乙烯技術創新高 利好石油化工行業發展
2010-9-14 來源:中國聚合物網
關鍵詞:乙烯 乙烷 裂解 丙烯
2010年1-5月份,中國乙烯產量達到497.1萬噸,同比增長23.1%;6月份中國乙烯產量較去年同期大幅增長37.9%達到104.1萬噸;7月份我國乙烯產量同比去年大幅增長33.6%達到116.6萬噸。據了解,目前中國大陸乙烯總產量為600余萬噸,根據國家規劃,到2010年,乙烯產量要達到1400萬噸,到2020年,要達到2300萬噸。但是照中國現在乙烯生產速度增長,到2020年也只能滿足一半的社會需求,另外一半還是依靠進口?梢姡蚁┦袌隽钊饲熬傲钊丝皯n。
技術落后導致產量不足,投資效益差。從2001年開始,國家科技部組織中石化集團公司的科研、工程設計、骨干企業聯合進行攻關,完成了國家“十五”科技攻關---“大型乙烯工程關鍵技術開發”項目,形成了擁有多項專利技術和專有技術的成套工藝技術,其原料單耗、能耗、產品品種和質量均達到國外同類工藝技術先進水平。
大型乙烯工程技術帶動石化業發展
中國石化工業經過數十年的發展,從無到有、由弱到強,走過了一段艱難曲折的歷程。如今石油石化產業已經成為國民經濟的重要支柱產業。
正是由于石化產業投資大,技術復雜,全世界也只有少數幾家公司掌握其核心技術。在國內,相關技術領域已被國外公司以專利和合同的形式大量覆蓋。大型乙烯工程關鍵技術開發正是突破了這種限制,給中國石化工業的發展贏得了新的機遇。
比如乙烯裝置是石油化工中最復雜的流程之一,設備多,技術難度大,大型乙烯成套技術工藝包開發,結合中國的原料和制造業的發展情況,確定了采用前脫丙烷的低能耗主流程方案,建成后的乙烯裝置,不僅技術上先進可靠,而且投資有大幅度的降低。其綜合能耗達到600萬大卡/噸乙烯,達到國際先進水平。
裂解爐是乙烯工業的關鍵設備,技術水平高,投資大而且量廣。項目確定了裂解爐采用雙爐膛結構,提出了大型化裂解爐輻射段爐管排布的五種方案,研發的大型裂解爐以大慶石腦油為原料,乙烯收率可達到31%,熱效率達到94%以上。
國內外乙烯技術一覽
道化學公司開發了可削減乙烯生產費用的乙烯生產新工藝(世界專利號Appls.00/14035和00/14180),該工藝采用乙烷在自熱條件下進行催化氧化脫氫。乙烷/氧/氫(2.3/1/1體)進料預熱至2750C,通過負載在MgO上的Pt/Cu催化劑,壓力為0.135Mpa,空速為125752時-1。與催化劑接觸后,反應溫度在幾秒時間內就上升到9250C。在自熱條件下,乙烯選擇性為81%,轉化率75%。雖然選擇性與蒸汽裂解大致相同,但轉化率大大超過通常的65%。主要副產物為甲烷(6.4%)、CO(6.0%)和CO2(1.4%)。進料中有氫的存在提高了乙烷的轉化率,而深度氧化生成CO2大大減少。該工藝也適用于流化床,乙烯選擇性(83%)比固定床系統稍高。流化床反應器的另一優點是從放熱反應過程易于回收熱量。
LG石化公司(Seoul)開發了石腦油催化裂解新工藝,與傳統的蒸汽裂解工藝相比,該工藝可大大提高烯烴產率,采用該技術可提高乙烯產率20%、丙烯產率10%,F有裂解裝置稍加改進就可使用這一工藝。該工藝使用含特定金屬氧化物的專用催化劑,工藝過程在比標準的反應溫度低50~100℃下操作,因此與常規蒸汽裂解相比,耗能大大減少,裂解爐管內結焦速率也將下降,可延長連續運行時間和爐管壽命,同時,CO2排放也較少。LG公司正在韓國麗川一套30萬美元的中型裝置上進行試驗。該公司在麗川的乙烯能力為75萬噸/年,擬在2003年使麗川一臺裂解爐采用該技術。烯烴產能增加和運行費用的降低,將使年現金流通費用增加約1500萬美元。如果試驗成功,該技術將是烯烴生產的重要進步。
我國洛陽石化工程公司開發了重油直接裂解制乙烯(HCC)專利技術,現已在黑龍江齊齊哈爾化工公司進行工業試驗取得成功,達到世界同類技術的領先水平。這套由催化裂化裝置改造的HCC裝置屬世界上第一套重油直接裂解制乙烯的工業化裝置,處理能力為6萬噸/年,原料為100%大慶常壓渣油。采用活性、選擇性、穩定性均良好的LCM-5專用催化劑。乙烯和丙烯的單程裂解質量產率分別達到22%和15.5%左右。混合丁烯質量產率為8%,乙烯產率為6%-7%。乙烷回煉后,乙烯產率可提高到26%-27%,丙烯產率提高對16%左右。
乙烯專用脫氧催化劑實現工業應用,西南化工研究設計院自主開發的乙烯脫氧催化劑在茂名石化3.2萬立方米/小時干氣提濃乙烯裝置上一次開車成功,經過30天的連續運行,裝置脫氧指標達到技術要求。這是西南院繼煤層氣脫氧凈化之后開發的又一脫氧專用催化劑,將對我國節能減排和發展低碳經濟起到推動作用。催化裂化干氣富含氫氣、烯烴、烷烴和少量氧氣等多種復雜組分,要回收煉廠干氣中的乙烯資源,必須集成吸附分離方法與化學凈化、催化反應等凈化提純技術。其中,催化脫氧是干氣提濃乙烯工藝的關鍵環節。但乙烯化學性質活潑,容易發生乙烯催化加氫生成乙烷和乙烯裂解積碳的副反應。西南院組織專家攻關,對催化劑載體進行特殊預處理,改善了活性組份在載體的分散,提高其穩定性。他們還對活性組分進行了改進,攻克了乙烯加氫生成乙烷和乙烯裂解造成催化劑表面積碳兩大技術難題,成功開發出富乙烯氣體回收利用的專用脫氧催化劑,使脫氧后殘氧量小于1×10-6,脫氧效果好,而且穩定。
可見,大型乙烯成套技術的開發應用,對于乙烯產業的發展有著重要的作用,給我國石油化工行業帶來新商機。
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(苒兒)