丙烯化學制取工藝的探討

摘 要：隨著工業化發展對聚丙烯等產品需求的增長，丙烯等資源供應逐漸呈現出緊缺勢頭。隨之，以丙烯為目的產物的生產技術研究越來越活躍，丙烯生產技術也成為當前煉油和化工重要研究內容。

關鍵詞：丙烯 化學制取 應用

作者簡介:顏鶴（1961-），男，江蘇贛榆人，1980年畢業于徐州師范學院化學系，贛榆縣職教中心中學一級教師，主要從事中學化學教學方面的研究。

[中圖分類號]：K825.4 [文獻標識碼]：A [文章編號]：1002-2139(2010)-20-0200-01

當今世界經濟快速發展走向全球化的同時，人類社會不斷呼吁提倡低碳生活，并在全球掀起了一股浪潮。低碳烯烴之一的丙烯是化學工業中重要的基本有機化工原料。隨著石油的開采，存儲量不斷減少、國際原油價格不斷上漲、丙烯的生產成本逐漸升高，一定程度上制約了丙烯工業的發展。隨著工業化生產對丙烯的需求量逐漸上升，以天然氣或煤資源生成甲醇再制取丙烯的生產方式備受人們的重視。隨著聚丙烯等下游產品需求的快速增長，以及以乙烷為原料的新建乙烯生產裝置比例的增加，丙烯資源供應逐漸呈現出緊張態勢。同時，以丙烯為目的產物的生產技術研究越來越活躍，丙烯生產技術也成為當前煉油和化工重點研究方向之一。

一、丙烯化學制取技術的市場前景及可行性分析

當今全球市場，一方面是烯烴需求大大超過甲醇，丙烯需求增長明顯高于乙烯。由于丙烯的生產技術已不能滿足丙烯的市場需求，需要探索新的丙烯生產途徑；另一方面是大規模甲醇裝置的高速建設強烈需要尋求產品的出路。在甲醇上游供應擠壓和丙烯下游需求拉動的共同作用下，甲醇制丙烯技術發展前景看好。以天然氣為原料的甲醇制丙烯技術可以從烯烴原料結構上實施調整，拓寬丙烯原料來源，降低由于石油資源緊張、油價上漲帶來的風險。

地球上的天然氣資源存儲相對石油豐富，但由于地域性和自然性，開采和利用率和范圍難度較大，目前天然氣的大規模利用還受到一定的限制，導致實際的開發與利用還比較緩慢。隨著科學技術的不斷完善，以天然氣為原料制作甲醇的裝置規模趨于大型化，這將促進甲醇向下游較大消費市場發展與延伸。目前甲醇主要用來生產甲醛、甲基叔丁基醚(MTBE)、醋酸、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等。這些產品對甲醇的需求增長低于甲醇生產能力的增長，大規模甲醇裝置的產品強烈需要尋求出路，由于全球市場對于烯烴的需求大大超過甲醇，烯烴生產可成為甲醇新的重要出路。化學工業需水量較大，以天然氣為原料的生產廢水回收利用成本較低，以煤為原料的生產廢水回收利用成本較高，需要的水資源更多，水資源的可獲得性是項目必須首先考慮的問題。

二、提高丙烯制取技術效率的主要途徑及創新

1.烯烴歧化制丙烯的生產技術。烯烴歧化技術是多年前開發成功的，是一種通過烯烴碳-碳雙鍵斷裂并重新轉換為烯烴產物的催化反應，目前以乙烯和2-丁烯為原料歧化為丙烯的生產技術研究較為活躍。可應用于石腦油蒸汽裂解裝置增產丙烯，投資增加不多，即可提高石腦油裂解裝置的丙烯/乙烯產量比，但缺點是每生產1t丙烯，要消耗掉0.42t乙烯，因此只有在丙烯價格高于乙烯價格、乙烯產量過剩時才是經濟可行的。

2.低碳烯烴裂解制丙烯技術。烯烴裂解工藝，從投資費用、生產成本與綜合收益來看，均是最具吸引力的技術。隨著我國一批大型乙烯裂解裝置的擴建與新建，C4+烯烴資源越來越豐富，對開發出自主知識產權的烯烴裂解技術，解決C4+烯烴副產、增產高附加值丙烯需求迫切。

3.FCC生產技術。全球FCC裝置生產丙烯的能力約750Mt/a，通過調整原料品種、催化劑、工況和操作條件來增產丙烯的發展潛力非常大，國內外許多公司都在積極開展這方面的研究。運用該項技術，丙烯的產量比傳統FCC高2～4倍，在提高油品質量的同時，為下游提供更多的低碳烯烴，具有良好的市場前景。

4.甲醇制烯烴技術。甲醇生產烯烴(MTO工藝)或以甲醇生產丙烯(MTP工藝)的技術可作為以石油為原料生產烯烴的替代或補充。與石腦油或乙烷裂解相比，當原油價格高于16美元/bbl或乙烷價格高于3美元/MBtu時，MTO可以提供較低的生產成本和較高的投資回報。

5.丙烷脫氫制丙烯技術。丙烷脫氫是強吸熱過程，可在高溫和相對低壓下獲得合理的丙烯收率。與其它生產技術相比，獲得同等規模的丙烯產量，丙烷脫氫技術的基建投資相對較低，目前的經濟規模約是250kt/a。我國目前尚不具備建設丙烷脫氫廠的條件，對這方面的研究，可作為一定的技術儲備。

6.烯烴生產技術的新進展。烯烴裂解技術與石腦油蒸汽裂解工藝組合。烯烴裂解裝置(如OCP工藝)的進料可以是石腦油裂解、FCC、焦化、MTO等副產的C4-8烯烴混合物，而且烯烴裂解產生的C4-8蒸汽可以?環進裂解爐進一步反應。OCP裝置每生產1t丙烯可聯產0.25t乙烯，當它與石腦油蒸汽裂解裝置一體化建設，能大大降低投資和運行費用，減少C4+副產，多產30%的丙烯。 烯烴裂解工藝與MTO組合。MTO的特點是每生產1t乙烯和丙烯，僅產出0.2tC4+副產品，如果再增加一套OCP裝置轉化較重的烯烴，乙烯與丙烯收率可提高20%，達到85%～90%，丙烯與乙烯產量比增至1.75，C4+副產品幾乎減少80%。通過優化MTO催化劑和MTO與烯烴裂解工藝的結合，丙烯與乙烯比可達到2.0以上。

結語

目前，國內外丙烯的化學制取技術要實現快速化、科學化、工業化，還需要加速完善其動力學研究、化學研究、制備及改進、烯烴分離回收技術等方面。在改進丙烯的化學制取技術時，要不斷消化吸收國外先進研究成果，同時還要根據我國的國情，結合自身的現實情況，進一步拓寬視野，利用境外豐富的天然氣資源發展甲醇制丙烯技術。

參考文獻:

[1]朱明慧：國外丙烯生產技術最新進展及技術經濟比較[J]。國際石油經濟，2006。

[2]王濱：C4、C5烯烴制乙烯丙烯催化技術進展[J]。分子催化，2006。