烯烃催化裂解（OCC）技术是中国石化自主开发的高效转化低值烯烃资源制丙烯和乙烯的原创技术

近年来，项目团队成功开发新一代高收率OCC技术，该技术入选国务院国资委组织发布的《中央企业科技创新成果产品手册（2023年版）》

OCC技术在国际上率先实现了全结晶分子筛催化新材料的工业应用，开创了一条把低价值混合C4及C4以上烯烃高效转化为高价值丙烯、乙烯的全新工艺路线

烯烃催化裂解（OCC）技术是中国石化自主开发的高效转化低价值烯烃资源制丙烯和乙烯的原创技术。一代OCC技术2009年首次实现工业化并先后在3家企业成功应用，成为提升石油资源利用率和煤化工产业竞争力的重要技术。近年来，项目团队在高性能催化材料创制、高效绿色工艺开发等方面实现突破和创新，成功开发新一代高收率OCC技术。

烯烃催化裂解技术可提升石化资源利用率及煤化工产业竞争力

丙烯和乙烯是重要的基本有机原料，市场规模大，用途范围广，乙烯产量还一度是衡量一个国家石化产业水平的标志。受下游产品需求增长的拉动，近年来丙烯和乙烯的需求增长旺盛。传统的蒸汽裂解和催化裂化技术仍是生产丙烯和乙烯的主要方式。近年来，一些新的丙烯和乙烯生产工艺得到了快速发展，如煤制烯烃、丙烷脱氢、烯烃歧化、烯烃催化裂解等技术。

烯烃催化裂解技术是一种生产丙烯和乙烯的新技术。该技术是利用催化剂把混合C4及C4以上烯烃高选择性地转化为丙烯和乙烯的过程，可将石油化工、煤化工副产的低价值烯烃高效转化，大幅增加丙烯、乙烯等高价值化学品产量。烯烃裂解技术可为建设化工型炼厂提供技术支撑，通过与MTO技术集成，显著提升煤制烯烃产业的竞争力。烯烃催化裂解技术已成为连接石油、煤炭资源与丙烯、乙烯产品之间的重要桥梁。

第一代OCC技术顺利实现工业转化

烯烃催化裂解反应遵循正碳离子、β键断裂的常规反应机理，反应网络极其复杂，涉及了异构、聚合、氢转移、裂解及芳构化等众多平行和连串反应，从碳一到碳十的反应产物种类超过300种，而目标产物只是其中的乙烯和丙烯。如何才能打破常规，提高OCC反应的选择性？这个问题极具挑战。而作为OCC反应的原料，烯烃化学性质活泼，在高温下极易发生积炭导致催化剂快速失活，影响装置的稳定运行。因此，开发选择性高、稳定性好的烯烃裂解催化剂及反应工艺，是多年来国内外各大石油石化公司亟待突破的技术瓶颈。

为破解烯烃催化裂解技术难题，中石化（上海）石油化工研究院有限公司（以下简称“上海院”）在国家和集团公司的支持下，自2000年起开始技术攻关，围绕攻关重点，项目团队从基础研究做起，经过多次试验尝试，创制了全结晶复合孔催化新材料，突破了全新反应工艺流程等关键技术，形成了具有自主知识产权的第一代OCC成套技术。

OCC技术的核心是催化剂和反应工艺。对于烯烃催化裂解反应，催化剂是调控乙烯、丙烯收率的一个关键因素。现有的研究表明，烯烃催化裂解反应遵循碳正离子反应机理，分子筛的拓扑结构与碳正离子中间体的形成紧密相关，进而影响产物选择性和收率。ZSM-5分子筛以其独特的孔道择形选择性及结构稳定性，在烯烃裂解反应中表现出良好的反应性能和抗积炭能力，已经成为研究的重点。OCC工艺以ZSM-5分子筛为催化剂，采用的技术方案强化了催化裂解反应及反应物和产物的扩散。该工艺有效抑制了氢转移、芳构化等副反应，强化了目的产物的选择性；解决了气固相转晶结晶度低、晶体间结合力再建等关键技术问题，发明了一种全结晶分子筛催化剂制备方法，即把无定形的黏结剂完全转化为具有催化活性的分子筛晶体，实现了完全晶化，催化剂整体都是有效组分，具有更多的有效活性中心；成功制备出亚微米尺度的小晶粒ZSM-5分子筛，孔道短，分子扩散路径短，有利于产物快速扩散，有效地抑制了副反应，提高了丙烯和乙烯的选择性。同时，小晶粒分子筛的孔口不易被积炭完全堵塞，容炭能力强，催化剂的稳定性显著提高。

反应工艺方面，由于烯烃催化裂解反应需要打断烯烃分子的碳碳键，需要较高的反应温度，而且裂解反应是一个体积增大的反应，低压有利于强化裂解反应，同时低压也有利于抑制氢转移、聚合等副反应，因此需通过高温、低压的反应工艺强化烯烃裂解反应过程。此外，上海院项目团队创造性地开发了烯烃裂解自循环工艺，强化了烯烃催化裂解的反应，提高了丙烯的收率，无需外加稀释组分，有效提升了技术经济性。OCC反应中双烯的收率随压力升高迅速降低，因此在OCC反应器的设计上强化反应器的低阻力降，大直径、薄床层反应器是有效的技术方案，而大直径、薄床层反应器会带来反应物分布不均的问题，解决这一问题对降阻与均布的突出矛盾是OCC技术大型化的关键。上海院项目团队采用三维流场模拟结合大型冷模试验，开发了具有锥形导流结构和非均匀开孔的气体预分布器，形成比较均匀的气体分布。通过开发大直径、薄床层反应器，与催化剂异型成型技术集成，实现了反应器的低阻力降，强化了催化裂解反应，取得了理想的效果。

2009年，第一代OCC技术首次在中原石化实现工业转化，在国际上率先实现了全结晶分子筛催化新材料的工业应用，开创了一条把低价值混合C4及C4以上烯烃高效转化为高价值丙烯、乙烯的全新工艺路线。此后又分别在中天合创和中安联合建成20万吨/年和10万吨/年的工业装置并成功开车运行。该技术通过与甲醇制烯烃（MTO）装置集成，显著提升了装置的经济指标，收到了良好的技术效果，为推动我国煤化工企业高质量发展提供了有力的技术支撑。

新一代OCC技术使双烯收率达到81.3%

自OCC技术实现工业应用以来，上海院OCC技术团队再接再厉，坚持催化材料与工艺技术的持续创新，在原有基础上，成功开发新一代高收率OCC技术。2020年，该成套技术实现工业应用，应用结果表明，装置实现满负荷、高水平运行，双烯收率达到81.3%。

新一代高收率OCC技术的成功应用得益于4项标志性成果。一是创新了分子筛晶面各向异性的理论，发明了晶面择优生长分子筛合成技术。合成b轴择优取向的纳米片ZSM-5分子筛，扩散优势显著，提高了双烯选择性。二是创制了活性中心定向调控的全结晶分子筛催化剂技术，开发了低氢转移指数催化剂制备技术，创新了全结晶分子筛催化剂制备技术，新型催化剂双烯收率显著提高，空速是国外同类技术的1.5倍。三是创新了高效绿色智能的工艺技术。创新了OCC工艺流程，无需添加含硫化合物，无含硫的废水产生，环保性能突出；自主研发了反应器自动切换技术，装置操作安全、稳定。四是集成了原料预处理技术，原料适应性强，实现MTO副产C4+完全的高效利用。

新一代OCC技术具有收率高、原料适应性强、反应空速高、工艺高效绿色、投资低的特点。该技术每加工100万吨副产低价值烯烃，可产出乙烯、丙烯等高价值化学品81.3万吨，技术整体处于世界领先水平，经济价值巨大。新一代OCC技术与MTO装置集成，可将MTO装置的醇耗由生产每吨双烯消耗2.9吨甲醇降低至2.58吨甲醇，在全球20多套运行的MTO装置中处于领跑水平。

截至目前，OCC催化剂及其配套工艺技术等系列成果已获得中国发明专利授权80多项、美国发明专利2项，形成中国石化专有技术1项，并获得2013年国家技术发明奖二等奖、2014年中国专利金奖、2022年中国石化科技进步一等奖。2021年OCC技术获美国《烃加工》杂志最佳石油化工技术奖，该奖每年评选一次，是行业内最具影响力的奖项之一。这是我国石化技术首次获得这一国际奖项，标志着OCC技术受到全球石油化工领域同行的高度关注和充分认可，显示了OCC技术广阔的市场前景。

2021年，9万吨/年OCC成套技术成功出口“一带一路”沿线国家，许可乌兹别克斯坦吉扎克石油公司，目前许可国内外企业共7套（包括目前世界最大规模的中天合创20万吨/年烯烃裂解装置），其中4套已实现工业化应用。

今年4月，该技术入选国务院国资委组织发布的《中央企业科技创新成果产品手册（2023年版）》，是中国石化3项入选的科技创新成果之一。

这项技术的成功研发，为我国混合C4及C4以上烯烃的深加工和增值利用开辟了一条新路线，促进了烯烃生产技术的发展和进步，将为建设化工型炼厂、提升乙烯装置烯烃收率等方面提供新的解决方案，具有广阔的应用前景，对于推动我国低碳烯烃生产技术创新、满足国民经济对丙烯乙烯的重大需求具有重要作用，对我国石化产业转型升级具有现实意义。