【正文】
年,原料為100%大慶常壓渣油。如果投用成功,該技術(shù)將是烯烴生產(chǎn)的重要進(jìn)步。該工藝使用含特定金屬氧化物的專用催化劑,工藝過程在比標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)溫度低50~100℃下操作,因此與常規(guī)蒸汽裂解相比,耗能大大減少,裂解爐管內(nèi)結(jié)焦速率也降低,可延長連續(xù)運(yùn)行時(shí)間和爐管壽命,同時(shí),CO2排放也較少。LG石化公司開發(fā)的石腦油催化裂解新工藝,與傳統(tǒng)的蒸汽裂解工藝相比,可大大提高烯烴產(chǎn)率,采用該技術(shù)可提高乙烯產(chǎn)率20%、丙烯產(chǎn)率10%。增產(chǎn)乙烯和丙烯的技術(shù)將成為未來石化工業(yè)一大熱點(diǎn)。順酐裝置投資較少,可與其他替代工藝相競爭。環(huán)氧丙烷可進(jìn)一步生產(chǎn)丙二醇和/或聚醚多元醇,用作聚氨酯原料。如組合含烯烴的輕石腦油裂解,聚丙烯產(chǎn)能還可進(jìn)一步提高20%~25%。(5)聚丙烯方案:丙烯用于生產(chǎn)聚丙烯,可提高煉廠效益。如林德公司開發(fā)的固定床催化裂化(FBCC)工藝采用擇形多相分子篩催化劑(ZSM5型),可將含烯烴的C4和C5組分裂解為CH2分子,這些分子再組合成CCC4烯烴(而且以丙烯為主),單程操作表明,產(chǎn)品中含丙烯40~45%、乙烯10%、丁烯30%,如果丁烯循環(huán),丙烯產(chǎn)率可提高到60%、乙烯為15%。(2)輕烴和輕石腦油轉(zhuǎn)化現(xiàn)行的汽油蒸氣壓標(biāo)準(zhǔn)大大降低了調(diào)合汽油總組成中輕烴和揮發(fā)性組分的數(shù)量,這些輕組分包括C4和C5飽和烴及烯烴,可將它們改質(zhì)為高附加價(jià)值的石化產(chǎn)品,如丙烯、乙烯及其衍生物。該技術(shù)同時(shí)轉(zhuǎn)讓給日本石油煉制公司水島煉油廠。PxMax工藝對(duì)對(duì)二甲苯的選擇性大于90%,超過以前的甲苯歧化工藝(選擇性為80%)。該技術(shù)可使大量存在的甲苯轉(zhuǎn)化成對(duì)二甲苯和苯。擁有172萬噸/年催化重整的1000萬噸/年煉油廠,僅基于抽提苯就可生產(chǎn)16萬~19萬噸/年苯酚,進(jìn)而得到18萬~21萬噸/年雙酚A,如果聯(lián)合甲苯/C9芳烴歧化還可使苯的潛在產(chǎn)量翻一番。然后,異丙苯氧化生產(chǎn)苯酚和丙酮,進(jìn)一步加工可生產(chǎn)雙酚A。生產(chǎn)聚苯乙烯的售價(jià)可超過1000美元/噸,通常是苯價(jià)值的兩倍。擁有172萬噸/年催化重整的1000萬噸/年煉油廠,可抽提BTX芳烴用以生產(chǎn)45萬噸/年對(duì)二甲苯和32萬~42萬噸/年苯乙烯/聚苯乙烯。用抽提蒸餾代替液液抽提,投資費(fèi)用節(jié)減25%,能耗節(jié)約15%。%,%。韓國LG加德士石油公司采用GTC公司GTBTX芳烴抽提蒸餾技術(shù)在麗水建成世界上最大的芳烴抽提蒸餾裝置。塔底含芳烴的富溶劑進(jìn)入溶劑回收塔(在減壓下操作)分離溶劑和芳烴。進(jìn)料和熱的循環(huán)溶劑預(yù)熱后從塔器中部進(jìn)入抽提蒸餾塔,貪溶劑從塔上部進(jìn)入以選擇性抽提芳烴。產(chǎn)品產(chǎn)率為:%~%,%?,F(xiàn)已開發(fā)多種芳烴回收分離新技術(shù),克虜伯烏德公司推出Morphylex液液抽提工藝,采用N甲?;鶈徇ê?%~6%)溶劑,在常壓和30~50℃下進(jìn)行芳烴抽提。(3) 表1. 煉油石化產(chǎn)品的靈活性(擁有172萬噸/年催化重整和250萬噸/年催化裂化的1000萬噸/年煉油廠)方案原料潛在產(chǎn)品產(chǎn)能范圍,萬噸/年增值范圍,美元/噸芳烴回收和轉(zhuǎn)化重整生成油苯14~32200~250甲苯12~14190~250混合二甲苯28~50150~250對(duì)二甲苯40~45250~400鄰二甲苯1~45250~300乙苯19~44250~300苯乙烯18~42450~650聚苯乙烯18~42750~1000異丙苯19~46200~300苯酚16~38400~500丙酮10~23150~250雙酚A18~44750~850環(huán)己烷14~32150~200輕餾分/輕石腦油轉(zhuǎn)化CCC5~C8烯烴烷烴(丙烷、丙烯,丁烷、丁烯,輕石腦油)丙烯15~22,~100~150,500~550聚丙烯18~27750~1100環(huán)氧丙烷21~500~600丙二醇~261000~1300聚醚多元醇2~4250~300乙烯~5350~400環(huán)氧乙烷3~150~300乙二醇 正丁烷順酐2~550~9001,4丁二醇~131100~1800四氫呋喃~1500~2000注:增值指產(chǎn)品價(jià)值超過作為燃料的原料價(jià)值 煉油石化產(chǎn)品一體化方案如下(3):(1)芳烴回收和轉(zhuǎn)化運(yùn)輸燃料深度脫硫?qū)⒃龃鬅捰蛷S對(duì)氫氣的需求,提供更多氫氣的一條實(shí)用路線是在高苛刻度下進(jìn)行石腦油催化重整,由此可得到較高產(chǎn)率的BTX芳烴。新世紀(jì)的燃料規(guī)范要求汽油降低蒸氣壓、減少芳烴、減少烯烴含量,柴油要求大幅度降低含硫量,汽柴油規(guī)范的強(qiáng)化將使輕烴(CC3和C4飽和烴以及不飽和烴)、芳烴和輕石腦油供應(yīng)過剩,這些物流在煉油廠的價(jià)值降低,但其獨(dú)特性質(zhì)可轉(zhuǎn)化成石化產(chǎn)品以提高其價(jià)值。利用這些原料生產(chǎn)石化中間體和石化產(chǎn)品,可提高煉油廠的經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)入新世紀(jì)以來,煉油化工一體化技術(shù)正在向縱深發(fā)展。 煉油廠與石化廠的聯(lián)合己經(jīng)顯示其內(nèi)在的優(yōu)點(diǎn),煉油廠低辛烷值組分可送往乙烯廠裂解,乙烯廠的裂解汽油等高辛烷值組分又可返回給煉油廠。(1)(2) 為加快石油(和天然氣)化工的發(fā)展步伐,世界石化工業(yè)將進(jìn)入加快研發(fā)和采用新技術(shù)的新時(shí)期。2000~2020年間,%,超過石油的其他用途增長率。未來石化工業(yè)的技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)The technical developing hot point for future petrochemical industry錢伯章 龔永強(qiáng)(金秋石化科技傳播工作室)(上海訊博石化信息技術(shù)公司)Qian Bo Zhang,Gong Yong Qiang(GoldenAutumn Petrochrmical Scientific Propagation WorkRoom)(Infopro Petrochem Information Co., Ltd.) 摘要 分紹了進(jìn)入新世紀(jì)以來,未來石化工業(yè)在以下領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn):煉油化工一體化和增產(chǎn)烯烴技術(shù),合成氣生產(chǎn)燃料和化學(xué)品以及輕質(zhì)烷烴活化技術(shù),新型分離技術(shù)和反應(yīng)技術(shù),生物化工技術(shù)、納米技術(shù)以及高效信息化技術(shù)。 關(guān)鍵詞 石化工業(yè),煉化一體化,烯烴,合成氣,烷烴活化,分離,反應(yīng),生物化學(xué),納米技術(shù),信息技術(shù)Abstract The future technical advances hot poits in the petrochemical industry into new century for the refiningchemical integration and increasing olefine production technology ,the sythetic gas producing fuel and chemicals and light alkane activation technology ,the new separation and reaction technology ,the biochemlcal products technology 、the nanotechnology and the high efficiency informatiom technology are presented . Key Word petrochemical industry , refiningchemical integration ,olefine ,sythetic gas ,alkane activation ,separation ,reaction ,biochemlcal ,nanotechnology , informatiom technology 進(jìn)入新世紀(jì)以來,世界石化原料和石化產(chǎn)品需求仍將持續(xù)增長,據(jù)2002年召開的第17屆世界石油大會(huì)預(yù)測,1998~2010年間,乙烯需求將由8000萬噸增加到12000萬噸,丙烯將由4500萬噸增加到8200萬噸,丁烯1將由80萬噸增加到140萬噸,α烯烴將由100萬噸增加到220萬噸,苯將由2700萬噸增加到4000萬噸,對(duì)二甲苯將由1400萬噸增加到3000萬噸。煉油廠的汽柴油規(guī)范將進(jìn)一步強(qiáng)化,歐盟汽油含硫?qū)?000年150PPm減小到2005年50PPm、2011年10PPm,芳烴含量將從2000年42%減小到2005年35%,汽油中芳烴將尋求石油化工新用途。綜述未來石化工業(yè)的技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn),可歸納為:石化基礎(chǔ)原料烯烴增產(chǎn)技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展,煉油化工一體化技術(shù)將向縱深延伸,合成氣生產(chǎn)燃料和化學(xué)品技術(shù)將加快推行應(yīng)用,輕質(zhì)烷烴活化技術(shù)將持續(xù)開發(fā),新型分離技術(shù)和反應(yīng)技術(shù)將更快的研發(fā)和采用,生物法制化工、石化產(chǎn)品技術(shù)將不斷拓展應(yīng)用范圍,納米技術(shù)將快速在石化工業(yè)中滲透運(yùn)用,高效信息化技術(shù)將向深度和廣度發(fā)展。煉油廠的加氫裂化尾油也是乙烯裝置極好的原料。隨著北美和歐洲運(yùn)輸燃料規(guī)格的日益嚴(yán)格,一些輕烴餾份如芳烴、烯烴和某些輕石腦油,用作煉廠燃料的價(jià)值降低,但它們卻是石化工業(yè)的極好原料。優(yōu)化組合這些原料和產(chǎn)品體系,可為盈利創(chuàng)造新的機(jī)遇。表1示明煉油廠—石化產(chǎn)品組合的靈活性。為滿足汽油規(guī)格中芳烴含量的強(qiáng)化,可在汽油調(diào)合前將BTX芳烴抽提出來,用作石油化工原料,生產(chǎn)對(duì)二甲苯、苯乙烯、苯酚及其衍生物??颂敳疄醯鹿具€開發(fā)了芳烴抽提蒸餾技術(shù)Morphylane,產(chǎn)品純度為:%,%。(4)GTC技術(shù)公司開發(fā)了GTBTX芳烴抽提蒸餾技術(shù),可從催化重整生成油或熱解汽油有效地回收苯、甲苯和二甲苯。非芳烴從塔頂分出。該技術(shù)已建有四套工業(yè)化裝置。、。%,回收率達(dá)100%。(4)對(duì)二甲苯/乙苯/苯乙烯/聚苯乙烯方案:從可回收BTX芳烴中最大量生產(chǎn)對(duì)二甲苯和苯,對(duì)二甲苯可用作生產(chǎn)精對(duì)苯二甲酸及衍生物原料,如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯,苯可作為產(chǎn)品外售或轉(zhuǎn)化成苯乙烯衍生物,包括乙苯、苯乙烯和聚苯乙烯。抽出的苯和催化裂化干氣中的稀乙烯進(jìn)行烷基化可生產(chǎn)乙苯,該工藝在國內(nèi)外均已工業(yè)化應(yīng)用。異丙苯/苯酚/雙酚A方案:苯與回收、提純的丙烯進(jìn)行烷基化生產(chǎn)異丙苯,而不是去生產(chǎn)乙苯。苯酚和雙酚A需求的年增長率分別為4%~5%和7%~8%,這些產(chǎn)品具有市場優(yōu)勢,優(yōu)于苯乙烯和聚苯乙烯。埃克森美孚公司開發(fā)了新的PxMax選擇性甲苯歧化(STDP)技術(shù)。在STDP過程中,催化劑選擇性極好,甲苯僅轉(zhuǎn)化成苯和二甲苯,鄰二甲苯和間二甲苯也轉(zhuǎn)化成對(duì)二甲苯。該工藝已轉(zhuǎn)讓給韓國LG加德士石油公司麗水芳烴裝置,生產(chǎn)35萬噸/年對(duì)二甲苯和38萬噸/年苯。該工藝與其他工藝相比,可節(jié)約15%~20%的投資和操作費(fèi)用。一些國內(nèi)外煉廠已從催化裂化回收丙烯大量用作石化原料,另外,石化所需丙烯和乙烯也可通過含烯烴的輕石腦油進(jìn)行選擇性催化裂解生產(chǎn),一些含烯烴石腦油選擇性裂解制丙烯和乙烯工藝已經(jīng)驗(yàn)證。該工藝已完成9000多小時(shí)中試,正在建設(shè)驗(yàn)證裝置。國內(nèi)外已有不少煉油廠利用丙烯成功地生產(chǎn)聚丙烯,有的聚丙烯能力達(dá)到20萬噸/年。環(huán)氧丙烷/丙二醇/多元醇方案:丙烯可進(jìn)一步直接氧化生產(chǎn)環(huán)氧丙烷,直接氧化工藝將于2003年投用,目前,環(huán)氧丙烷主要作為苯乙烯或叔丁醇(TBA)的聯(lián)產(chǎn)品。順酐/1,4丁二醇/四氫呋喃方案:丁烷可轉(zhuǎn)化成順酐/1,4丁二醇/四氫呋喃,已有專用工藝可靈活生產(chǎn)四氫呋喃或/1,4丁二醇,四氫呋喃可聚合生產(chǎn)聚四氫呋喃(聚四亞甲基醚乙二醇),可用作生產(chǎn)聚氨酯原料。. 增產(chǎn)烯烴技術(shù) 作為石化基礎(chǔ)原料乙烯和丙烯的需求將繼續(xù)增長,丙烯需求的增速還高于乙烯,丙烯需求量將從2001年5200萬噸增長到2010年8200萬噸。 增產(chǎn)乙烯技術(shù)現(xiàn)正在開發(fā)多種增產(chǎn)乙烯技術(shù)?,F(xiàn)有裂解裝置稍加改進(jìn)就可使用這一工藝。中試驗(yàn)證己完成,計(jì)劃2003年建設(shè)75萬噸/年單系列裂解裝置。(6)我國洛陽石化工程公司開發(fā)了重油直接裂解制乙烯(HCC)專利技術(shù),現(xiàn)已在黑龍江齊齊哈爾化工公司進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)取得成功,達(dá)到世界同類技術(shù)的領(lǐng)先水平。采用活性、選擇性、穩(wěn)定性均良好的LCM5專用催化劑?;旌隙∠┵|(zhì)量產(chǎn)率為8%,乙烯產(chǎn)率為6%7%。增產(chǎn)丙烯技術(shù)據(jù)預(yù)測,至2005年,%,%。按此速度增長,到2004年,需增加生產(chǎn)能力1550萬噸。目前,世界上66%的丙烯來自蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯的副產(chǎn)品,32%來自煉油廠催化裂化(FCC)生產(chǎn)汽、柴油的副產(chǎn)品,少量(約2%)由丙烷脫氫和乙烯丁烯易位反應(yīng)得到。(7)(8)(1).蒸汽裂解增產(chǎn)丙烯技術(shù)在蒸汽裂解制乙烯過程中,不同原料和操作條件下的丙烯收率不盡相同。以石腦油、粗柴油和丙烷為原料生產(chǎn)乙烯,每產(chǎn)1噸乙烯,~;以乙烷為原料,生產(chǎn)1噸乙烯,~。與常規(guī)的熱裂解相比,該工藝在固定床中采用分子篩為載體的鑭催化劑。3000噸/天裝置的可行性研究指出,操作可在約650℃~,而傳統(tǒng)的裝置需在約820℃~。該工藝還可望用于改造現(xiàn)有的石腦油裂解裝置。石化工業(yè)對(duì)煉油廠催化裂化(FCC)增產(chǎn)丙烯的需求,使石化與煉油實(shí)施了更緊密的結(jié)合。近年,F(xiàn)CC裝置發(fā)展了多種增產(chǎn)丙烯的工藝技術(shù),主要有:中國石化石油化工研究院(RIPP)的DCC工藝,凱洛格布朗路特(KBR)公司的Maxofin工藝、Superflex工藝,UOP公司的PetroFCC工藝,羅姆斯公司的SCC工藝。乙烯產(chǎn)率,m%FCCMAXOFINSUERFLEX100101乙烷進(jìn)料蒸汽裂解CC4和液體原料蒸汽裂解DCC丙烯產(chǎn)率,m%圖1. 不同工藝過程的乙烯、丙烯產(chǎn)率中國石化石科院深度催化裂化工藝:深度催化裝化(DCC)工藝又稱催化裂解工藝,它可看作是常規(guī)FCC操作與蒸汽裂解的組合。DCC操作采用分子篩催化劑選擇性地生產(chǎn)丙烯、乙烯和富芳烴石腦油。Ⅰ型采用CRP1催化劑,Ⅱ型采用CS