丙烯生产

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009-7-6

丙烯需求预测

丙烯是重要的有机化工原料，随着聚丙烯等衍生物需求的迅速增长，对丙烯的需求也逐年俱增。

世界丙烯的需求己从20年前的1520万吨增加到2000年的5120万吨，年均增长率达6.3%。据预测，

至2005年，丙烯需求的年增长率为5.6%，高于乙烯需求的年增长率3.7%。预计丙烯的需求量到

2010年将达到8600万吨。

目前，世界上66%的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，32%来自炼油厂催化裂化（FCC）

生产汽、柴油的副产品，少量（约2%）由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位反应得到。

蒸汽裂解增产丙烯技术

在蒸汽裂解制乙烯的过程中，不同原料和操作条件下的丙烯收率不尽相同。一般，各种原料的

丙烯产率随原料相对分子质量的增大而增大。以石脑油、粗柴油和丙烷为原料生产乙烯，每产1吨

乙烯，副产0.4~0.6吨丙烯；以乙烷为原料，生产1吨乙烯，仅副产0.04~0.06吨丙烯。

为适应石脑油裂解生产较多丙烯的需求，日本国家材料和化学研究院与四家石化公司联合开发

了一种增产丙烯、节减能耗的石脑油裂解工艺，可使丙烯与乙烯的比例由传统的0.6：1提高到0.7：

1。与常规的热裂解相比，该工艺在固定床中采用分子筛为载体的镧催化剂。实验室验证试验表明，

该工艺可使乙烯加丙烯产率达到61%，而常现的蒸汽裂解为50%。3000吨/天装置的可行性研究指

出，操作可在约650℃和0.1~0.2MPa压力下进行，而传统的装置需在约820℃和0.1~0.2MPa下进

行。装置费用与常规裂解相似，但因在较低温度下操作，能耗减少约20%。该工艺还有望用于改造

现有的石脑油裂解装置。

增产丙烯的催化裂化改进技术

按今后5年内丙烯需求增长率5.6% 测算，现有炼油厂必须增产410万吨/年丙烯才能满足石化

工业对丙烯的需求。这主要来自催化裂化装置。石化工业对炼油厂催化裂化（FCC）增产丙烯的需

求，使石化与炼油实施了更紧密的结合。

典型的FCC装置每生产1吨车用汽油约副产0.03~0.06吨丙烯。近年，FCC装置发展了多种增

产丙烯的工艺技术，主要有：中国石化石油化工研究院（RIPP）的DCC工艺，凯洛格-布朗路特（KBR）

公司的Maxofin工艺、Superflex工艺，UOP公司的PetroFCC工艺，罗姆斯公司的SCC工艺。

⑴中石化石科院深度催化裂化工艺

深度催化裂化（DCC）工艺又称催化裂解工艺。它可看作是常规FCC操作与蒸汽裂解的组合。

DCC装置在538~582℃、10%~30%蒸汽条件下操作，而FCC装置在493~9℃、1%~3%蒸汽条件

下操作。DCC操作采用分子筛催化剂选择性地生产丙烯、乙烯和富芳烃石脑油。

DCC工艺可按两种模式操作：最大量生产丙烯的DCC-Ⅰ型或最大量生产异构烯烃的DCC-Ⅱ

型。Ⅰ型采用CRP-1催化剂，Ⅱ型采用CS-1和CZ-1催化剂（提高异丁烯和异戍烯选择性）。DCC

Ⅰ型和DCC-Ⅱ型典型的丙烯产率分别为20.5%和14.3%，而FCC为6.8%。

目前，已有5套DCC装置在我国和泰国投产，另有几套在设计中。泰国石化公司75万吨/年

DCC-Ⅰ型装置以深度加氢处理的阿拉伯（轻）原油VGO为原料，操作温度559℃，丙烯产率17.4%

以上，汽油产率31.9%，年产丙烯12万吨。

⑵UOP公司PetroFCC设计

该工艺设计可从各种原料如瓦斯油和减压渣油，增产轻质烯烃，尤其是丙烯。采用PetroFCC

工艺的丙烯产率可达20%~25%，乙烯达6%~9%，C4产率达15%~20%。FCC提高轻质烯烃产率

历来通过提高反应温度和催化剂循环量来实施，而PetroFCC工艺通过补加特定的择形添加剂如

ZSM-5使一些汽油裂解为丙烯和丁烯。

UOP设计了双反应器构型，采用二个反应器和一个共用的再生器。主裂解原料在高温、高剂油

比下操作，最大量地生产轻质烯烃，低压反应区用以提高烯烃度。主裂化催化剂在高转化率和

氢转移工况下操作，同时将高浓度择形催化剂添加剂掺加到循环催化剂中有助于将部分汽油转化成

轻质烯烃。

⑶罗姆斯SCC工艺

该选择性组化（SCC）工艺可使丙烯收率达到16%~17%，再采用石脑油选择性循环裂化

技术还可增产丙烯2%~3%。SCC工艺反应系统采用Micro-Jet进料喷嘴、短接触时间提升管和直

连式旋分器。催化剂含有高含量ZSM-5。

⑷美孚公司Maxofin工艺

1998年，KBR公司和美孚（现埃克森美孚）公司推出Maxofin FCC工艺。它将高ZSM-5含量

的添加剂与改进的FCC技术相结合，可使以米纳斯VGO为原料的丙烯产率达到18%。使用Reusy

催化剂加ZSM-5助剂，双提升管反应器，提升管温度538~593℃，剂油比8.9~25，丙烯产率18.37%，

汽油产率18.81%，丁烯产率12.92%。

⑸KBR公司Superflex工艺

反应部分基于KBR公司FCC技术，可将轻质烃类（通常为C4~C8）转化成富丙烯物流。它从

石脑油和C4原料可生产高达40%以上的丙烯。采用抽余C4（抽提丁二烯）进料，丙烯和乙烯产率

分别为48.2%和22.5%。采用FCC轻石脑油进料，丙烯和乙烯产率分别为40.1%和20.0%。

丙烷脱氢和易位转化生产丙烯技术

据预测，到2002年，采用丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位转化技术生产丙烯的总量将达300~350万

吨，将占丙烯总生产量的6%。

全世界现有8套丙烷脱氢装置，生产能力120万吨/年。据预测，到2010年将再建10套新装置，

以增产丙烯400万吨/年。现有几套丙烷脱氢装置正在马来西亚、沙特阿拉伯、西班牙和卡塔尔建设。

卡塔尔的丙烷脱氢装置将后继25万吨/年聚丙烯装置，沙特阿拉伯的丙烷脱氢装置也将后继45万吨

年聚丙烯装置。

丙烷脱氢技术主要有UOP公司Oleflex工艺、罗姆斯公司Catofin工艺、菲利浦斯公司Star工

艺、林德公司PDH工艺。其中，Oleflex工艺和Catofin工艺业已工业化应用。

Oleflex工艺采用催化剂连续再生技术，丙烯产率为85%，氢气产率为3.6%。Catofin工艺采用

固定床反应器，丙烷转化率大于90%。

易位反应技术可将乙烯与2-丁烯反应生成二个分子的丙烯。当易位反应与蒸汽裂解相结合时，

可将丙烯乙烯比由蒸汽裂解0.6提高到1.0~1.25。

罗姆斯公司的Triolefin易位转化工艺在330~400℃下操作，采用钨基催化剂的固定床反应器。除

已有一套装置应用外，巴斯夫-菲纳合资公司在美国阿瑟港的大型烯烃装置（2001年底投运）也采

用这一技术。该乙烯装置生产95万吨/年乙烯和万吨/年丙烯，产出的部分乙烯与丁烯进行易位反

应再增产丙烯，可使丙烯产量增加58%，最终可生产86万吨/年乙烯和86万吨/年丙烯。