催化柴油加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX技術相關專利分析

任金晨，柳 偉，袁長富，張忠營

（中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院，遼寧大連 116045）

近年來，隨著原油品質的逐年變差，催化裂化裝置所加工的原料也日益重質化和劣質化，加之煉油企業(yè)為了多生產(chǎn)汽油和丙烯等高價值產(chǎn)品而提高了催化裂化裝置的操作苛刻度，導致催化裂化裝置的產(chǎn)品，特別是（催化柴油）LCO的質量進一步變差。而隨著國內油品清潔化進程的加快，LCO已成為煉油企業(yè)柴油產(chǎn)品質量升級的制約因素。從組成來看，LCO具有高密度（密度在0.87～0.97g/cm3）、高芳烴含量（60%～90%）、低十六烷值（20～35）和低氫含量（9.0%～11.0%）的特點，不適合通過常規(guī)加氫技術手段生產(chǎn)高質量柴油。我國柴油構成中LCO約占30%，依托加氫裂化技術將低附加值的LCO部分轉化為高附加值的高辛烷值汽油調合組分，可以有效降低煉廠柴汽比，應對市場需求的變化，同時提高企業(yè)效益。目前，對LCO的處理主要包括以下幾種工藝路線：一是脫硫為主要目的的加氫精制技術，二是最大化提高LCO十六烷值選擇性開環(huán)不斷鏈技術路線，三是中壓加氫改質路線，四是加氫轉化生產(chǎn)汽油和BTX路線。2005年，UOP公司于NPRA年會報道了LCO加氫處理多產(chǎn)高辛烷值汽油的LCO Unicracking技術，用于將LCO轉化為高辛烷值汽油調和組分。中國石化撫順石油化工研究院的研究人員基于煉化結合和芳烴綜合利用的理念，依托現(xiàn)有非貴金屬加氫催化劑體系開發(fā)了催化裂化柴油加氫轉化生產(chǎn)高辛烷值汽油調和組分或輕芳烴的FD2G技術，并于2013年的工業(yè)應用實驗中一次開車成功[1-4]。本文將通過研究國內外“LCO加氫裂化生產(chǎn)BTX和汽油”專利的技術分布及發(fā)展情況，深入分析這一技術領域的專利申請趨勢、主要競爭者、主要發(fā)明人和技術來源國等，為技術人員的研發(fā)提供指引。

1 全球LCO加氫裂化技術領域專利技術分析

借助INNOGRAPHY專利檢索分析數(shù)據(jù)庫對全球申請公開的LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX技術領域的相關專利進行檢索分析，其中檢索涉及的關鍵詞及IPC分類號見表1。

表1 檢索關鍵詞及IPC分類號

1.1 全球專利數(shù)量分析

截至2017年6月23日，在INNOGRAPHY數(shù)據(jù)庫中對“LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX”技術領域的全球專利進行檢索，表2為LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域的全球專利數(shù)量情況。

表2 LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域全球專利數(shù)量統(tǒng)計 件

1.2 全球專利申請趨勢分析

圖1展示了LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域近20年全球專利申請量的年度變化。可以看出，這一領域專利申請量比較多的年份集中在2011–2014年；2003–2010年，年度申請量呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢；而2011年申請量陡增，達到了2010年申請量的2倍以上，可以看出中國和美國專利申請是主要貢獻者。

1.3 全球專利競爭者分析

圖1 近20年來全球專利申請趨勢

圖2 全球專利競爭者熱力圖分析

圖2為LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域競爭者的熱力圖分析。圖2中每個多邊形表示1個專利權人，面積大小代表專利數(shù)量，顏色代表該專利權人的年收入情況（越紅年收入越高，越藍年收入越低；灰色表示該專利權人為大學、研究所，或者沒有收錄其年收入數(shù)據(jù)），競爭者熱力圖從經(jīng)濟實力和技術實力2個維度，分析了這一領域競爭者的情況。

由圖2分析可知，中國石化在專利數(shù)量和年收入2個方面都處于領先地位。在專利數(shù)量方面，日本JX控股公司、?？松梨?、霍尼韋爾國際、雪佛龍依次位列第二至第五。上述5家石油化工企業(yè)的年收入排名第一的為中國石化，而?？松梨?、雪佛龍、日本JX控股公司和霍尼韋爾國際依次位列第二至第五。

1.4 全球專利主要發(fā)明人分析

圖3為LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX技術領域主要發(fā)明人的熱力圖分析，圖中每個多邊形表示一個發(fā)明人，面積大小和顏色均代表該發(fā)明人的專利數(shù)量。

圖3 全球專利主要發(fā)明人熱力圖分析

由圖3可知，專利數(shù)量排名前四的發(fā)明人均為日本人，依次為柳川真一朗、小林正英、巖佐泰之和伊田領二。這4位發(fā)明人均任職于吉坤日礦日石能源株式會社（Jx Nippon Oil & Energy Corp.），該公司為日本JX控股公司的子公司。

1.5 全球專利主要國家/地區(qū)分析

圖4為LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域全球專利的區(qū)域布局情況?！凹夹g應用國”分析是從受理專利申請的專利局的角度，分析專利技術的國家/地區(qū)布局情況。一項技術在某個國家/地區(qū)布局的專利數(shù)量越多，往往反映了專利權人對該國家/地區(qū)市場的重視程度越高。

從圖4可以看出，布局專利數(shù)量排名在前五位的國家/地區(qū)分別為中國、美國、日本、歐洲和韓國，表明LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域最受關注的市場為上述5個國家/地區(qū)的市場。

圖4 全球專利技術應用國分析

圖5展示了LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域全球專利的來源情況?！凹夹g來源國”分析是從發(fā)明人的角度，分析某個國家的發(fā)明人為全球專利作出的貢獻。來源于某個國家/地區(qū)的專利越多，表明該國家/地區(qū)技術發(fā)展水平越高。

從圖5可以看出，美國的發(fā)明人為全球專利貢獻了最多專利技術，其次是中國，日本位列第三。

結合圖4和圖5可知，美國發(fā)明人在全球申請了506件專利，全球發(fā)明人在美國申請了254件專利，因為這254件美國專利不全是美國發(fā)明人申請，所以美國發(fā)明人海外布局的專利比例不少于49.8%（實際比例為72.9%）。

圖5 全球專利技術來源國分析

表3展示了中、美、日、法、韓5國的海外專利布局比例，美、日、法、韓4國在LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域海外專利布局的比例均高于70%，而中國發(fā)明人布局海外專利的比例尚不足20%。

表3 中、美、日、法、韓海外專利布局比例統(tǒng)計 件

2 中國LCO加氫裂化技術領域專利技術分析

2.1 中國專利數(shù)量分析

表4統(tǒng)計了LCO加氫裂化生產(chǎn)BTX和汽油領域中國專利數(shù)量以及授權量。其中生產(chǎn)BTX的專利為298件，授權專利的比例為39.9%；生產(chǎn)汽油的專利為403件，授權專利的比例為41.2%。

2.2 中國專利申請趨勢分析

圖6為LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域近20年中國專利申請量的年度變化，數(shù)據(jù)顯示，除了個別年份外，LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域中國專利申請量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢。

表4 LCO加氫裂化中國專利數(shù)量統(tǒng)計 件

圖6 近20年來中國專利申請趨勢

2011年度申請量超過了2010年的2倍，其中中國石化申請的專利占72.9%，為2011年年度專利申請量陡增的主要原因；其次是日本JX控股公司，占8.5%；SK新技術株式會社的申請量位列第三，占5.1%。

2.3 中國專利競爭者分析

圖7反映了LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域中國專利的競爭態(tài)勢。競爭者氣泡圖中不同氣泡表示不同的專利權人，氣泡大小代表專利數(shù)量。橫軸為技術實力，通過專利數(shù)量、專利分類數(shù)量和引證數(shù)量計算得到，數(shù)值越大表示對本領域關注度越高；縱軸為綜合實力，通過年收入、訴訟案件數(shù)量和公司發(fā)明位置數(shù)量計算得到，數(shù)值越大表示利用專利的能力越強。

圖7 中國專利競爭者氣泡圖分析

位于圖7中第一象限的中國石化綜合實力和技術實力屬于領先水平。技術實力上的領先主要歸功于中國石化申請的中國專利數(shù)量。相比于中國石化，其他石油化工企業(yè)大多數(shù)位于第四象限，原因有二：一是年收入與中國石化有差距；二是在中國布局的專利數(shù)量相對較少。

2.4 中國專利主要發(fā)明人分析

圖8展示了LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域中國專利的主要發(fā)明人。專利數(shù)量前十名的發(fā)明人中，中國發(fā)明人占8位，其中在中國石化任職的有6位，另外兩位（于海斌、臧甲忠）在中國海油任職。前5名發(fā)明人分別是孔德金、于海斌、臧甲忠、聶紅和張毓瑩。還有2名日本發(fā)明人分別位列第7名（柳川真一朗）和第9名（小林正英），均任職于日本JX控股公司。

2.5 中國專利技術來源國分析

圖9為LCO加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX領域中國專利的來源情況。由圖9可知，中國專利申請大部分來源于本土申請人的申請，占71.5%；其次是美國申請人的申請，占12.4%；日本發(fā)明人申請的中國專利占7.8%，位列第三。

圖8 中國專利主要發(fā)明人熱力圖分析

圖9 中國專利技術來源國分析

3 結語

通過對催化柴油加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX技術進行檢索和分析，結合全球在該技術領域的專利申請現(xiàn)狀和中國專利情況可以發(fā)現(xiàn)，國外申請人重視專利布局，海外專利布局的比例明顯高于國內申請人，因此，我們國內申請人在技術創(chuàng)新研發(fā)的同時，還要高度重視技術海外市場的保護，將技術創(chuàng)新與專利保護有機結合，形成具有自主知識產(chǎn)權的催化柴油加氫裂化生產(chǎn)汽油和BTX技術。