丙烯生产技术发展及经济性分析
丙烯生产技术发展及经济性分析.doc

丙烯生产技术发展及经济性分析专家论坛当代石油石化 PETR0LEUM&PETR0CHEMICAL T0DAY V01.13 No.10 0ct.20o5丙烯生产技术发展及经济性分析(中国石油化工集团公司,北京100029)摘要:分析了丙烯生产技术的进展情况及发展趋势,对不同丙烯生产路线的技术经济性进行了对比分析关键词:丙烯工艺技术技术经济发展趋势丙烯是仅次于乙烯的一种重要基本有机原料近年来,世界丙烯需求增长率一直高于乙烯,预计这种发展趋势仍将持续下去。
为了满足快速增长的丙烯需求,国内外一方面通过对烃类蒸汽裂解和催化裂化两大传统的丙烯来源进行催化剂、工艺条件和装置结构的改进,大幅增产丙烯;另一方面不断研究开发新的增产丙烯技术,以扩大丙烯新的原料来源1 世界丙烯供需前景分析丙烯是乙烯蒸汽裂解装置联产品和催化裂化(FCC)装置的副产品。
据美国SRI咨询公司报道,2004年世界丙烯总产量超过6 500万吨,其中约61%来自乙烯蒸汽裂解装置,约34%来自FCC装置,约3%来自丙烷脱氢装置,约2%来自其他装置另据美国化学市场咨询公司(CMAI)报道,2004年世界丙烯需求量达到6 510万吨,其中60.7%用于生产聚丙烯,9.0%用于生产丙烯腈,7.1%用于生产环氧丙烷,5.9%用于生产异丙苯,3.5%用于生产丙烯酸,13.8%用于其他方面多年来,在聚丙烯需求快速增长的带动下,世界丙烯需求增长速度一直快于乙烯。
美国丙烯与乙烯的需求比率1992年为0.43,2004年已升至0.54西欧、亚太地区的情况也是如此,2004年亚太地区丙烯与乙烯需求比率甚至高达0.77。
而中东地区由于近些年新增的乙烯能力主要是以乙烷裂解为主,因此自1996年以来丙烯与乙烯需求比率一直变化不大。
由于世界丙烯产量增速明显低于乙烯,使丙烯供应出现紧张,导致丙烯与乙烯价格比增加,由进入2005年,世界丙烯价格已开始高于乙烯价格,5月份丙烯与乙烯价格比曾达到1.22:1。
甲醇制丙烯技术应用前景及装置建设相关问题探讨

45国际石油经济 2005年9 月第13卷第9期炼化广角REFINING & PETROCHEMISTRY一、甲醇制丙烯技术应用现状由于受石油资源持续短缺、边远地区天然气不易运输的影响,自20世纪 80年代以来,世界上许多著名的石油和化学公司,包括埃克森美孚公司(Exxon-Mobil)、美国环球石油公司(UOP)和挪威海德鲁公司(Norsk Hydro)等,纷纷致力于非石油资源合成低碳烯烃的技术路线研究,例如以天然气为原料生产甲醇直至乙烯和丙烯的研究,并取得相当进展,目前,许多工业化装置正在建设或正在拟建之中。
世界上现行的由甲醇制丙烯的方法主要有两种。
一是MTO技术(Methanol to Olefin,甲醇制烯烃),即由甲醇首甲醇制丙烯技术应用前景及装置建设相关问题探讨胡玉梅(中国石化集团公司经济技术研究院)摘要随着我国国民经济的持续、快速发展,我国对丙烯及其下游产品的需求呈大幅度上升趋势,丙烯短缺的问题日益突出。
目前我国丙烯全部来源于石油,现有丙烯生产路线已最大程度地提供了丙烯资源,丙烯新来源与应用技术问题受到日益广泛的关注。
从战略的角度考虑,采用天然气甲醇制丙烯(MTP 技术)可以拓宽原料渠道,调整丙烯原料结构,减少对石油资源的依赖并规避价格风险。
针对我国未来开展的甲醇制丙烯装置的建设,建议在资源的利用方面不仅要立足国内,同时可以考虑利用中东等地的天然气资源。
关键词甲醇制丙烯 MTO技术 MTP技术装置建设前景工用于出产高性能沥青等产品,总体资源配置向靠近主要消费市场的加工基地倾斜。
做好整体和区域的资源优化利用,是节约资源的关键。
技术的进步是节约资源的最重要手段。
能源化工是资源消耗大户,也是能源消耗大户。
节约能源和资源,不仅仅限于现有石油化工过程采用新技术、新设备、新材料,降低现有过程能源和资源的消耗,更重要的是能源化工工艺路线的革新。
能源化工的发展,从技术角度,必须采取能源和资源消耗少的工艺路线。
MMA的发展情况

1.2 供需预测除日本之外的亚洲其他地区将成为MMA未来生产与消费的主要地区,大部分新建装置将集中在这一地区。
预计未来几年将是MMA产能高速增长时期,由于亚洲地区MMA下游产品年消费增长率一直保持两位数增长,因此许多企业计划在亚洲新建或扩建MMA生产装置。
预计2011年世界MMA生产能力将达到420.7万t/a,较2006年新增88.3万t/a.其中亚洲其他地区将新增产能66.6万t/a,其总产能达到155万t/a。
在亚洲其他地区中,我国大陆、韩国、新加坡和泰国是MMA产能主要增长地区。
2011—2016年期间,预计世界MMA生产能力将进一步增加至492.6万t/a,中东地区也将开始MMA生产,沙特国际石化公司(Sipchem)与璐彩特的合资公司在朱拜勒建设的25万t/aMMA装置预计2012年建成。
预计今后几年世界MMA市场需求将以每年5%左右的速度增长.需求增速超过同期GDP增长速度,2011年达到371.3万t左右,2016年增长至420万t左右。
同期,亚洲MMA市场需求增长更为迅速,达到年均8.4%。
我国MMA市场年均增长速度高达9.4%,未来几年将成为仅次于美国和日本的全球第三大消费市场。
亚洲MMA需求增长的主要动力,将来自于液晶显示器、建筑和汽车领域。
世界PMMA下游增长最迅速的LCD市场,预计2006—2011年将年均增长16.8%,2011—2016年需求年均增长7.1%,需求增长主要受到电脑和平板电视市场增长的驱动。
2 国内市场2.1 生产现状国内早期的MMA生产是由有机玻璃废料经裂解而制取的。
20世纪50年代末期,先后在苏州安利化工厂和上海制笔化工厂各建了一套1000t/a和6000t/a装置,工艺均采用丙酮氰醇路线。
20世纪70年代又陆续建设了一批中小型装置。
20世纪80年代末期开始从国外引进技术,建设较大规模的MMA生产装置,黑龙扛安达龙新化工有限公司和抚顺有机玻璃厂先后从意大利Vedfil公司和捷克PLZ公司引进2万t/a和1.3万t/a的装置。
聚丙烯工艺丙烯单耗偏高的原因分析及应对措施

聚丙烯工艺丙烯单耗偏高的原因分析及应对措施摘要:丙烯单消耗是聚丙烯生产过程中一个重要的经济技术指标.结合生产实践,从工艺和设备两个方面对造成丙烯消耗较大的原因进行了分析,提出了解决措施,使丙烯消耗大幅度下降。
关键词:聚丙烯;丙烯单耗;消除措施丙烯单耗是一吨聚丙烯在工业中的消耗量,它是聚丙烯装置的一个主要经济指标。
丙烯单耗的多少,将对聚丙烯装置的生产成本及经济效益有直接的影响;并能精确地反应出该设备的驾驶水准。
结合生产实践,找出造成丙烯消耗偏高的原因,提出了解决措施,使丙烯消耗大幅度下降。
1丙烯压缩机1.1丙烯压缩机停止运行的影响聚丙烯装置中,丙烯压缩机的功能是,将通过安全过滤器,并通过低压丙烯洗涤器洗涤,压缩成1.9 MPaG的丙烯气,并将其输送给高压丙烯洗涤器。
当丙烯压气机停止运转时,在2.0吨/小时的较低压力下,丙烯气不能再被回收,仅由袋口滤清器上的排出口到排出系统中。
它不仅影响了设备的正常运转,而且使丙烯消耗增大,从而影响了经济效益。
1.2丙烯压缩机故障的分析经分析,压缩机的停机原因多为一、二次出口温度过高,或气门发生故障。
产生此现象的最基本的原因是,在丙烯压缩机所压缩的丙烯气体中,以聚丙烯细粉末为主,并以激活剂 TEAL为主。
1.3解决丙烯压缩机故障的措施针对丙烯压缩机的压缩丙烯气中存在的聚丙烯微粒及激发剂 TEAL的问题,采取了以下几种处理方法。
(1)用不锈钢材料制成的滤筒替换袋式过滤器,以延长其使用寿命并防止其破碎。
(2)增加滤清器,并对滤清器进行定时清洗。
优势在于可以做到一次打开一次关闭,当压力差超过0.02 kPa时,可以在滤筒清洗时进行开关动作;这就防止了清洗过程中走弯路,导致粉末进入丙烯压气机组,从而导致高温高联锁停机。
(3)当聚丙烯用量变化时,由于激活剂是自动调节的,所以要相应地变化激活剂的用量。
为了使压缩机气体不含有激活剂,应适当减小激活剂FIC111的用量,防止过多,并应尽量减少在低压丙烯洗涤器塔中的激活剂用量,使气体不含有激活剂。
丙烯工艺经济性对比及全球市场规模、产能价格分析(2021年)

目录1.丙烯1.1.丙烯工艺1.1.1.丙烯工艺综述1.1.2.石油催化裂化以及其衍生多产丙烯技术1.1.3.石脑油蒸汽裂解1.1.4.基于 FCC或蒸汽裂解的其他路径1.1.5.丙烷脱氢1.1.6.煤制烯烃1.2.丙烯工艺经济性对比:目前 MTO利润整体弱于其他工艺1.3.丙烯市场1.3.1.全球丙烯市场:产能增速显著放缓1.3.2.中国丙烯市场:原油带动价格上涨,产能增速仍不容小觑1.丙烯1.1.丙烯工艺1.1.1.丙烯工艺综述目前,丙烯的生产制备主要有四种工艺,分别是原油催化裂化、石脑油蒸汽裂解、原煤制甲醇后MTO或者直接CTO、丙烷脱氢,据卓创资讯统计,2020年度四种工艺占比分别为28%、29%、24%和19%,较上一年度分别上升-4%、+4%、-2%、+2%。
随着炼化一体化恒力石化和浙江石化产能的逐步释放,蒸汽裂解工艺产能占比显著提升;MTO/CTO产能投放不多,占比下滑;PDH(含混烷脱氢MDH,下同)产能因天津渤化、浙江华鸿新材料等装置的投产有所提升,且未来随着大量丙烷脱氢装置释放,其产能占比有较大提升空间。
未来丙烯新增产能将主要释放于石脑裂解和丙烷脱氢两种工艺上。
图1:2018-2020丙烯来源途径单位:%图2:上游工艺1.1.2.石油催化裂化以及其衍生多产丙烯技术催化裂化FCC是传统炼油工艺,主要产物为汽油、柴油等燃料油成品油,丙烯作为副产品,收率较低。
为提升丙烯收率,UOP公司的PetroFCC工艺和RxPro工艺、中国石化石油化工科学研究院的深度催化裂化( DCC)、新日本石油公司和沙特阿美公司的高苛刻度催化裂化( HS-FCC) 技术等工艺被逐步开发,以VGO(减压柴油等重质组分)为原料生产出来的丙烯收率分别可达20%以上、15-25%、接近20%的水平。
1.1.3.石脑油蒸汽裂解蒸汽裂解是目前生产烯烃的主要工艺之一,石脑油经750℃以上高温,在水蒸气环境中经过管式加热炉发生分子链断裂和脱氢反应,从而制得乙烯、丙烯等轻烃。
丙烯高温氯化法生产环氧氯丙烷技术分析

丙烯高温氯化法生产环氧氯丙烷技术分析在我国快速发展的过程中,由于环氧树脂、合成甘油等产品需求强劲,促使国内环氛级丙烷需求量的快速增长。
但国内的生产能力和产量远不能满足实际需要,需大量进口。
丙烯合成环氧丙烷技术成熟、原料供应充足、投资不算太大、利润率较高,能使投资者得到较满意的回报。
标签:环氧氯丙烷;高温氯化;分析随着各类工艺技术的不断发展与进步,各类领域也都取得了不凡的成就。
而每个研究的成功,背后一定是无数次的实验与长时间的研究发展。
在甲醇制丙烯的这项发展中,甲醇作为制作丙烯的主要原料,甲醇制丙烯也经过了漫长的技术研究与发展。
下面我便来简单的概述一下甲醇制丙烯的技术进展以及经济分析。
1 生产工艺1.1 丙烯高温氯化法丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的经典方法,世界上90%以上的环氧氯丙烷采用此法进行生产。
其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯,氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇,二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反应单元。
丙烯与氯气经干燥、预热后以摩尔比4~5:1混合进入高温氯化反应器,短时间(约3s)内进行反应,生成氯丙烯和氯化氢气体。
精制后得氯丙烯产品,同时副产D-D混剂(1,2-二氯丙烷和1,3-二氯丙烯),氯化氢气体经水吸收后得到工业盐酸;氯气在水中生成次氯酸(或采用介质叔丁醇和氯气在溶液中反应生成叔丁基次氯酸盐,该盐水解生成次氯酸,叔丁醇循环使用),次氯酸与氯丙烯反应生成二氯丙醇(过程中二氯丙醇浓度一般控制在4%左右);二氯丙醇水溶液与Ca (OH)2或反应生成环氧氯丙烷。
1.2 醋酸丙烯酯法醋酸丙烯酯法工艺过程主要包括合成醋酸丙烯酯,醋酸丙烯酯水解制烯丙醇,合成二氯丙醇以及二氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷4个反应单元。
在钯和助催化剂作用下,丙烯与氧在温度160~180℃、压力0.5~1.0MPa,醋酸存在下反应生成醋酸丙烯酯;在温度60~80℃、压力0.1~1.0MPa下,以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,醋酸丙烯酯经水解反应生成烯丙醇;在温度0~10℃,压力0.1~0.3MPa条件下,烯丙醇与氯通过加成反应生成二氯丙醇;二氯丙醇与氢氧化钙发生皂化反应生成环氧氯丙烷。
9.丙烷脱氢制丙烯工艺及其经济性分析_杨英

檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝殝殝殝项目评价丙烷脱氢制丙烯工艺及其经济性分析杨英彭蓉(中国石油兰州化工研究中心,730060)肖立桢(中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司,730060)摘要:综述了丙烷脱氢(PDH )制丙烯的工艺进展,重点介绍了工业化应用普遍的Oleflex 工艺和Catofin工艺;对比了几种常见PDH 制丙烯工艺技术的特点和优势,并对其经济性进行了分析。
指出了PDH 制丙烯工艺存在的问题及今后的研究方向,并结合实际情况提出了投资建议。
关键词:丙烯丙烷丙烷脱氢技术经济文章编号:1674-1099(2014)03-0006-05中图分类号:TQ221文献标识码:A收稿日期:2014-04-23。
作者简介:杨英,女,1974年出生,1996年毕业于四川大学高分子材料专业,硕士,高级工程师,现从事炼化科技期刊编辑出版工作,已发表文章20余篇。
丙烯是一种重要的有机化工原料,其用量仅次于乙烯,除用于生产聚丙烯外,还是生产丙烯腈、丁醇、辛醇、环氧丙烷、异丙醇、丙苯、丙烯酸、羰基醇及壬基酚等产品的主要原料[1]。
随着聚丙烯等衍生物需求的迅猛增长,丙烯的需求量逐年递增,产能增速加快,预计2014—2016年丙烯产能年均增速为4.1%,产量年均增速为4.6%,开工率持续提高[2]。
目前,丙烯主要来自石脑油裂解制乙烯和石油催化裂化(FCC )过程的副产物,除非有新的丙烯生产工艺成功投入工业化应用,否则将难以满足石化行业对丙烯的需求。
因此,近年开发新工艺、扩大丙烯来源成为热点,其中丙烷脱氢(PDH )制丙烯工艺备受关注。
与烃类蒸汽裂解工艺相比,PDH 制丙烯工艺能产生更多的丙烯,丙烯总收率可达74% 86%,而烃类蒸汽裂制丙烯时丙烯收率最高也只有33%。
此外,PDH 制丙烯的设备投资比烃类蒸汽裂解低33%,还能有效地利用液化石油气(LPG )资源,使之转变为有用的烯烃[3-7]。
目前,全球有20余套PDH 装置正在运行中,这些装置主要采用UOP (美国环球油品公司)的Oleflex 工艺和ABB Lummus (ABB 鲁玛斯公司)的Catofin 工艺[8]。
丙烯酸甲酯的生产技术

丙烯酸甲酯的⽣产技术丙烯酸甲酯的⽣产技术任务点01 丙烯酸甲酯⽣产⼯艺路线选择――――⽣产现状、⽣产⽅法分析⽐较(原料来源,催化剂性能,安全、环保分析,经济性分析);丙烯睛⽔解⼄酸甲酯法原料来源⽯油⽯油安全、环保分析;经济性分析这种⽅法所制的的丙烯酸甲酯的收率系随醇的种类⽽有所不同,使⽤甲醇时,丙烯酸甲酯的收率按丙烯晴计⾼于85%,以甲醇计⾼于75%。
此法在技术上是可⾏的,其发展取决于催化剂和分离⽅法的改进。
缺点⾄于⽤丁醇以上的⾼级醇时,在经济上海存在着问题。
这种⽅法的缺点是副产物⾼于丙烯酸甲酯2倍(重量)以上的副产物,即以硫酸氢铵为主要成分的废酸,⽽处理这种废酸有很多困难。
因为不能将其抛弃,⽽只能⽤于硫酸回收,或⽤来制造硫酸铵。
另⼀缺点是从丙烯晴直接合成⾼级酯类有⼀定的困难。
因此不能⽤这种⽅法来建设⼤规模的⼯⼚。
虽然此法在技术上是可⾏的,但有⼤量未转化的原料必须回收。
总结选择:丙烯氧化法随着丙烯酸酯需要量的增加及丙烯价格的下降,近来很多⼚家都企图⽤价格较低⽽⼜适合于⼤型化的空⽓氧化合成丙烯酸的⽅法来实现⼯业化(流程如图所⽰)。
以丙烯作原料的丙烯酸合成法有以下两种⽅法:⼀种是先将丙烯氧化成丙烯醛,再由丙烯醛氧化成丙烯酸的⼆步法,另⼀种是丙烯酸⼀步空⽓氧化直接合成丙烯酸的⼀步法。
第⼀种⽅法中,在丙烯酸氧化上⼜可分为⽓相法和液相法,可是从收率及连续化难易⽅⾯考虑,⼏乎都愿意采⽤⽓相接触氧化。
⾄于⼀步法中除了丙烯酸以外,实际上也同时产⽣丙烯醛,因此很难将⼀步法和⼆步法的第⼀步反应加以明确区分。
⼆步法的第⼀步反应是合成丙烯醛,其中以壳牌开发公司所采⽤的⽅法最早引起⼯业上的注意,这种⽅法以Cu2O作催化剂,反应系统中氧⽓浓度保证很低,转化率低到1%左右。
此后,酿酒(Distillers)公司发明了Se—CUO催化剂,曾当作丙烯晴新和成的第⼀步反应催化剂⽽引起注意。
以后⾃标准油公司(俄亥俄)[The Standard Oil(Ohio)]发表Mo—Bi系催化剂以来,接着出现了很多⾼转化率及⾼收率第⼆步反应与第⼀步反应相⽐,可以在稍低的温度下进⾏氧化,即在350~400℃和接近于常压条件下进⾏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
丙烯生产技术发展及经济性分析专家论坛当代石油石化 PETR0LEUM&PETR0CHEMICAL T0DAY V01.13 No.10 0ct.20o5丙烯生产技术发展及经济性分析(中国石油化工集团公司,北京100029)摘要:分析了丙烯生产技术的进展情况及发展趋势,对不同丙烯生产路线的技术经济性进行了对比分析关键词:丙烯工艺技术技术经济发展趋势丙烯是仅次于乙烯的一种重要基本有机原料近年来,世界丙烯需求增长率一直高于乙烯,预计这种发展趋势仍将持续下去。
为了满足快速增长的丙烯需求,国内外一方面通过对烃类蒸汽裂解和催化裂化两大传统的丙烯来源进行催化剂、工艺条件和装置结构的改进,大幅增产丙烯;另一方面不断研究开发新的增产丙烯技术,以扩大丙烯新的原料来源1 世界丙烯供需前景分析丙烯是乙烯蒸汽裂解装置联产品和催化裂化(FCC)装置的副产品。
据美国SRI咨询公司报道,2004年世界丙烯总产量超过6 500万吨,其中约61%来自乙烯蒸汽裂解装置,约34%来自FCC装置,约3%来自丙烷脱氢装置,约2%来自其他装置另据美国化学市场咨询公司(CMAI)报道,2004年世界丙烯需求量达到6 510万吨,其中60.7%用于生产聚丙烯,9.0%用于生产丙烯腈,7.1%用于生产环氧丙烷,5.9%用于生产异丙苯,3.5%用于生产丙烯酸,13.8%用于其他方面多年来,在聚丙烯需求快速增长的带动下,世界丙烯需求增长速度一直快于乙烯。
美国丙烯与乙烯的需求比率1992年为0.43,2004年已升至0.54西欧、亚太地区的情况也是如此,2004年亚太地区丙烯与乙烯需求比率甚至高达0.77。
而中东地区由于近些年新增的乙烯能力主要是以乙烷裂解为主,因此自1996年以来丙烯与乙烯需求比率一直变化不大。
由于世界丙烯产量增速明显低于乙烯,使丙烯供应出现紧张,导致丙烯与乙烯价格比增加,由进入2005年,世界丙烯价格已开始高于乙烯价格,5月份丙烯与乙烯价格比曾达到1.22:1。
据CMAI预测,到2020年世界丙烯需求量将增至1.16亿吨,年均增长3.8%,将高于同一时期乙烯需求年均增长率3.6%;丙烯与乙烯的需求比率将由2004年的0.63升至2020年的0.67左右据美国化学系统公司分析,未来世界计划新增的乙烯能力中有25%以上以乙烷为原料,特别是中东新增的乙烯能力中约90%为乙烷、乙丙烷裂解装置,丙烯联产量很少,即使其他地区新增的乙烯能力全部以石脑油或馏分油为原料,丙烯产量也只有乙烯的一半左右。
因此,传统乙烯蒸汽裂解装置所生产的丙烯将难以满足强劲的市场需求,未来世界丙烯产量增加将主要依靠FCC装置以及烯烃歧化、c/c 烯烃裂解、丙烷脱氢和甲醇制烯烃等丙烯增产技术。
据CAMA公司预测,2010年世界丙烯产量将达到7 730万吨,其中59%来自乙烯蒸汽裂解装置,33%来自FCC装置,3%来自丙烷脱氢装置2 增产丙烯技术开发进展情况经过多年的技术开发,目前已开发成功的增产丙烯技术主要有蒸汽裂解、炼厂增产丙烯、丙烷脱氢、甲醇制低碳烯烃、烯烃转化等五类2.1 蒸汽裂解增产丙烯乙烯原料蒸汽裂解一直是丙烯的最大来源,目前约占丙烯总产量的61%。
但是,不同原料和操作条件下的丙烯收率不尽相同,见表1收稿日期:2005—08-03作者简介:刘佩成,硕士研究生,高级工程师,现任中国石化集团公司总师办公室副主任,主要从事石油石化经济、技术信息及发展战略研究工作,已发表论文数篇刘佩成.丙烯生产技术发展及经济性分析 15表1 不同蒸汽裂解制乙烯原料的丙烯与乙烯产量比率由表1可见,原料相对分子质量越大,丙烯收率越高。
以石脑油为原料生产乙烯,每产1吨乙烯副产0.5吨丙烯;而以乙烷为原料生产乙烯,每产1吨乙烯仅副产0.019吨丙烯近年来,为了提高乙烯蒸汽裂解装置的经济效益和竞争能力,世界新建的乙烯装置趋于大型化,原料倾向轻质化。
特别是中东地区,未来几年计划利用其低成本的乙烷资源建设多套大型乙烷蒸汽裂解制乙烯装置,其结果将导致丙烯与乙烯产量比率大幅下降。
据预测,世界蒸汽裂解的丙烯与乙烯产量比率将由2004年的0.4降至2014年的0.36,而丙烯与乙烯的需求比率将由2004年的0.59升至2014年的0.62(见图1)。
因此,需要通过其它技术措施来增产丙烯,以弥补供需缺口2OO4 2005 2006 2O07 2008 2009 2010 201 1 2012 2013 2O14图1 未来几年世界丙烯与乙烯产量比率与需求比率变化2.2 炼厂增产丙烯炼厂丙烯主要来自催化裂化(FCC)、减粘/热裂化和焦化等三类装置,其中FCC丙烯约占炼厂丙烯的9r7%,是丙烯的第二大来源2004年,世界丙烯总产量中约34%来自FCC,其中北美地区该比例约为37%、西欧约为28%、亚太地区约为30%、中东地区约为6%。
因此,通过改进FCC的催化剂、工艺条件和装置结构,可大幅度提高丙烯产率近年来,国内外通过采用提高FCC反应的苛刻度、加人ZSM-5分子筛催化剂和改进FCC 装置结构等措施,开发了很多FCC增产丙烯的工艺技术。
例如,中国石化石油化工科学研究院(RIPP)开发的催蒸汽条件下操作,丙烯产率可达18%~24%;KBR与埃克森美孚公司合作开发的Maxofin工艺,将高含量的ZSM-5助剂与改进的FCC技术相结合,丙烯产率可达18%;日本石油能源中心(JCCP)与沙特石油矿业大学(KFUPM)合作开发的高苛刻度催化裂剂油比下操作,采用特种催化剂和择形助剂,丙烯产率可达10%~16%;RIPP开发的催化热裂解工艺(CPP),在560~670oC、短接触时间、高剂油比下操作,丙烯产率可达15%;鲁姆斯公司开发的选择性组分裂化(SCC)工艺,通过在进料喷嘴上游向提升管中选择性地注人石脑油和轻质原料,可使丙烯产率达到16%~17%,如果在短接触时间、高剂油比、高温下操作,可使丙烯产率再提高2~3个百分点;UOP公司开发的PetroFCC 技术,采用择形分子筛催化剂、助剂和两个反应器、一个再生器,使用R】【一Cat技术将仍有活性的“废催化剂”循环返回至MxR 。
M混合室,优化生产烯烃或汽油的反应条件,丙烯的产率可达22%~25%,芳烃产率可达18%;Davison催化剂公司开发的APEX催化剂,不仅可使FCC的丙烯产率提高到15%~20%,还可减少生焦量,使催化剂在塔底仍保持较好的裂化活性;日本丸善石油化学公司与德国产业技术综合研究所准备共同进行石脑油催化裂化制低碳烯烃长寿命非沸石系催化剂的研发工作。
据悉,通过使用此类催化剂可使石脑油裂解温度比蒸汽裂解低250oC、能耗降低30%,乙烯和丙烯总收率提高10个百分点由上述可见,FCC增产丙烯工艺技术可较大幅度地提高丙烯产量。
但炼厂增产丙烯也存在一些制约因素:一是大多数增产丙烯技术都是以少产汽油和中间馏分油为代价,这可能与增产汽油相矛盾;二是未来新建炼厂或新增加的FCC能力不是很多,估计每年FCC能力仅增长1%左右据SRI预测,最乐观的估计,到2014年世界炼厂丙烯产量最多也只能达到3 000万吨。
因此,要满足未来市场对丙烯的需求,还需要通过其他丙烯生产技术。
2.3 丙烷脱氢制丙烯(PDH)1990年以来,丙烷脱氢制丙烯一直是获取丙烯资源的重要途径之一。
目前,世界共有8套PDH工业装置在运转,占世界丙烯产量的2.5%,其中有6套采用UOP公司开发的Oleflex 工艺技术目前,国外已开发成功的丙烷脱氢制丙烯技术16 当代石油石化主要有UOP公司的Oleflex工艺、鲁姆斯公司的Cat—ofin工艺、林德公司的PDH工艺和伍德公司改进的STAR 工艺。
工业应用最多的是Oleflex工艺和Cat—ofin工艺。
Oleflex工艺采用氧化铝基铂催化剂,4台绝热式反应器串联,操作条件为550—600℃、0.1 MPa由于丙烷脱氢为吸热反应,因此每台反应器都装有内加热器以维持反应所需温度。
该工艺同时还使用CCRTM催化剂再生器,持续不断再生催化剂,以保持较高的转化率和选择性。
该工艺的丙烯收率可达85%以上,氢气收率3.6%,乙烯收率很低,可与其它副产物一起作为丙烷脱氢装置的燃料。
1990年,首套1O万吨/年工业化装置在泰国建成投产;2003成了现世界最大的35万吨/年Oleflex工业装置Catofin工艺采用固定床反应器和氧化铬一氧化铝催化剂,在560—620℃、0.05 MPa 条件下,烃类/热空气循环操作,丙烯产率达到84.7%。
2004年初,沙特聚烯烃公司采用该技术在朱拜勒建成了世界最大的PDH装置,生产能力为45.5万吨/年STAR工艺原为菲利普斯公司开发的技术,后被伍德公司收购后进行了改进。
改进后的STAR工艺采用固定床管式反应器和铂催化剂(以锌一钙铝酸盐为载体),在580~C、0.5 MPa、水蒸气存在条件下,丙烷单程转化率为30%一40%,丙烯选择性为85%一93%。
目前已完成中试,不久将商业化。
林德公司的PDH工艺,采用巴斯夫公司提供的铂一沸石催化剂对工艺进行改进后,丙烷总转化率可达93%。
目前已完成中试,具备了商业化条件2.4 甲醇制低碳烯烃(MTO)随着国际油价的持续高位震荡和大型天然气制甲醇技术日趋成熟,以天然气为原料经合成气路线先制取甲醇,再由甲醇制取烯烃(MTO)的技术开发十分活跃。
目前,埃克森美孚、UOP、挪威海德罗、鲁奇和巴斯夫公司等都对MTO技术进行了多年的研究开发,其中具有代表性的技术有UOP!挪威海德罗开发的MTO工艺和鲁奇公司开发的甲醇制丙烯(MTP)工艺UOP和挪威海德罗公司合作开发的MTO工艺,以甲醇为原料,主要生产乙烯和丙烯,采用装填MTO一100催化剂的快速流化床反应器技术,甲醇转化率接近100%,乙烯和丙烯总收率接近80%(以甲醇进料的碳含量为基准),根据市场需求,通过调节反应器操作的苛刻度,乙I烯/丙烯收率比可在O.77—1.33间调节。
该工艺技术经过挪威O.75吨/年的工业示范装置长时间运行证实,甲醇转化率可达99.8%,产物选择性较为稳定。
以此示范装置的放大试验为基础,MTO工艺可使单系列反应器/再生器装置的低碳烯烃生产能力放大到100万吨/年,已具备了工业化应用的条件。
据悉,UOP和挪威海德罗公司计划将该技术应用于尼日利亚一个以天然气为原料生产石化产品的联合项目中。
该联合项目包括一套250万年甲醇装置、MTO装置和40万吨/年聚丙烯、4O万吨/年高密度聚乙烯装置,总投资25亿美元,2007年投产。
但是,该工艺面临的挑战之一是在生产乙烯和丙烯的同时,还副产丁烯、c及c 以上的烃类(生产1吨乙烯约产生O.34吨的丁烯和c 及c 以上烃类)。
这些副产物的处理方法主要有两种途径:一种是利用莱昂戴尔的Super-flex工艺或埃克森美孚的MOI工艺或UOP!阿托菲纳的Paris工艺,将这些副产物转变成丙烯和乙烯;另一种是MTO装置与乙烷裂解装置结合,优化设计下游分离工艺,增产乙烯和丙烯鲁奇公司开发的MTP工艺,以甲醇为原料主要生产丙烯,使用德国SudChemie公司的ZSM-5催化剂,采用固定床反应器,丙烯选择性高、催化剂结焦低,副产的乙烯、丁烯和c /c 烯烃又循环回去转化成丙烯,其余产品有汽油、燃料气和水等。