催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴技術(shù)

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1、WORD格式可編輯催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴技術(shù)乙烯和丙烯是最重要的石油化工原料之一。蒸汽裂解技術(shù)問世60多年來一直是生產(chǎn)乙烯和聯(lián)產(chǎn)丙烯的主要技術(shù)?？墒牵?0多年來隨著乙烯和丙烯的需求逐年增加，丙烯/乙烯需求比呈上升趨勢，丙烯/乙烯產(chǎn)出比呈下降趨勢。預(yù)計今后若干年全球丙烯需求的增速在5%以上，高于乙烯需求的增速，裂解原料的比例不會有大的變化，因此蒸汽裂解生產(chǎn)的丙烯不能滿足需求的現(xiàn)狀還將持續(xù)下去。多年來，市場需求不足的丙烯主要由煉油廠常規(guī)催化裂化和高苛刻度催化裂化副產(chǎn)的丙烯提供。雖然近20多年來，出現(xiàn)了多種多產(chǎn)丙烯

2、的專用技術(shù)，而且有一些已經(jīng)工業(yè)應(yīng)用，但由于種種原因，這些專用技術(shù)生產(chǎn)的數(shù)量有限，丙烯供應(yīng)的緊張狀況并未得到根本緩解。預(yù)計今后20年間石油和天然氣仍然是人類需求最主要的能源，石油和天然氣液仍將是石化原料的主要來源。由于原料資源、價格、水資源、技術(shù)、投資和生產(chǎn)成本等多種因素的影響，預(yù)計丙烷脫氫、甲醇制烯烴等專用技術(shù)生產(chǎn)低碳烯烴會有一些增加，但不會增加很多，能夠增加較多的仍然是石腦油蒸汽裂解/催化裂解和減壓瓦斯油/常壓渣油催化裂化/催化裂解。1蒸汽裂解生產(chǎn)低碳烯烴技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀據(jù)統(tǒng)計，到2009年底全球有58個

3、國家的216座石油化工廠建有蒸汽裂解裝置，乙烯生產(chǎn)能力為13297.4萬噸/年。蒸汽裂解的原料和產(chǎn)品收率如表1所列。表1蒸汽裂解的原料和典型產(chǎn)品收率（一次通過，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）產(chǎn)品原料乙烷丙烷丁烷石腦油常壓瓦斯油（輕柴油）H2+CO4.061.701.231.030.71CH43.6723.3721.7515.3510.69C2H20.500.670.500.690.34C2H452.4539.6531.7431.0224.85C2H634.764.573.673.422.75C3H6+C3H41.1513.2

4、819.8516.2114.28C3H6/C386.758.399.098.396.7C3H80.127.420.680.380.31C42.244.0312.909.549.61裂解汽油0.874.276.4119.3320.6裂解燃料油0.161.111.263.0115.78稀釋蒸汽/原料0.300.350.400.500.80單位能耗①/kJ?kg－1（乙烯）1600020000—2300027000①100萬噸/年乙烯大型裂解裝置的能耗。蒸汽裂解的產(chǎn)品收率因原料和裂解深度而異。裂解深度低（較低的溫度

5、和壓力），丙烯和所有副產(chǎn)品的收率都提高。以乙烷為原料，裂解深度高，生產(chǎn)1t乙烯用原料1.24t，丙烯/乙烯產(chǎn)出比為0.024；以丙烷為原料，裂解深度中到高，生產(chǎn)1t乙烯用原料2.18～2.67t，丙烯/乙烯產(chǎn)出比為0.37～0.45；以丁烷為原料，裂解深度高，生產(chǎn)1t乙烯用原料2.65t，丙烯/乙烯產(chǎn)出比為0.41；以石腦油為原料，裂解深度中到高，生產(chǎn)1t乙烯用原料2.60～3.80t，丙烯/乙烯產(chǎn)出比為0.40～0.57；以常壓瓦斯油為原料，裂解深度中到高，生產(chǎn)1t乙烯用原料專業(yè)技術(shù)知識共享WORD格式可編

6、輯3.60～4.09t，丙烯/乙烯產(chǎn)出比為0.54～0.62。通常，以輕石腦油為原料，產(chǎn)出比約為0.4；以輕瓦斯油為原料，產(chǎn)出比約為0.6。2009年全球蒸汽裂解裝置所用的原料，石腦油約占50%，乙烷約占30%，其它原料（丙烷、丁烷和常壓瓦斯油等）約占20%[5]。歐洲和亞洲國家所用的原料主要是石腦油。西歐國家所用的原料中石腦油約占72%，中歐和中國所用的石腦油約占80%。美國乙烷用量約為56%，丙烷約為18%，丁烷約為3%，石腦油和常壓瓦斯油約為23%。中東國家（沙特、伊朗、科威特、卡塔爾和阿聯(lián)酋）所用的原

7、料主要是乙烷。乙烷約占71%，石腦油約占15%，丙烷約占12%，丁烷約占2%。鑒于這種情況，蒸汽裂解裝置的丙烯/乙烯產(chǎn)出比遠(yuǎn)低于丙烯/乙烯需求比，蒸汽裂解裝置生產(chǎn)的丙烯遠(yuǎn)不能滿足需求。為了改變這種狀況，多年來許多國家的石化工作者都在想方設(shè)法開發(fā)新技術(shù)，提高丙烯收率。其中最重要并有望在工業(yè)上推廣應(yīng)用的就是石腦油催化裂解技術(shù)。2石腦油催化裂解多產(chǎn)低碳烯烴技術(shù)石腦油催化裂解是石油化工領(lǐng)域的一項前沿技術(shù)，正在進(jìn)行示范裝置試驗，即將工業(yè)應(yīng)用。近二十多年來，不少國家都投入大量人力、物力、財力潛心研究，都進(jìn)展不大，但在20

8、10年有了突破。美國KBR公司與韓國化工技術(shù)研究院合作開發(fā)的石腦油催化裂解（ACO）技術(shù)在韓國SK能源公司蔚山煉油廠建設(shè)的示范裝置于2010年10月開始運(yùn)轉(zhuǎn)。2011年1月報道，運(yùn)轉(zhuǎn)得到滿意結(jié)果，達(dá)到了丙烯+乙烯，特別是丙烯高收率的預(yù)期。據(jù)介紹，該石腦油催化裂解新技術(shù)的產(chǎn)品收率如表2所列。表2石腦油催化裂解與蒸汽裂解的產(chǎn)品收率（摩爾分?jǐn)?shù)，%）項目乙烯丙烯裂解汽油其它合計催化裂解33281217100