制取丙烯的化学工艺综述论文.doc

制取丙烯的化学工艺综述论文 摘要随着聚丙烯等下游产品需求的快速增长,以及以乙烷为原料的新建乙烯生产装置比例的增加,丙烯资源供应逐渐呈现出紧张态势相应地,以丙烯为目的产物的生产技术研究越来越活跃,丙烯生产技术已成为当前炼油和化工重点研究方向之一 关键词生产丙烯化学工艺 1丙烯的定义 丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷以及异丙醇等,是仅次于乙烯的重要石油化工原料 2丙烯制取工艺的发展现状 目前增产丙烯的化学工艺研究主要集中在4个方面:一是改进FCC等炼油工艺,挖掘现有装置潜力,增产丙烯的FCC装置升级技术;二是充分利用炼油及乙烯裂解副产的C48等资源,转化为乙烯、丙烯的低碳烯烃裂解技术、烯烃歧化技术;三是丙烷脱氢工艺;四是以天然气、煤等为原料,生产乙烯、丙烯的甲醇制烯烃工艺等 2.1增产丙烯的FCC工艺技术 全球FCC装置的生产能力约750Mt/a,通过调整原料品种、催化剂、工况和操作条件来增产丙烯的发展潜力非常大,国内外许多公司都在积极开展这方面的研究 与传统的FCC相比,这类工艺技术操作条件更为苛刻,要求反应温度、剂油比更高,催化时间更短运用这些技术,虽然汽油收率会受到一定影响,但汽油中的烯烃含量降低,质量得以提高,丙烯的产量比传统FCC高24倍我国炼油工业催化裂化加工能力大、掺渣比高,造成汽油中烯烃含量高,开发应用增产丙烯的FCC工艺技术,在提高油品质量的同时,为下游提供更多的低碳烯烃,具有良好的市场前景 2.2低碳烯烃裂解制丙烯工艺技术 低碳烯烃裂解是将C48烯烃在催化剂作用下转化为丙烯和乙烯的工艺,它不仅可以解决炼厂和石脑油裂解副产的C48的出路问题,又可以增产高附加值的乙烯、丙烯产品,成为近年研究较为活跃的领域 烯烃裂解工艺,从投资费用、生产成本与综合收益来看,均是最具吸引力的工艺固定床工艺流程相对简单,适于和现有蒸汽裂解结合;流化床工艺流程相对复杂,适于建设大规模生产装置,可以纳入烯烃联合装置,也可以单独建立装置随着我国一批大型乙烯裂解装置的扩建与新建,C4+烯烃资源越来越丰富,对开发出自主知识产权的烯烃裂解技术,解决C4+烯烃副产、增产高附加值丙烯需求迫切 2.3烯烃歧化制丙烯工艺技术 烯烃歧化技术多年以前已经开发成功,只是因为近年来一些地区丙烯价格逐步走高,这一技术又重新引起了人们的重视它是一种通过烯烃碳碳双键断裂并重新转换为烯烃产物的催化反应,目前以乙烯和2丁烯为原料歧化为丙烯的生产技术研究较为活跃,主要有ABBLummus公司的OCT高温催化剂工艺和法国石油研究院(IFP)的Meta4低温催化剂工艺 烯烃歧化工艺可应用于石脑油蒸汽裂解装置增产丙烯,投资增加不多,即可提高石脑油裂解装置的丙烯/乙烯产量比,但缺点是每生产1t丙烯,要消耗掉0.42t乙烯,因此只有在丙烯价格高于乙烯价格、乙烯产量过剩时才是经济可行的另外歧化技术不能将异丁烯以及C58烯烃转化为丙烯,应用受到一定限制近年开发的自动歧化技术,不用或用少量乙烯,应用前景看好 2.4丙烷脱氢制丙烯工艺技术 丙烷脱氢是强吸热过程,可在高温和相对低压下获得合理的丙烯收率丙烷脱氢技术具有3大优势:首先,是进料单一,产品单一(主要是丙烯);其次,是生产成本只与丙烷密切相关,而丙烷价格与石脑油价格、丙烯市场没有直接的关联,这可以帮助丙烯衍生物生产商改进原料的成本结构,规避一些市场风险;第三,是对于丙烯供应不足的衍生物生产厂,可购进成本较低的丙烷生产丙烯,免除运输与储存丙烯的高成本支出 与其它生产技术相比,获得同等规模的丙烯产量,丙烷脱氢技术的基建投资相对较低,目前的经济规模是250kt/a丙烷原料价格对生产成本影响较大,只有当丙烯与丙烷的长期平均最小价差大于200美元/t时,工厂才能有较好的利润中东地区丙烷资源丰富、价格稳定有利于建设丙烷脱氢厂我国目前尚不具备建设丙烷脱氢厂的条件,对这方面的研究,可作为一定的技术储备 2.5甲醇制烯烃工艺技术 在原油价格攀升,天然气或煤炭资源相对丰富的情况下,以天然气或煤为原料生产甲醇,再以甲醇生产烯烃(MTO工艺)或以甲醇生产丙烯(MTP工艺)的技术越来越受关注目前比较成熟的工艺主要有UOP/Hydro公司的MTO工艺和Lurgi公司的MTP工艺 MTO、MTP工艺可作为以石油为原料生产烯烃的替代或补充,与原油和石脑油价格相比,天然气价格相对独立,因此利用MTO技术有利于改善原料成本结构,这对于原油资源日益紧张的我国非常有意义与石脑油或乙烷裂解相比,当原油价格高于16美元/bbl或乙烷价格高于3美元/MBtu时,MTO可以提供较低的生产成本和较高的投资回报 2.6烯烃生产工艺的最新进展 过去几年里增产丙烯工艺取得了重大进展,这些工艺各俱特色,但也存在一些不足之处,为取长补短,这些工艺出现了多种应用组合,导致了工艺性能的重大改进 烯烃裂解技术与石脑油蒸汽裂解工艺组合烯烃裂解装置(如OCP工艺)的进料可以是石脑油裂解、FCC、焦化、MTO等副产的C48烯烃混合物,而且烯烃裂解产生的C48蒸汽可以?环进裂解炉进一步反应OCP装置每生产1t丙烯可联产0.25t乙烯,当它与石脑油蒸汽裂解装置一体化建设,能大大降低投资和运行费用,减少C4+副产,多产30%的丙烯 烯烃裂解工艺与MTO组合MTO的特点是每生产1t乙烯和丙烯,仅产出0.2tC4+副产品,如果再增加一套OCP装置转化较重的烯烃,乙烯与丙烯收率可提高20%,达到85%90%,丙烯与乙烯产量比增至1.75,C4+副产品几乎减少80%通过优化MTO催化剂和MTO与烯烃裂解工艺的结合,丙烯与乙烯比可达到2.0以上 3结束语 我国炼油企业,基本都建有副产丙烯的回收装置和丙烯衍生物生产装置;炼油化工一体化企业,既有炼油部分,又有蒸汽裂解制乙烯部分,还有加工副产丙烯的成套装置,因此组合应用FCC工艺多产丙烯、烯烃裂解工