【关 键 词】催化剂,行业发展,问题分析
【报告内容】
一、催化剂产业发展面临挑战分析
化学工业在全球经济发展、社会进步和人类生活水平的提高等方面作出了巨大的贡献,但同时也给环境、生态平衡等带来了各种负面影响。进入21世纪后,人类面临的最大挑战是环境保护和可持续发展。早在上世纪90年代便提出了“绿色化学”的概念。关于这一概念,目前还没有一种统一说法,但从科学、环境和经济角度出发,应该指的是“化学科学基础内容的更新,从源头治理污染,合理利用资源和能源降低生产成本”。“绿色化学”大致可包括三个内容:一是原子经济性,实际是原子利用率,如乙烯氯醇法合成环氧乙烷,原子利用率为25%,而乙烯在银催化剂下的部分氧化,原子利用率则为100%;二是采用无毒原料、溶剂和催化剂,如传统甲基丙烯酸甲酯以剧毒HCN为原料,而1996年Shell公司开发的丙炔和一氧化碳及甲醇为原料的一步法工艺,则以钯为催化剂,原子利用率近100%,且避免使用剧毒HCN和强腐蚀性的H2SO4;三是可再生资源利用 (如生物质等),其中酶催化可发挥重要作用。
二、催化剂工业发展需要解决的问题分析
石油化工工艺90 %以上是催化反应过程,催化剂起着十分重要的作用,催化技术已成为石化工业的核心技术。目前石油化工装置上使用的催化剂有85%以上已立足于国内,有些催化剂在价格和性能方面与国外公司同类催化剂相比具有竞争能力,在国际市场上占有了一定的市场份额。催化剂的国产化每年可节省外汇2亿多美元,创造效益10多亿元。
到2010年,我国炼油能力将达到3亿-3.5亿t/a,乙烯生产能力将达800万-1000万t/a。 作为石化工业核心技术的催化技术在发展中还存在如下不足:催化剂研制开发创新力度不够,配方研制多,装置研究少,一些催化剂品种更新换代速度较慢而制造成本比较高,催化剂生产中环保问题尚未引起足够重视,技术成果转化和推广力度还不够大,技术服务还不够到位等等。
三、对催化剂工业的几点思考
(1)纵观近百年来工业催化剂发展历程,石油炼制,石油化工,精细化工和合成氨等广义的化学工业发展都离不开催化剂。可以预期,进入新世纪后,环境保护和人类可持续发展同样离不开催化剂。新世纪开发的催化剂和催化工艺,除用以改造传统工艺外,更重要的是开拓其在以天然气为基础的C1化工、烷烃化学、精细与专用化学品生产等领域的应用。从长远看,还包括各种廉价生物质在内的再生资源利用。
(2)我国是一个发展中国家。化学工业尽管为国民经济的发展作出了重要贡献,但是进入21世纪后面临着更为严峻的挑战;人口增长、可耕地面积减少、环境污染、生态平衡的破坏,能源尤其是石油资源的短缺,使得我国每年都需进口大量原油。因而必须制定21世纪化学工业发展的新模式,催化剂在其中起着决定性作用。21世纪化学工业发展的新模式应该是“绿色化工”,即应该采用无污染的反应途径和工艺,最大限度地减少 “三废”,并实行“原材料遴选一产品生产一产品使用一循环再利用”全过程的控制。从这个角度出发,传统工艺用的催化剂需要更新换代,同时催化剂还将开拓其在新领域的应用。我国来自天然气的烷烃资源相对较为贫乏,因而国内催化剂开发的重点除传统工艺改造外,主要应着眼于其在精细与专用化学品领域内的应用,其中应以有机中间体为主。目前我国有机原料中间体产量约1500个,出口品种超过220个。然而大部分产品仍采用落后工艺生产。以对氨基苯酚为例,国内产量16.5kt,占世界总量的13.8%,但大部分企业仍采用间硝基苯酚铁粉还原技术,成本高,产品含铁量大,只能用于染料生产,还严重污染环境。同样,间氨基苯酚生产还在采用落后的苯磺化碱熔技术,收率低,环境污染严重。实践表明,有机原料中间体的许多单元作业可供石油炼制或石油化工工艺得到借鉴。
(3)我国石油资源的短缺在一定程度上制约了国民经济的发展。当前国外以天然气为原料的新费托合成工艺,甲烷一步法制二甲醚工艺,甲醇制烯烃的MT0和甲醇制烯烃的MTP工艺的研究开发十分活跃。借鉴国外发展策略,根据我国实际资源情况,开发以煤为原料经合成气的上述催化工艺,对拓宽新能源和新烯烃资源来源具有战略性意义。
(4)当今我国催化剂的工业生产,无论从规模,还是从生产设备和生产技术看,与世界先进水平相比,都存在一定差距。因而有必要重新规划催化剂行业的布局,尤其要改变过于分散的局面。以制氨催化剂的生产为例,分散在19个省市48个企业,平均规模仅1200t/a,规模超过10kt/a的仅有3家企业,而且大部分乡镇催化剂生产厂缺乏检测手段,生产方式至今还停留在作坊式加工,产品单耗高,质量差。显然,这样的企业是难以参与国际竞争的。展望未来,除传统催化工艺将获得新发展外,催化剂和催化工艺还将在新能源和新资源的开发利用、生物工程技术发展和环保新领域中起关键作用,而且催化剂还将为人类创造一个“舒适、安全、清洁、优美”的环境作出新贡献。
四、催化剂工业发展对策与建议分析
(1)我国石油化工催化剂的发展必须继续坚持探索、研究、开发、 推广并重的思路,不断推进催化剂更新换代。
(2)抓住我国新催化材料和新催化剂在石油化工应用研究领域里取得的新的技术生长点和创新点,组织力量,继续努力,取得新突破和新发展。
(3)做到研究单位、生产厂和用户紧密结合,科、工、贸、产、学、 研紧密结合,共同推进催化技术发展。
(4)组织各种技术小组,深入企业做好售前售后服务, 帮助用户增加经济效益,依靠我们的技术优势积极拓展国际市场份额。
(5)强化制备工艺、设备和控制手段方面的研究,努力降低物耗、能耗, 提高产品收率。
(6)转变环保观念,由传统的末端控制和治理转为全过程控制, 从单纯的花钱治理向节能降耗、减少污染要效益;大力研究开发环保事业需要的各类催化技术和催化剂,开拓环保催化产业;研究开发有利环境的石油化工催化剂及成套生产工艺技术,减少或避免二次污染,提高原材料、水、能源的使用效率,减少污染物产生量和排放量。
|