丙烯行業技術特點

　　丙烯是一種重要的基本石油化工原料，供需量僅次於乙烯。近幾年，丙烯的需求量大大增加，以致丙烯生產能力無法維持供需平衡，尋求高效合理的丙烯生產技術，進一步提高丙烯的生產能力，已成為我國乃至全球石化企業的重中之重。下面對丙烯行業技術特點分析：

　　丙烯化學特性

　　丙烯（propylene，CH2=CH-CH3）常溫下為無色、稍帶有甜味的氣體。分子量42.08，液態密度0.5139g/cm3（20/4℃），氣體密度1.905（0℃，101325Pa.abs）冰點-185.3℃，沸點-47.4℃。它稍有麻醉性，在815℃、101.325kpa下全部分解。易燃，爆炸極限為2%～11%。不溶於水，溶於有機溶劑，是一種屬低毒類物質。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用於生產聚丙烯、丙烯腈、異丙醇、丙酮和環氧丙烷等。

　　丙烯除了在烯鍵上起反應外，還可在甲基上起反應 。丙烯在酸性催化劑存在下聚合，生成二聚體、三聚體和四聚體的混合物，可用作高辛烷值燃料。在齊格勒催化劑存在下丙烯聚合生成聚丙烯。丙烯與乙烯共聚生成乙丙橡膠。丙烯與硫酸起加成反應，生成異丙基硫酸，後者水解生成異丙醇：丙烯與氯和水起加成反應，生成1-氯-2-丙醇，後者與鹼反應生成環氧丙烷，加水生成丙二醇：丙烯在酸性催化劑存在下與苯反應，生成異丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料。丙烯在催化劑存在下與氨和空氣中的氧起氨氧化反應，生成丙烯腈，它是合成塑料、橡膠、纖維等高聚物的原料。丙烯在高溫下氯化，生成烯丙基氯CH2=CHCH2Cl，它是合成甘油的原料。

　　丙烯主要用途

　　丙烯用於制丙烯腈、環氧丙烷、丙酮等。用以生產多種重要有機化工原料、生成合成樹脂、合成橡膠及多種精細化學品等。

　　用丙烯顏料繪製的畫。丙烯顏料是用一種化學合成膠乳劑（含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸，以及增稠劑、填充劑等）與顏色微粒混合而成的新型繪畫顏料。丙烯顏料出現於20世紀60年代，試驗證明，它有很多優於其他顏料的特徵：乾燥後為柔韌薄膜，堅固耐磨，耐水，抗腐蝕，抗自然老化，不褪色，不變質脫落，畫面不反光，畫好後易於沖洗，適合於作架上畫、室內外壁畫等。它可以一層層反覆堆砌，畫出厚重的感覺；也可加入粉料及適量的水，用類似水粉的畫法覆蓋重疊，畫面層次豐富而明朗；如在顏料中加入大量的水分可以出水彩、工筆畫的效果，一層層烘染，推暈，透疊，效果純淨透明。由於丙烯顏料的主要調劑含水量很大，因此在容易吸水的粗糙底面上作畫更為適宜，如紙板、棉布、木板、纖維板、水泥牆面、麻毛質地的金屬面、石壁等。作丙烯畫可以用一般的油畫筆、畫刀、中國畫筆、水彩畫筆、板刷、海綿、絲瓜絡等。調色盤和筆洗多用不吸水的陶瓷、玻璃、琺瑯質地的容器，以防清洗不淨。丙烯顏料在水分揮發後即干透，因此作畫時對程序要心中有數，以使筆觸銜接自然，達到預想效果。

　　丙烯用量最大的是生產聚丙烯，另外丙烯可制丙烯腈、異丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂類以及制環氧丙烷和丙二醇、環氧氯丙烷和合成甘油等。

　　丙烯生產工藝

　　相當長的一段時間內世界丙烯需求增長率一直高於乙烯，為了滿足快速增長的丙烯需求， 國內外一方面通過對烴類蒸汽裂解和催化裂化兩大傳統的丙烯來源進行催化劑、工藝條件和裝置結構的改進， 大幅增產丙烯; 另一方面不斷研究開發新的增產丙烯技術， 以擴大丙烯新的原料來源。按2008年的數據，世界丙烯生產約68%來自以石腦油裂解為主的蒸汽裂解工藝，30%多來自於煉油廠FCC 裝置的副產丙烯。其餘1% ～ 2%來自丙烷脫氫等其它工藝。

　　目前，丙烯生產技術主要有五類，分別是：蒸汽裂解技術；催化裂解技術；烯烴歧化制丙烯；丙烷脫氫技術；甲醇制烯烴技術。

　　（1）蒸汽裂解技術：石油烴類在高溫（ 750℃以上） 和水蒸氣發生分子鏈斷裂和脫氫反應，並伴隨少量其它反應，以製取丙烯等低分子烯烴。蒸汽裂解的反應設備一般為管式加熱爐： 原料和水蒸氣經預熱後入加熱爐爐管，高溫下發生裂解，通過急冷裝置和深冷分離裝置，獲得產品。蒸汽裂解是丙烯等低分子烯烴的主要生產方法，是石油化工的基礎。蒸汽裂解技術的目的是生產乙烯，丙烯作為乙烯生產的副產品。原料相對分子質量越大， 丙烯收率越高。以石腦油為原料生產乙烯， 每產1噸乙烯副產0.5噸丙烯，而以乙烷為原料生產乙烯， 每產1噸乙烯僅副產0.019噸丙烯。

　　（2）催化裂化（FCC）技術：煉廠丙烯主要來自催化裂化（ FCC）、減粘/熱裂化和焦化等三類裝置， 其中FCC丙烯約占煉廠丙烯的97%，是丙烯的第二大來源。重質油在熱和催化劑存在的情況下發生裂化反應，得到裂化氣等產物。裂化氣中含有大量的C3。在催化裂化的過程中，通過調整工藝條件，原料等增產丙烯。FCC 增產丙烯技術按照開發思路的不同，分為兩類：第一類是為增產丙烯而開發，裂解溫度在550～580℃，例如DCC工藝（ 中石化石科院及其全球技術代理商Stone ＆ Webster）；第二類是為煉化一體化而設計，該類工藝以生產乙烯/丙烯為目的，操作溫度620℃，原料為VGO（減壓柴油）類，例如CPP工藝（ 中石化石科院） 以及PetroFCC工藝（ UOP公司） 。FCC技術可較大幅度地提高丙烯產量，但存在原料方面制約因素，大多數增產丙烯技術都是以少產汽油和中間餾分油為代價， 這可能與增產汽油相矛盾。

　　（3）烯烴轉化技術：烯烴轉化制丙烯有兩種方法： 一種是烯烴歧化，另一種是烯烴裂解。烯烴歧化是通過烯烴雙鍵斷裂並重新轉換為新產品的催化反應，烯烴歧化生產丙烯技術目前開發最多的是以乙烯和2-丁烯為原料反應生成丙烯，最具代表性的技術有魯姆斯公司開發的OCT工藝和法國石油研究院（IFP）開發的Meta-4工藝。烯烴裂解是將煉廠和乙烯蒸汽裂解裝置中聯產的C4烯烴組分裂解為乙烯和丙烯的催化反應。烯烴裂解與烯烴歧化有很多相同處， 都是將低價值的烯烴轉化為高價值的丙烯和乙烯， 不同的是烯烴裂解反應中C5組分包括異丁烯隨著C4組分一同轉化，1-丁烯不發生異構化反應， 反應過程中不僅不消耗乙烯而且還生成很多乙烯。目前已開發出的技術有Arco/KBR的 SUPERFLEXTM工藝、魯奇公司的PROPYLUR工藝、UOP/阿托菲納的OCP工藝、埃克森美孚公司的MOI工藝以及旭化成公司的Omega工藝。

　　（4）丙烷脫氫（PDH）技術：1990年以來， 丙烷脫氫制丙烯一直是獲取丙烯資源的重要途徑之一。目前， 國外已開發成功的丙烷脫氫制丙烯技術主要有UOP公司的Oleflex工藝、魯姆斯公司的Ca-tofin工藝、林德公司的PDH工藝和伍德公司改進的STAR工藝。工業應用最多的是Oleflex工藝和Ca-tofin工藝。丙烷脫氫裝置對於原料品質有較高要求（丙烷純度97%，硫100μL/L 以下），現有國外裝置都採用濕性油田伴生氣為來源的高純低硫丙烷為原料，而我國濕性油田伴生氣資源較匱乏，且國產液化氣是石油煉製過程中產生的副產品，是一種雜質含量及硫含量較高的混合氣體，丙烷含量低，無法滿足原料要求。而國內丙烷脫氫裝置須進口以國外油田伴生氣為來源的非煉廠高純液化丙烷。近期投產的衛星石化和日本Astomos公司、雙日株式會社以及韓國液態丙烷氣公司E1簽訂協議，在2014年從三家公司各進口三批次22000噸丙烷，總計198000噸。

　　（5）甲醇制烯烴（MTO&MTP）技術：甲醇制烯烴（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是兩個重要的C1化工工藝，是指以煤或天然氣合成的甲醇為原料，藉助類似催化裂化裝置的流化床反應形式，生產低碳烯烴的化工技術。以煤為原料的工藝通過煤氣化制合成氣，然後將合成氣淨化，接著將淨化合成氣製成甲醇，甲醇轉化制烯烴，烯烴聚合工藝路線生產聚烯烴。簡單來說可分為煤制甲醇、甲醇制烯烴這兩個過程。

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