制備烯烴的各類原料的現狀與發展前景研究

王武(陜西延長中煤榆林能源化工有限公司 陜西 榆林 718500)

前言

世界經濟的發展少不了石油的發展，石油工業是世界經濟發展的重要力量，而在石油工業中占主要地位的是乙烯工業，石油和天然氣是生產乙烯的主要原料。但是目前在能源行業的現狀是石油的價格不斷波動，總體呈上升趨勢，而天然氣的價格也在逐漸上漲，怎么為乙烯工業的發展另辟蹊徑是各國都在研究的問題。除傳統能源之外的新能源的開發在各國普遍重視的問題，這就使制乙烯的原料來源更為多元化。目前全球較盛行的制烯烴的方法是生物乙醇脫水制烯烴和煤制烯烴，并且其研究已經出具規模得到了較廣泛的應用，是未來制烯烴發展的方向。

一、油氣制烯烴

目前世界上絕大多數國家制造烯烴都采用石油和天然氣，其方法包括蒸汽裂解法、丙烯歧化法、催化裂化法等。在這三種方法中最常用的是蒸汽裂解法，全球大部分的乙烯都是用這種方法生產出來的；丙烯歧化法也是生產乙烯的一種方式，但是由于其生產丙烯的市場往往好于乙烯的市場，這就導致這種方法僅停留在技術層面，沒有在實踐中進行應用；使用催化裂化法能產生質量分數約為百分之一的乙烯，但是這種制乙烯的裝置規模有限，再加上原材料組成的原因，除了美國通過相關技術對這部分乙烯進行回收外，很少有國家的企業采取這種方法制乙烯。

世界上超過一半的丙烯是通過生產乙烯生產出來的，還有一部分丙烯是通過煉油的副產品得來的，最近幾年人們對丙烯的供應情況關注度很高，聚丙烯的生產量提高使得人們對丙烯的需求量也大大提高，此外由于受到蒸汽裂解乙烯以及催化裂解汽油生產的限制，其供應量一直以來不是很穩定。目前人們正致力于研究專門生產乙烯的裝置，很可能過不了幾年就會投入生產進行使用，這有利于乙烯生產量穩定性的提高。

以乙烷為基礎的裂解裝置產生的副產品比較少，大量的屬于附屬的回收設備都可以被省略，對其進行的投入資金最少；在石腦油基礎上的裂解裝置的投入是對乙烷投入的1.5倍，以柴油為基礎的裂解裝置地投入則是1.7倍。各國都會根據本國的能源資源狀況和市場供求關系來自主決定是石油餾分生產乙烯還是以天然氣為原料生產乙烯。中東和非洲基本上采用乙烷這種原料來生產乙烯，加拿大次之但是也占絕大多數，美國則靈活地選用各種烷類來制造乙烯，其余西歐等地由于天然氣資源有限不采用輕烴生產乙烯。

近年來在蒸汽裂解生產乙烯的過程中化工用的丙烯的生產量也隨之增加，但是通過這種方式生產出的丙烯大部分都用來生產化工產品，只有很少的一部分用來做燃料。煉油廠生產的丙烯由于受各種因素的影響供應量極為不穩定。

二、乙醇脫水制烯烴

上世紀四十年代之前，基本上世界上所有的乙烯都是靠把乙醇脫水生產出來的，后來石化工業飛速發展產生了一種生產乙烯的新工藝，即蒸汽裂解法，這是以石油的大量開采以及低廉的石油價格為保證的，具有經濟實惠的特點，后來石油價格直線上漲，這使得以石油為原料制取乙烯的方法受到很大沖擊，再加上石油資源的大量消耗儲備減少和原油價格一路上漲，乙醇脫水制取乙烯的方法又重新被人們廣泛地采用。

進入新世紀以來，礦物能源的地位受到了很大動搖，隨之興起的是新興能源，不管是能源儲量較大的國家還是能源較為稀缺的國家都紛紛調整了能源戰略。目前在生物能源中發展最為迅速的是燃料乙醇，與此同時，國內外的生物發酵技術都取得了相當大的進步，已經較為成熟，這就為乙醇脫水制烯烴做了很好的鋪墊。絕大部分的化工產品都是乙烯，所以生物脫水制乙烯意義重大。

相比石油制乙烯，生物乙醇制乙烯的利潤空間更大，制取的過程較為簡單，產生的副產品比較單純并且容易分離，所以分離提純的過程也并不復雜，不需要建成一整套的加工聯動裝置，所以投資較小、操作簡單，技術要求不高。

國際上大型的制取乙烯的裝置主要在印度、巴西、秘魯和巴基斯坦，其中印度的裝置最大。很多國家都發展了這種綠色化工項目如美國，并且有多個公司開展這種項目研發，所以技術較為先進。未來乙醇脫水制取乙烯技術的發展趨勢是裝置更加一體化大型化，耗能要低，為了降低催化劑的成本，催化劑的性能要進一步提高。

我國將生物乙醇脫水制乙烯列入“863計劃”生物和現代農業領域的“生物能源技術開發與產業化”項目指南中。同國外相比我國的乙醇制取烯烴的規模還比較小，與國外差距很大。國內主要進行乙醇制烯烴的研究的主要有清華大學、北京化工大學、南京工業大學以及南開大學等，最早進行研究的是南開大學，但南京工業大學和中國石化上海石油化工研究院所做的研究最多。目前我國制取乙醇的原料主要是糧食作物包括玉米，但是玉米的產量有限，而且我國人口眾多，應首先滿足十幾億人的溫飽問題，所以把糧食作物作物乙醇燃料有很大的局限，而纖維素乙醇還處在實驗階段，技術方面很不成熟，總體上講我國在生物乙醇制取乙烯這項技術上投入的人力、物力和財力明顯不足。

小結

在制烯烴的原料多元化的今天，雖然各個國家都進行了新技術的研發，但是還應該重視國與國之間的合作研發，共同解決技術難題，這樣才能促進整個世界的能源發展，減少全球性的技術和環境問題，也使得國與國之間相互依存度提高，有利于世界的和平與發展，希望在全球共同合作下能有新的有益于全人類發展的技術出現。

[1]梁曉霏：《制備烯烴的各類原料的現狀與發展前景》[J]；《石油化工技術與經濟》2011(2).

[2]王菊、鐘思青等：《乙醇脫水制烯烴過程分析》[J]；2012(6).

[3]羅騰：《甲醇制烯烴技術一經濟一環境評價研究》[J]；煤炭科學研究總院，2009(3).

[4]洪愛珠、顏桂煬等：《生物乙醇催化脫水制乙烯的研究進展》[J]；《廣州化學》，2007(12).

[5]王素雅：《世界燃料乙醇產業發展探析》[J]；安徽農業科學，2009.