關(guān)于石油路線的乙烯生產(chǎn)工藝介紹，看完這篇就夠了！

烯烴工業(yè)是世界石化產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，以烯烴為原料，石化工業(yè)向下衍生出了眾多產(chǎn)品。特別是以“乙烯、丙烯和丁二烯”為代表的三烯，更是石化工業(yè)的基石。本文為您總結(jié)烯烴生產(chǎn)中具有代表性的乙烯生產(chǎn)工藝的石油路線。

管式爐蒸汽裂解制乙烯

對(duì)于一套乙烯裝置來說，裂解爐技術(shù)和可操作性是基石。大型化、提高裂解深度、縮短停留時(shí)間、提高裂解原料變化的操作彈性已成為裂解爐技術(shù)的主要趨勢(shì)。近年來，各乙烯技術(shù)專利商在爐膛設(shè)計(jì)、燒嘴技術(shù)、爐管結(jié)構(gòu)、爐管材料、抑制結(jié)焦技術(shù)等方面均取得了一些進(jìn)展。已建的大石腦油裂解爐能力為20萬噸/年，大的乙烷裂解爐能力為23.5萬噸/年。

二元/三元制冷技術(shù)可用單一的制冷系統(tǒng)滿足一套裂解裝置中溫度和壓力變化所需的冷量，降低了投資成本，提高了可靠性。催化精餾技術(shù)將催化反應(yīng)和精餾分離過程集成在一起，簡(jiǎn)化工藝流程，減少設(shè)備投資。熱集成精餾系統(tǒng)將取代分凝分餾塔，成為第二代先進(jìn)回收技術(shù)（ARS）的核心設(shè)備，大幅提高分離效率。

分壁式精餾塔用于乙烯分離，不僅可提高分離效率，還能減少設(shè)備，節(jié)省投資。但分壁式精餾塔的應(yīng)用難點(diǎn)在于它的控制方案較復(fù)雜，因此需要加強(qiáng)分壁式精餾塔的動(dòng)態(tài)特性研究，確定優(yōu)化控制方案。經(jīng)過多年開發(fā)，管式爐蒸汽裂解工藝已經(jīng)成熟，現(xiàn)有乙烯裝置主要通過各種先進(jìn)技術(shù)和流程的組合，不斷地進(jìn)行工藝整體優(yōu)化。未來蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯技術(shù)的發(fā)展方向仍是向低能耗、低投資、提高裂解爐對(duì)原料的適應(yīng)性和延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期方向發(fā)展。

石腦油催化裂解制乙烯

石腦油催化裂解是結(jié)合傳統(tǒng)蒸汽裂解和FCC技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)展起來的，表現(xiàn)出了良好的原料適應(yīng)性和較高的低碳烯烴收率，多年來經(jīng)過學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的不懈努力，取得了許多進(jìn)展。根據(jù)反應(yīng)器類型，石腦油催化裂解技術(shù)主要分為兩大類。

一是固定床催化裂解技術(shù)，代表性技術(shù)有日本工業(yè)科學(xué)原材料與化學(xué)研究所和日本化學(xué)協(xié)會(huì)共同開發(fā)的石腦油催化裂解新工藝，以10%La/ZSM-5為催化劑，反應(yīng)溫度650℃，乙烯和丙烯總產(chǎn)率可達(dá)61%，P/E質(zhì)量比約為0.7。另外還有俄羅斯莫斯科有機(jī)合成研究院與莫斯科古波金石油和天然氣研究所共同開發(fā)的催化裂解工藝，韓國LG石化公司開發(fā)的石腦油催化裂解工藝以及日本旭化成公司等開發(fā)的工藝。盡管固定床催化裂解工藝的烯烴收率較高，但反應(yīng)溫度降低幅度不大，難以從根本上克服蒸汽裂解工藝的局限。

另一類是流化床催化裂解技術(shù)，代表性技術(shù)有韓國化工研究院和SK能源公司共同開發(fā)的ACO工藝，該工藝結(jié)合KBR公司的Ortho-flow流化催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)與SK能源公司開發(fā)的高酸性ZSM-5催化劑，與蒸汽裂解技術(shù)相比，乙烯和丙烯總產(chǎn)率可提高15%～25%，P/E質(zhì)量比約為1。

重油催化裂解制乙烯

我國在重油催化裂解制乙烯領(lǐng)域進(jìn)行了卓有成效的開發(fā)研究并取得了重要進(jìn)展。中國石化洛陽石油化工工程公司開發(fā)的重油接觸裂解技術(shù)（HCC），在提升管出口溫度為700～750℃、停留時(shí)間小于2s的工藝條件下，以大慶常壓渣油為原料，選用選擇性好、水熱穩(wěn)定性和抗熱沖擊性能優(yōu)良的LCM-5催化劑，乙烯產(chǎn)率可達(dá)19%～27%，總烯烴的產(chǎn)率可達(dá)到50%。2001年采用該工藝在中國石油撫順石化分公司建設(shè)了工業(yè)試驗(yàn)裝置。

中國石化石油化工科學(xué)研究院在深度催化裂化技術(shù)（DCC）基礎(chǔ)上開發(fā)的催化熱裂解技術(shù)（CPP），采用具有正碳離子反應(yīng)和自由基反應(yīng)雙重催化活性的專用催化劑CEP-1，在反應(yīng)溫度620～640℃，反應(yīng)壓力0.08～0.15MPa（表壓），停留時(shí)間2s，劑油比20～25條件下，以大慶減壓瓦斯油摻56%渣油為原料，按乙烯方案操作，乙烯收率為20.37%，丙烯收率為18.23%。2009年，該技術(shù)在沈陽化工集團(tuán)50萬噸/年CPP裝置上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

原油直接裂解制乙烯

為避免依賴于煉油廠或氣體加工廠提供原料，一些公司開發(fā)出直接裂解原油的工藝，其主要特點(diǎn)在于省略了傳統(tǒng)原油煉制生產(chǎn)石腦油的過程，使得工藝流程大為簡(jiǎn)化。2014年，埃克森美孚公司在新加坡建成了全球首套原油直接裂解制乙烯裝置，乙烯產(chǎn)能為100萬噸/年。其主要工藝改進(jìn)是在裂解爐對(duì)流段和輻射段之間加入一個(gè)閃蒸罐，原油在對(duì)流段預(yù)熱后進(jìn)入閃蒸罐，氣液組分分離，氣態(tài)組分進(jìn)入輻射段進(jìn)行裂解，液態(tài)組分則作為煉廠原料或者直接賣出。以原油價(jià)格為50美元/桶計(jì)，東南亞地區(qū)石腦油價(jià)格高于原油價(jià)格，該工藝將顯著降低裂解原料成本。

沙特阿美公司也擁有自主的原油直接制乙烯技術(shù)。該技術(shù)與?？松梨诠炯夹g(shù)完全不同。其工藝過程為原油直接進(jìn)入加氫裂化裝置，去除硫并將高沸點(diǎn)組分轉(zhuǎn)化為低沸點(diǎn)組分；之后經(jīng)過分離，瓦斯油及更輕的組分進(jìn)入蒸汽裂解裝置，重組分則進(jìn)入沙特阿美公司自主研發(fā)的深度催化裂化裝置，大化生產(chǎn)烯烴。但是該技術(shù)目前還停留在設(shè)計(jì)階段，并沒有建成生產(chǎn)裝置。IHS認(rèn)為，該技術(shù)比傳統(tǒng)石腦油裂解生產(chǎn)成本低200美元/噸，但是加氫裂化和催化裂化裝置將增加投資成本，以15%稅前投資回報(bào)率計(jì)，該技術(shù)與沙特石腦油裂解成本相當(dāng)。