丙烯增产技术概览（上）
谢军
　　2003年全球丙烯产量约5630万t,比2002年增长约5.6%。据预
计,2010年全球丙烯产量将达到7730万t,年增长率约5%,快于乙烯
增长。丙烯需求快速增长的主要动力是下游产品PP应用领域不断扩
大,正在越来越多的领域替代纸张、钢材、木材以及较为昂贵的工程
塑料。目前,丙烯生产的67%来自蒸汽裂解装置,30%来自流化床催化
裂解(FCC)装置,约2%来自丙烷脱氢装置,1%来自其他装置。
　　丙烯主要来源炼厂FCC装置和蒸汽裂解装置的丙烯/乙烯产出比
分别为0.32和0.65。据Nexant公司的市场调研报告,2003～2006年
投产的乙烯裂解装置中,25%以上以乙烷作为原料，丙烯产率更低(不
足2%)。如果不适时改变现有生产格局,积极开发利用增产丙烯技术,
丙烯的需求缺口将会进一步扩大。
　　令人欣慰的是,国内外各大石油公司和科研机构已经开发出多种
丙烯增产解决方案,如易位转换(metathesis)、重烯烃裂解、FCC装
置升级、丙烷脱氢(PDH)、甲醇制烯烃(MTO)等。目前,除了FCC装置
升级外,其他技术使用的还比较少。不过随着技术的改进和丙烯大幅
提价,这些技术已被很多公司接受,丙烯生产的格局也在渐渐改变。
易位转换
　　易位转换可以从混合烯烃物流中获取丙烯,尤其适合石脑油裂解
装置和FCC装置。与石脑油裂解装置结合时,丙烯/乙烯产量比提高至
1.1,同时装置营业毛利提高和产品成本降低。典型工艺有Lummus开
发的烯烃转换技术(OCT)工艺、法国石油研究院(IFP)开发的Meta-4
工艺。
　　OCT工艺
　　采用固定床催化反应器和氧化钨催化剂,在高于260℃、3.0～
3.5MPa条件下操作,可以将乙烯和2-丁烯易位转换生成丙烯,同时原
料中的1-丁烯异构化为2-丁烯,从而进一步促进反应进行,提高丁烯
转化率。丁烯单程转化率为60%～75%,生成丙烯的选择性>95%；乙烯
生成丙烯的选择性接近100%。
　　该技术为Philips石油公司开发,1997年被Lummus收购。此
前,Lummus曾为Arco化学公司(现Equistar化学有限公司)设计并建
造了1套Philips易位转换装置,这也是目前世界上惟一的商业化易
位转换装置。
　　Sabina石化有限公司(壳牌和阿托菲纳的合资公司)正在美国得
克萨斯的Port Arthur建设1套OCT装置。该装置将与1套2001年
底开工的石脑油裂解装置相结合,丙烯生产规模为30万t/a。装置建
成后,该公司丙烯的生产规模将从55万t/a提升至86万t/a,而乙烯
产量则由96万t/a下降至83万t/a。
　　日本三菱化学公司也正在建设1套产能为14.5万t/a的OCT装
置,计划于2004年年底建成投产。
　　Meta-4工艺
　　采用液相固定床反应器和铼催化剂,反应在低温(30～60℃)和较
高压力下进行,可将来自蒸汽裂解装置的乙烯和C4馏分反应生成丙烯,
总的丙烯/乙烯产出比可达1.00～1.25。不足之处是乙烯消耗量较高,
提纯和分离设备投资较大。该工艺已在我国台湾高雄的中油公司完成
中试。
重烯烃裂解
　　重烯烃指利用价值较低的C4～C8烯烃,主要为石脑油蒸汽裂解装
置或FCC装置C4+烯烃、FCC装置轻质石脑油或汽油、丁二烯装置提
余油等。重烯烃裂解增产丙烯工艺主要有Lurgi开发的Propylur工
艺、KBR开发的Superflex工艺、UOP和Atofina开发的烯烃裂解工
艺(OCP)以及Exxon-Mobil开发的MOI工艺。
　　Propylur工艺
　　采用固定床反应器和专用择形沸石催化剂,在420～490℃、
0.13～0.2MPa条件下操作。与石脑油裂解装置相结合时,可将丙烯/
乙烯产出比从0.65提高至0.8。其特点是,进料时需要混入大量水蒸
气(最佳比例为1:1),以提高选择性并减少积炭。位于德国Worringen
的BP Koelon公司正在对该工艺进行验证试验。
　　Superflex工艺
　　采用流化床反应器和专用催化剂,在500～700℃、0.1～0.2MPa
条件下进行操作，可同时产出丙烯和乙烯,丙烯/乙烯产出比约为2。
以轻质石脑油为原料,丙烯收率大于30%;以丁烯C4提余物为原料,丙
烯和乙烯的总收率达65%；与石脑油裂解装置相结合,可将丙烯/乙烯
比从0.65提高至0.8。
　　2002年Sasol决定采用该工艺在南非Secunda建设1套丙烯产
能为25万t/a的装置,计划于2005年建成投产。
　　OCP工艺
　　采用固定床催化剂和专有沸石催化剂,在500～800℃、0.1～
0.5MPa条件下操作,可将C4～C8烯烃转变为丙烯和乙烯。UOP研究表
明,OCP工艺和石脑油蒸汽裂解装置相结合,可使丙烯收率提高约30%,
丙烯/乙烯比提升至0.8以上。OCP工艺还可与MTO装置相结合,以MTO
装置的C4+烯烃为原料,乙烯和丙烯总收率由不足80%提升至90%以上,
丙烯收率从30%～50%提高到60%,非常具有吸引力。OCP工艺已在阿
托菲纳位于Antwerp的炼厂进行了验证试验。
　　MOI工艺
　　采用流化床反应器和择形沸石催化剂,在>538℃、0.1～0.3MPa
下操作,可将裂解C4～C8物流转变为轻质烯烃。与FCC装置相结合时,
可使丙烯/乙烯产出比提升至0.75。
FCC装置升级
　　通常FCC装置的丙烯收率为3%～6%,选用合适的沸石择形催化剂
和添加剂,并对工艺进行适当改进后,丙烯收率可提高至18%～20%。
目前开发的技术主要有KBR和Exxon-Mobil的Maxofin FCC工艺、中
国石油化工科学研究院(RIPP)的重油催化裂化(DCC)工艺、KFUPM和
日本石油合作中心(JCCP)的高苛刻度FCC（HS-FCC）工艺以及UOP的
Petro FCC工艺。
　　Maxofin FCC工艺
　　采用专有ZSM-5 Maxofin-3TM添加剂以及基于KBR OrthoflowTM
设计的专有设备,可使FCC装置的丙烯产量提高至20%以上。
　　DCC工艺
　　采用流化床工艺和改性沸石催化剂,可以根据需求选择最大量产
丙烯的DCC-Ⅰ方案或最大量产异构烯烃的DCC-Ⅱ方案。DCC-Ⅰ方案
在538～582℃、10%～30%蒸汽条件下操作,可接受原料由蜡油、蜡油
掺渣油或二次加工油以及常压渣油等,丙烯收率为常规FCC装置的3
倍以上。目前在国内外已有7套装置建成投产。
　　HS-FCC工艺
　　采用下流式反应器和专有催化剂,在550～650℃、0.1MPa条件下
操作,可将FCC装置的丙烯产量提高至18%以上。由于反应在较高温
度下进行,HS-FCC采用高剂油比(为传统FCC工艺的2倍以上)和短接
触时间(0.5到几秒)方案。目前,该工艺已经通过小试。
　　Petro FCC工艺
　　核心部分为RxCat,将“用过的”但仍具有活性的催化剂重新送
入提升管,可以灵活地控制催化剂加载量,以及对反应条件进行优化。
Petro FCC工艺可以在很苛刻的条件下操作,在不影响热平衡的前提
下循环利用更多的催化剂。更为突出的是,该工艺与FCC装置相结合
时,可使丙烯-丙烷分数提升至25%。Petro FCC工艺的首次商业化应
用于2004年夏。(未完待续)