未来石化工业技术发展七大热点 2.doc

未来石化工业技术发展七大热点 22、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4%6%)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99.99%，甲苯大于99.95%。产品产率为：苯99.9%99.95%，甲苯99.5%。溶剂损失为0.005千克/吨芳烃。GTC技术公司开发了GT-BTX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GT-BTX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23.2万吨/年苯、55.4万吨/年二甲苯和30万吨/年C8芳烃。苯和二甲苯回收率大于99.9%，纯度大于99.99%。C8芳烃纯度为99.5%，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4%5%和7%8%，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，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15%20%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(ZSM-5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20%25%。环氧丙烷/丙二醇/多元醇方案：丙烯可进一步直接氧化生产环氧丙烷，直接氧化工艺将于20XX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。17.5万吨/年丁烷制顺酐装置约需21.4万吨/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。200020XX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，发电545MW，并向炼油厂供氢、供汽。20XX20XX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1.96、0.67和0.22kg/t原料，设置IGCC后，上述污染物排放分别减少到1.34、0.39和0.11kg/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，20XX年已达到155.78万亿m3。天然气储采比也由1973年47年、1983年58年提高到20XX年61.9年，超过石油储采比40.3年。据预测，全球天然气需求将从目前2.6万亿m3增加到20XX年4.9万亿m3。约在2040年，世界天然气供应量将超过石油和煤炭，天然气在一次能源中所占比例将从现在24.5%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20XX年50g/g、20XX年30g/g，美国柴油含硫也将从现在500g/g减小到20XX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