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目前聚丙烯增产技术不断发展1

发布时间:2021-07-18 10:36:30 阅读: 来源:毛呢厂家

聚丙烯增产技术不断发展

随着聚丙烯工业的不断发展,世界丙烯需求已从20年前1520万吨增加到2000年5120万吨,年均增长率达6.3%。据预测,世界丙烯需求量到2010年将进一步增加到8600万吨,其间年均增长率约为5.6%;世界丙烯生产能力将从2000年5930万吨增加到2001年6200万吨、2002年6800万吨、2004年7400万吨和2008年8200万吨。丙烯主要衍生物的年均增长率依次是:聚丙烯6.3%,丙烯酸6%,丙烯腈4%,环氧丙烷4%,异丙苯/苯酚3.8%。在丙烯衍生物中,聚丙烯占丙烯的消费量最大,为57%,其他则依次是:丙烯腈11%,羰基合成醇8%,环氧丙烷7%,异丙苯6%,丙烯酸5%,异丙醇3%,其他3%。

为进一步提高丙烯产量,生产技术将趋向多样化。在蒸汽裂解和催化裂化作为丙烯主要来源的基础上,将进一步发展催化裂解、丙烷脱氢、易位反试样参数和预设参数及结果应、烯烃相互转化和甲醇制烯烃(MTO)等工艺。目前世界上66%的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品,32%来自炼油厂流化催化裂化(FCC)生产汽、柴油的副产品,少量(约2%)由丙烷脱氢和易位反应得到。蒸汽裂解技术在蒸汽裂解制乙烯过程中,丙烯收率因原料和操作条件而不同。一般以石脑油、粗柴油和丙烷为原料生产乙烯,每生产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。

日本国家材料和化学研究院与四家石化公司联合开发了增产丙烯、降低能耗的石脑油裂解工艺,可使丙烯与乙烯之比由传统的0.6∶1提高到0.7∶1。该工艺在固定床中采用分子筛为载体的镧催化剂,可使乙烯加丙烯产率达到61%,而常规的蒸汽裂解为50%。该工艺操作在650℃和0.1M~0.2MPa条件下进行。因在较低温度下操作,能耗减少约20%。

向化工延伸的流化催化裂化技术典型的流化催化裂化(FCC)装置每生产1吨车用汽油仅副产0.03~0.06吨丙烯。近年来,FCC发展了多种增产丙烯的工艺技术。

中国石化总公司石油化工科研院开发了深度催化裂化(DCC,又称催化裂解)工艺。DCC装置在538℃~582℃、10%~30%蒸汽条件下操作,采用分子筛催化剂选择性地生产丙烯、丁烯。该装置分为最大量生产丙烯的DCC-1型和最大量生产异构烯烃的DCC-2型两种型号,其丙烯产率分别为20.5%和14.3%。目前已有7套DCC装置在我国和泰国投产。

UOP公司采用PetroFCC的催化裂化设计,可从各种原料如瓦斯油和减压渣油增产轻质烯烃,尤其是增产丙烯。UOP公司设计了双反应区构型,采用两个反应区和一个共用的再生器。采用该工艺丙烯产率可达22.8%。鲁姆斯公司开发的选择性组分裂化(SCC)则以产生限量的小量塑性应变时的应力作为条件屈服强度工艺采用高含量ZSM-5分子筛催化剂可使丙烯产率达到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%。美孚公司的Maxofin工艺将高ZSM-5含量的添加剂与改进的FCC技术相结合,可使丙烯产率达到18%。KBR公司的Sperflex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。丙烷脱氢技术全世界现已建有8套丙烷脱氢装置,生产能力为120万吨/年。据预测,到2010年将新建10套新装置,以增产丙烯400万吨/年。现已有几套装置计划在马来西亚、沙特阿拉伯、西班牙和卡塔尔建设。

目前,丙烷脱氢工艺主要有UOP公司的Oleflex工艺、鲁姆斯公司的Ca检测者可通过功能纳米材料与癌细胞接触产生荧光变化来检测到癌症等重大疾病的标志物tofin工艺、菲利普斯公司的Star工艺、林德公司的PDH工艺。其中,Oleflex工艺和Catofin工艺已工业化应用。Oleflex工艺装置由反应区、催化剂连续再生区、产品分离和分馏区组成,丙烯产率约为85%,氢气产率为3.6%。Catofin工艺采用固定床催化反应器,丙烷转化率大于90%。丙烷脱氢装置投资费用相对较高,同时需长期经济性地供应丙烷原料。

易位反应技术利用易位反应技术可使乙烯和2-丁烯反应生成两个分子的丙烯。当易位反应装置与蒸汽裂解相组合时,丙烯与乙烯比可提高到1.0~1.25。

鲁姆斯公司的Triolefins工艺在330℃~400℃高温下呈气相状态操作,采用钨基催化剂和固定床反应器,目前已在一套装置中使用。2001年巴斯夫-菲纳公司合资的大型烯烃装置也将采用这一技术。该装置将生产95万吨/年乙烯和54万吨/年丙烯,产出的部分乙烯再与丁烯进行易位反应转化成丙烯,使丙烯产量增加58%,最终生产86万吨/年乙烯和86万吨/年丙烯。

易位反应装置使丙烯与乙烯比提高到1.0以上。易位反应技术的缺点是投资费用较高(但低于丙烷脱氢),对原料杂质较为敏感。此外,将高价值乙烯降级生产较低价值丙烯,造成浪费。

烯烃相互转化工艺美孚公司开发的烯烃相互转化工艺(MOI)采用选择性二次转化技术,在流化床反应器中操作,催化剂连续再生,使用ZSM-5催化剂使酸活性与择形选择性很好组合,促进了烯烃低聚、裂解和歧化。该工艺可将蒸汽裂解C4和热解轻汽油转化成丙烯和乙烯,FCC轻石脑油也是潜在的原料。

固定床催化裂化鲁奇公司开发了将C4和C5烯烃转化为乙烯和丙烯的固定床催化裂化Propylar工艺。当它与石脑油蒸汽裂解相组合时,可将丙烯与乙烯比提升到1.0。典型的反应产品含丙烯42%、乙烯13%、丁烯31%,目前已建中试装置。

甲醇制丙烯工艺UOP/诺斯克-海德罗公司甲醇制烯烃(MTO)工艺作为天然气生产乙烯和丙烯的技术已面世。甲烷转化成合成气,然后将生产的粗甲醇通过MTO工艺生产乙烯和丙烯。在高丙烯工况下,丙烯产率可达45%,乙烯为34%,丁烯为13%。该工艺采用流化床反应器和再生器设计。埃及将建设第一套MTO工业化联合装置,采用天然气作为原料,用以生产32万吨/年聚烯烃。MT采矿业、制造业、化纤、橡塑等13大类共402小项被列为全国鼓励外商投资产业目录O工艺将甲醇与聚合物装置组合在一起,形成完整的天然气-聚烯烃装置生产线,该生产线将于2003年投产。鲁奇公司也开发了甲醇制丙烯(MTP)工艺,在稍高压力(0.13M~0.16MPa)和低温(380℃~480℃)下操作,已经实验室验证。

我国现有丙烯生产企业近50家,其中蒸汽裂解生产丙烯有16家,其余为炼厂丙烯生产厂家。到2005年,若我国大型和中型乙烯装置改造完成,几套大型合资乙烯项目也建成投产,预计乙烯生产能力将达到880万吨,按开工率90今天星期1%计,可生产乙烯792万吨。按乙烯与丙烯的生产比例为1∶0.52计,则乙烯裂解装置可生产丙烯412万吨/年。如以裂解丙烯产量占全国丙烯产量比例为61%计算,则2005年我国丙烯产量约为673万吨。到2005年,我国丙烯需求增长率按10%计,届时我国丙烯需求量将达953万吨,自给率为70%左右。

目前丙烯工业的原料和工艺正向多元化、新技术方向发展。高裂解深度、选择性FCC技术已成熟并推广,其他多种烯烃转化制丙烯技术也在竞相开发,有的已取得实用成果,丙烷脱氢也拥有发展潜力。我国也应加快增产丙烯的其他途径(如易位反应、丙烷脱氢、甲醇制丙烯)的开发研究,为满足日益增长的丙烯需求提供技术储备。

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