中国石油大学(华东)等“催化裂解制低碳烯烃关键催化材料的创制与应用”催化裂解使重油与废塑料协同转化制低碳烯烃

催化裂解使重油与废塑料协同转化制低碳烯烃
本网编辑 2025-08-08
2025年8月8日，由中国石油大学(华东)、山东京博石油化工有限公司、青岛惠城环保科技集团股份有限公司、翰逸神飞新材料有限公司联合完成的“催化裂解制低碳烯烃关键催化材料的创制与应用”项目获得2024年度山东省科学技术进步奖二等奖。
2025年8月8日，由中国石油大学(华东)、山东京博石油化工有限公司、青岛惠城环保科技集团股份有限公司、翰逸神飞新材料有限公司联合完成的“催化裂解制低碳烯烃关键催化材料的创制与应用”项目获得2024年度山东省科学技术进步奖二等奖。

该项目针对传统石化行业低碳烯烃收率低、甲烷和焦炭收率高的瓶颈，以及重油资源利用效率低、废塑料处理难的问题，开发出一套创新性的耦合催化裂解技术，实现了重油与废塑料的协同转化高效制备乙烯、丙烯等低碳烯烃，为化工原料生产开辟了新路径。

在石油化工领域，乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基础原料，但其传统制备方式面临原料依赖度高、生产工艺复杂等问题。与此同时，随着塑料制品广泛使用，废塑料的处理成为全球环境治理难题。我国每年产生大量废塑料，传统填埋、焚烧等处理方式不仅浪费资源，还带来环境污染风险。

在此背景下，项目团队从2018年起，围绕重油与废塑料的资源化利用展开攻关，通过跨学科协作，将石油化工与材料回收领域的技术进行融合，通过三大创新，开发出一种高效、环保的低碳烯烃制备技术。

一是开发双功能复合催化剂提升裂解效率。团队通过创新合成方法，制备出具有独特孔道结构与酸性位点分布的双功能复合催化剂。该催化剂基于传质强化的多级孔ZSM-5合成新方法，耦合金属改性制备出“脱氢—裂解”双功能催化材料，能够有效降低重油与废塑料的裂解反应活化能，促进分子在催化剂表面的吸附、活化与转化。实验结果表明，该催化剂使低碳烯烃收率提升0.8~1.5个百分点，甲烷和焦炭收率降低0.5个百分点，显著优于传统催化剂。

二是优化耦合裂解工艺实现协同转化。项目团队设计了一套先进的耦合裂解工艺流程，精准调控反应温度、压力、停留时间等参数，实现了重油与废塑料在同一反应体系中的协同转化。通过巧妙调整两种原料的配比，不仅解决了废塑料单独裂解时产物分布不均的问题，还利用重油裂解过程中的放热为废塑料裂解提供能量，降低了整体能耗。经测算，该工艺相较于传统工艺节能15%以上，大幅提升了资源利用效率。

三是建立产物分离与精制系统保障产品质量。为了从复杂的裂解产物中高效分离出高纯度的低碳烯烃，团队研发了一套集成精馏、吸附、膜分离等技术的产物分离与精制系统。该系统能够有效去除产物中的杂质，使乙烯、丙烯的纯度分别达到99.9%和99.5%以上，满足了高端化工产品生产的严苛要求。同时，系统对副产物进行综合利用，进一步提高了资源利用率与经济效益。

截至目前，该项目已获授权美国发明专利1项，中国发明专利20项，发表论文87篇。在应用层面，该项目已在山东京博石油化工有限公司实现工业化应用，建成的示范装置年处理重油5万吨、废塑料1万吨，每年新增产值2亿元以上，新增利润5000余万元。

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