脱乙烷前加氢催化剂BC-H-22A。

碳三选择加氢催化剂技术可应用于碳三液相加氢和碳三气相加氢场景。其中,碳三液相加氢领域,北化院与国外公司联合开发了新工艺,并配备碳三液相加氢催化剂BC-L-83系列和BC-H-30系列;碳三气相加氢则有BC-H-33催化剂可供使用。

技术特点

相较于同类产品,碳二选择性加氢催化剂优势明显:具有更高的空速、良好的乙烯选择性,绿油生成量少,在催化剂表面的附着量也低,能够实现更长的运行周期。在反应器配置上,可灵活采用单段床、双段床或三段床。这种催化剂不仅能有效脱除乙烯装置碳二馏分中的乙炔,还能深度净化乙烯中残留的微量乙炔。

碳三选择加氢催化剂同样表现优良,相比同类产品,它具有空速高、丙烯选择性好、绿油生成量少、运行周期长的特点,无论是单段床还是双段床反应器都能适用。碳三系列催化剂不仅可以脱除乙烯装置中碳三馏分的MAPD,还能对丙烯中微量的MAPD进行深度净化。

技术效果

碳二选择加氢催化剂已在国内外广泛应用。国内的镇海炼化、天津(中沙)石化、中韩(武汉)石化、福建联合石化等企业,以及英国、中东等地的三十余套大中小型乙烯装置都使用了该催化剂,实际应用效果良好。

碳三选择加氢催化剂在国内拥有近20家用户,并已出口至韩国、日本、新加坡、马来西亚、泰国、美国等10多个国家的企业,获得了较高的市场认可。

碳四选择加氢催化剂

技术简介

近年来,随着石化裂解工艺深度不断提升,碳四馏分中的炔烃含量持续攀升。这不仅导致后续丁二烯萃取精馏工艺能耗大幅增加,形成生产瓶颈,还衍生出裂解混合碳四分离丁二烯过程中高炔碳四尾气处理困难、碳四烃综合利用不足等问题。为突破这些技术瓶颈,北化院成功研发了多种碳四选择加氢工艺及配套催化剂。

目前,北化院碳四加氢贵金属技术体系包含三大核心模块:丁二烯尾气碳四选择加氢工艺搭配BC-H-40碳四选择加氢催化剂;裂解混合碳四选择加氢工艺匹配BC-H-41碳四选择加氢催化剂;碳四全加氢工艺结合BC-H-42碳四全加氢催化剂。非贵金属体系包括用于丁二烯尾气选择加氢增产丁二烯的YN-2S型镍基加氢催化剂,以及用于碳四全加氢的YN-2型镍基加氢催化剂。

技术特点

碳四选择加氢工艺及BC-H-40、BC-H-41催化剂可依据不同生产装置需求灵活适配。其中,BC-H-40催化剂具备高丁烯收率、高1-丁烯选择性、长再生周期的特点,能稳定产出高品质产品;BC-H-41除炔催化剂则可将乙烯基乙炔高效转化为1,3-丁二烯,彻底脱除碳四中的炔烃,显著降低生产消耗,提升经济效益。BC-H-42碳四全加氢催化剂适用原料广泛,无论是碳四抽余液、MTBE醚后碳四,还是丁二烯尾气,均能实现高空速运行、活性稳定且运行周期长。

YN-2S催化剂适合高浓度炔烃含量的丁二烯尾气选择加氢除炔,低温活性好,入口温度仅需20℃,且选择性高、稳定性高、抗杂质性能强,可连续运行5年。YN-2催化剂适合加氢饱和多种碳四馏分中的全部不饱和烃,活性高、稳定性好,可连续运行7年。

技术效果

碳四选择加氢技术已在多家大型石化企业落地应用,包括福建联合石化、镇海炼化、浙江石化、中韩(武汉)石化、天津石化南港项目的丁二烯尾气加氢装置,海南炼化的碳四炔烃选择性加氢单元,以及茂名石化、吉林石化和宁波巨化碳四全加氢装置,实际应用效果优异,获得行业广泛认可。

低温甲烷化催化剂技术

技术简介

在乙烯分离制取乙烯、丙烯时,会副产富氢馏分,其中通常含有0.1%-1.0%的一氧化碳(CO)。CO一旦接触加氢催化剂,就会使其中毒失效,因此必须先将其脱除。目前,乙烯装置普遍采用甲烷化法去除CO,要求把氢气中CO浓度降低到1ppm以下。

传统的高温甲烷化反应需要使用280℃以上的高温甲烷化催化剂,这就必须配备高压蒸汽换热器,不仅对设备性能要求高,而且能耗大。而北化院成功研发的低温甲烷化催化剂,工作温度在150-200℃之间,既能有效降低乙烯装置能耗,又能显著提升装置运行的安全性。

技术特点

低温甲烷化催化剂技术不仅能确保甲烷化工艺出口的CO浓度稳定低于1ppm,还能在装置开车时,大幅缩短床层氮气升温时间,加快开车进程,减少氮气使用量。在装置正常运行期间,该技术更便于精准控制反应器温度,有效降低反应器飞温风险,为装置安全稳定运行筑牢保障。

在节能降耗方面,低温甲烷化工艺优势明显。它将原本所需的超高压或高压蒸汽,替换为中压蒸汽进行加热,所需能量仅为高温甲烷化工艺的42%,节能效果十分突出。

技术效果

截至2024年底,低温甲烷化催化剂技术已在中原石化、天津石化、广州石化、上海石化、中韩(武汉)石化、福建联合石化、独山子石化、浙江石化、中科炼化等多家乙烯生产企业成功应用。

素材来源 | 中国石化北京化工研究院

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