煉化一體化企業利用稀乙烯資源潛力很大

□ 楊學萍 薛明偉 瞿 勇

對稀乙烯資源進行回收利用，并實現高價值轉化，可為煉化企業降本增效、實現可持續發展提供有效途徑。

中韓石化烯烴分部乙烯裝置雙烯收率突破歷史新高。付松 攝

國內來自煉油廠干氣的稀乙烯資源豐富，將其進行高附加值轉化，生產市場急需的化工產品與清潔燃料，可充分發揮煉化一體化優勢，降低原油消耗，滿足市場日益增長的石化產品需求，同時也為煉化企業降本增效、實現可持續發展提供有效途徑。

稀乙烯資源豐富

稀乙烯主要是指煉廠流化催化裂化（FCC）干氣中的乙烯，其濃度為10(v)%～20(v)%；還可以來自重整瓦斯干氣、催化裂解（DCC）干氣和延遲焦化尾氣等。由于干氣中乙烯濃度低，利用難度大，以往通常作為燃料燒掉，浪費了寶貴的資源。隨著我國煉油能力快速增長，FCC等處理量不斷增加。2017年國內FCC裝置加工能力約為2.6億噸，延遲焦化約為1.4億噸，且隨著國內汽柴油市場逐漸飽和，新建裝置更趨向于多產烯烴的增強型深度催化裂解（DCC-plus）工藝，干氣中烯烴含量進一步提高，所含乙烯量總計超過200萬噸。對稀乙烯資源進行回收利用，并實現高價值轉化，成為人們關注的熱點。

可作為多種化學品的重要原料

乙烯是石油化工行業的龍頭原料，主要來自石腦油蒸汽裂解裝置，其衍生產品眾多，包括聚乙烯、環氧乙烷/乙二醇、乙苯/苯乙烯、二氯乙烷/氯乙烯、醋酸乙烯等。2017年我國乙烯產量為1822萬噸，進口量216萬噸；考慮到下游以衍生產品的形式進口，對應的乙烯當量消費量約3900萬噸，當量缺口達2000萬噸。如能充分利用國內的200多萬噸稀乙烯資源，每年可節約2000多萬噸原油消耗；將稀乙烯轉化為高附加值的石化產品，可降低我國對乙烯及乙烯衍生品的進口依賴。

乙苯主要用于生產苯乙烯，苯乙烯則是制備聚苯乙烯、ABS樹脂、不飽和聚酯樹脂、丁苯橡膠及苯乙烯系熱塑性彈性體等的重要原料，在建材、家電和汽車工業應用廣泛。以稀乙烯為原料制乙苯技術最早由中科院大連化物所開發，1999年國內第一套自主研發的10萬噸/年催化裂化干氣制乙苯裝置成功投產。目前該技術第三代已實現工業應用，實驗室研發的第五代技術乙苯產品中二甲苯含量低于100ppm，達到食品級標準，以往只有純乙烯才能生產出符合如此嚴格標準的產品。2009年，中國石化上海石油化工研究院（簡稱上海院）開發的基于ZSM-5分子篩SEB-08苯和稀乙烯烷基化制乙苯催化劑在海南8.5萬噸/年生產裝置上成功進行了工業試驗；在此基礎上，上海院與中國石化洛陽工程公司、石油化工科學研究院聯合開發了中國石化稀乙烯制乙苯成套工藝技術。2014年，上海院又推出新一代SEB-12低苯烯比稀乙烯制乙苯催化劑，由于在分子篩材料上的創新，該催化劑可使裝置的物耗和能耗大幅下降。以8萬噸/年稀乙烯制乙苯生產裝置計算，新型催化劑可使裝置每年節支1185萬元。2014～2017年，該催化劑為應用企業新增利潤近億元，經濟效益顯著。2018年，中國石化“稀乙烯增值轉化高效催化劑及成套技術”項目榮獲國家科技進步二等獎。目前上海院的SEB系列催化劑已在國內15套干氣制乙苯裝置上應用。總體上看，國內已有21套稀乙烯制乙苯工業生產裝置，乙苯生產能力達188萬噸/年，占國內乙苯總產能的約20%。

此外，利用稀乙烯還可生產丙醛、醋酸乙酯、環氧乙烷、甲乙苯等石化產品。新疆新峰股份有限公司2002年10月建成產能為720噸/年的丙醛中試裝置，生產出國內首批以重整瓦斯干氣中的稀乙烯為原料的丙醛產品，質量達到進口產品標準；撫順石油二廠建設了一套以FCC干氣中稀乙烯經氯醇法制取環氧乙烷，進而生產乙二醇、乙醇胺、乙二醇醚等產品的工業裝置，現已安全運轉了近20年；山東海化集團5000噸/年干氣稀乙烯直接氯化制二氯乙烷工業裝置于2013年通過鑒定驗收，干氣中乙烯轉化率大于93%，二氯乙烷純度達到99.5%以上，創新性地集干氣凈化和濃縮富集、稀乙烯氯化和尾氣回收等新工藝于一身，具有明顯的成本優勢和較強的市場競爭力。另外，利用變壓吸附、深冷分離、中冷油吸收等分離技術，可將干氣中乙烯提濃至40(v)%～80(v)%，可進一步拓寬稀乙烯的應用領域。國內采用較多的是變壓吸附分離和油吸收提濃干氣技術，已在10多套工業裝置中進行了應用。

用來生產清潔燃料

在清潔燃料生產方面，利用稀乙烯（濃度為15(v)%～25(v)%）在均相催化劑作用下可齊聚轉化為異丁烯及汽油餾分，其中異丁烯是合成烷基化油的主要原料。該工藝具有反應條件溫和、操作簡單、能耗低的特點。

乙醇汽油是近年來國家積極推廣的清潔型燃料。乙醇辛烷值高，是提高汽油辛烷值的優良添加劑。利用催化干氣中稀乙烯資源生產燃料乙醇成為一條新的工藝路線，其關鍵在于新型高效乙烯水合催化劑的開發。

可降低石化產品生產成本

由于稀乙烯來自煉油廠副產干氣，成本較低，對煉化一體化生產企業而言，利用干氣制化學品既能有效利用這部分乙烯資源，也能夠降低石化產品生產成本，提高煉化企業的生產效益。以8萬噸/年干氣制乙苯生產裝置為例，催化干氣單位成本以1789元/噸計，生產乙苯的單位成本為5750元/噸；而采用純乙烯原料時，乙烯單位成本以6756元/噸計，相同規模情況下，乙苯生產成本為7392元/噸，比稀乙烯原料路線高28.6%。

我國石化產業正大力推行轉型升級，加快化工原料向多元化和低成本化轉型，煉化產品向清潔化、高端化轉型，是實現國內石化行業綠色高效和可持續發展的必由之路。國內稀乙烯資源豐富，目前高附加值利用率僅為30%。由于煉油廠干氣也要滿足煉油廠燃氣供給需求，在考慮全廠燃氣平衡的同時，根據煉廠規模配套干氣制化學品裝置，實現稀乙烯資源高價值轉化，未來在生產市場急需的化工產品與清潔燃料領域，具有廣闊的發展前景。