近日，第十六屆中國專利金獎評選結果揭曉，共有20個項目獲獎，其中中國石化股份公司和上海石油化工研究院的發明專利“C4烯烴催化裂解生產丙烯的方法”榜上有名。這是中國石化獲得的第16個中國專利金獎，也是上海石化研究院的發明專利第5次榮獲金獎。

        近年來，我國煉油能力和乙烯產能位居世界前列，煉化裝置每年副產的C4資源總量在2000萬噸以上，而這些C4資源的利用途徑單一，大多用作燃料等低值消耗，影響企業的經濟效益。與此同時，乙烯、丙烯用途廣泛，市場需求量大，如何有效提高資源的利用率成為行業內重點課題。

        面對國家和企業的重大需求，在中國石化的支持下，上海石化研究院迎難而上，2000年即展開C4烯烴催化裂解生產丙烯技術攻關，并先后得到“十五”科技攻關計劃、“973”計劃和科技支撐計劃等多項國家級科研課題的支持。

        具有均勻微孔的分子篩是一種性能優異的催化材料，常應用于催化裂解反應中。而該項目的目標產物乙烯、丙烯的化學性能非常活潑，在反應條件下非常容易結炭而導致催化劑失活，采用現有的催化劑無法解決活性低、壽命短等問題。

        以“973”首席科學家謝在庫教授為首的項目攻關團隊及時轉變思路，在世界上首次提出全結晶分子篩催化材料新概念，創制了分子篩催化劑復合孔道構建技術，發明了一種高結晶度分子篩催化劑制備方法，合成了具有穩定結晶骨架、大孔—介孔—微孔復合的新型多級孔分子篩材料。

        “這項發明的獨特之處是催化劑實現了完全的晶化，整體都是有效組分，具有更多的有效活性中心和更多的擴散通道，具備高反應活性，保持了高選擇性和穩定性。”發明人之一的滕加偉教授說。試驗結果表明，該催化材料反應空速是同類技術的3倍以上，催化劑穩定性達到同類技術的7倍。

        在此基礎上，上海石化研究院建立起高結晶度分子篩催化材料制備技術平臺，申請相關專利30余項，形成自主技術的專利保護網絡，并進一步將該分子篩材料拓展到其他材料應用領域，用于制備高性能的催化劑、吸附劑等，在新型煤化工、石油化工等領域具有良好的應用前景。

        新型催化材料是新工藝的先導和基石。新型全結晶催化材料的成功研發，帶來了C4烯烴催化裂解工藝的技術突破。以該催化劑為核心，反應器開發、工藝流程設計、工程放大等技術難關相繼得到攻克，形成了烯烴裂解成套工藝技術。而C4烯烴裂解技術的開發，開創了一條從催化材料創新帶動工藝創新并進一步實現產業化的創新之路。

        按照新型催化技術的特點，技術攻關團隊開發了大型絕熱式固定床反應器技術和內循環工藝流程。針對烯烴裂解反應特征，成功開發了新型的低床層阻力降的反應器。開發的內循環工藝把單次通過后未反應的C4烯烴重新循環回反應器，而無須外加稀釋劑，技術效果顯著。

        為加快技術的轉化，上海石化研究院與中原石化、工程建設公司緊密合作，先后完成該發明專利技術工業實施方案可行性研究與裝置設計。他們成功開發集成C4烯烴催化裂解制丙烯成套技術，并于2009年11月在河南濮陽建成6萬噸/年工業裝置，成功實現工業轉化。2011年，該裝置又與甲醇制烯烴（MTO）裝置實現集成，使MTO裝置的雙烯收率從81%提高到87%。目前該發明專利技術已經在國內多套大型煤化工裝置建設中推廣應用。

        業內專家評價道：“項目總體技術指標達到國際領先水平，具有顯著的經濟效益和良好的推廣應用前景。”

        該項目相關技術先后獲得中國石化集團公司技術發明一等獎、上海市技術發明一等獎、國家技術發明二等獎等榮譽。