烯烃工业是世界石化产业的基础,以烯烃为原料,石化工业向下衍生出了众多产品。特别是以“乙烯、丙烯和丁二烯”为代表的三烯,更是石化工业的基石。今天,流程君为您总结烯烃生产中所用到的工艺技术,以及其中具有代表性的乙烯工业在中国的发展状况。
烯烃工业是世界石化产业的基础,以烯烃为原料,石化工业向下衍生出了众多产品。特别是以“乙烯、丙烯和丁二烯”为代表的三烯,更是石化工业的基石。
半个世纪以来,随着国际油价的波动和能源结构的调整,在生产成本更加经济化的驱动下,烯烃产业呈现了向原料多元化方向发展的趋势,主要多元化技术有甲醇制烯烃(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)、丙烷脱氢技术、烯烃歧化技术、轻烃催化裂解制烯烃和丁烯催化脱氢等技术。
世界主流的MTO 生产技术主要包括UOP、HYDRO 公司MTO 技术、中国科学院大连化学物理研究所(简称大连化物所)DMTO 技术、中国石化SMTO 技术,3 种技术都较为成熟,并均已经取得工业应用的成功。国内装置采用较多的是大连化物所DMTO和中国石化的SMTO技术,目前这两种技术都在进行流程优化和催化剂改进,以提高催化效率,提升整体经济性。
甲醇制丙烯(MTP)技术主要由鲁奇公司和清华大学研发。鲁奇公司MTP已经成功转让我国的神华宁夏煤业集团公司和大唐集团,分别建成规模为52万t/a 和46万t/a 的煤经甲醇制丙烯装置。
清华大学开发了流化床工艺的MTP技术,其反应器类型MTO工艺非常相似,2009 年11月27日通过了由中国石油和化学工业协会组织的成果鉴定。
世界丙烷脱氢制丙烯实现工业化的主要生产工艺是:
3 种技术都较为成熟,转让最多的为UOP 公司的丙烷脱氢Oleflex 工艺,该工艺采用铂基催化剂,丙烯选择性为84%,丙烷单程转化率达到35%~40%。
烯烃歧化技术主要反应是乙烯和2-丁烯歧化生成丙烯。目前该技术比较成熟的包括IFP 公司的Meta-4 工艺、ABB Lummus 公司的OCT 工艺以及Sasol、BASF、Equistar、Lyondell 等公司工艺。大连化物所和中国石化上海石油化工研究院也进行了相关研究。
烯烃催化裂解生产丙烯是以C4-C8烯烃为原料, 通过固定床或流化床工艺转化为丙烯和乙烯。
典型的碳四烯烃选择性催化裂解生产丙烯的工艺有:
目前,国内丁烯氧化脱氢方法生产丁二烯技术在世界居领先水平,主要技术商有中国石化齐鲁石化公司和中国石油锦州石化公司等,主要有流化床工艺与固定床工艺。
通过自主创新和合作开发,我国具备了依托自有技术建设百万吨级乙烯装置的能力。大型乙烯装置成套技术开发取得新突破。中国石化自主技术80万t/a乙烯装置在中国石化武汉石化分公司建成,中国石油自有技术扩建中国石油大庆石化公司60万t/a 乙烯。
目前,乙烯装置“核心三机”实现国产化,新建乙烯装置主要设备以投资计算国产化率达到83%,以设备台数计算国产化率达到95%,成功打破了国外公司长期的技术垄断。
在形成乙烯成套技术后,国内乙烯生产企业和科研院所不断深化乙烯装置和流程优化,主要集中在4个方面:
一是开发大型化裂解炉,单台裂解炉能力最大已达20万t/a;
二是开发新型裂解炉,进一步推进超高温、短停留裂解,提高乙烯收率并防止焦炭生成;
三是改进和完善分离系统,主要包括脱乙烷塔改进技术、低压激冷系统工艺、前脱戊烷催化加氢工艺等;
四是通过流程模拟等方式,不断提高乙烯装置能量优化水平,降低乙烯装置能耗,提高装置效益。
2016~2020年国内部分乙烯装置拟建计划(万吨)↓↓
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