催化裂解生产低碳烯烃技术

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1、WORD格式可编辑催化裂解生产低碳烯烃技术乙烯和丙烯是最重要的石油化工原料之一。蒸汽裂解技术问世60多年来一直是生产乙烯和联产丙烯的主要技术。可是，近20多年来随着乙烯和丙烯的需求逐年增加，丙烯/乙烯需求比呈上升趋势，丙烯/乙烯产出比呈下降趋势。预计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，裂解原料的比例不会有大的变化，因此蒸汽裂解生产的丙烯不能满足需求的现状还将持续下去。多年来，市场需求不足的丙烯主要由炼油厂常规催化裂化和高苛刻度催化裂化副产的丙烯提供。虽然近20多年来，出现了多种多产丙烯

2、的专用技术，而且有一些已经工业应用，但由于种种原因，这些专用技术生产的数量有限，丙烯供应的紧张状况并未得到根本缓解。预计今后20年间石油和天然气仍然是人类需求最主要的能源，石油和天然气液仍将是石化原料的主要来源。由于原料资源、价格、水资源、技术、投资和生产成本等多种因素的影响，预计丙烷脱氢、甲醇制烯烃等专用技术生产低碳烯烃会有一些增加，但不会增加很多，能够增加较多的仍然是石脑油蒸汽裂解/催化裂解和减压瓦斯油/常压渣油催化裂化/催化裂解。1蒸汽裂解生产低碳烯烃技术工业应用的现状据统计，到2009年底全球有58个

3、国家的216座石油化工厂建有蒸汽裂解装置，乙烯生产能力为13297.4万吨/年。蒸汽裂解的原料和产品收率如表1所列。表1蒸汽裂解的原料和典型产品收率（一次通过，质量分数，%）产品原料乙烷丙烷丁烷石脑油常压瓦斯油（轻柴油）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稀释蒸汽/原料0.300.350.400.500.80单位能耗①/kJ·kg－1（乙烯）1600020000—2300027000①100万吨/年乙烯大型裂解装置的能耗。蒸汽裂解的产品收率因原料和裂解深度而异。裂解深度低（较低的温度

5、和压力），丙烯和所有副产品的收率都提高。以乙烷为原料，裂解深度高，生产1t乙烯用原料1.24t，丙烯/乙烯产出比为0.024；以丙烷为原料，裂解深度中到高，生产1t乙烯用原料2.18～2.67t，丙烯/乙烯产出比为0.37～0.45；以丁烷为原料，裂解深度高，生产1t乙烯用原料2.65t，丙烯/乙烯产出比为0.41；以石脑油为原料，裂解深度中到高，生产1t乙烯用原料2.60～3.80t，丙烯/乙烯产出比为0.40～0.57；以常压瓦斯油为原料，裂解深度中到高，生产1t乙烯用原料专业技术知识共享WORD格式可编

6、辑3.60～4.09t，丙烯/乙烯产出比为0.54～0.62。通常，以轻石脑油为原料，产出比约为0.4；以轻瓦斯油为原料，产出比约为0.6。2009年全球蒸汽裂解装置所用的原料，石脑油约占50%，乙烷约占30%，其它原料（丙烷、丁烷和常压瓦斯油等）约占20%[5]。欧洲和亚洲国家所用的原料主要是石脑油。西欧国家所用的原料中石脑油约占72%，中欧和中国所用的石脑油约占80%。美国乙烷用量约为56%，丙烷约为18%，丁烷约为3%，石脑油和常压瓦斯油约为23%。中东国家（沙特、伊朗、科威特、卡塔尔和阿联酋）所用的原

7、料主要是乙烷。乙烷约占71%，石脑油约占15%，丙烷约占12%，丁烷约占2%。鉴于这种情况，蒸汽裂解装置的丙烯/乙烯产出比远低于丙烯/乙烯需求比，蒸汽裂解装置生产的丙烯远不能满足需求。为了改变这种状况，多年来许多国家的石化工作者都在想方设法开发新技术，提高丙烯收率。其中最重要并有望在工业上推广应用的就是石脑油催化裂解技术。2石脑油催化裂解多产低碳烯烃技术石脑油催化裂解是石油化工领域的一项前沿技术，正在进行示范装置试验，即将工业应用。近二十多年来，不少国家都投入大量人力、物力、财力潜心研究，都进展不大，但在20

8、10年有了突破。美国KBR公司与韩国化工技术研究院合作开发的石脑油催化裂解（ACO）技术在韩国SK能源公司蔚山炼油厂建设的示范装置于2010年10月开始运转。2011年1月报道，运转得到满意结果，达到了丙烯+乙烯，特别是丙烯高收率的预期。据介绍，该石脑油催化裂解新技术的产品收率如表2所列。表2石脑油催化裂解与蒸汽裂解的产品收率（摩尔分数，%）项目乙烯丙烯裂解汽油其它合计催化裂解33281217100