丙烯行业技术特点

　　丙烯是一种重要的基本石油化工原料，供需量仅次于乙烯。近几年，丙烯的需求量大大增加，以致丙烯生产能力无法维持供需平衡，寻求高效合理的丙烯生产技术，进一步提高丙烯的生产能力，已成为我国乃至全球石化企业的重中之重。下面对丙烯行业技术特点分析：

　　丙烯化学特性

　　丙烯（propylene，CH2=CH-CH3）常温下为无色、稍带有甜味的气体。分子量42.08，液态密度0.5139g/cm3（20/4℃），气体密度1.905（0℃，101325Pa.abs）冰点-185.3℃，沸点-47.4℃。它稍有麻醉性，在815℃、101.325kpa下全部分解。易燃，爆炸极限为2%～11%。不溶于水，溶于有机溶剂，是一种属低毒类物质。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、异丙醇、丙酮和环氧丙烷等。

　　丙烯除了在烯键上起反应外，还可在甲基上起反应 。丙烯在酸性催化剂存在下聚合，生成二聚体、三聚体和四聚体的混合物，可用作高辛烷值燃料。在齐格勒催化剂存在下丙烯聚合生成聚丙烯。丙烯与乙烯共聚生成乙丙橡胶。丙烯与硫酸起加成反应，生成异丙基硫酸，后者水解生成异丙醇：丙烯与氯和水起加成反应，生成1-氯-2-丙醇，后者与碱反应生成环氧丙烷，加水生成丙二醇：丙烯在酸性催化剂存在下与苯反应，生成异丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料。丙烯在催化剂存在下与氨和空气中的氧起氨氧化反应，生成丙烯腈，它是合成塑料、橡胶、纤维等高聚物的原料。丙烯在高温下氯化，生成烯丙基氯CH2=CHCH2Cl，它是合成甘油的原料。

　　丙烯主要用途

　　丙烯用于制丙烯腈、环氧丙烷、丙酮等。用以生产多种重要有机化工原料、生成合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等。

　　用丙烯颜料绘制的画。丙烯颜料是用一种化学合成胶乳剂（含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸，以及增稠剂、填充剂等）与颜色微粒混合而成的新型绘画颜料。丙烯颜料出现于20世纪60年代，试验证明，它有很多优于其他颜料的特征：干燥后为柔韧薄膜，坚固耐磨，耐水，抗腐蚀，抗自然老化，不褪色，不变质脱落，画面不反光，画好后易于冲洗，适合于作架上画、室内外壁画等。它可以一层层反复堆砌，画出厚重的感觉；也可加入粉料及适量的水，用类似水粉的画法覆盖重叠，画面层次丰富而明朗；如在颜料中加入大量的水分可以出水彩、工笔画的效果，一层层烘染，推晕，透叠，效果纯净透明。由于丙烯颜料的主要调剂含水量很大，因此在容易吸水的粗糙底面上作画更为适宜，如纸板、棉布、木板、纤维板、水泥墙面、麻毛质地的金属面、石壁等。作丙烯画可以用一般的油画笔、画刀、中国画笔、水彩画笔、板刷、海绵、丝瓜络等。调色盘和笔洗多用不吸水的陶瓷、玻璃、珐琅质地的容器，以防清洗不净。丙烯颜料在水分挥发后即干透，因此作画时对程序要心中有数，以使笔触衔接自然，达到预想效果。

　　丙烯用量最大的是生产聚丙烯，另外丙烯可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。

　　丙烯生产工艺

　　相当长的一段时间内世界丙烯需求增长率一直高于乙烯，为了满足快速增长的丙烯需求， 国内外一方面通过对烃类蒸汽裂解和催化裂化两大传统的丙烯来源进行催化剂、工艺条件和装置结构的改进， 大幅增产丙烯; 另一方面不断研究开发新的增产丙烯技术， 以扩大丙烯新的原料来源。按2008年的数据，世界丙烯生产约68%来自以石脑油裂解为主的蒸汽裂解工艺，30%多来自于炼油厂FCC 装置的副产丙烯。其余1% ～ 2%来自丙烷脱氢等其它工艺。

　　目前，丙烯生产技术主要有五类，分别是：蒸汽裂解技术；催化裂解技术；烯烃歧化制丙烯；丙烷脱氢技术；甲醇制烯烃技术。

　　（1）蒸汽裂解技术：石油烃类在高温（ 750℃以上） 和水蒸气发生分子链断裂和脱氢反应，并伴随少量其它反应，以制取丙烯等低分子烯烃。蒸汽裂解的反应设备一般为管式加热炉： 原料和水蒸气经预热后入加热炉炉管，高温下发生裂解，通过急冷装置和深冷分离装置，获得产品。蒸汽裂解是丙烯等低分子烯烃的主要生产方法，是石油化工的基础。蒸汽裂解技术的目的是生产乙烯，丙烯作为乙烯生产的副产品。原料相对分子质量越大， 丙烯收率越高。以石脑油为原料生产乙烯， 每产1吨乙烯副产0.5吨丙烯，而以乙烷为原料生产乙烯， 每产1吨乙烯仅副产0.019吨丙烯。

　　（2）催化裂化（FCC）技术：炼厂丙烯主要来自催化裂化（ FCC）、减粘/热裂化和焦化等三类装置， 其中FCC丙烯约占炼厂丙烯的97%，是丙烯的第二大来源。重质油在热和催化剂存在的情况下发生裂化反应，得到裂化气等产物。裂化气中含有大量的C3。在催化裂化的过程中，通过调整工艺条件，原料等增产丙烯。FCC 增产丙烯技术按照开发思路的不同，分为两类：第一类是为增产丙烯而开发，裂解温度在550～580℃，例如DCC工艺（ 中石化石科院及其全球技术代理商Stone ＆ Webster）；第二类是为炼化一体化而设计，该类工艺以生产乙烯/丙烯为目的，操作温度620℃，原料为VGO（减压柴油）类，例如CPP工艺（ 中石化石科院） 以及PetroFCC工艺（ UOP公司） 。FCC技术可较大幅度地提高丙烯产量，但存在原料方面制约因素，大多数增产丙烯技术都是以少产汽油和中间馏分油为代价， 这可能与增产汽油相矛盾。

　　（3）烯烃转化技术：烯烃转化制丙烯有两种方法： 一种是烯烃歧化，另一种是烯烃裂解。烯烃歧化是通过烯烃双键断裂并重新转换为新产品的催化反应，烯烃歧化生产丙烯技术目前开发最多的是以乙烯和2-丁烯为原料反应生成丙烯，最具代表性的技术有鲁姆斯公司开发的OCT工艺和法国石油研究院（IFP）开发的Meta-4工艺。烯烃裂解是将炼厂和乙烯蒸汽裂解装置中联产的C4烯烃组分裂解为乙烯和丙烯的催化反应。烯烃裂解与烯烃歧化有很多相同处， 都是将低价值的烯烃转化为高价值的丙烯和乙烯， 不同的是烯烃裂解反应中C5组分包括异丁烯随着C4组分一同转化，1-丁烯不发生异构化反应， 反应过程中不仅不消耗乙烯而且还生成很多乙烯。目前已开发出的技术有Arco/KBR的 SUPERFLEXTM工艺、鲁奇公司的PROPYLUR工艺、UOP/阿托菲纳的OCP工艺、埃克森美孚公司的MOI工艺以及旭化成公司的Omega工艺。

　　（4）丙烷脱氢（PDH）技术：1990年以来， 丙烷脱氢制丙烯一直是获取丙烯资源的重要途径之一。目前， 国外已开发成功的丙烷脱氢制丙烯技术主要有UOP公司的Oleflex工艺、鲁姆斯公司的Ca-tofin工艺、林德公司的PDH工艺和伍德公司改进的STAR工艺。工业应用最多的是Oleflex工艺和Ca-tofin工艺。丙烷脱氢装置对于原料品质有较高要求（丙烷纯度97%，硫100μL/L 以下），现有国外装置都采用湿性油田伴生气为来源的高纯低硫丙烷为原料，而我国湿性油田伴生气资源较匮乏，且国产液化气是石油炼制过程中产生的副产品，是一种杂质含量及硫含量较高的混合气体，丙烷含量低，无法满足原料要求。而国内丙烷脱氢装置须进口以国外油田伴生气为来源的非炼厂高纯液化丙烷。近期投产的卫星石化和日本Astomos公司、双日株式会社以及韩国液态丙烷气公司E1签订协议，在2014年从三家公司各进口三批次22000吨丙烷，总计198000吨。

　　（5）甲醇制烯烃（MTO&MTP）技术：甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是两个重要的C1化工工艺，是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。以煤为原料的工艺通过煤气化制合成气，然后将合成气净化，接着将净化合成气制成甲醇，甲醇转化制烯烃，烯烃聚合工艺路线生产聚烯烃。简单来说可分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。

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