石油炼制工业技术取得突破

石油炼制工业技术取得突破

大庆油田的开发和原油产量的急剧增长，需要炼油工业同步发展。在此期间，扩建了上海炼油厂、石油七厂，将石油一、二、五厂和茂名石油公司由生产人造油改为主要加工天然原油，并大力开发新工艺、新技术、新产品。1963年至1965年，攻下了被誉为“五朵金花”的流化催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡和有关的催化剂、添加剂等五个方面的工艺技术。此外，还研究、设计、建设了加氢裂化等装置。〔35〕到1965年止，共新建以上装置12套，全部实现了工程质量、试车、投产、出合格产品“四个一次成功”，大大缩小了同当时国外炼油技术的差距。

炼油工艺技术的发展，是以社会对油品的需要和所加工原油的特性为其基本出发点的。20世纪60年代初，中国各用油部门对汽油、煤油、柴油等轻质油的需求增长很快，同时要求车用汽油的辛烷值从56号提高到66号(注：中国汽油分56、66、70、80、85等号，表示马达法辛烷值的数值)。润滑油方面，由于国产原油大都凝固点高，难以取得低凝固点的润滑油料，不能满足需求的增长，其他许多润滑油产品也面临着不加入添加剂就无法达到质量要求的局面。另外，国产原油由于轻质油馏分少，汽油馏分辛烷值低，要多产汽油、柴油必须经催化裂化等二次加工；由于渣油、石蜡含量高，又必须有渣油深度加工和润滑油深度脱蜡等手段，才能有效地利用原油资源。但当时中国石油炼制工业拥有的工艺技术很不适应，二次加工的手段只有热裂化和兰州炼油厂的移动床催化裂化，不仅能力不足，而且技术落后，只相当于国际上三四十年代的水平；催化裂化催化剂尚没有工业生产，润滑油添加剂也处于刚刚起步阶段。如果不迅速采用先进适用的新工艺代替原有的旧工艺，中国石油炼制工业就将长期陷于被动局面，无法适应国产原油产量不断增长的新形势。

1961年，国家科委组织有关部、委制定各行业的技术政策。石油部针对上述形势，对石油炼制工业提出了“深度加工、吃光榨尽，采用先进技术，使石油产品立足于国内”的政策。同年冬天，石油部在北京香山召开炼油科研工作会议，集中有关的科技人员研究制定石油炼制工业的科技发展长远规划。会议分析讨论了当时国内炼油技术的现状、大庆原油的特性和国内各方面对石油产品的需求，以及世界先进炼油技术的发展趋势，认为要迅速改变中国炼油技术落后的局面，应以增加二次加工深度、提高轻质油品收率、提高产品质量和增加产品品种为主，依靠国内力量，尽快掌握流化催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡和有关的催化剂、添加剂等五个方面的工艺技术，并迅速设计、建设工业生产装置。当时有部国产电影叫《五朵金花》，石油部副部长刘放就形象地将这五项新工艺比作石油炼制工业的“五朵金花”。开发新工艺的建议，很快经石油部党组批准为科技发展的重点攻关项目，并列入国家科技发展规划。

1962年1月，为促进新工艺的开发应用，石油部决定成立炼油新技术核心领导小组，在主管基本建设的孙敬文副部长直接领导下，由孙晓风任组长，张定一任副组长，侯祥麟、杨达、任向文、顾敬心为成员，统一进行组织领导。全国各有关科研、设计、机械设备制造、基建施工和炼油生产等方面的专业力量，都迅速动员起来，投入了紧张的攻关工作中。经过短短几年的努力，终于攻克了这些项目的技术关，并在1966年以前陆续建成工业装置，实现了工业化生产。这些重大的成就，对中国炼油技术追赶世界先进水平具有重要的意义，成为石油炼制科技发展的一大转折。继“五朵金花”开发成功后，又开发应用了烷基化、加氢裂化等工艺技术，并对已经工业化的新工艺、新技术继续进行改进、提高，从而使石油炼制工业在催化裂化、催化重整、焦化、脱蜡、润滑油生产工艺和催化剂、添加剂制造，以及大型炼油联合装置的设计、建设，炼厂气体的利用技术等许多方面，得到突飞猛进的发展，对推动石油产品立足于国内，对改变炼油技术落后面貌，都产生了重大而深远的影响。

1．流化催化裂化(www.guayunfan.com)在石油炼制工业的“五朵金花”中，流化催化裂化是最重要的一项新工艺。流化催化裂化装置是炼油二次加工装置，它以重质馏分油(直馏蜡油、焦化蜡油、常压重油、减压渣油、脱沥青油等)为原料，在一定的温度、压力下，以分子筛催化剂为载体，采用流态化技术，使原料油与高温催化剂接触，发生一系列的化学反应，从而将原料转化为轻质油品的生产加工工艺。主要产品为汽油、轻柴油和液化气。在石油催化裂化的反应中，催化剂与原料油接触越充分就越有利于反应的进行。因此在催化裂化工艺中使用了状催化剂，直径为20～100微米。为了充分发挥催化剂在反应中的作用和保证再生完全，现代催化裂化生产装置设计使催化剂在反应和再生两个设备中呈“流化状态”。同时，催化剂靠加热的原料油气或其他气体携带，循环于两器间。这是一种在国外发展很快、在炼油工艺结构中占很大比重的二次加工技术。它可以用重质馏分油及残渣油为原料，根据需要采取多产汽油、多产柴油或多产气体的多种加工方案，生产操作比较灵活。其工业装置不仅可以对石油进行深度加工，提高轻质油收率和产品质量，还可以为石油化工提供原料。由于汽车向高功率、高压缩比方向发展，要求汽油应具有较高的辛烷值。催化裂化装置生产的汽油辛烷值较高，一般在马达法80左右，是调制高辛烷值汽油的重要组分。催化裂化副产的气体主要是含3个和4个碳原子的烃类，其中丙烯、丁烯、异丁烷的含量较高，可用于生产高辛烷值的烷基化油、叠合汽油，同时也是很宝贵的化工原料。所以，在世界范围内，催化裂化在炼油工艺中占有十分重要的地位。

20世纪50年代建设的兰州炼油厂，曾从苏联引进年加工能力为20万吨的移动床催化裂化装置，于1959年投产。但这种工艺和装置，设备复杂，耗用钢材特别是合金钢材较多，投资费用高，而且只适宜加工较轻的馏分油，总的技术水平并不高。所以，在60年代初，工业发达国家已用更先进的流化床催化裂化工艺代替了移动床催化裂化，而且工业生产装置已从Ⅰ型发展到Ⅳ型。

为了发展流化催化裂化技术，在50年代后期，就由石油科学研究院开展了催化裂化工艺和流化模型的研究工作，并于60年代初建设了一套流化床催化裂化中型试验装置，为探索和积累有关技术数据提供了条件。在此基础上，石油部于1961年和1962年又先后派出工程技术人员到国外参观考察流化催化裂化技术，获得了一些有用的资料；同时在国内组织各有关部门的主要力量进行攻关，以加快这项新技术的开发。当时决定在石油二厂建设中国第一套流化床催化裂化工业装置，设计能力为每年60万吨。〔36〕〔37〕

中国第一套流化催化裂化装置的建设来之不易，它凝聚着石油部和其他有关单位许多人的心血。在这套装置的建设过程中，从裂化的中间试验，工业生产装置的设计，滑阀、耐热耐磨衬里及各种仪表的试制，反应器、再生器和分馏塔的制造，到装置的建设安装，操作人员的培训和试运投产等等，都体现了革命精神与科学态度的统一、社会主义大协作和工作上严格要求相结合的精神。

1961年1月初，北京石油设计院、抚顺石油设计院的精干设计力量与石油科学研究院的有关人员一起，认真地研究了国外有关的技术资料，对比了文献上可以找到的国外的试验、生产数据，结合国内已有的研究成果，初步确定了主要工艺设计数据，然后大力开展工艺条件的科学试验，再根据其结果核对修订，作为设计的依据。经过艰苦的努力，圆满地完成了设计任务。

许多关键设备的制造，是石油部和部外有关单位协作攻关完成的。反应器、再生器和新型分馏塔，是流化催化裂化装置的关键设备，结构复杂，制造质量要求非常严格。分工负责该设备制造任务的炼油厂建设工程公司和上海新建机器厂，在有关单位的协作配合下，解决了许多技术难题，终于成功地制造出来，且质量完全达到了设计要求。其他还有主风机、增压机、液态烃泵、新型换热器等设备，在沈阳鼓风机厂、沈阳水泵厂、金州重型机械厂等单位的努力下，也分别试制成功。双动和单动滑阀，是用来控制整个装置催化剂流动和反应器、再生器压力的重要设备。滑阀结构复杂，有2000多个零部件，要求十分精密灵敏(灵敏度1/400，精确度1/100)，又必须耐磨、耐高温。在北京石油设计院、抚顺设计院工程技术人员提供设计图纸、现场协助和部外许多单位的支援下，承担滑阀试制任务的兰州炼油厂机械厂，克服了技术上、设备上的重重困难，终于制造成功，质量达到了设计要求。当时为防万一，曾通过多方努力向国外订购了一套滑阀，但它不仅交货晚，而且质量还不如国内自制的，灵敏度只有1/150。这说明中国自制的滑阀，确实达到了当时的国际水平。

这种流化催化裂化装置，共有仪表146套，1355台件，其中90％以上是新型号，品种多、精度高、结构小巧、机件灵敏，并且还装有声光信号和完善的自动保护系统。在这些新型仪表中，有许多品种规格国内以前没有正式生产过。兰州炼油厂仪表厂承担试制任务后，发动群众大搞技术革新，并得到十几家单位的支持，终于把一整套仪表制造出来，不仅满足了工程建设的需要，还促进了国内炼厂仪表制造业的发展。

耐热耐磨衬里用的材料，是一项技术秘密。在材料配方和施工方法都不清楚的情况下，建工部建筑材料研究院承担了研制任务，施工、设计和建设单位也派人参加攻关。他们查阅资料，选用材料，研究配方和养护烘干方法，经过在施工现场反复进行实验后，证明配制出来的耐热耐磨材料性能良好，达到了使用要求。

设备制造出来还仅仅是第一步，接下来必须在短短几个月里，把这项工程量大、技术复杂的装置配套地安装起来，任务是很艰巨的。炼油厂建设工程公司首先根据设备多、施工场地狭小的特点，全面安排了施工计划，做到每个阶段重点突出，目标明确。在单项工程中推行了“综合施工工艺卡片”，规定工序安排、施工方法、质量要求和交接验收制度，做到人人心中有数。在施工机具不足的情况下，解决了反应器、再生器及球罐等大型设备的整体吊装和其他设备安装问题，及时、准确、安全、顺利地完成了装置建设任务。

我国第一套Ⅳ型催化裂化装置，在全国180多家单位的共同努力下，从设计开始，用了2年零4个月的时间，于1965年4月在石油二厂胜利建成了，但是否能够顺利地开动起来，则是对科研、设计、设备制造、建筑安装和操作队伍训练的大检验。试运前，石油部明确提出了“四个一次成功”的试运投产目标，即工程质量总验收一次合格、装置投产一次成功、产品质量一次合格、油品收率一次达到设计要求。要做到“四个一次成功”，不仅要有好的工艺设计和好的工程质量，还必须要有熟练的操作技术和严谨的工作作风。

为了确保“四个一次成功”的实现，石油部派出了开工队，和石油二厂党委共同组成试运投产领导小组，下设试运投产指挥部，石油部基建司司长任向文任总指挥。根据石油部的指示，全国有关的科研、设计、施工、院校、情报、生产和兄弟厂矿等八个方面的能人、专家共600多人参加了试运投产工作。试运投产指挥部成立后，首先开展了技术准备工作，收集了大量的技术资料。仅工艺部分就查阅了210篇文献，研究了世界上已有的38套同类装置的生产概况。对其中17套装置的开工资料进行了认真的分析研究，吸取了国外成功的经验和失败的教训。在技术准备的基础上，指挥部充分发扬技术民主，反复讨论，制订了试运投产方案和组织措施。整个试运过程分为全面检查、单机试运、联合水运、联合油运和负荷运转五个步骤。

工程质量全面大检查，是试运投产最关键的一步，指挥部组织各个专业组，对工艺管线、工艺设备、机泵、仪表等反复进行了质量检查，把隐患消灭在进油之前，为试运投产打下了牢靠的基础。在对工程质量进行大检查的同时，在操作人员和参加开工的人员中开展了“四大”、“四摆”活动，即大演习、大练兵、大暴露、大总结，摆认识、摆经验、摆作风、摆协同关系。试运投产领导小组要求全体操作人员和参加开工的人员，学习解放军从实、从严、从难的精神，进行大演习、大练兵。大家以水当油，以低温当高温，以假当真，进行了60多次大大小小的演习和练兵活动，从而锻炼了实际操作本领，培养了严谨作风，使整个队伍树立了开好我国第一套催化裂化装置的必胜信心。经过大量的准备工作，在装置负荷运转以前，基本上做到能想到的都想到了，能看到的都看到了，能对比的都对比了，能模拟的都模拟了，能试验的都试验了。装置负荷运转后，以大庆原油重馏分油和焦化蜡油为原料，使用低铝型合成硅酸铝微球催化剂，按照原料油由轻到重、处理量由少到多、反应温度由低到高的原则逐步进行。每前进一步，都要召开技术讨论会，总结操作经验，找出最佳的操作方法和操作条件。

1965年5月5日20时30分，反应器开始进油，5月8日装置流程完全贯通，经过4小时的试运调整，产品质量全部合格。进入平稳生产状态后，催化剂损失低于设计指标，产品分布比设计好，轻油收率较高，处理量达到设计能力，汽油辛烷值不加铅就达到79个单位(马达法)，实现了处理量、主要产品收率、产品质量和消耗指标都达到或超过设计的要求，标志着我国第一套催化裂化装置实现了开气投产一次成功，填补了我国炼油技术的一项空白，首次在我国生产出高级车用汽油，为我国石油产品立足于国内做出了贡献。

试运一个月后，按计划于6月6日停气，对装置设备进行全面检查，结果证明，设计是先进的，设备制造的质量是高的，工程质量是好的，而且开得起，停得下，掌握了操作技术。

技术改造石油二厂北催化裂化装置建成投产20多年来，经过几次重大的技术改造，加工能力提高，能耗降低，在工艺技术上始终保持着它的先进性。1971年8月13日至10月11日进行第一次技术改造。这次改造由石油二厂设计室设计，石油二厂检修车间施工，投资167万元。主要改造项目是增加内径1.4米、全长14米的管式反应器等。装置改造后，原料油和回炼油分别进入管式反应器和床层反应器，实现了原料的选择性裂化，年加工能力由60万吨提高到80万吨。1975年5月22日至7月27日进行第二次技术改造，这次改造由石油二厂设计室设计，石油二厂检修车间施工，投资250万元。主要改造内容是由原Ⅳ型催化裂化改成分子筛提升管催化裂化。主要项目有原管式反应器拆除，新增加800×27200毫米提升管等。装置改造后，年处理能力由80万吨提高到90万吨，由于使用分子筛催化剂，活性高，选择性好，减少了二次反应，与床层反应器比较，汽油和柴油收率平均提高2％～3％，而且柴油十六烷值增高，汽油和柴油的稳定性更好，催化剂损失降到每吨原料油0.5～0.7公斤。

1965年5月，依靠国内自己的力量设计建设的第一套流化催化裂化大型工业装置建成投产。它填补了中国炼油技术上的一项重要空白，使中国石油炼制工业跨入了流化催化加工的先进技术领域。它作为自力更生地掌握现代化炼油技术的一项重大成就，在中国石油炼制工业发展史上写下了光辉的一页。

2．催化重整

催化重整是炼油厂主要加工工艺之一。它是在有催化剂作用的条件下，将汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程。催化重整作为石油炼制的一个过程，是在加热、氢压和催化剂存在的条件下，使原油蒸馏所得的轻汽油馏分(或石脑油)转变成富含芳烃的高辛烷值汽油(重整汽油)，并副产液化石油气和氢气的过程。重整汽油可直接用作汽油的调合组分，也可经芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯，作为合成纤维、合成橡胶、合成树脂和制造炸药等的原料。副产的氢气是石油炼厂加氢装置(如加氢精制、加氢裂化)用氢的重要来源。

20世纪40年代，在德国建成了以氧化钼(或氧化铬)/氧化铝做催化剂的催化重整工业装置，因催化剂活性不高，设备复杂，现已被淘汰。1949年美国公布以贵金属铂做催化剂的重整新工艺，同年11月在密歇根州建成第一套工业装置，其后在原料预处理、催化剂性能、工艺流程和反应器结构等方面不断有所改进。鉴于当时中国所处的恶劣国际环境，是不可能从美国引进此装置和相关技术的，只能依靠自力更生，因此我国从50年代中期就开始了对催化重整工艺及其催化剂的研究。1955年以前，中国科学院大连石油研究所就在实验室研制成功了催化重整的铂催化剂，并进行了小型恒温反应试验。以后石油科学研究院又在此基础上，进行了催化剂制备的放大试验，并着重对重整原料预精制、重整反应工艺、产品抽提及精制等进行研究，取得了一定成果。抚顺石油研究所对重整催化剂和重整工艺也做了很多工作。

从20世纪60年代起，根据石油部开发炼油“五朵金花”的统一部署，催化重整工艺技术的开发工作加快了步伐。1963年，北京石油设计院、石油科学研究院和石油三厂科技人员一起设计，并在石油三厂建成年加工能力为2万吨的半工业化铂重整和相应的催化剂生产装置，不仅生产出硝化级苯和甲苯，而且培训了操作人员，为催化重整的工业化生产创造了条件。

当时，意大利一家公司的领导人访问中国，表示愿意向中国出口技术。由于这是突破国际上对华技术封锁的一项举动，中国政府决定从意大利购买一套催化重整装置。同时决定加速国内自己的催化重整工业装置的设计与建设。因此，在大庆炼油厂和石油二厂同时建设了年加工能力为10万吨的催化重整生产装置，前者是国内自行设计的，后者是从意大利引进的。两套装置均于1965年先后建成投产，我国自行设计建设的比引进的装置早一个月投产。技术指标证明，自行开发的工艺技术是成功的，不低于引进的技术。

催化重整装置的建成投产，不但标志着中国炼油工艺技术的又一重大突破，而且提供了当时国防工业急需的甲苯，具有特殊的重要意义。

3．延迟焦化

延迟焦化是一种热裂化工艺。其主要目的是将高残碳的残油转化为轻质油。所用装置可进行循环操作，即将重油的焦化馏出油中较重的馏分作为循环油，且在装置中停留时间较长。这种工艺可提高轻质油的收率和脱碳效率，有操作连续化、处理量大、灵活性强、脱碳效率高的优点。延迟焦化是一种石油二次加工技术，是指以贫氢的重质油为原料，在高温(约500℃)进行深度的热裂化和缩合反应，生产气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭的技术。所谓延迟是指将焦化油(原料油和循环油)经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度，在反应炉管内不生焦，而进入焦炭塔再进行焦化反应，故有延迟作用，称为延迟焦化技术。渣油先经加热进入焦炭塔后再进行焦化反应的过程是一种半连续工艺过程，一般都是一炉(加热炉)二塔(焦化塔)或二炉四塔，加热炉连续进料，焦化塔轮换操作。它是目前世界渣油深度加工的主要方法之一。原料油(减压渣油或其他重质油如脱油沥青、澄清油甚至污油)经加热到495～505℃进入焦炭塔，待陆续装满(留一定的空间)后，改进入另一焦炭塔。热原料油在焦炭塔内进行焦化反应，生成的轻质产物从顶部出来进入分馏塔，分馏出石油气、汽油、柴油和重馏分油。重馏分油可以送去进一步加工(如做裂化原料)也可以全部或部分循环回原料油系统。残留在焦炭塔中的焦炭以钻头或水力除焦卸出，焦炭塔恢复空塔后再进热原料。该过程焦炭的收率随原料油残炭而变，石油气产量一般10％(质量)左右，其余因循环比不同而异，但柴汽比大于1。

焦化也是将重质油转变为轻质油的重要二次加工工艺。它的特点是：可以处理各种质量次、价格低的重质原料，如渣油、沥青等；可以把重质原料经过脱碳的方式最终转化成汽油、柴油等轻质产品，并副产电极焦和工业用焦炭。中国最早的焦化装置是石油一厂的釜式焦化，用于加工页岩渣油，1949年的年加工能力为3.9万吨。20世纪50年代，中国原油缺乏，石油加工的要求是“精耕细作，吃光榨尽”，焦化因而受到重视和发展。首先在石油七厂恢复了平炉焦化装置，以后又在石油五厂、玉门炼油厂、上海炼油厂和独山子炼油厂建设了釜式焦化装置，年加工能力达到68万吨。但这些釜式焦化或平炉焦化装置，工艺技术比较落后，处理能力小，生产不连续，劳动强度大，设备损伤率高，原料的适应性和轻质产品收率与质量也都比较差。

当时国外的焦化工艺以延迟焦化为主，它的特点在于把不连续的生产变成连续化生产，处理能力较大，建设用的钢材较省，能够大大减轻操作时的劳动强度，改善工业卫生条件。经过对国外焦化技术的分析，针对国内原油的特点，石油科学研究院从50年代末60年代初开始，进行了延迟焦化工艺的中型试验。石油二厂在石油科学研究院、北京石油设计院的帮助下，还建设了一座年加工能力为10万吨的、用钢丝绳出焦的延迟焦化工业试验装置。装置建成投产后，开展了各种科学研究和条件考察，在原料油的选择方面，曾试验过页岩原溉页岩常压渣油、页岩减压渣油的焦化条件考察，利用这套装置还进行过常压蒸馏试验，也试验过用焦炭塔生产沥青。对除焦设备曾试验过钢丝绳法除焦和爆破除焦、有井架水力除焦和无井架水力除焦。通过这一系列的试验，为全国同类装置的设计积累了大量数据，并培养了大量技术人员和技术工人。同时，为改进焦炭塔的出焦技术，抚顺石油设计院与石油二厂合作进行了水力出焦试验，获得了成功。这些都为以后设计、建设大型的延迟焦化生产装置提供了数据、资料和经验。1963 年9月，由北京石油设计院、抚顺石油设计院合作设计，并依靠国内自己的力量建设的第一套大型延迟焦化生产装置，在石油二厂建成投产。这套装置年加工能力为30万吨，并采用自行研制的水力切割器，解决了水力出焦等关键问题。

1964年底，年加工能力扩大了一倍的60万吨延迟焦化生产装置在大庆炼油厂建成投产，除可用减压蒸馏的渣油生产汽油、柴油外，所产的石油焦具有含硫低、灰分少等优点，为制造电极、电石、碳化硅等提供了良好的原料。这两套装置建成投产后，延迟焦化工艺陆续推广到其他炼油厂，对发展深度加工，增产汽油、柴油和提供工业用焦，起到了很好的作用。

延迟焦化工艺的工业化，使国内石油炼制工业形成了“常减压—流化催化裂化—延迟焦化”这样一套骨干性的现代化加工技术手段，很适合大庆原油的特点，从根本上改变了二次加工技术落后的面貌，为大规模发展石油炼制工业打下了良好的基础。

4．尿素脱蜡

脱蜡是用加热排出压坯中的有机添加剂(粘接剂或润滑剂)。尿素脱蜡是生产低凝固点油品的一种方法。它利用尿素与正构烷烃形成络合物，从石油馏分中将高凝固点的石蜡分离出来。经过尿素脱蜡处理的油品，凝固点可低达-40～-60℃。其副产的液体石蜡，纯度高，是重要的化工原料。

1957年，北京石油炼制研究所开始进行成球法尿素脱蜡的研究工作，1960年兰州炼油厂建设了半工业试验装置。当时，这套装置成了生产低凝固点润滑油的主要手段，生产了喷气式飞机用的轻航空润滑油、电气绝缘油和冷冻机油等国防工业用品和民用产品。以后，兰州炼油厂又用乙醇代替二氯乙烷做活化剂，发展成间歇式固体尿素脱蜡工艺。1961年后，我国化学工程学家、炼油石油化工专家林正仙结合石油产品分离工作，着手进行基础性探索研究，以期找出基本规律指导实际工作。在他的指导下，完成了尿素与正构烷烃络合物聚集状态的形成机理研究，从而开发成功了具有国际领先水平的煤油、润滑油连续式成球法尿素脱蜡新工艺，并为工业装置设计及生产操作提供了依据；还完成了二甲苯络合分离四元系统相平衡研究等项目。1965年，石油五厂根据抚顺石油研究所和北京石油科学研究院的研究成果，由北京石油设计院设计，建设了异丙醇溶液连续法尿素脱蜡工业生产装置，生产低冰点航空煤油和凝固点为-50℃的坦克柴油，并副产轻、重液体石蜡，作为洗涤剂的原料。1966年，石油科学研究院又与南充炼油厂合作，建设了乙酸乙酯成球法连续尿素脱蜡半工业试验装置，生产低凝固点润滑油。

尿素脱蜡工艺技术的开发和应用，对利用含蜡量高的大庆原油来生产低凝固点油品起到重要作用。从试验室研究直到工业生产装置的设计、建设、投产，完全由本国的科研、设计和生产人员共同完成，是具有中国特色的一项工艺技术。随着石油工业的高速发展，从60年代中期，我国自行研究开发的铂重整及与其相配套的溶剂抽提芳香烃和连续式成球法尿素脱蜡新工艺这两朵“金花”在工业上得到了推广应用，产生了十分显著的经济效益和社会效益，获得了国家科委和全国科学大会奖。图3-2即为“五朵金花”之一的尿素脱蜡装置。

图3-2　“五朵金花”之一的尿素脱蜡装置(五厂) (摘自《中国石油工业1949—1989》，中国石油工业编辑部编，中国石油工业出版社1989年版。)

5．炼油催化剂和石油添加剂

石油加工过程使用的各种催化剂，是石油炼制工艺技术发展的重要条件。在石油产品特别是润滑油生产中，添加剂起着非常重要的作用。在润滑油基础油中加入各种相应的添加剂，可以改善润滑油的性能和提高它的质量，如增黏降凝，抑制油品氧化，避免泡沫产生，保护机具减轻磨损、氧化、腐蚀、锈蚀等，生产出适合各种用途和要求的润滑油。从某种意义上讲，添加剂具有“神奇”的力量，可以起到“点石成金”的作用。我国航空煤油、航空润滑油和其他许多高级油品，都是由于研制、使用了相应的添加剂，才过了技术关，批量生产出合格产品的。石油添加剂大部分为有机化合物，但在水基液、乳化液产品中，也不乏有部分的无机物产品。石油加工装置和各种工艺流程本身就有一定的局限性，大多只能生产石油产品的基础油，距产品使用、储存、性能要求还有一段差距，这些性能大多只能靠石油添加剂来解决，所以，石油添加剂在油品生产、提高油品质量方面，具有举足轻重的地位，一直为各国石油工作者所倚重。正因为如此，石油炼制工业部门1961年研究制定科技发展规划时，即把催化剂和添加剂作为重点科研项目，给予了高度的重视。经过各科研、设计、建设和生产单位坚持不懈的努力，炼油催化剂、添加剂的科研工作和制备工业迅速发展起来，为石油炼制工业的大发展起了重要的作用。

炼油催化剂和添加剂的科研与生产，在20世纪50年代，主要是进行试验研究工作，投入工业生产的炼油催化剂只用于页岩油加氢和烯烃叠合等少数几个品种，年产量仅数十吨；添加剂也只有降凝剂等个别品种，年产量在1000吨左右。进入60年代以后，随着流化催化裂化、催化重整等二次加工新技术和油品精制技术以及润滑油生产的发展，炼油催化剂、添加剂的发展速度大大加快，形成了催化裂化催化剂、催化重整催化剂、加氢精制与加氢裂解催化剂、油品精制催化剂、磷酸叠合催化剂等炼油催化剂系列和降凝剂、清净分散剂、抗氧剂、增黏剂等石油添加剂系列，质量均达到相当的水平。其中，催化剂年产量由1959年的47吨发展到1965年的1368吨，添加剂年产量由1959年的1204吨扩大到1965年的2498吨。

(1)催化裂化催化剂

20世纪50年代建设的兰州炼油厂从苏联引进了移动床催化裂化装置，所用的硅酸铝小球催化剂一直从苏联进口。1960年以后，苏方索价很高，后来竟停止供应。在生产受到威胁的情况下，石油部决定自己研制生产。从1962年开始，一方面在石油科学研究院进行制备工艺的研究，一方面在兰州炼油厂组织催化剂厂的设计。经过各方面的共同努力，硅酸铝小球催化剂的工业生产装置于1964年5月建成，7月投产，生产出了合格产品，解决了移动床催化裂化装置所需催化剂的生产供应问题。以后经石油科学研究院试验采用天津产的用于印染工业的表面活性剂“平平加”，代替了原采用苏联的热裂化柴油与浓硫酸反应、再经碱中和生成的“黑色中性物”，简化了生产工艺，解决了破碎问题，提高了小球的完整率。

1962年中国第一套流化催化裂化装置动工建设以前，为了使该装置所用的硅铝微球催化剂的生产立足于国内，石油科学研究院即开始研制工作。在中型试验装置上取得成果后，于1965年12月，在兰州炼油厂建成了微球催化剂生产装置，生产出了第一批合格的微球催化剂。后来又针对一些薄弱环节进行改进，第二年产量达2200余吨，质量与国外进口的催化剂相当，保证了流化催化裂化装置的催化剂供应。

在微球催化剂装置的设计和设备选型过程中，石油科学研究院、抚顺石油设计院、北京石油设计院与兰州炼油厂的工程技术人员一起，到上海有关科研、设计、生产单位，特别是轻工业部门生产洗衣粉的厂家，进行了广泛的调查，得到各部门的积极支持和帮助。例如，北京石油设计院、兰州炼油厂和上海大隆机器厂一起研究，确定了喷雾用高压泵的主要参数和制造图纸，保证了设备的使用性能。在设备安装和生产试车中，科研、设计、设备制造、施工安装和生产方面的人员大力协作，克服一系列困难，保证了国产微球催化剂的投产成功。催化剂在国际上一向被认为是有高度技术特点与生产诀窍的产品，为少数专利厂商所垄断，催化裂化用的微球催化剂也是如此。而中国在短短四年时间内，催化裂化用的微球催化剂就实现了从科研到工业生产，发展速度是相当快的。

(2)催化重整催化剂

近代催化重整催化剂的金属组分主要是铂，酸性组分为卤素(氟或氯)，载体为氧化铝。其中铂构成脱氢活性中心，促进脱氢反应；而酸性组分提供酸性中心，促进裂化、异构化等反应。改变催化剂中的酸性组分及其含量可以调节其酸性功能。为了改善催化剂的稳定性和活性，自20世纪60年代末以来出现了各种双金属或多金属催化剂。这些催化剂中除铂外，还加入铼、铱或锡等金属组分做助催化剂，以改进催化剂的性能。

1955年，中国科学院大连石油研究所在试验室制成了国内最早的铂重整催化剂，1956年交北京石油炼制研究所继续进行研究，进行中型放大试验取得成功。在此基础上，配合铂重整工业装置的建设，1963年石油三厂建成重整催化剂生产装置，1965年中国第一代片状单金属铂催化剂投入工业化生产，并在工业生产装置上投入使用，取得了圆满的结果，填补了国内催化重整催化剂的空白，使中国成为世界上能够生产重整催化剂的少数几个国家之一。

(3)加氢裂化催化剂及加氢精制催化剂

加氢裂化催化剂是用于加氢裂化过程的双功能催化剂，其加氢组分具有氢脱氢活性，常用钨、镍、钼、钴等非贵金属或钯、铂等贵金属，其酸性组分作为担体具有裂化和异构化活性，常分别用硅酸铝、分子筛、硅酸铝加少量分子筛及层状硅酸铝或硅酸镁，按目的产品不同选用催化剂组分。加氢精制也称加氢处理，是石油产品最重要的精制方法之一，指在氢压和催化剂存在的情况下，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去，并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，以改善油品的质量。有时，加氢精制指轻质油品的精制改质，而加氢处理指重质油品的精制脱硫。加氢精制催化剂，是用加氢工艺除去原料或产品中的氮、氧、硫、砷等杂质而使用的催化剂。加氢精制催化剂常用的有第Ⅷ族过渡金属元素的金属催化剂，如铂、钯、镍载体催化剂及骨架镍等，用于炔、双烯烃选择加氢和油脂加氢等；金属氧化物催化剂，如氧化铜—亚铬酸铜、氧化铝—氧化锌—氧化铬催化剂等，用于醛、酮、酯、酸及CO等的加氢；金属硫化物催化剂，如镍—钼硫化物等，用于石油炼制中的加氢精制等；络合催化剂，如RhCl［P(C6H5)3］，用于均相液相加氢。

20世纪50年代初，石油三厂的加氢装置主要用来处理页岩粗柴油，经液相加氢精制、气相裂解，生产汽油、煤油、柴油等石油产品，所用催化剂主要是国内研制生产的硫化钼—白土、硫化钼—活性炭、硫化钨—白土、纯硫化钼、纯硫化钨以及钨镍—氧化铝等催化剂。

1964年，为配合在大庆炼油厂建设的国内第一套大型加氢裂化装置投产，在中国科学院大连化学物理研究所与石油三厂合作下，研制了氧化钨、氧化镍—硅铝加氢裂化催化剂，用来处理大庆直馏重柴油，生产汽油、低冰点航空煤油和低凝固点轻柴油。1965年在石油三厂试生产，即3652—甲与3652—乙催化剂，这是石油三厂生产的第二代加氢裂化催化剂，以钨、镍为活性金属组分，硅酸铝为载体，主要用于含蜡馏分油的加氢裂化。这种催化剂在石油三厂加氢裂化半工业试验装置上使用，生产出了合格的66号车用汽油、航空煤油和-35℃低凝固点柴油，为大庆加氢裂化装置的开工提供了数据。3652催化剂除具有加氢裂化的活性外，还具有加氢精制的活性，能将原料油中的氮、氧、硫等杂质通过加氢而除去。1966年大庆炼油厂加氢裂化装置投产，使用了这种自制的催化剂。70年代生产出了多金属催化剂，同时研制成功新型分子筛，即B—沸石，并投入生产。这种新型分子筛除了用作临氢降凝催化剂的担体外，更重要的是用作加氢裂化催化剂的担体组分之一。3762催化剂是70年代研制生产的新型加氢裂化催化剂，主要活性金属是钨、镍、锡，以无定型硅酸铝为担体，在担体中加了少量的氟和p—分子筛，主要用于较重含蜡馏分油的加氢裂化，具有较强的精制性能和中等的裂化性能，是一种以增产汽油、柴油为主的加氢裂化催化剂。

在加氢精制方面，为配合催化重整工艺对进料需要经过加氢精制的要求，在页岩油加氢精制催化剂的基础上，由石油三厂与抚顺石油研究所合作，于1956年研制生产3561纯硫化钼催化剂，用于烟煤低温焦油高压加氢精制。1958年研制的3581纯硫化钨催化剂，曾在1965年用于Ⅳ型催化裂化装置所产柴油的加氢精制，试生产低比重航空煤油；同时还对热裂化汽、柴油和延迟焦化汽、柴油的混合油进行加氢精制，试生产低比重航空煤油。3581催化剂是石油三厂使用时间较长的加氢精制催化剂。

20世纪60年代逐步由单金属催化剂向双金属和多金属催化剂发展，担体也逐步改为硅酸铝和活性氧化铝。1960年生产3602硫化钨—硫化镍催化剂，用于石油苯类产品的中压加氢精制。1966年生产的3665催化剂，是石油三厂研制的加氢精制新型催化剂，以钼、镍为活性金属组分，活性氧化铝为担体。这种催化剂除具有脱硫、脱砷的功能外，还具有使烯烃加氢饱和的活性功能，主要用于铂重整装置的预加氢精制催化剂。

催化重整工艺的推广，为各炼油厂提供了廉价氢气。二次加工的产品，如焦化汽油、柴油等都逐步采用加氢精制；一些含硫较高的产品经过加氢精制，提高了产品质量。加氢精制催化剂的研制成功，为使国产石油产品进入国际市场创造了条件。

(4)磷酸叠合催化剂

20世纪50年代，磷酸叠合催化剂由苏联进口。1960年，石油六厂在大连化学物理研究所、石油科学研究院试验的基础上，开始自己进行试制。当时采用将浓缩后的磷酸和焙融的硅藻土混合，再经预干燥、粉碎、混合、挤条和干燥等工序所生产的催化剂，强度差，耐水性不好，遇水结块，堵塞反应器。1962年，石油科学研究院和石油六厂合作，参考国外浸渍法制备工艺，研究出混合与浸渍相结合的制备工艺，催化剂活性和强度均超过从苏联进口的同类产品水平。

(5)石油产品添加剂

国民经济的发展，对石油产品的性能提出了越来越高的要求，单凭提高油品精制程度的做法已经不能满足需要，于是添加剂便成为提高石油产品使用性能的重要手段。为此，石油部曾多次召开会议，部署和协调各单位的研究、试制、鉴定、生产等工作，并根据开发石油新产品的需要和国内的实际情况，对石油添加剂实行了全国统一命名。

从国产添加剂使用范围来分，可分为两大类：一类是燃料油添加剂，如抗爆剂、抗氧化剂、防胶剂、防静电剂、防冰剂及抗烧蚀剂等。这一类添加剂用量较少。另一类是润滑油添加剂，如降凝剂、清净分散剂、抗氧抗腐剂、增黏剂、极压油性剂和防锈剂等。这一类添加剂品种较多，用途广泛，用量较大，其中清净分散剂的用量最多，约占50％以上。

中国第一套石油产品添加剂装置，是大连石油七厂于1954年建成投产的降凝剂装置，采用氯化石蜡与萘反应生成烷基萘，加入润滑油以降低其凝固点。在当时脱蜡能力不足的情况下，这种添加剂的成功生产，对增加润滑油产量起到了很大作用。

20世纪60年代初，为了增加石油产品品种，提高油品质量，特别是改善以大庆原油生产的润滑油的使用性能，石油科学研究院和石油七厂、石油六厂、兰州炼油厂、上海炼油厂等单位，分别进行了大量的添加剂研制工作。1962年，石油七厂生产出了烷基酚钡清净分散剂，上海炼油厂生产出了甲基丙烯酸酯和聚乙烯基正丁基醚黏度添加剂。1963年，上海炼油厂又研制出石油磺酸钙清净分散添加剂，兰州炼油厂也建成添加剂生产装置，先后生产出几个类型的金属清净分散剂和无灰清净分散剂。1965年起，石油六厂成为炼油系统添加剂的主要生产厂，兰州炼油厂、石油七厂、上海炼油厂也都建立了添加剂生产基地，生产降凝、增黏、防锈、抗氧防腐与清净分散添加剂等，品种和数量逐年增加，大体上满足了当时的需要。