2010-2012年炼油催化剂发展动态及未来市场预测分析报告

-2012年炼油催化剂发展动态及未来市场预测分析报告第一章炼油催化剂产品概述第一节炼油催化剂产品定义与性质催化剂（catalyst）会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂在工业上也称为触媒。炼油催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有高度的选择性（或专一性）。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等。图表SEQ图表\*ARABIC1：催化剂的物理性质炼油催化剂是催化剂的一种，它在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。也有一种说法，炼油催化剂先与反应物中的一种反应，然后两者的生成物继续在原有条件下进行新的化学反应，而催化剂反应的生成物的反应条件较原有反应物的反应条件有所改变。催化剂原先因发生化学反应而生成的物质会在之后进一步的反应中重新生成原有催化剂，即上面提到的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化。在化工生产、科学家实验和生命活动中，催化剂都大显身手。例如，硫酸生产中要用五氧化二钒作催化剂。由氮气跟氢气合成氨气，要用以铁为主的多分组催化剂，提高反应速率。在炼油厂，催化剂更是少不了，选用不同的催化剂，就可以得到不同品质的汽油、煤油。汽车尾气中含有害的一氧化碳和一氧化氮，利用铂等金属作催化剂可以迅速将二者转化为无害的二氧化碳和氮气。酶是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的蛋白质，生物体的化学反应几乎都在酶的催化作用下进行，酿造业、制药业等都要用催化剂催作。我们可在波兹曼分布（Boltzmanndistribution）与能量关系图（energyprofilediagram）中观察到，催化剂可使化学反应物在不改变的情形下，经由只需较少活化能（activationenergy）的路径来进行化学反应。而通常在这种能量下，分子不是无法完成化学反应，不然就是需要较长时间来完成化学反应。但在有催化剂的环境下，分子只需较少的能量即可完成化学反应。图表SEQ图表\*ARABIC2：炼油催化剂产品分布标定结果催化剂有三种类型，它们是：均相催化剂、多相催化剂和生物催化剂。均相催化剂和它们催化的反应物处于同一种物态（固态、液态、或者气态）。例如：如果反应物是气体，那么催化剂也会是一种气体。笑气（一氧化二氮）是一种惰性气体，被用来作为麻醉剂。然而，当它与氯气和日光发生反应时，就会分解成氮气和氧气。这时，氯气就是一种均相催化剂，它把本来很稳定的笑气分解成了组成元素所组成的物质。多相催化剂又称非均相催化剂呈现在不同相（Phase）的反应中，即和它们催化的反应物处于不同的状态。例如：在生产人造黄油时，通过固态镍（催化剂），能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂，被它催化的反应物则是液态（植物油）和气态（氢气）。一个简易的非均相催化反应包含了反应物（或zh-ch:底物;zh-tw:受质）吸附在催化剂的表面，反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生，但又因产物与催化剂间的键并不牢固，而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置。酶是生物催化剂，是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的有机物（绝大多数的蛋白质。但少量RNA也具有生物催化功能），旧称酵素。生物体的化学反应几乎都在酶的催化作用下进行。酶的催化作用同样具有选择性。例如，淀粉酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖，蛋白酶催化蛋白质水解成肽等。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。大约在37℃的温度中（人体的温度），酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃，酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。酶在生理学、医学、农业、工业等方面，都有重大意义。目前，酶制剂的应用日益广泛。人们利用催化剂，可以提高化学反应的速度，这被称为催化反应。大多数催化剂都只能加速某一种化学反应，或者某一类化学反应，而不能被用来加速所有的化学反应。催化剂并不会在化学反应中被消耗掉。不管是反应前还是反应后，它们都能够从反应物中被分离出来。不过，它们有可能会在反应的某一个阶段中被消耗，然后在整个反应结束之前又重新产生。使化学反应加快的催化剂，叫做正催化剂；使化学反应减慢的催化剂，叫做负催化剂。例如，酯和多糖的水解，常用无机酸作正催化剂；二氧化硫氧化为三氧化硫，常用五氧化二钒作正催化剂，这种催化剂是固体，反应物为气体，形成多相的催化作用，因此，五氧化二钒也叫做触媒或接触剂；食用油脂里加入0.01%～0.02%没食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸败，在这里，没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做缓化剂或抑制剂)。目前，对催化剂的作用还没有完全弄清楚。在大多数情况下，人们认为催化剂本身和反应物一起参加了化学反应，降低了反应所需要的活化能。有些催化反应是由于形成了很容易分解的“中间产物”，分解时催化剂恢复了原来的化学组成，原反应物就变成了生成物。有些催化反应是由于吸附作用，吸附作用仅能在催化剂表面最活泼的区域(叫做活性中心)进行。活性中心的区域越大或越多，催化剂的活性就越强。反应物里如有杂质，可能使催化剂的活性减弱或失去，这种现象叫做催化剂的中毒。催化剂对化学反应速率的影响非常大，有的催化剂可以使化学反应速率加快到几百万倍以上。催化剂一般具有选择性，它仅能使某一反应或某一类型的反应加速进行。例如，加热时，甲酸发生分解反应，一半进行脱水，一半进行脱氢：HCOOH=H2O+COHCOOH=H2+CO2如果用固体Al2O3作催化剂，则只有脱水反应发生；如果用固体ZnO作催化剂，则脱氢反应单独进行。这种现象说明，不同性质的催化剂只能各自加速特定类型的化学反应过程。因此，我们利用催化剂的选择性，可使化学反应主要向某一方向进行。在催化反应里，人们往往加入催化剂以外的另一物质，以增强催化剂的催化作用，这种物质叫做助催化剂。助催化剂在化学工业上极为重要。例如，在合成氨的铁催化剂里加入少量的铝和钾的氧化物作为助催化剂，可以大大提高催化剂的催化作用。图表SEQ图表\*ARABIC3：化裂化油浆性质炼油催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，现在几乎有半数以上的化工产品，在生产过程里都采用催化剂。例如，合成氨生产采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。据统计，约有80%~85%的化工生产过程使用催化剂（如氨、硫酸、硝酸的合成,乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，石油、天然气、煤的综合利用，等等），目的是加快反应速率，提高生产效率。在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等领域，催化剂也大有作为，科学家正在这些领域探索适宜的催化剂以期在某些方面有新的突破。催化剂显然是参加了反应，只是作为一个反应中介，在反应前后总量不变（注意，不是在反应中总量不变），而使得加快或减缓反应速度的一种物质。第二节炼油催化剂产品用途炼油催化剂在化工行业的地位不容忽略，而该行业的产品的用途广泛，在经济进一步发展的今天，相信，炼油催化剂产品的用途将开发出一片新的天地。图表SEQ图表\*ARABIC4：化剂的抗重金属污染性能使化学反应加快的催化剂，叫做正催化剂；使化学反应减慢的催化剂，叫做负催化剂。例如，酯和多糖的水解，常用无机酸作正催化剂；二氧化硫氧化为三氧化硫，常用五氧化二钒作正催化剂，这种催化剂是固体，反应物为气体，形成多相的催化作用，因此，五氧化二钒也叫做触媒或接触剂；食用油脂里加入0.01%～0.02%没食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸败，在这里，没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做缓化剂或抑制剂)。目前，对催化剂的作用还没有完全弄清楚。在大多数情况下，人们认为催化剂本身和反应物一起参加了化学反应，降低了反应所需要的活化能。有些催化反应是由于形成了很容易分解的“中间产物”，分解时催化剂恢复了原来的化学组成，原反应物就变成了生成物。有些催化反应是由于吸附作用，吸附作用仅能在催化剂表面最活泼的区域(叫做活性中心)进行。活性中心的区域越大或越多，催化剂的活性就越强。反应物里如有杂质，可能使催化剂的活性减弱或失去，这种现象叫做催化剂的中毒。催化剂对化学反应速率的影响非常大，有的催化剂可以使化学反应速率加快到几百万倍以上。催化剂一般具有选择性，它仅能使某一反应或某一类型的反应加速进行。第三节炼油催化剂的生产工艺炼油工艺与催化剂国家工程研究中心是国家发展计划委员会和中石化股份有限公司利用世界银行“科技发展项目”贷款和国内配套资金，依托石油化工科学研究院建设的国家工程研究中心。炼油工艺与催化剂国家工程研究中心的任务是从我国石油资源的特点和环保要求出发，开发高辛烷值汽油生产技术，利用重质原料生产气体烯烃的深度催化裂解技术，以及与之相关的新型催化材料和催化剂生产技术。中心开发的多产异构烯烃（mio）技术和正在开发的催化剂制备、催化蒸馏加氢脱硫和烷基化技术结合，将形成新的高辛烷值。70年代，国外石油炼制催化剂又有了突破性进展，出现了新一代的催化剂。分子筛裂化催化剂代替了硅铝裂化催化剂，铂铼、铂铱双金属催化剂代替了单铂的铂重整催化剂等等。面对这一形势，如何在刚建成的催化剂工厂生产这些新催化剂品种，赶上世界先进水平，成为当时科研面临的紧迫任务。为了把裂化催化剂从无定形硅铝转化为分子筛催化剂新品种，石油化工科学研究院组织会战，以硅铝裂化催化剂为担体，重点突破分子筛，先加入ReX型分子筛，后发展为加入ReY型分子筛制成新品种，担体先用低铝硅铝，再改用高铝硅铝。铂重整催化剂的追赶也是这样一步一趋，这样使催化剂工厂频繁改变生产工艺来生产新品种，而且总是赶不上国外。1974年石油化工部在长岭炼油厂组织加氢催化剂的会战。80年代初，我国石油炼制催化剂的品种、性能和制备方法接近国际水平。如何开发更加先进、具有自己特色的石油炼制催化剂和工艺就成为面临的关键问题。闵恩泽被任命领导石油化工科学研究院应用基础研究，目的是要开发自己的新型炼油催化剂和工艺。第四节炼油催化剂产业链分析催化剂产业链。催化剂产业链由炼油催化剂和化工催化剂构成，炼油催化剂包括加氢精制、加氢裂化、渣油加氢、催化重整等。化工催化剂包括聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、甲乙酮等。炼油化工产业链就是以原油为主要原料,经过不同工艺流程所进行的各类油品的生产及深加工,并包括以其副产品为原料进行各类化工产品的生产而构成的产业集合。一体化、园区化、大型化已成为当前完善的炼油化工产业链应具备的3个特点。2007年我国原油加工能力已达3.8×108t/a,成为世界第二大炼油国;我国乙烯产能为996.5×104t/a,居世界第二位。我国炼油业存在着产品结构不合理,生产柴汽比低于消费柴汽比;炼厂规模偏小,分布不合理;原油加