丙烯生产工艺技术进展

石油化工应用2006年第4期丙烯生产工艺技术进展许养贤(陕西延安炼油厂延安727406摘要世界范围内丙烯需求强劲,本文介绍了目前工业化生产丙烯的4种主要工艺技术路线,分析比较了其增产丙烯的优缺关键词丙烯生产工艺技术进展中图分类号TQ22212文献标识码A文章编号:1673-5285(2006)04-0001-003(PE)产量为1570~1880万吨,聚丙烯(PP)产量为1前言1450~1730万吨丙烯主要用于生产聚丙烯(P),以及环氧(氯)丙寻求合理高效的工业规模的丙烯生产方法,已成烷丙烯晴、异丙苯、乙丙橡胶等丙烯衍生物产品。特为我国和全球石化企业的迫切需要。别是聚丙烯(PP)产品性能优异,国际国内近十几年来对丙烯有着迅猛的需求增长。这种趋势打破了原有的2丙烯生产方法以聚乙烯为主要石化战略产品的格局,形成比翼齐飞丙烯的工业化生产工艺主要有①石脑油蒸汽裂解之势。全球丙烯产量1994年为3710万吨,2004年为法;②炼厂二次加工重(渣)油的催化裂化法;③丙烷脱6489万吨,年平均增长率为4.9%。中国的聚乙烯(PE)和聚丙烯(P)过去十年中平均增长率分别达到氢法:④以甲醇为原料的缩合法(M法)等。127%和14.9%。我国“九五”以来丙烯的年平均增2.1石脑油蒸汽裂解法长率高达16.18%,远远高于全球石化产品年增长率211传统方法利用石脑油在毫秒裂解炉中进行38%的行业均值。蒸汽介质下的高温裂解,主要用于乙烯的生产,同时副表1中国丙烯产量年度表产丙烯及其它低碳烯烃及烷烃等。一般的产品收率年度1994199520002003200520102015中,乙烯:丙烯比例约在3:1~2:1之间。有关资料统预测预测计显示,全球目前约有60%的丙烯来自蒸汽裂解装置。产量(万吨)174>200400>60>80100160这类装置一般投资大配套装置多,形成以乙烯为龙头其中我国2010年的当量需求为1905万吨实际的多种中国煤化工裂解装置一般除设缺口为825万吨。有专家预测,20-2015年,中国聚计聚乙CNMHG置。烯烃增长率为5%-7%。预测2015年国内的聚乙烯2.1.2增产丙烯的裂解装置近年来由于聚丙烯收稿日期2006-05-30石油化工应用2006年第4期(PP)全球需求强劲,已有国外企业开发乙烯丙烯产提升管底部回炼使得汽油中的烯烃进一步转化,达到出比例提高到50%:50%的工艺技术,利用重新研究和有效地降低DCC汽油烯烃含量并增产丙烯的目的。开发设计的生产设备及操作工艺已完成了工业化生当汽油回炼量占4%~7%时,丙烯质量产率增加1个产装置运行可靠。百分点左右。3但是这一回炼方式某种程度上牺牲了22重(渣)油催化裂化(FcC)法部分高辛烷值汽油组分,且回炼使得装置总体加工处2.2.1传统方法重(渣)油催化裂化(FCC)法是利理能力有所下降。用重质(渣)油在催化剂的高温作用下(450~00℃),3.丙烷脱氢法。由于油田伴生气及炼厂气中富含将大分子(重油)催化转化为小分子(轻油)的重要的大量的丙烷(C3~C4)成分,丙烷脱氢研究一直是一个二次油品加工手段,其主要产品是汽油柴油和液化石热门研究方向。目前成熟的低碳饱和烷烃脱氢工艺基油气(。其中液化石油气(C3~C)中富含不饱和烯本上是催化脱氢法。一般用于异丁烷(iC)脱氢制取烃,丙烯的体积分数约在30%-45%之间,使得催化裂甲基叔丁基醚(MTBE)的原料异丁烯和用丙烷(C3)脱化法成为生产丙烯的一个重要来源。氢制丙烯的工艺。这种生产工艺已被国外于20世纪催化裂化生产丙烯技术由于使用廉价的重质原80年代开发成功,90年代开始大量应用于全球多家石料,丙烯生产成本明显低于蒸汽裂解使得加工聚丙烯化企业中。我国目前尚未见工业化应用报道,可以预(PP)产品已成为国内外炼油企业的一个效益增长点。料在不久的将来,这种较为便捷的丙烯生产方法将入222国内的情况我国的丙烯生产企业有60多主国内的炼化企业。典型的工业化应用工艺有Lum家年产量在10万吨以上的约20家。其中,大部分为mus公司的 Catofin工艺及UOP公司的 Oleflex工艺另炼油厂丙烯生产企业,乙烯蒸汽裂解生产丙烯的厂家外还有Phip公司的STAR工艺和 Linde公司的工相对较少,以炼化一体化为主的生产企业丙烯产量约艺。这里仅列表介绍工业化应用较广泛的前两种占全国丙烯总产量的70%。这其中,催化裂化装置贡工艺。献最大。催化裂化装置液化石油气产品收率约10%-基于专利型的催化剂使用固定床或移动床(或流15%,丙烯约占液化石油气的20%-30%(W%)。在化床)技术C2~C3的饱合烷烃的高单程脱氢转化率催化裂化工艺基础上我国相继开发成功了多产低分是近年来发展势头强劲的丙烯生产方法之一。由于可子烯烃(以丙烯为主)的催化裂解( Deep Catalytic同时联产C2~C3烯烃,这两种工艺可单独或者联合其Cracking,简称DC)及最大量生产液化石油气和汽油它炼化装置,以降低投资提高效益其操作灵活性及的MCG/ARC工艺并且实现了工业化生产。2产品多样性,可满足市场变化的需要4223增产丙烯的工艺方法1.改进催化剂法。改24以甲醇为原料生产丙烯(烯烃)(MTO)技术用进催化剂以增产丙烯是近年来催化裂化增产丙烯的以甲醇为代表的含氧有机物为原料,生产以乙烯和丙热门方法之一。国内相关研究单位推出了多种系列的烯为主的低碳烯烃工艺有国外的 MTO MTP和中国科增产丙烯催化剂。较高收率及较高选择性的催化剂一学院大连化学物理研究所(大连化物所)的DM0工般能使丙烯增产1%-2%(Wt%)。艺,这些工艺都是将含氧有机化合物催化转化为低碳2.回炼轻汽油法。由于催化裂化(FC)汽油中的烯烃,中国煤化工fns)工艺更为贴切CNMHG烯烃主要集中在C3-C3组分之中清洁燃料中汽油的总烯烃的择性吕丽已可达到列%左右,乙烯质量产烯烃含量被要求在30%(V%)以下,利用催化裂化吸率为21%-25%,丙烯质量产率为12%~15%。通过收稳定塔抽出富含烯烃的Cs~C组分返回催化裂化改变工艺条件,乙烯和丙烯的比率可在1.4~07。如石油化工应用2006年第4期3将生成物中C4·组分进一步反应,C2和C3的收率将进剂,具有非常高的丙烯选择性副产少量的乙烯、丁烯步提高,乙烯、丙烯的选择性还会进一步提高。德国和C/C6烯烃丙烯质量产率可达到25%27%。由的Lurq公司的MP工艺所用改性的ZSM系列催化于结焦缓慢反应器可用固定床反应器型式。表2两种催化脱氢工艺条件比较一览表工艺名称原料/产品丙烷/丙烯,异丁烷/异丁烯,戊烷/戊烯丙烷/丙烯异丁坑/异丁烯,戊坑/戊烯卧式槽型国定床,利用热空气和烧焦加热了串联4个或3个径向流动的移动床,利用中反应器及加热方式的催化剂床层的显热间加热炉加热的原料和稀释氢的显热反应条件温度(℃)620-675仅加压压力(Mpa)0.049稀释(对HC)不稀释用氩稀释反应结果选择性(%)89-91催化剂氧化铝栽体+氧化铬球状氧化铝载体+铂催化剂再生方式切换式,空气燃烧连续抽出再生据专家比较估算国内甲醇价格在1000元t以内灵活配套生产,以期大幅提高丙烯的产量。时,该工艺有较强的竞争力。国外欧洲化学技术公司④甲醇(或二甲醚)缩合生产丙烯(低碳烯烃)的已在非洲尼日利亚建设天然气甲醇项目27M/a,配套方法,由于国内甲醇价格居高不下,可作为一条丙烯增建设MO工艺装置,下游配套04M/a聚乙烯(PE)和产的技术路线予以储备保留。时机适当时,予以生产04M/a聚丙烯(PP)装置,00年建成投产。应用。3结束语参考文献①丙烯的工业化生产方式多样化。一般来讲,乙[1]王巍催化裂化生产丙烯技术的开发与应用,炼油技术与工程,200535(2)20-23烯-丙烯联产的蒸汽裂解法投资较大,配套建设装置[2]候荑生炼油工程师.北京:石油工业出版社,1995.151-多。②国内炼厂型丙烯的生产主要集中在以催化裂化(3]潘罗其,ARC0装置增产丙烯技的工业应用石油炼(FCC)为代表及其衍生装置中,其丙烯的选择性及收制与化工,200637(1)27-30率受一定制约。国内正在摸索闯出适合我国国情的丙[4]王盂,刘伯华丙烷、异丁烷脱诸工艺比较,石油化工动烯增产技术路线。特别应加大开发该类催化剂的研发态,199(6)39-41力度,力求达到质的飞跃。[5]陈香生,刘昱,施磊.以天然气或煤基为原料的甲醇制低③国外已经在油田伴生气或炼厂气的C3~C5饱碳烯烃工艺工业化应用进展.炼油技术与工程,200535合烷烃进行工业化的丙烷脱氢生产丙烯的路子上前(1)5-9进, Catofin或olax工艺催化脱氢工艺技术成熟,工作者简YH中国煤化工91年化工系毕业从事业化水平较高国内的石油炼化企业可积极大胆引进石油炼CNMHG