乙烯技術(shù)創(chuàng)新高 利好石油化工行業(yè)發(fā)展
2010-9-14 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:乙烯 乙烷 裂解 丙烯
2010年1-5月份,中國(guó)乙烯產(chǎn)量達(dá)到497.1萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)23.1%;6月份中國(guó)乙烯產(chǎn)量較去年同期大幅增長(zhǎng)37.9%達(dá)到104.1萬(wàn)噸;7月份我國(guó)乙烯產(chǎn)量同比去年大幅增長(zhǎng)33.6%達(dá)到116.6萬(wàn)噸。據(jù)了解,目前中國(guó)大陸乙烯總產(chǎn)量為600余萬(wàn)噸,根據(jù)國(guó)家規(guī)劃,到2010年,乙烯產(chǎn)量要達(dá)到1400萬(wàn)噸,到2020年,要達(dá)到2300萬(wàn)噸。但是照中國(guó)現(xiàn)在乙烯生產(chǎn)速度增長(zhǎng),到2020年也只能滿足一半的社會(huì)需求,另外一半還是依靠進(jìn)口?梢(jiàn),乙烯市場(chǎng)令人前景令人堪憂。
技術(shù)落后導(dǎo)致產(chǎn)量不足,投資效益差。從2001年開(kāi)始,國(guó)家科技部組織中石化集團(tuán)公司的科研、工程設(shè)計(jì)、骨干企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行攻關(guān),完成了國(guó)家“十五”科技攻關(guān)---“大型乙烯工程關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目,形成了擁有多項(xiàng)專利技術(shù)和專有技術(shù)的成套工藝技術(shù),其原料單耗、能耗、產(chǎn)品品種和質(zhì)量均達(dá)到國(guó)外同類工藝技術(shù)先進(jìn)水平。
大型乙烯工程技術(shù)帶動(dòng)石化業(yè)發(fā)展
中國(guó)石化工業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,從無(wú)到有、由弱到強(qiáng),走過(guò)了一段艱難曲折的歷程。如今石油石化產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。
正是由于石化產(chǎn)業(yè)投資大,技術(shù)復(fù)雜,全世界也只有少數(shù)幾家公司掌握其核心技術(shù)。在國(guó)內(nèi),相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域已被國(guó)外公司以專利和合同的形式大量覆蓋。大型乙烯工程關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)正是突破了這種限制,給中國(guó)石化工業(yè)的發(fā)展贏得了新的機(jī)遇。
比如乙烯裝置是石油化工中最復(fù)雜的流程之一,設(shè)備多,技術(shù)難度大,大型乙烯成套技術(shù)工藝包開(kāi)發(fā),結(jié)合中國(guó)的原料和制造業(yè)的發(fā)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(shù)上先進(jìn)可靠,而且投資有大幅度的降低。其綜合能耗達(dá)到600萬(wàn)大卡/噸乙烯,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
裂解爐是乙烯工業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,技術(shù)水平高,投資大而且量廣。項(xiàng)目確定了裂解爐采用雙爐膛結(jié)構(gòu),提出了大型化裂解爐輻射段爐管排布的五種方案,研發(fā)的大型裂解爐以大慶石腦油為原料,乙烯收率可達(dá)到31%,熱效率達(dá)到94%以上。
國(guó)內(nèi)外乙烯技術(shù)一覽
道化學(xué)公司開(kāi)發(fā)了可削減乙烯生產(chǎn)費(fèi)用的乙烯生產(chǎn)新工藝(世界專利號(hào)Appls.00/14035和00/14180),該工藝采用乙烷在自熱條件下進(jìn)行催化氧化脫氫。乙烷/氧/氫(2.3/1/1體)進(jìn)料預(yù)熱至2750C,通過(guò)負(fù)載在MgO上的Pt/Cu催化劑,壓力為0.135Mpa,空速為125752時(shí)-1。與催化劑接觸后,反應(yīng)溫度在幾秒時(shí)間內(nèi)就上升到9250C。在自熱條件下,乙烯選擇性為81%,轉(zhuǎn)化率75%。雖然選擇性與蒸汽裂解大致相同,但轉(zhuǎn)化率大大超過(guò)通常的65%。主要副產(chǎn)物為甲烷(6.4%)、CO(6.0%)和CO2(1.4%)。進(jìn)料中有氫的存在提高了乙烷的轉(zhuǎn)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(tǒng)稍高。流化床反應(yīng)器的另一優(yōu)點(diǎn)是從放熱反應(yīng)過(guò)程易于回收熱量。
LG石化公司(Seoul)開(kāi)發(fā)了石腦油催化裂解新工藝,與傳統(tǒng)的蒸汽裂解工藝相比,該工藝可大大提高烯烴產(chǎn)率,采用該技術(shù)可提高乙烯產(chǎn)率20%、丙烯產(chǎn)率10%,F(xiàn)有裂解裝置稍加改進(jìn)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(guò)程在比標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)溫度低50~100℃下操作,因此與常規(guī)蒸汽裂解相比,耗能大大減少,裂解爐管內(nèi)結(jié)焦速率也將下降,可延長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間和爐管壽命,同時(shí),CO2排放也較少。LG公司正在韓國(guó)麗川一套30萬(wàn)美元的中型裝置上進(jìn)行試驗(yàn)。該公司在麗川的乙烯能力為75萬(wàn)噸/年,擬在2003年使麗川一臺(tái)裂解爐采用該技術(shù)。烯烴產(chǎn)能增加和運(yùn)行費(fèi)用的降低,將使年現(xiàn)金流通費(fèi)用增加約1500萬(wàn)美元。如果試驗(yàn)成功,該技術(shù)將是烯烴生產(chǎn)的重要進(jìn)步。
我國(guó)洛陽(yáng)石化工程公司開(kāi)發(fā)了重油直接裂解制乙烯(HCC)專利技術(shù),現(xiàn)已在黑龍江齊齊哈爾化工公司進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)取得成功,達(dá)到世界同類技術(shù)的領(lǐng)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(yè)化裝置,處理能力為6萬(wàn)噸/年,原料為100%大慶常壓渣油。采用活性、選擇性、穩(wěn)定性均良好的LCM-5專用催化劑。乙烯和丙烯的單程裂解質(zhì)量產(chǎn)率分別達(dá)到22%和15.5%左右;旌隙∠┵|(zhì)量產(chǎn)率為8%,乙烯產(chǎn)率為6%-7%。乙烷回?zé)捄,乙烯產(chǎn)率可提高到26%-27%,丙烯產(chǎn)率提高對(duì)16%左右。
乙烯專用脫氧催化劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用,西南化工研究設(shè)計(jì)院自主開(kāi)發(fā)的乙烯脫氧催化劑在茂名石化3.2萬(wàn)立方米/小時(shí)干氣提濃乙烯裝置上一次開(kāi)車成功,經(jīng)過(guò)30天的連續(xù)運(yùn)行,裝置脫氧指標(biāo)達(dá)到技術(shù)要求。這是西南院繼煤層氣脫氧凈化之后開(kāi)發(fā)的又一脫氧專用催化劑,將對(duì)我國(guó)節(jié)能減排和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)起到推動(dòng)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(fù)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(xué)凈化、催化反應(yīng)等凈化提純技術(shù)。其中,催化脫氧是干氣提濃乙烯工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但乙烯化學(xué)性質(zhì)活潑,容易發(fā)生乙烯催化加氫生成乙烷和乙烯裂解積碳的副反應(yīng)。西南院組織專家攻關(guān),對(duì)催化劑載體進(jìn)行特殊預(yù)處理,改善了活性組份在載體的分散,提高其穩(wěn)定性。他們還對(duì)活性組分進(jìn)行了改進(jìn),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(shù)難題,成功開(kāi)發(fā)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(wěn)定。
可見(jiàn),大型乙烯成套技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,對(duì)于乙烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的作用,給我國(guó)石油化工行業(yè)帶來(lái)新商機(jī)。
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(苒兒)