2010-2012年煉油催化劑發(fā)展動態(tài)及未來市場預(yù)測分析報告

-2012年煉油催化劑發(fā)展動態(tài)及未來市場預(yù)測分析報告第一章煉油催化劑產(chǎn)品概述第一節(jié)煉油催化劑產(chǎn)品定義與性質(zhì)催化劑（catalyst）會誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變，而使化學(xué)反應(yīng)變快或減慢或者在較低的溫度環(huán)境下進行化學(xué)反應(yīng)。催化劑在工業(yè)上也稱為觸媒。煉油催化劑自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生變化；它和反應(yīng)體系的關(guān)系就像鎖與鑰匙的關(guān)系一樣，具有高度的選擇性（或?qū)Ｒ恍裕?。一種催化劑并非對所有的化學(xué)反應(yīng)都有催化作用，例如二氧化錳在氯酸鉀受熱分解中起催化作用，加快化學(xué)反應(yīng)速率，但對其他的化學(xué)反應(yīng)就不一定有催化作用。某些化學(xué)反應(yīng)并非只有唯一的催化劑，例如氯酸鉀受熱分解中能起催化作用的還有氧化鎂、氧化鐵和氧化銅等等。圖表SEQ圖表\*ARABIC1：催化劑的物理性質(zhì)煉油催化劑是催化劑的一種，它在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑，又叫觸媒。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用。也有一種說法，煉油催化劑先與反應(yīng)物中的一種反應(yīng)，然后兩者的生成物繼續(xù)在原有條件下進行新的化學(xué)反應(yīng)，而催化劑反應(yīng)的生成物的反應(yīng)條件較原有反應(yīng)物的反應(yīng)條件有所改變。催化劑原先因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的物質(zhì)會在之后進一步的反應(yīng)中重新生成原有催化劑，即上面提到的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化。在化工生產(chǎn)、科學(xué)家實驗和生命活動中，催化劑都大顯身手。例如，硫酸生產(chǎn)中要用五氧化二釩作催化劑。由氮氣跟氫氣合成氨氣，要用以鐵為主的多分組催化劑，提高反應(yīng)速率。在煉油廠，催化劑更是少不了，選用不同的催化劑，就可以得到不同品質(zhì)的汽油、煤油。汽車尾氣中含有害的一氧化碳和一氧化氮，利用鉑等金屬作催化劑可以迅速將二者轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和氮氣。酶是植物、動物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的蛋白質(zhì)，生物體的化學(xué)反應(yīng)幾乎都在酶的催化作用下進行，釀造業(yè)、制藥業(yè)等都要用催化劑催作。我們可在波茲曼分布（Boltzmanndistribution）與能量關(guān)系圖（energyprofilediagram）中觀察到，催化劑可使化學(xué)反應(yīng)物在不改變的情形下，經(jīng)由只需較少活化能（activationenergy）的路徑來進行化學(xué)反應(yīng)。而通常在這種能量下，分子不是無法完成化學(xué)反應(yīng)，不然就是需要較長時間來完成化學(xué)反應(yīng)。但在有催化劑的環(huán)境下，分子只需較少的能量即可完成化學(xué)反應(yīng)。圖表SEQ圖表\*ARABIC2：煉油催化劑產(chǎn)品分布標(biāo)定結(jié)果催化劑有三種類型，它們是：均相催化劑、多相催化劑和生物催化劑。均相催化劑和它們催化的反應(yīng)物處于同一種物態(tài)（固態(tài)、液態(tài)、或者氣態(tài)）。例如：如果反應(yīng)物是氣體，那么催化劑也會是一種氣體。笑氣（一氧化二氮）是一種惰性氣體，被用來作為麻醉劑。然而，當(dāng)它與氯氣和日光發(fā)生反應(yīng)時，就會分解成氮氣和氧氣。這時，氯氣就是一種均相催化劑，它把本來很穩(wěn)定的笑氣分解成了組成元素所組成的物質(zhì)。多相催化劑又稱非均相催化劑呈現(xiàn)在不同相（Phase）的反應(yīng)中，即和它們催化的反應(yīng)物處于不同的狀態(tài)。例如：在生產(chǎn)人造黃油時，通過固態(tài)鎳（催化劑），能夠把不飽和的植物油和氫氣轉(zhuǎn)變成飽和的脂肪。固態(tài)鎳是一種多相催化劑，被它催化的反應(yīng)物則是液態(tài)（植物油）和氣態(tài)（氫氣）。一個簡易的非均相催化反應(yīng)包含了反應(yīng)物（或zh-ch:底物;zh-tw:受質(zhì)）吸附在催化劑的表面，反應(yīng)物內(nèi)的鍵因十分的脆弱而導(dǎo)致新的鍵產(chǎn)生，但又因產(chǎn)物與催化劑間的鍵并不牢固，而使產(chǎn)物出現(xiàn)。目前已知許多表反應(yīng)發(fā)生吸附反應(yīng)的不同可能性的結(jié)構(gòu)位置。酶是生物催化劑，是植物、動物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的有機物（絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)。但少量RNA也具有生物催化功能），舊稱酵素。生物體的化學(xué)反應(yīng)幾乎都在酶的催化作用下進行。酶的催化作用同樣具有選擇性。例如，淀粉酶催化淀粉水解為糊精和麥芽糖，蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解成肽等?；畹纳矬w利用它們來加速體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。如果沒有酶，生物體內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)就會進行得很慢，難以維持生命。大約在37℃的溫度中（人體的溫度），酶的工作狀態(tài)是最佳的。如果溫度高于50℃或60℃，酶就會被破壞掉而不能再發(fā)生作用。因此，利用酶來分解衣物上的污漬的生物洗滌劑，在低溫下使用最有效。酶在生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等方面，都有重大意義。目前，酶制劑的應(yīng)用日益廣泛。人們利用催化劑，可以提高化學(xué)反應(yīng)的速度，這被稱為催化反應(yīng)。大多數(shù)催化劑都只能加速某一種化學(xué)反應(yīng)，或者某一類化學(xué)反應(yīng)，而不能被用來加速所有的化學(xué)反應(yīng)。催化劑并不會在化學(xué)反應(yīng)中被消耗掉。不管是反應(yīng)前還是反應(yīng)后，它們都能夠從反應(yīng)物中被分離出來。不過，它們有可能會在反應(yīng)的某一個階段中被消耗，然后在整個反應(yīng)結(jié)束之前又重新產(chǎn)生。使化學(xué)反應(yīng)加快的催化劑，叫做正催化劑；使化學(xué)反應(yīng)減慢的催化劑，叫做負催化劑。例如，酯和多糖的水解，常用無機酸作正催化劑；二氧化硫氧化為三氧化硫，常用五氧化二釩作正催化劑，這種催化劑是固體，反應(yīng)物為氣體，形成多相的催化作用，因此，五氧化二釩也叫做觸媒或接觸劑；食用油脂里加入0.01%～0.02%沒食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸敗，在這里，沒食子酸正丙酯是一種負催化劑(也叫做緩化劑或抑制劑)。目前，對催化劑的作用還沒有完全弄清楚。在大多數(shù)情況下，人們認為催化劑本身和反應(yīng)物一起參加了化學(xué)反應(yīng)，降低了反應(yīng)所需要的活化能。有些催化反應(yīng)是由于形成了很容易分解的“中間產(chǎn)物”，分解時催化劑恢復(fù)了原來的化學(xué)組成，原反應(yīng)物就變成了生成物。有些催化反應(yīng)是由于吸附作用，吸附作用僅能在催化劑表面最活潑的區(qū)域(叫做活性中心)進行?；钚灾行牡膮^(qū)域越大或越多，催化劑的活性就越強。反應(yīng)物里如有雜質(zhì)，可能使催化劑的活性減弱或失去，這種現(xiàn)象叫做催化劑的中毒。催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響非常大，有的催化劑可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快到幾百萬倍以上。催化劑一般具有選擇性，它僅能使某一反應(yīng)或某一類型的反應(yīng)加速進行。例如，加熱時，甲酸發(fā)生分解反應(yīng)，一半進行脫水，一半進行脫氫：HCOOH=H2O+COHCOOH=H2+CO2如果用固體Al2O3作催化劑，則只有脫水反應(yīng)發(fā)生；如果用固體ZnO作催化劑，則脫氫反應(yīng)單獨進行。這種現(xiàn)象說明，不同性質(zhì)的催化劑只能各自加速特定類型的化學(xué)反應(yīng)過程。因此，我們利用催化劑的選擇性，可使化學(xué)反應(yīng)主要向某一方向進行。在催化反應(yīng)里，人們往往加入催化劑以外的另一物質(zhì)，以增強催化劑的催化作用，這種物質(zhì)叫做助催化劑。助催化劑在化學(xué)工業(yè)上極為重要。例如，在合成氨的鐵催化劑里加入少量的鋁和鉀的氧化物作為助催化劑，可以大大提高催化劑的催化作用。圖表SEQ圖表\*ARABIC3：化裂化油漿性質(zhì)煉油催化劑在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中占有極其重要的地位，現(xiàn)在幾乎有半數(shù)以上的化工產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程里都采用催化劑。例如，合成氨生產(chǎn)采用鐵催化劑，硫酸生產(chǎn)采用釩催化劑，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生產(chǎn)中，都采用不同的催化劑。據(jù)統(tǒng)計，約有80%~85%的化工生產(chǎn)過程使用催化劑（如氨、硫酸、硝酸的合成,乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，石油、天然氣、煤的綜合利用，等等），目的是加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。在資源利用、能源開發(fā)、醫(yī)藥制造、環(huán)境保護等領(lǐng)域，催化劑也大有作為，科學(xué)家正在這些領(lǐng)域探索適宜的催化劑以期在某些方面有新的突破。催化劑顯然是參加了反應(yīng)，只是作為一個反應(yīng)中介，在反應(yīng)前后總量不變（注意，不是在反應(yīng)中總量不變），而使得加快或減緩反應(yīng)速度的一種物質(zhì)。第二節(jié)煉油催化劑產(chǎn)品用途煉油催化劑在化工行業(yè)的地位不容忽略，而該行業(yè)的產(chǎn)品的用途廣泛，在經(jīng)濟進一步發(fā)展的今天，相信，煉油催化劑產(chǎn)品的用途將開發(fā)出一片新的天地。圖表SEQ圖表\*ARABIC4：化劑的抗重金屬污染性能使化學(xué)反應(yīng)加快的催化劑，叫做正催化劑；使化學(xué)反應(yīng)減慢的催化劑，叫做負催化劑。例如，酯和多糖的水解，常用無機酸作正催化劑；二氧化硫氧化為三氧化硫，常用五氧化二釩作正催化劑，這種催化劑是固體，反應(yīng)物為氣體，形成多相的催化作用，因此，五氧化二釩也叫做觸媒或接觸劑；食用油脂里加入0.01%～0.02%沒食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸敗，在這里，沒食子酸正丙酯是一種負催化劑(也叫做緩化劑或抑制劑)。目前，對催化劑的作用還沒有完全弄清楚。在大多數(shù)情況下，人們認為催化劑本身和反應(yīng)物一起參加了化學(xué)反應(yīng)，降低了反應(yīng)所需要的活化能。有些催化反應(yīng)是由于形成了很容易分解的“中間產(chǎn)物”，分解時催化劑恢復(fù)了原來的化學(xué)組成，原反應(yīng)物就變成了生成物。有些催化反應(yīng)是由于吸附作用，吸附作用僅能在催化劑表面最活潑的區(qū)域(叫做活性中心)進行?；钚灾行牡膮^(qū)域越大或越多，催化劑的活性就越強。反應(yīng)物里如有雜質(zhì)，可能使催化劑的活性減弱或失去，這種現(xiàn)象叫做催化劑的中毒。催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響非常大，有的催化劑可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快到幾百萬倍以上。催化劑一般具有選擇性，它僅能使某一反應(yīng)或某一類型的反應(yīng)加速進行。第三節(jié)煉油催化劑的生產(chǎn)工藝煉油工藝與催化劑國家工程研究中心是國家發(fā)展計劃委員會和中石化股份有限公司利用世界銀行“科技發(fā)展項目”貸款和國內(nèi)配套資金，依托石油化工科學(xué)研究院建設(shè)的國家工程研究中心。煉油工藝與催化劑國家工程研究中心的任務(wù)是從我國石油資源的特點和環(huán)保要求出發(fā)，開發(fā)高辛烷值汽油生產(chǎn)技術(shù)，利用重質(zhì)原料生產(chǎn)氣體烯烴的深度催化裂解技術(shù)，以及與之相關(guān)的新型催化材料和催化劑生產(chǎn)技術(shù)。中心開發(fā)的多產(chǎn)異構(gòu)烯烴（mio）技術(shù)和正在開發(fā)的催化劑制備、催化蒸餾加氫脫硫和烷基化技術(shù)結(jié)合，將形成新的高辛烷值。70年代，國外石油煉制催化劑又有了突破性進展，出現(xiàn)了新一代的催化劑。分子篩裂化催化劑代替了硅鋁裂化催化劑，鉑錸、鉑銥雙金屬催化劑代替了單鉑的鉑重整催化劑等等。面對這一形勢，如何在剛建成的催化劑工廠生產(chǎn)這些新催化劑品種，趕上世界先進水平，成為當(dāng)時科研面臨的緊迫任務(wù)。為了把裂化催化劑從無定形硅鋁轉(zhuǎn)化為分子篩催化劑新品種，石油化工科學(xué)研究院組織會戰(zhàn)，以硅鋁裂化催化劑為擔(dān)體，重點突破分子篩，先加入ReX型分子篩，后發(fā)展為加入ReY型分子篩制成新品種，擔(dān)體先用低鋁硅鋁，再改用高鋁硅鋁。鉑重整催化劑的追趕也是這樣一步一趨，這樣使催化劑工廠頻繁改變生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)新品種，而且總是趕不上國外。1974年石油化工部在長嶺煉油廠組織加氫催化劑的會戰(zhàn)。80年代初，我國石油煉制催化劑的品種、性能和制備方法接近國際水平。如何開發(fā)更加先進、具有自己特色的石油煉制催化劑和工藝就成為面臨的關(guān)鍵問題。閔恩澤被任命領(lǐng)導(dǎo)石油化工科學(xué)研究院應(yīng)用基礎(chǔ)研究，目的是要開發(fā)自己的新型煉油催化劑和工藝。第四節(jié)煉油催化劑產(chǎn)業(yè)鏈分析催化劑產(chǎn)業(yè)鏈。催化劑產(chǎn)業(yè)鏈由煉油催化劑和化工催化劑構(gòu)成，煉油催化劑包括加氫精制、加氫裂化、渣油加氫、催化重整等?；ご呋瘎┌ň垡蚁⒕郾?、丙烯腈、甲乙酮等。煉油化工產(chǎn)業(yè)鏈就是以原油為主要原料,經(jīng)過不同工藝流程所進行的各類油品的生產(chǎn)及深加工,并包括以其副產(chǎn)品為原料進行各類化工產(chǎn)品的生產(chǎn)而構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)集合。一體化、園區(qū)化、大型化已成為當(dāng)前完善的煉油化工產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)具備的3個特點。2007年我國原油加工能力已達3.8×108t/a,成為世界第二大煉油國;我國乙烯產(chǎn)能為996.5×104t/a,居世界第二位。我國煉油業(yè)存在著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理,生產(chǎn)柴汽比低于消費柴汽比;煉廠規(guī)模偏小,分布不合理;原油加