世界乙烯生产及技术发展趋势

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统烯烃技术发展趋势进行了分析。建议我国的乙烯装置通过上 下游一体化、 裂 解炉的大型化以 及采用先进 的生产工艺 , 降低投资 , 提高乙烯工业的竞争力。 关键词 : 文章编号 : 乙烯 生产能力 技术 发展趋势 中图分类号 : TQ 052 6 文献标识码 : A
1674 - 1099
( 2010) 01- 0059- 04
世界乙烯工业正在发生重大变化 : 以拥有廉 价原料和贴近新兴市场为特点的新一轮乙烯生产 能力扩张正在进行 ; 乙烯装置规模趋向大型化, 产 业集中度不断提高; 传统乙烯技术不断取得新进 展, 如大型裂解炉技术、 增产技术、 新型分离技术 等; 非传统烯烃技术 , 如以合成气为原料的甲醇路 线、 烷烃路线生产乙烯及其下游衍生物等技术也 显示出良好的发展前景。 2 1 炼化一体化技术 炼化一体化的核心是工厂主流程和总体布局 的整体优化。早在 20 世纪 70 年代 , 美国墨西哥 湾沿岸的炼厂就开始实施一体化经营。结合了装 置大型化的炼化一体化具有明显的经济效益 , 可 以有效利用资源 , 节省运输成本 , 节省投资 , 降低 物耗、 能耗和生产成本, 减少废物排放, 便于三废 的集中处理, 减少环境污染。 对乙烯生产装置和炼厂实施一体化经营 , 可 以降低乙烯 /丙 烯生产成本, 提高烯烃产量 , 增加 副产物价值。例如, 可以将炼 厂的产品 ( 如石脑 油 )送到石化厂作为裂解原料 ; 将轻烃燃料送到 石化厂转化为石化产品 ; 将乙烯、 芳烃、 脱氢装置 副产的氢气送到炼厂, 可使炼厂省掉制氢装置; 将 乙烯装置副产 C4 /C5 烯烃送炼厂作为醚类或烷基 化油的原料。 国内外公司开发了许多具有针对性的生产技 术, 如石脑 油优化利 用技术 ( UOP 的 M axEne 工 艺 )、 乙烯 /丙烯回收技术 ( L inde BOC 公司的 C ryo - P lus工艺 )、 重油 催化热裂解制 乙烯和丙烯技 术 ( UOP 的 PetroFCC 工艺、 中国石化石油化工科 学研究院开发的催化热裂解 CPP 和洛阳石化工 程公司开 发的 HCC 工艺 )、 轻烯 烃芳 构化 技术 ( 雪佛龙的 A rom ax 工艺、 BP /UOP 的 Cyclar 工艺 和 IFP /Salutec 的 Aro for m er工艺等 ) 。 2 2 大型裂解炉技术 应用大型裂解炉可以减少设备数量 , 减少占 地面积, 从而降低整个装置投资, 同时也可减少操 作人员, 降低操作费用和维修费用 , 更有利于装置 优化控制和管理, 降低生产成本。 目前, 世界 乙烯 工业 的大型 裂解 炉主 要有 ABB Lumm us公司开发的 SRT 型裂解炉、 S &W 公 司开发的 USC 型裂解炉、 KT I 公司开发的 GK 型 裂解炉、 Ke llo gg 公司开发的毫秒炉、 L inde 公司开
2003 年 34 804 4 317 23 620 6 310 11 087 7 521 5 649 17 400 110 708
2008 年 34 777 5 113 24 890 7 379 16 398 7 780 10 559 21 135 128 031
2003- 2008 年 均增长率 , % 0 3 4 1 1 4 0 8 1 0 7 13 3 4 0
表 1 世界各国家和地区乙烯生产能力
国家和地区 北美洲 西欧 中、 东欧 非洲和中东 日本 中国 其他亚洲地区和大洋洲 2) 合 计
1)
世界各地区乙烯工业的发展仍保持不均衡的 态势 , 北美、 西欧、 日本等发达国家和地区的乙烯 生产能力增加较少, 而亚洲和中东地区分别依托 市场优势和廉价原料优势 , 成为乙烯投资热点地 区, 因此世界乙烯工业的重心正在加速向亚洲和 中东地区转移。 1 2 世界前 10 名乙烯生产公司排名 2008 年, 全球最大的 10 家乙烯生产公司的总 能力为 59 80 M t / a , 占全球乙烯总能力的 47 0 %。 从入选公司来看, 2008 年按公司实际拥有生产能 力的排名与上年相比 (见表 2) , 利安德巴塞尔公司 超过荷兰壳牌公司成为世界第四大乙烯生产商 ; 中 国石化拥有生产能力 5 20M t/ a, 居第 6 位, 较 2007 年生产能力增加了 1 125 M t/ a 。
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第 1期 2 月
石油化 工技术 与经 济 T echno logy & Econom ics in Petroche m ica ls
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世界乙烯生产及技术发展趋势
郭 珺 王玲玲 杨珊珊 魏060)
摘 要: 介绍 了 2008年世界乙 烯生产概况及主要乙烯生产商的生产能力情 况, 并对传统乙烯技术及非传
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郭 珺等
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C ato fin 工艺和菲利普斯 公司的 STAR 工 艺等 ) 、 乙烯 /丁烯制丙烯的烯烃歧化技术 ( 也称易位转 化技术 , 如 ABB L umm us公司的烯烃歧化 ( OCT ) 工艺、 法国石 油研 究院 的 M eta- 4 工艺 ) 、 C4 ~ C 8 烯 烃 裂 解 制 烯 烃 技 术 ( A rco /KBR 公 司 的 SuperF lex 工艺 , 鲁奇公司的 P ropylur工艺和美孚 公司的烯烃相互转化 ( MO I) 工艺 ) 、 高苛刻度流 化催化裂化 ( FCC ) 制丙烯 技术 ( 中 国石化 石油 化工科学研究院的深度裂 解 ( DCC ) 工艺、 KBR / 埃克森美孚 公司 的 M axo fin 工艺、 KFUPM /日本 石油能源中心的下降管 式苛刻度流化 催化裂化 ( H S- FCC ) 工艺、 UCC 的 I N DMAX 工艺和 UOP 公司的 P etro FCC 工艺 ) 以 及 甲醇 制 烯 烃技 术 ( 如埃克森美孚公司以及 UOP /海德鲁公司的甲 醇制烯烃 ( M TO ) 工艺和 鲁奇公司的甲醇制丙烯 ( M TP ) 工艺 ) 等。预计 到 2010 年 , 用这 些 新技 术生产的丙烯份额将达到 12% 。 在我国, 由于丙烷资源相对短缺, 丙烷脱氢法 制丙烯的发展条件尚未成熟 ; 烯烃歧化工艺虽消 耗乙烯, 但当丙烯价格超过乙烯时将具有竞争力 , 国外已有工业化装置, 发展潜力很大 ; C4 /C5 烃裂 解技术也是一种非常有吸引力的工艺, 中国石化 上海石油化工研究院和中国石化洛阳工程院正在 积极开发 , 并已取得较好结果 ; FCC 增产丙烯投资 少、 见效快 , 中国石化集团公司石油化工科学研究 院开发的 DCC 工艺在世界上已处于领先地位 , 发 展前景良好。 2 5 以甲醇为原料制低碳烯烃生产技术 以合成气为原料的甲醇制低碳烯烃生产技术 作为碳一化工的开发热点之一, 有望成为乙烯 /丙 烯的新来源, 主要包括埃克森美孚甲醇制烯烃技 术 ( MTO ), UOP /海 德鲁 ( MTO ) 和 鲁奇公司的甲 醇制丙烯技术 ( MTP ) 。 MTO 工艺对于生产轻质烯烃有较高选择性 , 并可在较宽范围内灵活调节丙烯与乙烯产量比。 UOP 公司以 SAPO - 34 为催化剂的 MTO 工艺取 得突破性进展 , 其中试装置运行情况表明, 甲醇转 化率为 100 % 时, 乙烯和丙烯选择性分别为 55 % 和 27 % 。埃及和尼日利亚正打算建丙烯生产能 力分别为 250 kt / a 和 400 kt / a 的工业装置。我国 的神华集团有限责任公司也计划建设以煤炭为原 料的 MTO 一体化生产装置。 鲁奇公司在挪威国家石油公司 ( Sta toil) 位于
石油化工是推动世界经济发展的支柱产业之 一, 而乙烯工业作为石化工业的龙头, 具有举足轻 重的地位。乙烯工业的发展水平代表了一个国家 石化工业的总体水平。据资料统计 , 2008 年世界 乙烯生产能力已经达到 128 M t/ a 。乙烯的最终用 途中 , 聚乙烯占 57 % , 二氯乙烷占 14 % , 环氧乙烷 占 13 % , 乙苯占 7 % , 烯烃单体占 3 % , 醋酸乙烯 单体占 1 % , 其他占 5 %。 1 世界乙烯生产 1 1 世界乙烯生产概况 据 油气杂志 最新统计, 亚洲已成为乙烯主 要的生产地区 , 其乙烯生产能力占世界乙烯总生 产能力的 30% , 北美与西欧也有小幅增长 , 上述 3 个地区的总生产能力约占世界乙烯总生产能力的 80 % ( 见表 1) 。
拉丁美洲
注 : 1 )北美洲包括加拿大和墨西哥 ; 2) 其他亚洲地区和大洋洲 包括印度、 印度尼 西亚、 韩国、 马来 西亚、 巴基斯坦、 菲律宾、 新加坡、 中国台湾地区、 泰国、 澳 大利亚、 新西兰。
收稿日期 : 2010 01
04 。
作者简介 : 郭珺 , 女 , 1978 年出生 , 2005 年毕业于莫斯科 国立 技术大学, 硕士 , 工程师 , 目前在中国石油石油化工研 究院兰 州化工研究中心信息所工作 。
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2 乙烯技术发展趋势
发的 Py rocrack 裂 解 炉、 布朗路特公司开发的 H SLR 型裂解炉、 埃克森美孚公司开发的 LRT 型 裂解炉、 中国石化开发的 CBL 型炉以及中国石化 和 ABB Lumm us公司合作开发的 SL 型炉。 在世界乙烯装置大型化的趋势下 , 单台裂解 炉生产能力不断提高, 裂解炉等核心装置的大型 化使乙烯工厂的建厂投资大幅下降。 20 世纪 80 年代 , 一座 600 kt / a 大型裂解装置通常设计有 8 ~ 10 台 裂解炉, 每 台每年生 产 75~ 80 kt 乙烯。 而目前正在建造的最大裂解装置 ∀ ∀ ∀ Jam 石化公 司在伊 朗阿萨鲁耶建设 的 1 400 kt / a 的乙烯装 置, 使用气体 /液体裂解原料 , 仅使用 10 台裂解炉 ( 5 台使用气体原料 , 1 台备用炉, 4 台使用液体原 料 ) , 每台加热炉设计能力为年产 150~ 160 k t乙 烯。 中国石化与美国 ABB Lummus公司合作开发 了 SL 型乙烯裂解炉 , 是目前我国单炉生产能力最 大的乙烯裂解炉, 其中单台产能 100 kt / a 的 SL I型和 SL - II型炉已在中国石化第 2 轮乙烯改扩 建中建 成投 产 和 即 将 投 产。 目 前 中 国 石化 和 ABB Lumm us公司还在着手共同开发单炉生产能 力达 150~ 180 k t/ a 的新型裂解炉。 2 3 新型节能分离技术 为降低能耗, 大型乙烯装置中多采用新的节 能分离技术, 如 ABB Lumm us 公司的自动转化技 术, UOP 公司的 M axEne 乙烯工艺、 C2 /C 3 加氢催 化工艺以及脱乙烷塔改进技术 , K ellogg 公司的分 壁式分馏塔技术 , ABB Lumm us公司催化精馏加 氢、 吸附分离技术等。 目前, 乙烯装置的烯烃与烷烃仍采用深冷分 离技术 , 其 最大 的特 点是 能耗高。针 对这 一难 题 , 科研人员开 发了 膜技 术以及 吸附 分离 技术 等多项技术。例如 , 膜分离技术 与其他技术 ( 如 化学吸附 )集成 , 具有比较好 的发展前景。膜法 烯烃分 离 技术 已 经 被美 国 能 源部 列 为 重大 项 目 , 目前正在对 其进 行技 术经济 性和 工业 发展 潜力研究。 2 4 低碳烯烃增产技术 由于传统 丙烯 资源 ( 包括乙 烯裂 解联 产丙 烯和炼厂丙 烯 ) 的产 量增长 不能满 足世界 丙烯 需求的快速 增长 , 一 些公 司正在 计划 建设 专产 丙烯的投资 项目 , 主 要技 术包括 丙烷 脱氢 技术 ( UOP 公司的 O leflex 工艺、 ABB Lumm us公司的