本站原创摘 要：随着工业化发展对聚丙烯等产品需求的增长,丙烯等资源供应逐渐呈现出紧缺势头.随之,以丙烯为目的产物的生产技术研究越来越活跃,丙烯生产技术也成为当前炼油和化工重要研究内容.
关 键 词：丙烯化学制取应用
作者简介:颜鹤（1961-）,男,江苏赣榆人,1980年毕业于徐州师范学院化学系,赣榆县职教中心中学一级教师,主要从事中学化学教学方面的研究.
[中图分类号]：K825.4[文献标识码]：A[文章编号]：1002-2139(2010)-20-0200-01
当今世界经济快速发展走向全球化的同时,人类社会不断呼吁提倡低碳生活,并在全球掀起了一股浪潮.低碳烯烃之一的丙烯是化学工业中重要的基本有机化工原料.随着石油的开采,存储量不断减少、国际原油不断上涨、丙烯的生产成本逐渐升高,一定程度上制约了丙烯工业的发展.随着工业化生产对丙烯的需求量逐渐上升,以天然气或煤资源生成甲醇再制取丙烯的生产方式备受人们的重视.随着聚丙烯等下游产品需求的快速增长,以及以乙烷为原料的新建乙烯生产装置比例的增加,丙烯资源供应逐渐呈现出紧张态势.同时,以丙烯为目的产物的生产技术研究越来越活跃,丙烯生产技术也成为当前炼油和化工重点研究方向之一.
一、丙烯化学制取技术的市场前景及可行性分析
当今全球市场,一方面是烯烃需求大大超过甲醇,丙烯需求增长明显高于乙烯.由于丙烯的生产技术已不能满足丙烯的市场需求,需要探索新的丙烯生产途径；另一方面是大规模甲醇装置的高速建设强烈需要寻求产品的出路.在甲醇上游供应挤压和丙烯下游需求拉动的共同作用下,甲醇制丙烯技术发展前景看好.以天然气为原料的甲醇制丙烯技术可以从烯烃原料结构上实施调整,拓宽丙烯原料来源,降低由于石油资源紧张、油价上涨带来的风险.
地球上的天然气资源存储相对石油丰富,但由于地域性和自然性,开采和利用率和范围难度较大,目前天然气的大规模利用还受到一定的限制,导致实际的开发与利用还比较缓慢.随着科学技术的不断完善,以天然气为原料制作甲醇的装置规模趋于大型化,这将促进甲醇向下游较大消费市场发展与延伸.目前甲醇主要用来生产甲醛、叔丁基醚(MTBE)、醋酸、丙烯酸甲酯(MMA)等.这些产品对甲醇的需求增长低于甲醇生产能力的增长,大规模甲醇装置的产品强烈需要寻求出路,由于全球市场对于烯烃的需求大大超过甲醇,烯烃生产可成为甲醇新的重要出路.化学工业需水量较大,以天然气为原料的生产废水回收利用成本较低,以煤为原料的生产废水回收利用成本较高,需要的水资源更多,水资源的可获得性是项目必须首先考虑的问题.
二、提高丙烯制取技术效率的主要途径及创新
1.烯烃歧化制丙烯的生产技术.烯烃歧化技术是多年前开发成功的,是一种通过烯烃碳-碳双键断裂并重新转换为烯烃产物的催化反应,目前以乙烯和2-丁烯为原料歧化为丙烯的生产技术研究较为活跃.可应用于石脑油蒸汽裂解装置增产丙烯,投资增加不多,即可提高石脑油裂解装置的丙烯/乙烯产量比,但缺点是每生产1t丙烯,要消耗掉0.42t乙烯,因此只有在丙烯高于乙烯、乙烯产量过剩时才是经济可行的.
2.低碳烯烃裂解制丙烯技术.烯烃裂解工艺,从投资费用、生产成本与综合收益来看,均是最具吸引力的技术.随着我国一批大型乙烯裂解装置的扩建与新建,+烯烃资源越来越丰富,对开发出自主知识产权的烯烃裂解技术,解决+烯烃副产、增产高附加值丙烯需求迫切.
3.FCC生产技术.全球FCC装置生产丙烯的能力约750Mt/a,通过调整原料品种、催化剂、工况和操作条件来增产丙烯的发展潜力非常大,国内外许多公司都在积极开展这方面的研究.运用该项技术,丙烯的产量比传统FCC高2～4倍,在提高油品质量的同时,为下游提供更多的低碳烯烃,具有良好的市场前景.
4.甲醇制烯烃技术.甲醇生产烯烃(MTO工艺)或以甲醇生产丙烯(MTP工艺)的技术可作为以石油为原料生产烯烃的替代或补充.与石脑油或乙烷裂解相比,当原油高于16美元/bbl或乙烷高于3美元/MBtu时,MTO可以提供较低的生产成本和较高的投资回报.
5.丙烷脱氢制丙烯技术.丙烷脱氢是强吸热过程,可在高温和相对低压下获得合理的丙烯收率.与其它生产技术相比,获得同等规模的丙烯产量,丙烷脱氢技术的基建投资相对较低,目前的经济规模约是250kt/a.我国目前尚不具备建设丙烷脱氢厂的条件,对这方面的研究,可作为一定的技术储备.
6.烯烃生产技术的新进展.烯烃裂解技术与石脑油蒸汽裂解工艺组合.烯烃裂解装置(如OCP工艺)的进料可以是石脑油裂解、FCC、焦化、MTO等副产的-8烯烃混合物,而且烯烃裂解产生的-8蒸汽可以环进裂解炉进一步反应.OCP装置每生产1t丙烯可联产0.25t乙烯,当它与石脑油蒸汽裂解装置一体化建设,能大大降低投资和运行费用,减少+副产,多产30%的丙烯.烯烃裂解工艺与MTO组合.MTO的特点是每生产1t乙烯和丙烯,仅产出0.2t+副产品,如果再增加一套OCP装置转化较重的烯烃,乙烯与丙烯收率可提高20%,达到85%～90%,丙烯与乙烯产量比增至1.75,+副产品几乎减少80%.通过优化MTO催化剂和MTO与烯烃裂解工艺的结合,丙烯与乙烯比可达到2.0以上.
结语
目前,国内外丙烯的化学制取技术要实现快速化、科学化、工业化,还需要加速完善其动力学研究、化学研究、制备及改进、烯烃分离回收技术等方面.在改进丙烯的化学制取技术时,要不断消化吸收国外先进研究成果,同时还要根据我国的国情,结合自身的现实情况,进一步拓宽视野,利用境外丰富的天然气资源发展甲醇制丙烯技术.