【2017年整理】未来石化工业技术发展七大热点55495

1未来石化工业技术发展七大热点摘录200602061239中国化工在线本网消息进入新世纪以来，世界石化原料和石化产品需求仍将持续增长，据2002年召开的第17届世界石油大会预测，19982010年间，乙烯需求将由8000万吨增加到12000万吨，丙烯将由4500万吨增加到8200万吨，丁烯1将由80万吨增加到140万吨，烯烃将由100万吨增加到220万吨，苯将由2700万吨增加到4000万吨，对二甲苯将由1400万吨增加到3000万吨。20002020年间，石油用于石油化工的年均增长率为25，超过石油的其他用途增长率。炼油厂的汽柴油规范将进一步强化，欧盟汽油含硫将从2000年150PPM减小到2005年50PPM、2011年10PPM，芳烃含量将从2000年42减小到2005年35，汽油中芳烃将寻求石油化工新用途。为加快石油（和天然气）化工的发展步伐，世界石化工业将进入加快研发和采用新技术的新时期。综述未来石化工业的技术发展热点，可归纳为石化基础原料烯烃增产技术将继续发展，炼油化工一体化技术将向纵深延伸，合成气生产燃料和化学品技术将加快推行应用，轻质烷烃活化技术将持续开发，新型分离和反应技术将更快的研发和采用，生物法制化工、石化产品技术将不断拓展应用范围，纳米技术将快速在石化工业中渗透运用，高效信息化技术将向深度和广度发展。1，增产烯烃技术作为石化基础原料乙烯和丙烯的需求将继续增长，预计乙烯需求量将从22001年9000万吨增长到2010年12亿吨，丙烯需求的增速还高于乙烯，丙烯需求量将从2001年5200万吨增长到2010年8200万吨。增产乙烯和丙烯的技术将成为未来石化工业一大热点。增产乙烯技术现正在开发多种增产乙烯技术。LG石化公司开发的石脑油催化裂解新工艺，与传统的蒸汽裂解工艺相比，可大大提高烯烃产率，采用该技术可提高乙烯产率20、丙烯产率10。现有裂解装置稍加改进就可使用这一工艺。该工艺使用含特定金属氧化物的专用催化剂，工艺过程在比标准的反应温度低50100下操作，因此与常规蒸汽裂解相比，耗能大大减少，裂解炉管内结焦速率也降低，可延长连续运行时间和炉管寿命，同时，CO2排放也较少。中试验证己完成，计划2003年建设75万吨/年单系列裂解装置。如果投用成功，该技术将是烯烃生产的重要进步。我国洛阳石化工程公司开发了重油直接裂解制乙烯（HCC）专利技术，现已在黑龙江齐齐哈尔化工公司进行工业试验取得成功，达到世界同类技术的领先水平。这套由催化裂化装置改造的HCC装置属世界上第一套重油直接裂解制乙烯的工业化装置，处理能力为6万吨/年，原料为100大庆常压渣油。采用活性、选择性、稳定性均良好的LCM5专用催化剂。乙烯和丙烯的单程裂解质量产率分别达到22和155左右。混合丁烯质量产率为8，乙烯产率为67。乙烷回炼后，乙烯产率可提高到2627，丙烯产率提高对16左右。“十一五“期间我国还将兴建宁波、汕头等乙烯项目，汕头乙烯项目将建设乙烯、丙烯、丁二烯等16种产品生产装置，该项目将规划采用重油接触裂解（HCC）工艺新技术。增产丙烯技术3据预测，至2005年，丙烯需求的年增长率为56，高于乙烯需求的年增长率37。预计丙烯的需求量到2010年将达到8200万吨。按此速度增长，到2004年，需增加生产能力1550万吨。世界丙烯生产能力将从2000年5930万吨、2001年6200万吨增加到2002年6800万吨、2004年7400万吨、2008年8200万吨。目前，世界上66的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，32来自炼油厂催化裂化（FCC）生产汽、柴油的副产品，少量（约2）由丙烷脱氢和乙烯丁烯易位反应得到。增产丙烯的多种技术正在开发和应用之中。（1）蒸汽裂解增产丙烯技术为适应石脑油裂解生产较多丙烯的需求，日本国家材料和化学研究院与四家石化公司联合开发了一种增产丙烯、节减能耗的石脑油裂解工艺，可使丙烯乙烯比由传统的061提高到071。与常规的热裂解相比，该工艺在固定床中采用分子筛为载体的镧催化剂。实验室验证试验表明，该工艺可使乙烯加丙烯产率达到61，而常现的蒸汽裂解为50。3000吨/天装置的可行性研究指出，操作可在约650和0102MPA压力下进行，而传统的装置需在约820和0102MPA下进行。装置费用与常规裂解相似，但因在较低温度下操作，能耗减少约20。该工艺还可望用于改造现有的石脑油裂解装置。（2）增产丙烯的催化裂化改进技术按今后几年内丙烯需求增长率56测算，现有炼油厂必须增产410万吨/年丙烯才能满足石化工业对丙烯的需求，这主要将来自催化裂化装置。石化工业对炼油厂催化裂化（FCC）增产丙烯的需求，使石化与炼油实施了更紧密的结合。典型的FCC装置每生产1吨车用汽油约副产003006吨丙烯。近年，FCC装置发展了多种增产丙烯的工艺技术，主要有中国石化石油化工研究院（RIPP）的DCC工艺，凯洛格布朗路特（KBR）公司的MAXOFIN工艺、SUPERFLEX工艺，4UOP公司的PETROFCC工艺，罗姆斯公司的SCC工艺。中国石化石科院深度催化裂化工艺深度催化装化（DCC）工艺又称催化裂解工艺，它可看作是常规FCC操作与蒸汽裂解的组合。DCC装置在538582、1030蒸汽条件下操作，而FCC装置在493549、13蒸汽条件下操作。DCC操作采用分子筛催化剂选择性地生产丙烯、乙烯和富芳烃石脑油。DCC工艺可按两种模式操作最大量生产丙烯的DCC型或最大量生产异构烯烃的DCC型。型采用CRP1催化剂，型采用CS1和CZ1催化剂（提高异丁烯和异戍烯选择性）。DCC型和DCC型典型的丙烯产率分别为205和143，而FCC为68。目前，已有5套DCC装置在我国和泰国投产，另有几套在设计中。泰国石化公司75万吨/年DCC型装置以深度加氢处理的阿拉伯（轻）原油VGO为原料，操作温度559，丙烯产率174以上，汽油产率319，年产丙烯12万吨。UOP公司PETROFCC设计该工艺设计可从各种原料如瓦斯油和减压渣油，增产轻质烯烃，尤其是丙烯。采用PETROFCC工艺的丙烯产率可达2025，乙烯达69，C4产率达1520。FCC提高轻质烯烃产率历来通过提高反应温度和催化剂循环量来实施，而PETROFCC工艺通过补加特定的择形添加剂如ZSM5使一些汽油裂解为丙烯和丁烯。UOP设计了双反应器构型，采用二个反应器和一个共用的再生器。主裂解原料在高温、高剂/油比下操作，最大量地生产轻质烯烃，低压反应区用以提高烯烃度。主裂化催化剂在高转化率和限制氢转移工况下操作，同时将高浓度择形催5化剂添加剂掺加到循环催化剂中有助于将部分汽油转化成轻质烯烃。罗姆斯SCC工艺该选择性组分裂化（SCC）工艺可使丙烯收率达到1617，再采用石脑油选择性循环裂化技术还可增产丙烯23。SCC工艺反应系统采用MICROJET进料喷嘴、短接触时间提升管和直连式旋分器。催化剂含有高含量ZSM5。美孚公司MAXOFIN工艺1998年，KBR公司和美孚（现埃克森美孚）公司推出MAXOFINFCC工艺，它将高ZSM5含量的添加剂与改进的FCC技术相结合，可使以米纳斯VGO为原料的丙烯产率达到18。使用REUSY催化剂加ZSM5助剂，双提升管反应器，提升管温度538593，剂/油比8925，丙烯产率1837，汽油产率1881，丁烯产率1292。KBR公司SUPERFLEX工艺反应部分基于KBR公司FCC技术，可将轻质烃类（通常为C4C8）转化成富丙烯物流。它从石脑油和C4原料可生产高达40以上的丙烯。采用抽余C4（抽提丁二烯）进料，丙烯和乙烯产率分别为482和225。采用FCC轻石脑油进料，丙烯和乙烯产率分别为401和200。（3）丙烷脱氢技术据测算，2002年采用丙烷脱氢和乙烯丁烯易位转化技术生产丙烯的总量达到350万吨，将占丙烯总生产量的6。全世界现有8套丙烷脱氢装置，生产能力120万吨/年。据预测，到2010年将再建10套新装置，以增产丙烯400万吨/年。现有几套丙烷脱氢装置正在马来西亚、沙特阿拉伯、西班牙和卡塔尔建设。卡塔尔的丙烷脱氢装置将后继25万吨6/年聚丙烯装置，沙特阿拉伯的丙烷脱氢装置也将后继45万吨/年聚丙烯装置。埃及也将建设35万吨/年丙烷脱氢装置，以便为二套聚丙烯装置（已有一套为12万吨/年）提供原料，投资23亿美元，拟采用UOPOLEFLEX技术，于2004年建或。丙烷脱氢技术主要有UOP公司OLEFLEX工艺、罗姆斯公司CATOFIN工艺、菲利浦斯公司STAR工艺、林德公司PDH工艺。其中，OLEFLEX工艺和CATOFIN工艺业已工业化应用。OLEFLEX工艺采用催化剂连续再生技术，采用铂催化剂（DEH12）的径流式反应器使丙烷加速脱氢。丙烯产率为85，氢气产率为36。CATOFIN工艺采用固定床反应器，按烃类/热空气循环方式操作。工艺操作温度593649、压力339508KPA。丙烷转化率大于90。（4）易位反应技术易位反应技术可将乙烯与2丁烯反应生成二个分子的丙烯。当易位反应与蒸汽裂解相结合时，可将丙烯/乙烯比由蒸汽裂解06提高到10125。鲁姆斯公司的TRIOLEFIN易位转化工艺在330400下操作，采用钨基催化剂的固定床反应器。除已有一套装置应用外，巴斯夫菲纳合资公司在美国阿瑟港的大型烯烃装置（2001年底投运）也将采用这一技术。该乙烯装置生产95万吨/年乙烯和54万吨/年丙烯，产出的部分乙烯与丁烯进行易位反应再增产丙烯，可使丙烯产量增加58，最终可生产86万吨/年乙烯和86万吨/年丙烯。易位反应装置可使丙烯/乙烯比提高到10以上。三井化学公司也将首次选用鲁姆斯公司易位转化工艺，使乙烯和丁烯转化为丙烯。采用这一技术后，可使三井化学公司日本大阪的烯烃装置丙烯能力从28万吨/年增加到42万吨/年，该技术将使该装置丙烯/乙烯生产比从06增大到大于10，以满足亚洲丙烯增长的需求，总投资7为3500万美元，定于2004年完成。IFP的META4工艺采用移动床反应器，催化剂连续再生。在3060低温、液相状态下发生反应，采用铼基催化剂，可减少催化剂结垢。META4工艺己在台湾省中油公司高雄炼油厂完成中试验证。（5）烯烃相互转化工艺美孚公司开发的烯烃相互转化（MOI）工艺采用选择性二次转化技术，在单一的流化床反应器中操作，催化剂连续再生。该工艺使用美孚ZSM5催化剂，它使酸活性与择形选择性很好组合，促进了烯烃低聚、裂解和歧化，可将蒸汽裂解C4和热解轻汽油转化成丙烯和乙烯，FCC催化轻石脑油也是潜在的原料。（6）固定床催化裂化工艺鲁齐公司和南方（SUD）化学公司推出新的固定床催化增产丙烯技术PROPYLU工艺。该工艺可采用不同原料，如来自FCC装置的轻石脑油或汽油，或来自蒸汽裂解或FCC装置的选择性加氢C4/C5馏分。未转化的化合物通过系统，典型的为石蜡烃、芳烃和环烷烃。近85的转化率可生成30丁烯、10乙烯和4045丙烯。这一直接转化途径取决于沸石催化剂，同时，该工艺催化剂可将甲醇转化为丙烯和乙烯。操作条件为500和0102MPA，采用择形非均相ZSM5分子筛型催化剂。验证装置己于2002年夏季投运。（7）甲醇制丙烯工艺UOP/诺斯克海德罗公司开发了甲醇制烯烃（MTO）工艺，鲁奇公司也开发了甲醇制丙烯（MTP）工艺。UOP/诺斯克海德罗公司开发的甲醇制烯烃（MTO）工艺在高丙烯工况下，丙烯产率可达45，乙烯为34，丁烯为13，其余为副产品。该工艺采用流化床8反应器和再生器设计，乙烷、丙烷、二烯烃和炔烃生成少。埃及将在苏伊士建设一套MTO工业化联合装置，该联合装置将采用天然气作原料，生产甲醇，再用以转化成烯烃，生产32万吨/年聚烯烃。MTO工艺将甲醇与聚合物装置组合一起，形成完整的天然气聚烯烃装置生产线。尼日利亚的天然气化工联合企业也将采用甲醇制烯烃（MTO）工艺，建设7500吨/天甲醇装置，甲醇用作MTO装置进料，MTO装置设计生产40万吨/年乙烯和40万吨/年丙烯，乙烯和丙烯再用于生产40万吨/年HDPE和40万吨/年PP。该联合装置定于2006年投产。鲁齐公司的甲醇制丙烯（MTP）工艺，使甲醇从预反应器进入内冷的绝热反应器，转化成烃类和水，对丙烯则有高的选择性。该工艺采用固定床反应器，在013016MPA压力和380480下操作。该工艺已由实验室走向工业规模放大。我国内蒙古伊化集团将采用鲁齐公司技术，在内蒙古鄂尔多斯市兴建规模为60万吨/年天然气甲醇制烯烃（NGMTO）装置。一期工程将兴建一套从150万吨/年甲醇经MTO工艺生产60万吨/年聚乙烯、聚丙烯和副产液化燃料气的大型联合天然气化工装置。生产能力为日产甲醇5000吨，年产烯烃类化工产品60万吨，建设期为3年。2，炼油化工一体化技术炼油厂与石化厂的联合己经显示其内在的优点，炼油厂低辛烷值组分可送往乙烯厂裂解，乙烯厂的裂解汽油等高辛烷值组分又可返回给炼油厂。炼油厂的加氢裂化尾油也是乙烯装置极好的原料。炼厂催化裂化干气中的稀乙烯可与苯烃化反应生产乙苯，然后再脱氢反应生成苯乙烯，国内外己均有实际应用，我国大连石化公司和燕山石化公司均已建成10万吨/年乙苯苯乙烯装置。进入新世纪以来，炼油化工一体化技术正在向纵深发展。随着北美和欧洲运输燃料规格的9日益严格，一些轻烃馏份如芳烃、烯烃和某些轻石脑油，用作炼厂燃料的价值降低，但它们却是石化工业的极好原料。利用这些原料生产石化中间体和石化产品，可提高炼油厂的经济性。优化组合这些原料和产品体系，可为盈利创造新的机遇。新世纪的燃料规范要求汽油降低蒸气压、减少芳烃、减少烯烃含量，柴油要求大幅度降低含硫量，汽柴油规范的强化将使轻烃（C2、C3和C4饱和烃以及不饱和烃）、芳烃和轻石脑油供应过剩，这些物流在炼油厂的价值降低，但其独特性质可转化成石化产品以提高其价值。炼油石化产品一体化方案如下（1）芳烃回收和转化运输燃料深度脱硫将增大炼油厂对氢气的需求，提供更多氢气的一条实用路线是在高苛刻度下进行石脑油催化重整，由此可得到较高产率的BTX芳烃。为满足汽油规格中芳烃含量的强化，可在汽油调合前将BTX芳烃抽提出来，用作石油化工原料，生产对二甲苯、苯乙烯、苯酚及其衍生物。现已开发多种芳烃回收分离新技术，克虏伯乌德公司推出MORPHYLEX液液抽提工艺，采用N甲酰基吗啉（含水46）溶剂，在常压和3050下进行芳烃抽提。克虏伯乌德公司还开发了芳烃抽提蒸馏技术MORPHYLANE，产品纯度为苯大于9999，甲苯大于9995。产品产率为苯9999995，甲苯995。溶剂损失为0005千克/吨芳烃。GTC技术公司开发了GTBTX芳烃抽提蒸馏技术，可从催化重整生成油或热解汽油有效地回收苯、甲苯和二甲苯。进料和热的循环溶剂预热后从塔器中部进入抽提蒸馏塔，贪溶剂从塔上部进入以选择性抽提芳烃。非芳烃从塔顶分出。塔底含芳烃的富溶剂进入溶剂回收塔（在减压下操作）分离溶剂和芳烃。该技术10已建有四套工业化装置。韩国LG加德士石油公司采用GTC公司GTBTX芳烃抽提蒸馏技术在丽水建成世界上最大的芳烃抽提蒸馏装置。从重整生成油中生产232万吨/年苯、554万吨/年二甲苯和30万吨/年C8芳烃。苯和二甲苯回收率大于999，纯度大于9999。C8芳烃纯度为995，回收率达100。用抽提蒸馏代替液液抽提，投资费用节减25，能耗节约15。对二甲苯/乙苯/苯乙烯/聚苯乙烯方案从可回收BTX芳烃中最大量生产对二甲苯和苯，对二甲苯可用作生产精对苯二甲酸及衍生物原料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯，苯可作为产品外售或转化成苯乙烯衍生物，包括乙苯、苯乙烯和聚苯乙烯。拥有172万吨/年催化重整的1000万吨/年炼油厂，可抽提BTX芳烃用以生产45万吨/年对二甲苯和32万42万吨/年苯乙烯/聚苯乙烯。抽出的苯和催化裂化干气中的稀乙烯进行烷基化可生产乙苯，该工艺在国内外均已工业化应用。生产聚苯乙烯的售价可超过1000美元/吨，通常是苯价值的两倍。异丙苯/苯酚/双酚A方案苯与回收、提纯的丙烯进行烷基化生产异丙苯，而不是去生产乙苯。然后，异丙苯氧化生产苯酚和丙酮，进一步加工可生产双酚A。苯酚和双酚A需求的年增长率分别为45和78，这些产品具有市场优势，优于苯乙烯和聚苯乙烯。拥有172万吨/年催化重整的1000万吨/年炼油厂，仅基于抽提苯就可生产16万19万吨/年苯酚，进而得到18万21万吨/年双酚A，如果联合甲苯/C9芳烃歧化还可使苯的潜在产量翻一番。埃克森美孚公司开发了新的PXMAX选择性甲苯歧化（STDP）技术。该技术可使大量存在的甲苯转化成对二甲苯和苯。在STDP过程中，催化剂选择性极好，11甲苯仅转化成苯和二甲苯，邻二甲苯和间二甲苯也转化成对二甲苯。PXMAX工艺对对二甲苯的选择性大于90，超过以前的甲苯歧化工艺（选择性为80）。该工艺已转让给韩国LG加德士石油公司丽水芳烃装置，生产35万吨/年对二甲苯和38万吨/年苯。该技术同时转让给日本石油炼制公司水岛炼油厂。该工艺与其他工艺相比，可节约1520的投资和操作费用。（2）轻烃和轻石脑油转化现行的汽油蒸气压标准大大降低了调合汽油总组成中轻烃和挥发性组分的数量，这些轻组分包括C4和C5饱和烃及烯烃，可将它们改质为高附加价值的石化产品，如丙烯、乙烯及其衍生物。一些国内外炼厂已从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过含烯烃的轻石脑油进行选择性催化裂解生产，一些含烯烃石脑油选择性裂解制丙烯和乙烯工艺已经验证。如林德公司开发的固定床催化裂化（FBCC）工艺采用择形多相分子筛催化剂（ZSM5型），可将含烯烃的C4和C5组分裂解为CH2分子，这些分子再组合成C2、C3、C4烯烃（而且以丙烯为主），单程操作表明，产品中含丙烯4045、乙烯10、丁烯30，如果丁烯循环，丙烯产率可提高到60、乙烯为15。该工艺已完成9000多小时中试，正在建设验证装置。聚丙烯方案丙烯用于生产聚丙烯，可提高炼厂效益。国内外已有不少炼油厂利用丙烯成功地生产聚丙烯，有的聚丙烯能力达到20万吨/年。如组合含烯烃的轻石脑油裂解，聚丙烯产能还可进一步提高2025。环氧丙烷/丙二醇/多元醇方案12丙烯可进一步直接氧化生产环氧丙烷，直接氧化工艺将于2003年投用，目前，环氧丙烷主要作为苯乙烯或叔丁醇（TBA）的联产品。环氧丙烷可进一步生产丙二醇和/或聚醚多元醇，用作聚氨酯原料。顺酐/1,4丁二醇/四氢呋喃方案丁烷可转化成顺酐/1,4丁二醇/四氢呋喃，已有专用工艺可灵活生产四氢呋喃或/1,4丁二醇，四氢呋喃可聚合生产聚四氢呋喃（聚四亚甲基醚乙二醇），可用作生产聚氨酯原料。175万吨/年丁烷制顺酐装置约需214万吨/年正丁烷原料，顺酐装置投资较少，可与其他替代工艺相竞争。3，合成气生产燃料和化学品技术合成气生产燃料和化学品技术将在炼油厂渣油和焦炭的深度转化以及偏远地区天然气高效利用中得到推广应用。炼油厂IGCC技术IGCC（气化一体化联合循环）技术已成为现代化炼油厂渣油改质、减少污染排放的优选工艺之一。IGCC技术采用高硫渣油（或焦炭）等炼厂劣质进料，通过基于部分氧化的气化技术产生合成气，不仅可使合成气通过燃气轮机蒸汽透平发电、产汽，而且可带来很大的环境效益，可使CO2排放减少40，SOX、NOX、CO和颗粒物质排放减少80，使炼厂满足日益苛刻的污染排放新标准。IGCC技术首先基于气化技术，德士古和壳牌公司均开发有专有技术。德士古公司己有31套气化设施用于炼油厂渣油气化，发电量超过6000MW。20002001年，意大利三座炼厂又投运利用沥青和减粘渣油为进料的IGCC装置，API能源公司气化1470吨/天减粘渣油，发电280MW；ISAB公司气化3174吨/天脱沥青渣油，发电512MW；SARAS公司气化3772吨/天减粘渣油，13发电545MW，并向炼油厂供氢、供汽。20032005年，法国、美国和西班牙还将有数套IGCC装置投产，分别处理重油和石油焦进料。IGCC装置通过气化产生合成气，也可为炼油厂提供了大量氢气。波兰炼厂IGCC装置在利用合成气进行燃气轮机蒸汽透平发电的同时，也将72吨/天氢气提供给炼油厂。荷兰鹿特丹炼厂的IGCC装置，生产285吨/天氢气供给炼油厂，另发电110MW供给炼厂和电网。同时取得减少排放污染的良好效果，设置IGCC前，SOX、NOX和颗粒物质排放分别为196、067和022KG/T原料，设置IGCC后，上述污染物排放分别减少到134、039和011KG/T原料。气化产生的合成气不仅可通过联合循环发电、产汽、供氢，而且可用以生产石化产品，如羰基醇、甲醇、碳酸二甲酯、醋酸和醋酐等。合成气也可通过费托合成生产石化用石脑油、高十六烷值柴油和高质量蜡。实施炼油向石油化工的延伸。德士古气化工艺应用于FARMLAND工业公司将焦炭转化成合成氨项目中，来自炼油厂的1100吨/天石油焦转化成1000吨/天合成氨。德国韦塞林炼油厂的气化装置处理600吨/天渣油，合成气主要用于生产甲醇。新加坡裕廊岛与炼油厂毗邻的合成气公司通过气化，将重质、高硫渣油转化成合成气，从中向炼油厂返回64万立方米/天氢气，同时将70万立方米/天CO用于生产醋酸。天然气制合成油技术世界天然气正面临获得更多储量的机遇。天然气资源比石油资源更丰富，据预测，可满足世界需求120年以上。前10年内，全球天然气储量增长了30以上，2002年已达到15578万亿M3。天然气储采比也由1973年47年、1983年58年提高到2001年619年，超过石油储采比403年。据预测，全球天然气需求将从目前26万亿M3增加到2020年49万亿M3。约在2040年，世界天然气供应量14将超过石油和煤炭，天然气在一次能源中所占比例将从现在245增加到2040年51。世界偏远地区天然气储藏量占总量的60以上，天然气制合成油（GTL）方案正成为偏远地区天然气高效利用的途径脱颖而出。GTL技术由合成气生产、费托法合成和产品精制三部分组成。当前，世界炼油业正面临生产低硫和超低硫汽、柴油以满足日益苛刻的环境法规的挑战。例如，欧盟柴油含硫量将从目前350G/G减小到2005年50G/G、2008年30G/G，美国柴油含硫也将从现在500G/G减小到2006年15G/G。通过费托法工艺将天然气转化成合成油的柴油燃料含硫小于1G/G、芳烃含量小于1（体）、十六烷值大于70，为生产清洁燃料开辟了一条新途径。经过改进的费托法合成技术，采用新型钴催化剂和先进的淤浆床反应器，使GTL装置投资和操作费用大大降低，GTL的生产成本已可与1820美元/桶的原油价格相竞争，为建设天然气炼油厂注入了新的活力。GTL生产的石脑油低含硫、高含石蜡烃。虽然不是很好的汽油组分，但其高含石蜡烃是极好的石油化工原料。生产的合成石蜡，其价格高于石油石蜡，可用作特种产品。费托合成液体烃还可用于合成润滑油和特种化学品。正构石蜡可用于生产洗涤剂中间体（线性烷基苯、醇类等），生产增塑剂、辅助化学品、添加剂等的中间体；合成润滑油可用于生产工业和汽车润滑油，合成润滑油具有高粘度指数和低挥发度，是高性能的润滑油基础油。合成气也可用于生产清洁的柴油替代燃料二甲醚。已推出的天然气制合成油（GTL）技术方案主要有埃克森公司、壳牌公司、南非合成油（SASOL）公司、合成石油SYNTROLEUM公司等工艺。21世纪迎来GTL装置新的发展期，在未来15年内，预计GTL装置生产能力将增加到4500万6750万吨/年。油价如长期维持在较高水平，建设GTL装15置具有更大的吸引力。据统计，除中型装置外，全世界现在建和拟建的GTL装置至少有10套之多，其规模为225万450万吨/年。建设地点包括尼日利亚、埃塞俄比亚、澳大利亚、卡塔尔、南非、印度尼西亚、埃及、委内瑞拉、特立尼达多巴哥、玻利维亚和巴布亚新几内亚。2005年前，将有7套GTL装置投产，总能力将达880万吨/年。4，轻质烷烃活化技术21世纪石油化工原料将可能转向更廉价的天然气类烷烃为主，因而，原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。为利用偏远地区的天然气资源，不通过裂解或脱氢制取烯烃而使烷烃活化直接生产化学品中间体的工艺正在加快开发。目前以烷烃为原料研究开发的重点是乙烷制氯乙烯（VCM）、乙烷制醋酸、丙烷制丙烯腈、丙烷制丙烯酸及异丁烷制甲基丙烯酸酯等。迄今为止，烷烃制化学品的难度仍然较大，但20世纪80年代中期以来，正丁烷制顺酐工艺已开发成功，目前以苯为原料的装置正纷纷改造成正丁烷工艺。为开发烷烃活化工艺，须开发合适的催化剂和采用适宜的操作条件。由于烷烃的偶极矩非常短，没有催化剂可资利用的电子密度，因而很难形成过渡态以克服活化能，并达到化学转化目的。只有异丁烷的电子分布在中间碳原子周围，偶极矩足以使化学转化顺利进行。烷烃反应需要外加极大的能量，烷烃脱氢反应条件非常苛刻。碳原子越少，脱氢难度越大。CATOFIN/CATADIENE工艺中采用了负压脱氢条件。目前烷烃氧化脱氢制烯烃的低成本工艺的研发仍在进行，在适当条件下甚至乙烷也可脱氢。较有发展前景的烷烃活化技术有乙烷制VCM工艺16乙烷制氯乙烯单体（VCM）技术尽管很难实现工业化，但一直是研发的重点。INEOS公司（原EVC公司）已在德国威廉港运转了一套1000吨/年中试装置，并拟适时建设工业化装置。该工艺将乙烷原料、空气/氧气和循环的HCL和饱和的HCL通过铜钾铈系元素催化剂系统的氧氯化反应器，产物含有氧乙烯、HCL和氯化烃，经冷凝、分离和干燥可得到氯乙烯。操作温度低于480，氯乙烯选择性大于90。VCM传统生产工艺是二氯乙烷裂解和消耗副产HCL的氧氯化法相结合的工艺，一套60万吨/年氧氯化法制VCM装置投资约26亿美元，最近的改进技术约需22亿美元。INEOS乙烷制VCM工艺的关键特征是可将乙烷与无水氯化氢在氧气存在下，在专门设计的流化床氧氯化反应器中生成VCM。该工艺设有多个循环系流。NEXANT/化学系统公司估计一套60万吨/年乙烷制VCM装置的投资约为335亿美元。乙烷制醋酸工艺生产醋酸传统的工艺为甲醇羰基化和乙醛氧化法，已工业化的其他工艺还有石脑油和正丁烷氧化法，新近开发的工艺有日本昭和电工的乙烯直接氧化法和WACKER的混合丁烯法。在乙烷制醋酸路线方面，联碳（现陶氏化学）早期开发了ETHOXENE工艺，由乙烷气相催化氧化制醋酸，典型的反应温度为200500和0150MPA。BP和塞拉尼斯公司也在开发此工艺。乙烷转化率为411，醋酸选择性为3286。该工艺副产少量乙烯。另外，沙特基础工业公司（SABIC）开发了将乙烷转化为醋酸的SABOX工艺，同时联产乙烯，己将适时推向商业化。该工艺中乙烷转化率为4465，醋酸选择性为3060，采用经磷改进的钼铌钒酸盐催化剂（MO25V10NB032PX），乙烷和空气15/85体在2600C、138MPA下通过催化17剂（X0042）,在转化率535时，生产醋酸和乙烯的选择性分别为499和105。该工艺在沙特阿拉伯延布建设的3万吨/年装置2003年开工。生产20万吨/年醋酸的装置也可望2004年投产，为35万吨/年对苯二甲酸装置提供醋酸溶剂。乙烷制醋酸工艺只有在有廉价乙烷原料的地区才适宜工业化应用。塞拉尼斯和BP公司的甲醇羰基化技术（分别为酸优化工艺和CATIVA工艺）已在世界广泛应用并具有竞争优势，一套50万吨/年世界规模级甲醇羰基化制醋酸装置需投资11亿美元，而20万吨/年乙烷直接转化制醋酸装置的投资费用略高，约为13亿美元。基于丙烷的工艺丙烷直接转化工艺主要是制取丙烯腈和丙烯酸。进行丙烷制丙烯腈工艺开发的有旭化成、BP和三菱化学公司，三井东压化学、罗纳普朗克、巴斯夫、空气产品和日本触媒化成等公司也在开发此工艺。近年来全球丙烯腈市场发展趋缓，但在高吸水性树脂和涂料工业的推动下，丙烯酸需求的增长较为强劲。丙烷制丙烯酸的主要开发商为三菱化学和东亚合成化学公司，巴斯夫、BP、阿托菲纳、三井东压化学和SUNOCO公司也参与开发。（1）丙烷制丙烯腈工艺丙烯腈主要生产路线是在多组分催化剂（含钒、锑）作用下丙烯经流化床氨氧化反应生成丙烯腈，同时副产氢氰酸，氢氰酸可用作甲基丙烯酸甲酯的原料。反应速率受丙烯限制。采用丙烷为替代原料，可降低原材料费用。事实上，丙烷氨氧化工艺早在20世纪50年代和60年代初就开始研究。由丙烷氨氧化直接生产丙烯腈关键在于开发使丙烷活化的催化剂（钒/锑氯18化物），丙烯腈收率可望达到约55。至少已有3家以上公司开发此工艺。浅野化学公司已将小试放大到中试。三菱化学公司和BOC气体公司也在日本建设了中试装置。三菱化学开发的催化剂以钼、钒、碲的氧化物为基础，其中含少量铌和锑。旭化成和三井公司也在投入研究。BP公司也在开发丙烷生产丙烯腈工艺，并在美国得州绿湖中试成功，BP开发的催化剂以钒和锑的氧化物为基础，以锡和钛为助剂。可望在78年内建成2025万吨/年装置。已有几项工艺可望先期投入工业化应用，有低丙烷转化率/氧气为氧化剂/丙烷循环工艺；高丙烷转化率/空气为氧化剂/不循环丙烷工艺以及中到高丙烷转化率/空气为氧化剂/丙烷循环工艺。BOC和三菱化学公司开发的第三种工艺，将在这两家公司宣布组成联合开发体后推向工业化。该工艺结合了三菱公司的催化剂开发经验与BOC新开发的从工艺尾气中选择性回收与循环未反应丙烷技术。对丙烯工艺和丙烷工艺生产费用的比较表明，一套27万吨/年传统工艺丙烯腈装置的投资费用约28亿美元，同等规模的丙烷法装置约需35亿美元，但丙烷法工艺在未反应的氨以硫酸铵形式回收时技术经济性较好。（2）丙烷制丙烯酸工艺多年来丙烯酸生产一直以乙炔为原料，直至20世纪90年代，巴斯夫在德国威廉港的装置仍采用该工艺。但由于乙炔较难控制，因此目前丙烯己基本取代乙炔原料。鉴于丙烷原料价格价廉，人们正在开发丙烷制丙烯酸工艺。对乙炔、丙烯和丙烷制丙烯酸工艺的生产费用比较表明，一套22万吨/年丙烯法工艺装置，投资费用约19亿美元，同等规模丙烷法工艺装置约27亿美元。如果丙烯法和丙烷法工艺生产费用相近，则继续开发丙烯酸工艺的重点将放在转化率和选择性提高上。基于丁烷的工艺19正丁烷氧化制顺酐的工业化装置已在全球投入运转，主要生产商为亨斯迈和洛桑（LONZA）公司。巴斯夫公司开发由正丁烷直接生产1，4丁二醇工艺，由正丁烷制顺酐，再由顺酐经酯化和加氢生产1，4丁二醇。马来西亚10万吨/年装置于2002年投产，美国盖斯玛10万吨/年装置可望于2003年投产。BP和鲁奇公司合作开发的GEMINEX工艺，采用钒/磷混合氧化物催化剂在沸腾床反应器内用正丁烷制顺酐，再经水洗制顺丁烯二酸（顺酸），然后经固定床催化加氢制1，4丁二醇。该工艺可节减成本30。在美国利马建设的65万吨/年装置业已投产。巴斯夫公司成功开发了以丁烷为初始原料用空气氧化经顺酐催化加氢直接合成四氢呋喃/聚四氢呋喃（THF/POLYTHF）新工艺，该工艺免除了生产1,4丁二醇（BDO）的中间步骤。对世界BDO生产和消费结构将产生重大影响。巴斯夫公司将在中国上海漕泾采用丁烷/顺酐法工艺建设世界最大规模的THF/POLYTHF装置，其生产能力分别6万吨/年POLYTHF和8万吨/年THF，定于2004年投产。异丁烷可较容易地氧化生成叔丁基过氧化氢，然后与丙烯反应生成环氧丙烷和叔丁醇，即所谓HALCONOXIRANE工艺。一些公司如丹赛尔（DAICEL）化学工业公司和SUNOCO公司已开发了异丁烷氧化制叔丁醇工艺。对以凝析油或轻石脑油中戊烷为原料的相关工艺研究似乎很少，其原因可能是缺乏以其为原料制造有经济价值的大宗化学品。但多年来异戊烷脱氢生产异戊二烯己付诸实践，异戊二烯是合成橡胶、热塑性弹性体和专用/精细化学品的原料。高级烷烃可生产高级醇，如正构烷烃可直接转化生产洗涤剂。日本住友公司在甲基丙烯酸甲酯工艺研究中指出正构烷烃通过氧化脱氢可生产正丁醛，由此可开发出新工艺。目前萨索尔（SASOL）公司在美国奥古斯塔采用UOP公司PACOL20脱氢技术将正构烷烃转化成醇类，并用UOP的OLEX技术分离烯烃和烷烃。烯烃醛化生成醛类。烷烃活化技术仍面临挑战，烷烃反应活性低，因此在催化剂设计、工艺设计和化学工程方面存在很多困难。但鉴于原料费用较低，只要整体经济可行，烷烃转化工艺仍具有很大的魅力。一些工艺的技术问题己经解决，如制取VCM和丙烯腈工艺等，可望实现工业化。烷烃活化在未来几年内仍是研究开发的热点，许多化学品生产商期望以此利用偏远地区的天然气资源，并改善整个工艺的经济性。5，新型分离和反应技术炼油、石化生产过程中大量存在的分离和反应工序往往是高耗能、高投资的过程。开发和采用先进的低能耗分离和反应新技术成为未来石化工业的一大技术热点。微波分离、电磁分离、吸附分离、超声波分离、络合分离、膜法分离等新的分离技术，以及催化（反应）蒸馏技术、超临界反应技术、膜法反应技术等新的反应技术均在迅速开发和应用之中。埃克森美孚公司开发了原油乳化液微波分离设备。该技术采用微波范围的电磁幅射使分离困难的乳化液脱稳，分离成油、水和固体。转换器将电能转化为微波范围约电磁幅射，设备额定功率为75KW。通过波导进入微波发生器，与乳化液进料接触。该MST（微波分离技术）设施典型的进料速率为00570144M3/MIN。乳化液吸收能量使温度上升约28，出口温度小于93，操作压力为138345KPA。出口物流用离心机或沉降罐分离。美国托伦斯炼油厂原油脱水效率低下，使原油处理量降低，化学药剂用量增加。进料速率100M3/D，进料含油45M3/D、含水50M3/D、含固体5M3/D。采用MST设施分离后，含油物流21含油965V、固体25V、水10V；含水物流含水915V、固体82V、油03V；固体物流含固体463V、油440V、水97V。使脱盐器消除了瓶颈制约，大大提高了原油处理量，减少了化学药剂消耗和油品损失，减小了废水处理负荷。美国和日本均开发和投用了催化裂化催化剂磁性分离器。日本极东石油工业公司（CKPI）在日本千叶炼油厂投用渣油催化裂化（RFCC）MAGNACAT催化剂磁分离装置。其操作效益在于在恒定的催化剂补充速率下，提高了产率；改进了焦炭选择性，从而增加了进料中减压渣油掺入量；在恒定的平衡活性下，减少了催化剂补充速率。在催化剂冷却器受限制的情况下，装置可按最大量生产汽油模式操作，采用MAGNACAT的经济效益高达047美元/桶进料。MAGNACAT磁分离器可分离和选择性地清除老化程度最高、受金属污染最大的催化剂颗粒，因其聚集了最大量的金属，磁性也最高。这可减少藏量中平衡催化剂的平均寿命和提高其活性及选择性，而不增加新鲜催化剂补充量。滚动的磁力组合件可将平衡催化剂分离为最高磁性和最低磁性成分。该RFCC装置改造后的处理量为150万吨/年，使用MAGNACAT后，进料量增加23万吨/年，进料中减压渣油量也提高约10，从而使残炭量增加06。但MAGNACAT使焦炭减少511，干气减少1016，装置处理量提高约10。菲利浦斯石油公司开发了SZORB吸附法汽柴油脱硫工艺，该工艺与加氢处理不同，它可选择性地去除硫化物而不是转化硫化物。可将高硫FCC汽油转化为低硫汽油。该工艺将FCC汽油与少量氢气混合并加热，蒸发的汽油进入膨胀的流化床反应器，吸附剂将进料中的硫吸附除去。吸附剂从反应器中连续抽出送至再生器用氧化方法再生，再用纯度低达50的氢气还原，硫以SO2除去，送至硫回收装置。再生的吸附剂返回反应器。汽油辛烷值损失在1个单位以下。S22ZORB工艺操作条件为343413、069207MPA、空速410H1、氢气纯度大于50。总耗氢710M3/M3。对于160万吨/年的装置，当生产超低硫汽油时，与加氢处理相比，年操作费用可节减200万美元。因汽油辛烷值比其他方法高23个单位，提高辛烷值的年效益又可达500万美元。该吸附脱硫工艺已在菲利浦斯石油公司得州博格炼油厂26万吨/年装置上完成商业化中试，生产出含硫仅10G/G的汽油产品。CROWN石油公司500万吨/年帕塞迪纳炼厂、菲利浦斯石油公司450万吨/年费登尔炼厂和260万吨/年泰勒炼厂都将采用SZORB工艺，帕塞迪纳炼厂172万吨/年SZORB装置将于2003年投运。用于柴油脱硫的SZORB工艺也将于2003年在斯韦尼炼厂75万吨/年装置上工业化应用。中试验证表明，柴油含硫也可降达10G/G以下。该技术已被第17届世界石油大会评为技术创新奖。SULPHCO公司开发了以超声波为驱动力的汽油和柴油脱硫工艺，将进料与相对量较少的水溶液相混合，水溶液含有专有的氧化剂和催化剂。混合物经超声波处理，使200M气泡快速生成和破裂。这样致使强烈混合并使局部温度达到几千度，压力高达1000MPA。超声波也产生自由基和被激发的氧分子，它们可使硫氧化。得到的砜和硫酸盐然后用溶剂除去。根据所用溶剂的不同，硫可以砜回收，或转化成元素硫或其他化含物。SULPHCO公司与SINCLAIR石油公司已将该工艺过程放大，在3785L/MIN中型装置上试验了各种进料，可生产含硫1015G/G的汽油和柴油。法国国家科学研究院中心开发了络合法柴油脱硫技术，使烷基苯并噻吩（ALKYLDBT）先由分开的步骤去除，从而使加氢脱硫可在缓和条件下进行。在该工艺中，专利的受体化学品与柴油在室温条件下混合，与ALKYLDBT生成的化学络合物形成不可溶的化合物，很易过滤除去。该化学品安全、廉价且可循环使用。它不同于可与ALKYLDBT结合的常规的受体化合物，如四硝基9芴酮，它们有23潜在的爆炸性危险，不能用于工业过程。该方法已完成实验室试验。简易的烯烃络合分离技术也在开发之中。埃克森美孚公司开发从乙烷和其他气体中分离乙烯有潜在吸引力的新系统。该公司采用含镍的二噻茂络合物约束体。在常见的污染物存在时，乙烯也可选择性地与其结合，并可逆向回收。乙烯与二噻茂络合剂的结合是一平衡过程，过程向烯烃金属络合物方向进行。该系统可应用于C2C6范围内单烯烃的分离。降低系统压力或提高其温度，乙烯就可方便地从络合物中回收。二噻茂镍络合剂不与水、乙炔、CO或氢反应，它们在蒸汽裂解反应产品中均有存在。100浓度的硫化氢与该络合剂可缓慢地发生反应，但其速率比乙烯仍要慢许多倍。含8MOL硫化氢的乙烯，其乙烯反应速率与纯乙烯相同，反应仍然可逆。8的硫化氢浓度远远大于乙烯装置中的浓度。采用这一高效方法，可从乙烷和其他饱和烃中回收乙烯，而络合剂不会失活。该工艺推向实用后，可望替代投资较高的深冷法蒸馏从乙烷分离乙烯的传统方法。作为常规蒸馏的改进技术抽提蒸馏、反应蒸馏和膜法蒸馏组合技术正在不断扩大应用和开发之中。抽提蒸馏利用溶剂抽提和蒸馏达到两种沸点相近的组分或共沸物的有效分离。抽提蒸馏时，蒸馏塔顶加入非挥发性的极性溶剂以溶解活性较高的组分，增大沸点相近组分的相对挥发度，溶剂从产品中回收并循环。韩国LG加德士石油公司采用GTC公司技术在丽水建成世界上最大的芳烃抽提蒸馏装置，从重整生成油中生产232万吨/年苯、554万吨/年二甲苯和30万吨/年C8芳烃。苯和二甲苯回收率大于999，纯度大于9999。C8芳烃纯度为995，回收率达100。用抽提蒸馏代替液液抽提，投资费用节减25，能耗节约15。克虏伯乌德公司还开发了抽提蒸馏与分壁式塔器技术相结合的工艺，从重整生成油或全24加氢热解汽油回收苯。该工艺是使用抽提蒸馏塔和汽提塔的MORPHYLANE工艺的改进技术，它取消了汽提塔。精馏、汽提和溶剂回收均在一座分壁式塔器中进行。投资比常规抽提蒸馏装置节减20。反应（催化）蒸馏用于MTBE生产已有十年之久，应用领域正在进一步扩大。反应和蒸馏同时在一座塔器中进行，可大大节减设备费用。苏尔寿化学公司开发了醋酸甲酯水解和醋酸乙酯及醋酸丁酯合成的反应蒸馏工艺。WACKER公司第一套醋酸甲酯工业装置已投产。CHEMOPETROL公司开发的醋酸乙酯和醋酸丁酯工艺，在预反应器后采用了反应蒸馏塔，两种进料分别为乙醇和醋酸，及丁醇和醋酸。转化率高于常规方法，投资费用节减10，能耗降低20。CDTECH公司开发了两种反应蒸馏新工艺，一是一步法生产丙烯酰胺，代替常规多个反应器段，投资和操作费用分别节减50和25。另一是从裂解混合C4生产异丁烯。通过催化蒸馏用加氢催化剂使1丁烯异构化为2丁烯，从而使异丁烯从沸点相近的1丁烯中分出，尽管异丁烯浓度（9094）稍低，但过程费用比通过MTBE途径生产异丁烯的方法可节减费用30。如需要，再经蒸馏可使异丁烯纯度达到99以上。新近开发的膜蒸馏组合工艺利用聚醋酸乙烯膜在约35TORR（相当于1毫米汞柱压强）减压下选择性地抽出蒸气以破坏共沸物。苏尔寿公司开发了膜法蒸气渗透和双效蒸馏技术，从发酵产物中生产燃料乙醇。该系统可将8乙醇浓缩成997的燃料级乙醇。每千克乙醇只需15千克蒸汽，而常规工艺需2千克蒸汽。第一套工业化装置己于2002年上半年投用。催化（反应）蒸馏技术在炼油和石化生产中将得到更多的研发和推广应用。CDTECH（催化蒸馏技术）公司的CDHYDRO/CDHDS工艺将加氢脱硫反应与催化蒸馏技术组合在一座塔器中进行。该工艺采用二段法催化蒸馏使FCC汽油脱25硫率可大于995，而且产率高，辛烷值损失小。第一段为CDHYDRO脱己烷塔，塔顶产生低含二烯烃和硫醇的C5/C6物流。不需再用碱处理脱除硫醇。去除硫醇性硫可大于99。第二段采用CDHDS过程从FCCC7汽油去除高达995的硫，而辛烷值损失很小。典型的炼厂要求汽油含硫从300PPM减小到30PPM，FCC汽油含硫减少90，对于含烯烃约30的FCC汽油，经催化蒸馏处理后，无产率损失，辛烷值损失小于10。美国MOTIVA公司得州阿瑟港炼油厂FCC汽油采用CDHDS工艺脱硫己经工业化验证，该装置加工含硫5000PPM（有时高达7500PPM）的FCC重汽油52万吨/年，加氢脱硫率达到8798，汽油辛烷值损失为02个单位。加拿大IRVING石油公司新不伦瑞克炼油厂采用CDHYDRO和CDHDS技术处理232万吨/年全馏分FCC汽油，满足了加拿大汽油短期含硫150PPM规范和2005年30PPM规范的要求。进料含硫为1000PPM、烯烃含量为37。HDS脱硫率为80左右，汽油辛烷值损失约为1个单位。德士古公司在英国彭布罗克炼厂建设的CDHDRO/CDHDS装置也投运，用于215万吨/年全馏分FCC汽油脱硫。另有18套FCC汽油脱硫装置将采用此催化蒸馏工艺，正在北美、西欧和亚洲建设之中。美国VALERO炼制公司将在5座炼油厂新建CDHYDRO/CDHDS脱硫装置。CDTECH公司还将反应（催化）蒸馏可用于苯加氢为环己烷。在此技术开发中，催化蒸馏反应器操作在氢分压仅052103MPA压力下，从而使反应混合物呈沸腾状。苯进入12NI（AL2O3载体）催化剂床层上部，氢在床层下部加入。该系统的优点是苯可因回流而连续地冷凝在催化剂上。苯的冷凝使之其与氢能充分接触，有利于加氢。此外，苯的气化可去除大量的反应释热。因为苯在系统中呈沸腾状，反应器温度就可由压力加以控制。另外的优点是冷凝的苯可使生成聚合物26和焦炭而致使催化剂的减活起到洗涤效果。典型的运转条件在138MPA和约182（氢/苯摩尔比99）下进行，底部产品环己烷纯度为999。系统操作压力大大低于工业上常规使用的310MPA压力范围。埃克森美孚公司开发了以过氧化氢异丙苯生产苯酚的反应（催化）蒸馏工艺。该工艺过程采用固体ZRFEW氧化物催化剂，可达到100转化率，