丙烯生产技术现状 □李雅丽
□李雅丽 摘要 据预测，１９９６～２００２年世界丙烯年均需求增长率
摘要 据预测，１９９６～２００２年世界丙烯年均需求增长率约为３．５％，到２０１０年全球丙烯需求量可望达到７５００万ｔ。丙烯工业的原料和工艺向多元化、新技术发展。由于我国大部分丙烯是蒸汽裂解制乙烯的副产，因此国内乙烯装置存在的诸如规模偏小、能耗高、设备运转周期短、产需不平衡等问题，与国外相比仍有一定差距。 关键词 丙烯，生产技术，蒸汽裂解，催化裂解，乙烯
关键词 丙烯，生产技术，蒸汽裂解，催化裂解，乙烯 一、概述
一、概述 丙烯是规模仅次于乙烯的最重要的基本有机原料之一，丙烯的最
丙烯是规模仅次于乙烯的最重要的基本有机原料之一，丙烯的最大用途是生产聚丙烯，约占其总量的一半。其次是生产丙烯腈、环氧丙烷、异丙醇、异丙苯、羰基醇、丙烯酸和丙烯齐聚物。据统计，１９９７年全球丙烯生产能力（不包括中国大陆）为４５８３.８万ｔ，消费量约为４４３０万ｔ，用途大致为聚丙烯５０％、丙烯腈１２％、环氧丙烷７％、异丙苯７％、异丙醇４％、羰基醇９％、其他９％。扩建或拟建生产能力为９４５.２～９７０.２万ｔ／ａ。日本通产省预测，１９９６～２００２年丙烯的年均需求增长率为３.５％， 到２０１０年全球丙烯需求量可望达到７５００万ｔ。 目前，全球丙烯需求增长速率已大大超过乙烯，而且这种趋势一
目前，全球丙烯需求增长速率已大大超过乙烯，而且这种趋势一直会延伸到２００５年。 二、生产技术现状及发展动向
二、生产技术现状及发展动向 丙烯与其他化学品不同，它一般是以联产品或副产品得到。目前
丙烯与其他化学品不同，它一般是以联产品或副产品得到。目前全球丙烯大约有７０％来自蒸汽裂解制乙烯的联产，２８％来自炼厂（主要是催化裂化装置）副产，还有２％来自丙烷脱氢。 据预测，由于聚丙烯和其他丙烯衍生物产品的需求保持强劲，至
据预测，由于聚丙烯和其他丙烯衍生物产品的需求保持强劲，至少在２００５年前丙烯供应仍然紧张，传统的乙烯联产和炼厂回收丙烯方法显然难以满足日益增长的需求。为此，国外正在应用并开发一系列能增长丙烯或扩大丙烯资源的技术，其中包括烃类蒸汽裂解多产丙烯技术、丙烷脱氢法制丙烯、多产烯烃催化裂化技术、甲醇制烯烃（ＭＴＯ）技术、乙烯和丁烯歧化为丙烯技术等。 １.烃类蒸汽裂解多产丙烯技术
１.烃类蒸汽裂解多产丙烯技术 在蒸汽裂解制乙烯过程中，不同原料和操作条件下的丙烯收率不
在蒸汽裂解制乙烯过程中，不同原料和操作条件下的丙烯收率不相同。为了多产丙烯，对裂解原料、加氢工艺以及分离塔等进行了改进。例如，采取液相加氢比气相加氢具有反应温度低、能量省、反应器体积小的优点。为了提高产品纯度，丙烷- 丙烯分离塔可选用双塔分离，应用低压热泵丙烯塔，可使丙烯塔的投资和工程费用大为降低。当裂解苛刻度降低时，裂解装置以丙烷和丁烷为原料可生产较多的丙烯。采用环烷基石脑油和柴油也可多产丙烯。 为了使乙烯和丙烯的生产能够适应市场的需求，日本、前俄罗斯
为了使乙烯和丙烯的生产能够适应市场的需求，日本、前俄罗斯等国都相继开发了催化裂解技术。日本旭化成化学公司采用了一种硅铝沸石催化剂，即ＺＳＭ-５和ＺＳＭ-１１，以密度为０. ６８３的轻质石脑油为原料进行催化热解，其单程收率与传统蒸汽裂解乙烯技术相比乙烯收率大约低２５％，丙烯收率高２０％～４０％，通常的催化热解反应温度为６８０℃，比传统蒸汽裂解低１７０℃，压力也低于蒸汽裂解。Ｌｉｎｄｅ使用钙铝催化剂，以ＡＧＯ为原料，收率可达３０.５６％。前俄罗斯有机合成研究所现已完成了中试。 日本通产省也准备在近几年内建成示范装置。Ｓ＆Ｗ、Ｌｕｍｍｕｓ也在加紧工业放大试验，看来这种技术离工业化已经不远。 ２.丙烷脱氢法制丙烯
２.丙烷脱氢法制丙烯 丙烷脱氢是获取丙烯资源的重要途径。该技术在国外已工业化应
丙烷脱氢是获取丙烯资源的重要途径。该技术在国外已工业化应用，主要有Ｏｌｅｆｌｅｘ、Ｃａｔｏｆｉｎ、ＳＴＡＲ及Ｌｉｎｄｅ工艺。目前工业上用得较多是前两种工艺。泰国ＴＰＩ公司、韩国东洋尼公司、马来西亚的ＭＴＢＥ等公司都建有采用该技术的装置。为了提高工艺效率，公司进行了深入的开发工作。据悉，Ｏｌｅｆｌｅｘ工艺对催化剂加热、反应器内部构件和烧焦再生等进行了改进；Ｃａｔｏｆｉｎ工艺应用了逆流流动技术改变了反应物料流向，新的放大了的反应器改为空气向下、烃类直接向上的逆流状态，能以较少的原料获得较多的产品，从而减少了投资和操作费用。 ３．多产烯烃的催化裂化技术
３．多产烯烃的催化裂化技术 我国中石化北京石油化工科学研究院（ＲＩＰＰ）开发的催化裂
我国中石化北京石油化工科学研究院（ＲＩＰＰ）开发的催化裂解工艺技术，又称深度催化裂解（即ＤＣＣ），被认为是解决丙烯资源短缺的一个有效途径。其流程类似于催化裂化工艺。其中ＤＣＣ-１型以制取丙烯为主，兼产丁烯、乙烯和高辛烷值汽油组分。ＤＣＣ-１型可将重减压馏分（ＨＶＧＯ）转化成５０％（ｗ）以上的气体，其中３／４为液化气，而液化气中８５％（ｗ）左右为丙烯。该技术１９９０年首次在济南炼油厂６万ｔ／ａ工业装置上运转成功。ＲＩＰＰ公司已问世界范围内发放许可证，目前包括泰国石化公司７５万ｔ／ａＤＣＣ装置在内，已有６套装置正在运转、建成或设计中。 据悉，ＤＣＣ- １型技术的丙烯和丁烯收率明显高于传统的ＦＣ
据悉，ＤＣＣ- １型技术的丙烯和丁烯收率明显高于传统的ＦＣＣ工艺，也高于蒸汽裂解制乙烯的联产丙烯，该技术可生产相当于ＦＣＣ技术３．５倍的丙烯。 ４．烯烃相互转化（ＭＯＩ）工艺
４．烯烃相互转化（ＭＯＩ）工艺 这是Ｍｏｂｉｌ公司正在开发的一项用于提高蒸汽裂解和ＦＣＣ
这是Ｍｏｂｉｌ公司正在开发的一项用于提高蒸汽裂解和ＦＣＣ丙烯产量的新工艺。该工艺是将蒸汽裂解的副产Ｃ４馏分和轻裂解汽油转化为丙烯和乙烯，同时还可将炼厂新配方汽油中不理想的组分裂解石脑油转化成丙烯。工艺的关键是ＺＭＳ-５催化剂。 整个过程在一个单一连续再生的流化床反应器中进行，操作温度和压力与ＦＣＣ装置相似，通过将结炭催化剂从反应器中连续抽出，并用空气进行再生，使催化剂活性保持不变，同时再生后的催化剂重返反应系统，还可为进料提供部分预热。ＭＯＩ称，一套６０万ｔ／ａ乙烯和３５万ｔ／ａ丙烯装置通过ＭＯＩ工艺来加工２５万ｔ／ａ混合Ｃ４和裂解汽油，乙烯和丙烯产量分别可达６８．７万ｔ／ａ和５１．５万ｔ／ａ，丙烯和乙烯比例将从０．５８上升到０．７５。 ５．由甲醇制烯烃的ＭＴＯ工艺
５．由甲醇制烯烃的ＭＴＯ工艺 这是ＵＯＰ和Ｈｙｄｒｏ公司于１９９２年合作开发的新技术，
这是ＵＯＰ和Ｈｙｄｒｏ公司于１９９２年合作开发的新技术，该技术已在０．５ｔ的示范装置上得到验证，有望在近期工业化。示范装置结果证明，工艺中选用的硅铝磷酸系列ＳＡＰＯ- ３４催化剂对乙烯、丙烯均有良好的选择性，且改变反应条件就可以得到比例灵活可调的乙烯和丙烯比率。乙烯与丙烯比率可在１.５∶１～０． ７５∶１之间变化。只要在产品回收工序中增加简单的产品分离塔，还可生产高纯度聚合级乙烯和丙烯。该技术已引起投资开发大型气田生产商的关注，对用ＭＴＯ来脱除蒸汽裂解的瓶颈同样具有吸引力。 ６．由乙烯与丁烯歧化制丙烯
６．由乙烯与丁烯歧化制丙烯 烯烃歧化是一项烃类转化技术。一些欧洲和亚洲石脑油裂解制乙
烯烃歧化是一项烃类转化技术。一些欧洲和亚洲石脑油裂解制乙烯的厂商，因丁烯市场低迷而对联产的Ｃ４馏分感到压力，烯烃歧化技术在不降低石脑油裂解苛刻度的同时可以消化Ｃ４馏分，并增产丙烯。６０年代美国Ｐｈｉｌｌｉｐｓ石油公司最先开发出该技术。１９８５年Ａｒｃｏ公司在德州建成了一套将乙烯和丁烯歧化为丙烯的１３．６万ｔ／ａ生产装置。最近，法国石油研究院（ＩＦＰ）与台湾中油公司（ＣＰＣ）共同开发出乙烯和丁烯歧化制丙烯的Ｍｅｔａ-４新工艺。该工艺可在低温下操作， 采用了Ｐｒｏｃａｔａｌｙｓｅ公司的ＳＣ４ＬＬ镍催化剂。通常在烯烃联合装置中增加Ｍｅｔａ-４工艺可提高丙烯的收率， 还可生产甲基叔丁基醚（ＭＴＢＥ），并优化ＭＴＢＥ的生产。这种采用低温铼催化剂的低温工艺在台湾省一套示范装置上得以验证，运行８６００ｈ，催化剂再生７６次，物化性能均无明显变化。 总之，从丙烯生产技术发展来看，丙烯工业的原料和工艺向多元
总之，从丙烯生产技术发展来看，丙烯工业的原料和工艺向多元化、新技术方向发展。自８０年代以来出现了石脑油使用减少，液化石油气和重凝油增加的趋势。未来３～５年内日本等国有可能实现催化裂解制乙烯、丙烯技术工业化，而ＵＯＰ／Ｈｙｄｒｏ的甲醇制烯烃ＭＴＯ工艺在完成０．５万ｔ／ａ示范装置基础上有望在近期内工业化。 我国丙烯在６０年代中期才有少量工业产品，７０年代随着乙烯
我国丙烯在６０年代中期才有少量工业产品，７０年代随着乙烯装置的大型化，丙烯生产规模也随之向大型化迈进。目前国内丙烯生产主要是蒸汽裂解乙烯装置的联产和炼厂的ＦＣＣ等装置的副产。前述的ＲＩＰＰ开发的催化裂解工艺技术标志着我国丙烯技术的发展达到了一定水平，为增产丙烯开辟了新的重要途径。１９９５年安庆石化总厂利用ＤＣＣ-１型技术建成了４０万ｔ／ａ装置， 目前国内还将应用该技术拟建多套装置。 此外，北京化工研究院在消化吸收引进技术的基础上，开发出了
此外，北京化工研究院在消化吸收引进技术的基础上，开发出了Ｃ３气相加氢催化剂和Ｃ３液相加氢催化剂，并已在引进装置中应用；大庆石油学院、厦门大学以及中科院大连化物所等一批高等院校和科研单位对丙烷脱氢和甲醇制烯烃的ＭＴＯ等领域都做了大量的开发工作。 近２０年来，我国丙烯工业生产技术水平有了长足的进步，然而，
近２０年来，我国丙烯工业生产技术水平有了长足的进步，然而，与国外先进水平相比仍有一定差距。由于丙烯大部分是蒸汽裂解制乙烯的副产，因此国内乙烯装置存在的诸如装置规模偏小、能耗高、设备运转周期短、产需不平衡等都是明显的差距。 另外，国外丙烷脱氢制丙烯已经工业化，ＭＴＯ技术也将工业化，
另外，国外丙烷脱氢制丙烯已经工业化，ＭＴＯ技术也将工业化，而国内尚处于实验室研究阶段，这也是我国科研方面的差距。