催化裂化催化劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨六大挑戰(zhàn)
* 來源 :《中國石化》雜志2020年12期 * 發(fā)表時間 : 2021-1-19 0:00:00 * 瀏覽 : 1144
龔建議
石油煉制的發(fā)展很大程度上依賴于催化劑的發(fā)展，催化技術(shù)在煉化生產(chǎn)中占有重要的地位。催化裂化(FCC)是石油煉制的核心工藝之一，是煉廠中最重要的重油輕質(zhì)化和獲取經(jīng)濟(jì)效益的手段。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國FCC催化劑制備已經(jīng)完成產(chǎn)業(yè)化蛻變，年產(chǎn)銷規(guī)模超過30萬噸，為全球第二大的FCC催化劑生產(chǎn)大國，順利實(shí)現(xiàn)了跟跑到并跑的轉(zhuǎn)變，目前正在向領(lǐng)跑世界邁進(jìn)。
FCC催化劑市場供應(yīng)過剩
FCC催化劑需求取決于原油加工能力和催化裝置加工能力。全球原油加工能力的發(fā)展總體呈上升趨勢，于2018年達(dá)到階段峰值。2019年，全球共有煉廠763座，平均規(guī)模為644萬噸/年，總煉油能力約為49.07億噸/年，較最高峰減少0.6%，下滑的原因是轉(zhuǎn)型升級和淘汰落后產(chǎn)能。其中催化裂化能力約9.2億噸/年。初步估算，目前FCC催化劑需求約92萬噸/年，據(jù)有關(guān)咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測，至2021年底，全球煉油產(chǎn)能將會新增480萬桶/天，平均每年增長1.6%左右，2022年以后，隨著新能源汽車及節(jié)能減排政策推行，預(yù)計未來維持在1.3%左右增速。預(yù)計到2025年全球石油加工能力將達(dá)到53.5億噸左右，其中催化裂化能力將達(dá)到10億噸/年。按照現(xiàn)有平均劑耗水平測算，則全球年需求FCC催化劑約在100萬噸左右。
我國煉油工業(yè)的發(fā)展與國際發(fā)展趨勢基本一致。近年來，我國煉油工業(yè)快速發(fā)展，煉油加工能力逐年增長，到2019年底，煉油加工能力達(dá)到8.6億噸/年。據(jù)初步統(tǒng)計，全國共有180余套催化裂化裝置在運(yùn)行，催化加工能力達(dá)到2.16億噸/年，年FCC催化劑需求達(dá)到20萬噸。按照目前在建、已批準(zhǔn)建設(shè)和規(guī)劃的項(xiàng)目測算，2025年煉油能力將升至10.2億噸/年，其中催化裂化能力將達(dá)到2.56億噸/年，屆時FCC催化劑需求將達(dá)到23.7萬噸/年。
目前全球主要FCC催化劑供應(yīng)商包括美國Grace Davison公司、中國石化催化劑有限公司、美國Albemarle公司、德國巴斯夫公司、中國石油蘭州石化公司催化劑廠、日本JGC C&C公司、俄羅斯KNT 公司和以山西騰茂、青島惠誠等為代表的中國民營催化劑公司。這些公司構(gòu)成了全球主要的FCC催化劑供應(yīng)商，總生產(chǎn)能力約為110萬噸/年，其中我國FCC催化劑產(chǎn)能達(dá)到45萬噸/年。
供需對比可以發(fā)現(xiàn)，目前我國FCC催化劑總產(chǎn)能45萬噸/年，國內(nèi)市場需求僅20萬噸/年，總產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于總需求；從全球范圍看，F(xiàn)CC催化劑的總產(chǎn)能110萬噸/年，全球總需求約92萬噸/年，總產(chǎn)能也已大于總需求，產(chǎn)能過剩已成為不爭的事實(shí)，F(xiàn)CC催化劑迎來全球化競爭。
從國際市場看，美國Grace Davison、Albemarle、德國巴斯夫三大催化劑巨頭有近80年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、引領(lǐng)技術(shù)的發(fā)展、具有完備的營銷渠道且與國際主要FCC工藝供應(yīng)商UOP、德新尼布（原石韋公司）、殼牌、?？松梨诘冉⒘碎L期穩(wěn)定的合作關(guān)系，在國際市場處于壟斷地位。雖然我國FCC催化劑在20世紀(jì)90年代就進(jìn)入國際市場，經(jīng)過多年的努力，全球已有20多個國家和地區(qū)26家公司30多家煉油廠使用過我國的FCC催化劑（不包括中國大陸），但長期穩(wěn)定的客戶不多、年出口量偏低、市場占有率不高。
從國內(nèi)市場看，近年來，由于FCC催化劑和分子篩部分專利保護(hù)過期及國有企業(yè)技術(shù)人才流失等原因，民營FCC催化劑得到快速發(fā)展，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。FCC催化劑產(chǎn)品同質(zhì)化日趨嚴(yán)重，市場競爭十分激烈，產(chǎn)品價格逐步走低，F(xiàn)CC催化劑產(chǎn)業(yè)進(jìn)入微利時代。美國Grace Davison、Albemarle和德國巴斯夫等國際知名FCC催化劑供應(yīng)商已逐步退出中國市場。未來國內(nèi)市場競爭主要在中石化催化劑有限公司、中石油蘭州催化劑廠及民營催化劑企業(yè)之間展開。
需要重點(diǎn)關(guān)注的六個問題
我國FCC催化劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，有20萬～25萬噸產(chǎn)能需要到國際市場尋找生存空間。為此，F(xiàn)CC催化劑從業(yè)者需要重點(diǎn)關(guān)注一下幾方面的問題。
綠色生產(chǎn)是行業(yè)生存發(fā)展的基礎(chǔ)。FCC催化劑及分子篩生產(chǎn)過程產(chǎn)生一定量的“三廢”。隨著國家和地方政府對環(huán)保要求越來越高，環(huán)保排放指標(biāo)也越來越嚴(yán)，環(huán)保執(zhí)法力度也空前加大。執(zhí)行嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放成為FCC催化劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本要求。2014、2017、2018年國內(nèi)民營FCC催化劑生產(chǎn)企業(yè)先后發(fā)生村民阻工群體事件、偷排廢水被查被停業(yè)整頓和排放不達(dá)標(biāo)受到地方政府的處罰等環(huán)保問題。這一方面表明部分民營企業(yè)環(huán)保意識淡薄，環(huán)保投入不足，存在嚴(yán)重的環(huán)保隱患；另一方面也給FCC催化劑產(chǎn)業(yè)從業(yè)者敲響了警鐘，環(huán)保不達(dá)標(biāo)企業(yè)將面臨關(guān)門的風(fēng)險。
重視新材料、新基質(zhì)的開發(fā)和應(yīng)用。提升技術(shù)水平是產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提升競爭力的永恒的主題。發(fā)展中大孔型催化劑是FCC催化劑的主要發(fā)展方向之一。目前，F(xiàn)CC催化劑中引入中大孔主要靠對高嶺土酸堿改性、對催化材料離子改性、開發(fā)大孔硅鋁基材料、開發(fā)介孔分子篩、原位晶化和引入模板劑等技術(shù)手段，取得了較好的成效。大量的研究成果也已應(yīng)用到FCC催化劑產(chǎn)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，較大程度提高了FCC催化劑性能，為解決 FCC原料的重質(zhì)化、降低FCC催化劑的結(jié)焦率、提高FCC裝置輕質(zhì)產(chǎn)品收率和多產(chǎn)低碳烯烴及清潔油品生產(chǎn)等方面作出了突出貢獻(xiàn)。但總體上未實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破，要提升國際競爭力，需要進(jìn)一步在催化新材料、新基質(zhì)的開發(fā)和應(yīng)用方面加大研究開發(fā)力度，力爭在這一領(lǐng)域取得突破。
持續(xù)推進(jìn)裝備大型化、自動化、連續(xù)化和智能化。FCC催化劑產(chǎn)業(yè)屬于精細(xì)化工范疇，規(guī)模相對較小，過去都是采取間歇、分段式生產(chǎn)，裝置大型化、自動化、連續(xù)化、智能化進(jìn)程遠(yuǎn)不如其服務(wù)的石油煉制行業(yè)。未來，隨著石油煉制工業(yè)的發(fā)展，大型煉化一體化裝置將追求更平穩(wěn)的生產(chǎn)，需要性能更穩(wěn)定的催化劑。這樣大型化、自動化、連續(xù)化裝置的優(yōu)勢將進(jìn)一步凸顯，小作坊式生產(chǎn)必將逐步被淘汰。隨著技術(shù)的進(jìn)步，F(xiàn)CC催化劑生產(chǎn)也必將進(jìn)入智能化時代。
品牌高端化是長遠(yuǎn)之策。FCC催化劑作為一個高技術(shù)產(chǎn)品，曾經(jīng)被國外公司所壟斷，我國打破壟斷，并實(shí)現(xiàn)了跟跑到并跑的跨越，打造了FCC催化劑產(chǎn)業(yè)。但隨著專利保護(hù)過期和部分技術(shù)人員流失，我國民營資本進(jìn)入FCC催化劑產(chǎn)業(yè)并迅速發(fā)展，近年來產(chǎn)能快速增長，很快將過去三足鼎立的市場格局打破，民營企業(yè)用低價搶占市場，造成低價競爭的不良狀況。但這種現(xiàn)象是暫時的。一方面，隨著大型煉化一體化大裝置建成，落后產(chǎn)能淘汰，原來裝置原料來源復(fù)雜、計量手段不完善、無法準(zhǔn)確評估催化劑性能的狀況將徹底改變，催化劑的使用性能將在裝置應(yīng)用中得到準(zhǔn)確量化，低端產(chǎn)品將無處遁形；另一方面FCC催化劑高技術(shù)屬性沒有發(fā)生改變，一旦新材料、新基質(zhì)取得突破性進(jìn)展，高端產(chǎn)品的優(yōu)越性將顯現(xiàn)，市場亂象將徹底改變。催化劑企業(yè)要長遠(yuǎn)發(fā)展必須追求高端化，依靠高端產(chǎn)品為客戶創(chuàng)造更高的價值，依靠高端服務(wù)去滿足客戶個性化的需求，依靠更可靠的品質(zhì)去贏得客戶的口碑。
專用催化劑和個性化催化劑比重將逐步加大。近些年，DCC、MIP等一系列催化裂化新工藝為煉油技術(shù)升級和產(chǎn)品升級提供了技術(shù)支撐，與專有工藝配套的專用催化劑也得到快速發(fā)展，專用劑占FCC催化劑的比例逐年遞升?？梢灶A(yù)見，未來將會有更多的專用劑推向市場。在個性化FCC催化劑方面，過去一直強(qiáng)調(diào)的是“量體裁衣”，這也是催化劑生產(chǎn)企業(yè)相互競爭的一種營銷手段和技術(shù)手段。隨著對原料分子級別認(rèn)識的加深、催化新材料的開發(fā)、催化劑配方技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)積累以及催化劑數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和模擬軟件的開發(fā)應(yīng)用，“量體裁衣”模式將會得到更好的發(fā)展，個性化催化劑水平將會進(jìn)一步提高，越來越受歡迎，也將為用戶催化裂化裝置創(chuàng)造更好的效益。
技術(shù)開發(fā)和服務(wù)要適應(yīng)市場需求。FCC催化劑作為高科技產(chǎn)業(yè)，持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步和優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)是行業(yè)得以持續(xù)發(fā)展的根本保障。隨著煉化技術(shù)的不斷進(jìn)步及和其他學(xué)科的相互交融，石油煉制行業(yè)正發(fā)生深刻的變化，原料重質(zhì)化、劣質(zhì)化，裝置大型化、集成化，產(chǎn)品輕質(zhì)化、清潔化，還要求多產(chǎn)化工原料。煉油的核心工藝催化裂化將承擔(dān)更重要的任務(wù)，將對FCC催化劑提出更多、更高的要求。如進(jìn)一步增產(chǎn)汽油、提高汽油辛烷值，進(jìn)一步降低生焦、提高輕質(zhì)油品收率，進(jìn)一步提高重油裂化能力和抗重金屬污染能力，進(jìn)一步適應(yīng)油品升級和環(huán)保排放升級的更高要求，實(shí)施分子級別的調(diào)控，靈活地、選擇性地多產(chǎn)低碳烯烴、碳四組分或高價值組分等等。FCC催化劑技術(shù)開發(fā)和技術(shù)服務(wù)要針對上述市場要求開展，未來的FCC催化劑將是智能化優(yōu)選載體和組裝活性中心、具有理想的孔結(jié)構(gòu)等物化性質(zhì)、通過控制反應(yīng)路徑來實(shí)現(xiàn)定向催化。通過FCC催化劑技術(shù)進(jìn)步和精準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)來助力煉油工業(yè)的發(fā)展。
（作者單位：催化劑有限公司）