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工艺技术方案
4工艺技术方案
4.1丙烯工艺技术方案的选择
4.1.1原料路线确定的原则和依据
丙烯是一种重要的有机化工原料,其用量仅次于乙烯,预计2010年世界丙烯的产量中59%来自蒸汽裂解装置生产乙烯的副产品,33%来自炼油厂催化裂化装置生产汽油和柴油的副产品,3%来自丙烷脱氢产生,5%由其他方法得到。
由此可看出,蒸汽裂解和催化裂化是丙烯的两个主要来源,丙烷脱氢作为第三个来源,
蒸汽裂解装置以丙烷和丁烷为原料裂解生产丙烯的收率最高。
短期内为满足丙烯市场需求,各大生产公司可能会降低苛刻度以增产丙烯。
尽管蒸汽裂解是丙烯供应的主要来源,但不同的裂解原料,丙烯的收率差别很大。
一般来说,采用石脑油类液体原料的乙烯裂解所得丙烯和乙烯收率比为0.5-0.65。
但是新增乙烯装置所用原料以乙烷类的气体原料为多,这就意味着丙烯和乙烯的收率比减少,所以将来不可能靠蒸汽裂解工艺大幅度增产丙烯。
炼油厂的催化裂化也是目前生产丙烯的主要技术之一。
催化裂化装置主产品是汽油,丙烯是副产品,常规催化裂化装置的丙烯收率只有3%-6%。
但通过调整原料品种、催化剂、工况和操作条件来增产丙烯的发展潜力非常大,国内外许多公司都在积极开展这方面的研究。
我国炼油工业催化裂化加工能力大、掺渣比高,造成汽油中烯烃含量高,开发应用增产丙烯的FCC技术,在提高油品质量的同时,为下游提供更多的低碳烯烃,具有良好的市场前景。
自从上世纪90年代以来,丙烷脱氢路线已成为丙烯日益增长的来源之一。
丙烷脱氢技术的最大优势在于只产丙烯。
与其它生产技术相比,获得同等规模的丙烯产量,丙烷脱氢技术的基建投资相对较低。
而油田开采的油气比不断升高,可获得丙烷资源数量的不断增长,将逐步拉大丙烯与丙烷价格差,从而为建设丙烷脱氢项目提供机遇。
长远来看丙烷脱氢项目具有稳定的投资收益。
由于近年来丙烯市场的需求,烯烃裂解技术、烯烃歧化技术也得到了快速的发展。
低碳烯烃裂解是将C4-8烯烃在催化剂作用下转化为丙烯和乙烯的技术,它不仅可以解决炼厂和石脑油裂解副产的C4-8的出路问题,又可以增产高附加值的乙烯、丙烯产品,成为近年研究较为活跃的领域。
烯烃裂解工艺,从投资费用、生产成本与综合收益来看,均是最具吸引力的工艺。
固定床工艺流程相对简单,适于和现有蒸汽裂解结合;流化床工艺流程相对复杂,适于建设大规模生产装置,可以纳入烯烃联合装置,也可以单独建立装置。
随着我国一批大型乙烯裂解装置的扩建与新建,C4+烯烃资源越来越丰富,对开发出自主知识产权的烯烃裂解技术,解决C4+烯烃副产、增产高附加值丙烯需求迫切。
烯烃歧化技术多年以前已经开发成功,只是因为近年来一些地区丙烯价格逐步走高,这一技术又重新引起了人们的重视。
它是一种通过烯烃碳-碳双键断裂并重新转换为烯烃产物的催化反应,目前以乙烯和2-丁烯为原料歧化为丙烯的生产技术研究较为活跃。
烯烃歧化工艺可应用于石脑油蒸汽裂解装置增产丙烯,投资增加不多,即可提高石脑油裂解装置的丙烯/乙烯产量比,但缺点是每生产1t丙烯,要消耗掉0.42t乙烯,因此只有在丙烯价格高于乙烯价格、乙烯产量过剩时才是经济可行的。
另外歧化技术不能将异丁烯以及C5-8烯烃转化为丙烯,应用受到一定限制。
近年开发的自动歧化技术,不用或用少量乙烯,应用前景看好。
表1丙烯生产工艺原料与收率的比较
工艺类型
原料
丙烯收率,%
蒸汽裂解
石脑油
18(乙烯30%)
多产烯烃的FCC技术
KFUPM/日本石油能源中心的HS-FCC工艺
FCC原料
15.9(乙烯2.3%)
中石化的深度裂解(DCC)工艺
VGO
23(乙烯3.6%)
中石化的催化热裂解(CPP)工艺
VGO等重质原料
15(乙烯24%)
烯烃裂解
Arco/KBR的Superflex工艺
C4/C5烯烃
45(乙烯22%)
Lurgi的Propylur工艺
C4/C5烯烃
60(乙烯15%)
烯烃歧化(OCT)
Lummus的OCT工艺
C2/C4烯烃
95
UOP/NorskHydro的MTO工艺
甲醇
45(乙烯34%,除去水)
Lurgi的MTP工艺
甲醇
71(汽油19%,除去水)
丙烷脱氢
丙烷
85
综合以上几种生产丙烯的工艺的叙述并结合项目的实际情况,其中丙烷脱氢制丙烯具有较好的原料的可获得性、成本与灵活性、丙烯收率与副产物处理、丙烯产能、投资成本、与现有生产装置匹配性以及炼化一体化生产或天然气/石化装置一体化生产等条件,工艺的经济性最具吸引力。
4.2国外、内工艺技术概况
4.2.1国外工艺技术概况
固定床工艺流程相对简单,适于和现有蒸汽裂解结合;流化床工艺流程相对复杂,适于建设大规模生产装置,可以纳入烯烃联合装置,也可以单独建立装置。
随着我国一批大型乙烯裂解装置的扩建与新建,C4+烯烃资源越来越丰富,对开发出自主知识产权的烯烃裂解技术,解决C4+烯烃副产、增产高附加值丙烯需求迫切。
2.3烯烃歧化制丙烯技术
烯烃歧化技术多年以前已经开发成功,只是因为近年来一些地区丙烯价格逐步走高,这一技术又重新引起了人们的重视。
它是一种通过烯烃碳-碳双键断裂并重新转换为烯烃产物的催化反应,目前以乙烯和2-丁烯为原料歧化为丙烯的生产技术研究较为活跃,主要有ABBLummus公司的OCT高温催化剂工艺和法国石油研究院(IFP)的Meta-4低温催化剂工艺。
OCT工艺采用W基催化剂和并联固定床反应器,在300~375℃,3.0~3.5MPa条件下,当进料丁烯中2-丁烯的质量分数为50%~95%时,丁烯转化率为85%~92%,丁烯转化为丙烯的选择性为97%。
OCT能够把蒸汽裂解装置丙烯/乙烯比提高到1.1以上。
已有十几套工业化生产装置采用了该工艺,已投产的上海赛科900kt/a乙烯装置也采用了这项技术。
Meta-4工艺采用Re作催化剂和流化床反应器,在20~50℃、液相条件下,将2-丁烯和乙烯歧化生成丙烯。
2-丁烯转化率为90%,丙烯选择性大于98%,该技术已在台湾省中油公司完成中试试验。
近年来,不消耗乙烯或消耗少量乙烯的丁烯自动歧化工艺也取得了进展。
其中BASF开发的歧化工艺将1-丁烯和2-丁烯转化为丙烯和2-戊烯,然后2-戊烯和乙烯反应生成1-丁烯和丙烯。
南非SASOL公司以1-丁烯、2-丁烯或其混合物为原料,采用Cs-P-WO3/SiO2为催化剂,在300~600℃、0.1-2MPa条件下,歧化生产丙烯。
烯烃歧化工艺可应用于石脑油蒸汽裂解装置增产丙烯,投资增加不多,即可提高石脑油裂解装置的丙烯/乙烯产量比,但缺点是每生产1t丙烯,要消耗掉0.42t乙烯,因此只有在丙烯价格高于乙烯价格、乙烯产量过剩时才是经济可行的。
另外歧化技术不能将异丁烯以及C5-8烯烃转化为丙烯,应用受到一定限制。
近年开发的自动歧化技术,不用或用少量乙烯,应用前景看好。
通常基于以下因素来选择丙烯生产工艺,包括原料的可获得性、成本与灵活性、丙烯收率与副产物处理、丙烯产能、投资成本、与现有生产装置匹配性以及炼化一体化生产或天然气/石化装置一体化生产等。
上述工艺中一般只有某一种工艺的经济性最具吸引力。
因此有必要了解项目的关键因素,从而选择最合适的生产工艺。
中国石油吉林石化公司有机合成厂关俊超介绍说,我国的丙烯生产根据来源可分为两类:
一是裂解丙烯,来自于乙烯裂解装置,是乙烯的联产品;二是炼厂丙烯,是从催化裂化炼厂气中分离出来的。
这两种来源的丙烯都占据相当重要的地位。
采用蒸汽裂解联产丙烯的生产能力约占我国总生产能力的47%;采用炼厂FCC装置副产丙烯的生产能力约占53%。
上世纪90年代,随着石油化工产业的快速发展,我国丙烯产能有了较大幅度的增长。
随着大型乙烯生产装置的建成及现有乙烯生产装置的挖潜改造工作完成,我国乙烯装置联产丙烯的生产能力得到了增加,同期炼厂丙烯的产出也在逐渐提高,2008年总产量超过了1000万吨。
但因丙烯市场的相对垄断,缺乏竞争活力,我国丙烯生产的增长一直滞后于需求的增长。
全球蒸汽裂解技术主要集中在ABBLummusGlobal、KBR、Linde、S&W、Technip公司。
这些公司的基础工艺都是一致的,但在裂解炉设计细节和急冷设计上有很大差别,在烯烃回收工艺上也有微小的差别。
影响蒸汽裂解丙烯收率的主要因素有裂解原料和裂解苛刻度。
低苛刻度下,乙烯收率低,以丙烷和丁烷为原料裂解生产丙烯的收率最高。
短期内为满足丙烯市场需求,各大生产公司可能会降低苛刻度以增产丙烯。
尽管蒸汽裂解是丙烯供应的主要来源,但不同的裂解原料,丙烯的收率差别很大。
一般来说,采用石脑油类液体原料的乙烯裂解所得丙烯和乙烯收率比为0.5-0.65。
但是新增乙烯装置所用原料以乙烷类的气体原料为多,这就意味着丙烯和乙烯的收率比减少,所以将来不可能靠蒸汽裂解工艺大幅度增产丙烯。
全球FCC装置的生产能力约750Mt/a,炼油厂的催化裂化装置主产品是汽油,丙烯是副产品,常规催化裂化装置的丙烯收率只有3%-6%。
但通过调整原料品种、催化剂、工况和操作条件来增产丙烯的发展潜力非常大,国内外许多公司都在积极开展这方面的研究。
代表性的技术有中国石化集团公司的DCC技术、UOP公司的PetroFCC技术以及新日本石油公司的HS-FCC技术等。
与传统的FCC相比,这类技术操作条件更为苛刻,要求反应温度、剂油比更高,催化时间更短。
PetroFCC技术以重质油(VGO)为原料,通过采用不同催化剂和助剂,可灵活调节车用燃料、丙烯产量。
若使用特制ZSM-5催化剂,丙烯收率达22%,乙烯收率达6%,C4烯烃及芳烃收率也均有提高,目前已有两套装置实现工业化运转。
HS-FCC技术采用下流式反应器,使得物料回混最小化,生成副产物减少,丙烯收率可达25%,已在沙特一套30bbl/d示范装置上进行了试验。
运用这些技术,虽然汽油收率会受到一定影响,但汽油中的烯烃含量降低,质量得以提高,丙烯的产量比传统FCC高2~4倍。
我国炼油工业催化裂化加工能力大、掺渣比高,造成汽油中烯烃含量高,开发应用增产丙烯的FCC技术,在提高油品质量的同时,为下游提供更多的低碳烯烃,具有良好的市场前景。
低碳烯烃裂解制丙烯技术
低碳烯烃裂解是将C4-8烯烃在催化剂作用下转化为丙烯和乙烯的技术,它不仅可以解决炼厂和石脑油裂解副产的C4-8的出路问题,又可以增产高附加值的乙烯、丙烯产品,成为近年研究较为活跃的领域。
目前较为成熟的技术主要有ATOFINA/UOP公司的OCP工艺、Lurgi公司的Propylur工艺、Arco/KBR公司的Superflex工艺和Mobil公司的MOI工艺等[3]。
另外,日本旭化成公司开发了Omega工艺,以中孔沸石为催化剂,丙烯产率为40%~60%,该技术2006年将在日本实现工业化。
中国石化上海石油化工研究院以C4烯烃为原料,ZSM-5沸石为催化剂,丙烯收率达33%,该技术正在进行工业侧线试验。
烯烃裂解工艺,从投资费用、生产成本与综合收益来看,均是最具吸引力的工艺。
固定床工艺流程相对简单,适于和现有蒸汽裂解结合;流化床工艺流程相对复杂,适于建设大规模生产装置,可以纳入烯烃联合装置,也可以单独建立装置。
随着我国一批大型乙烯裂解装置的扩建与新建,C4+烯烃资源越来越丰富,对开发出自主知识产权的烯烃裂解技术,解决C4+烯烃副产、增产高附加值丙烯需求迫切。
烯烃歧化制丙烯技术
烯烃歧化技术多年以前已经开发成功,只是因为近年来一些地区丙烯价格逐步走高,这一技术又重新引起了人们的重视。
它是一种通过烯烃碳-碳双键断裂并重新转换为烯烃产物的催化反应,目前以乙烯和2-丁烯为原料歧化为丙烯的生产技术研究较为活跃,主要有ABBLummus公司的OCT高温催化剂工艺和法国石油研究院(IFP)的Meta-4低温催化剂工艺。
OCT工艺采用W基催化剂和并联固定床反应器,在300~375℃,3.0~3.5MPa条件下,当进料丁烯中2-丁烯的质量分数为50%~95%时,丁烯转化率为85%~92%,丁烯转化为丙烯的选择性为97%。
OCT能够把蒸汽裂解装置丙烯/乙烯比提高到1.1以上。
已有十几套工业化生产装置采用了该工艺,已投产的上海赛科900kt/a乙烯装置也采用了这项技术。
Meta-4工艺采用Re作催化剂和流化床反应器,在20~50℃、液相条件下,将2-丁烯和乙烯歧化生成丙烯。
2-丁烯转化率为90%,丙烯选择性大于98%,该技术已在台湾省中油公司完成中试试验。
近年来,不消耗乙烯或消耗少量乙烯的丁烯自动歧化工艺也取得了进展。
其中BASF开发的歧化工艺将1-丁烯和2-丁烯转化为丙烯和2-戊烯,然后2-戊烯和乙烯反应生成1-丁烯和丙烯。
南非SASOL公司以1-丁烯、2-丁烯或其混合物为原料,采用Cs-P-WO3/SiO2为催化剂,在300~600℃、0.1-2MPa条件下,歧化生产丙烯。
烯烃歧化工艺可应用于石脑油蒸汽裂解装置增产丙烯,投资增加不多,即可提高石脑油裂解装置的丙烯/乙烯产量比,但缺点是每生产1t丙烯,要消耗掉0.42t乙烯,因此只有在丙烯价格高于乙烯价格、乙烯产量过剩时才是经济可行的。
另外歧化技术不能将异丁烯以及C5-8烯烃转化为丙烯,应用受到一定限制。
近年开发的自动歧化技术,不用或用少量乙烯,应用前景看好。
丙烷脱氢制丙烯技术
丙烷脱氢是强吸热过程,可在高温和相对低压下获得合理的丙烯收率。
目前已工业化工艺主要有UOP公司的Oleflex工艺、Lummus-Houdry公司的Catofin工艺、KruppUhdewcng公司的STAR工艺、Linde-BASF-Statoil共同开发的PDH工艺等。
Oleflex工艺采用4个串联移动床反应器,以Pt/Al2O3为催化剂,使用氢作为原料的稀释剂,反应温度为550~650℃,丙烯收率约为85%,乙烯收率很低,通常乙烯与其它副产品一起被当作燃料烧掉给丙烯脱氢反应器提供热量。
因此这一反应的产品只有丙烯。
Catofin工艺采用逆流流动固定床技术,在反应器中空气向下、烃类向上流动,烃蒸汽在铬催化剂上脱氢。
STAR工艺使用带有顶部喷射蒸汽转化装置的管状固定床反应器和一种负载于铝酸锌钙上的贵金属作催化剂,使用水蒸汽作为原料的稀释剂,反应温度为500℃,与传统工艺相比,产率可提高18%。
PDH工艺采用固定床反应器,反应段包括3台同样的气体喷射脱氢反应器,其中两台用于脱氢条件下操作,另一台用于催化剂再生,反应温度为590℃。
丙烷脱氢技术具有3大优势:
首先,是进料单一,产品单一(主要是丙烯);其次,是生产成本只与丙烷密切相关,而丙烷价格与石脑油价格、丙烯市场没有直接的关联,这可以帮助丙烯衍生物生产商改进原料的成本结构,规避一些市场风险;第三,是对于丙烯供应不足的衍生物生产厂,可购进成本较低的丙烷生产丙烯,免除运输与储存丙烯的高成本支出。
与其它生产技术相比,获得同等规模的丙烯产量,丙烷脱氢技术的基建投资相对较低,丙烯生产必须考虑原料价格、副产利用、现有装置的使用、丙烯衍生物的生产等问题。
今后,新建乙烯装置联产及炼厂副产仍将是新增丙烯主要来源,炼厂副产丙烯,特别是以重质油为原料,通过FCC工艺改进生产丙烯的比重将增大。
由于一些大型甲醇生产装置的陆续建成,甲醇制丙烯有可能成为第3种稳定的丙烯来源。
受原料价格影响,预计多数丙烷脱氢制丙烯生产装置将在中东建设。
烯烃歧化反应需消耗乙烯,发展受到一定制约。
我国炼油企业,基本都建有副产丙烯的回收装置和丙烯衍生物生产装置;炼油化工一体化企业,既有炼油部分,又有蒸汽裂解制乙烯部分,还有加工副产丙烯的成套装置,因此组合应用FCC工艺多产丙烯、烯烃裂解工艺生产丙烯等技术,具有良好的应用基础,今后必将会得以重点发展。
随着国内一系列百万吨级大型乙烯生产装置的建设,副产C4、C5资源将越来越丰富,这将为烯烃裂解装置建设提供良好的物质基础,但国内自主研发的技术尚需加快工业化进程。
表1丙烯生产工艺原料与收率的比较
工艺类型
原料
丙烯收率,%
蒸汽裂解
石脑油
18(乙烯30%)
多产烯烃的FCC技术
KFUPM/日本石油能源中心的HS-FCC工艺
FCC原料
15.9(乙烯2.3%)
中石化的深度裂解(DCC)工艺
VGO
23(乙烯3.6%)
中石化的催化热裂解(CPP)工艺
VGO等重质原料
15(乙烯24%)
烯烃裂解
Arco/KBR的Superflex工艺
C4/C5烯烃
45(乙烯22%)
Lurgi的Propylur工艺
C4/C5烯烃
60(乙烯15%)
烯烃歧化(OCT)
Lummus的OCT工艺
C2/C4烯烃
95
UOP/NorskHydro的MTO工艺
甲醇
45(乙烯34%,除去水)
Lurgi的MTP工艺
甲醇
71(汽油19%,除去水)
丙烷脱氢
丙烷
85
随着全球丙烯需求的快速增长,人们开发了多种增产丙烯的工艺路线。
目前已工业化的丙烯生产工艺包括蒸汽裂解、流化催化裂化(FCC)、丙烷脱氢、天然气或甲醇制烯烃(MTO)以及烯烃转化等。
当生产商在选择丙烯生产工艺时,通常需要考虑许多因素,例如工艺的经济性就是重要的因素之一。
对于一个特定的项目,在具体情况下,上述工艺中一般只有某一种工艺的经济性最具吸引力。
因此有必要了解项目的关键因素,从而选择最合适的生产工艺。
这些关键因素包括原料的可获得性、成本与灵活性、丙烯收率与副产物处理、丙烯产能、投资成本、与现有生产装置匹配性以及炼化一体化生产或天然气/石化装置一体化生产等。
1.原料情况
在丙烯生产成本中原料成本所占比例最大。
如果能够有效利用供应稳定的低价原料,则可增强丙烯装置的竞争力。
丙烯起始原料为原油或天然气。
原油在国际上广泛交易,因此原油及其衍生物之间几乎不存在地域差价。
以原油衍生物(如石脑油)为原料的丙烯生产工艺的竞争能力取决于长期原油价格与天然气价格的长期发展趋势。
天然气的运输费用远高于液态烃,存在地域价差。
丙烷与丁烷(LPG)运输费用适中,因此价差低于甲烷与乙烷。
世界上有一些地区天然气丰富,但当地消费量很少。
在这些地区天然气搁置未用,若将其运输出去,则需巨额投资,成本较高。
因此尽管天然气的市场价格较高,但是如果在原产地利用时天然气净倒算值(net-backvalue)低于1美元/MMBtu,就为低成本天然气利用(包括甲醇生产与MTO相结合生产丙烯)提供了商机。
2.丙烯收率及副产物
每种丙烯工艺的产物分布不相同。
比较轻质烯烃(乙烯与丙烯)的产出情况可看出各工艺的差异。
石脑油裂解:
该工艺每生产t轻质烯烃(其中含0.67t乙烯与0.33t丙烯),同时生成0.7tC4+烃副产物。
C4+烃必须销出以增加收益。
尽管该工艺丙烯选择性并不高,但仍是丙烯的主要来源。
并且该工艺还是评价其它丙烯生产工艺竞争性的主要参照标准。
FCC与PetroFCC技术:
传统FCC装置每生产1t轻质烯烃(主要是丙烯)时副产18tC4+烃产物,而PetroFCC技术每生产1t轻质烯烃仅副产2.4tC4+烃产物,增加了高附加值产物。
除丙烯、乙烯、BTX收率高外,PetroFCC技术还生成大量C4与C5烯烃,可送至ATOFINA/UOP烯烃裂解装置增产乙烯和丙烯,从而使每生产1t轻质烯烃联产的C4+烃产物降至1.3t。
丙烷脱氢:
该工艺专门生产丙烯,生成的少量燃料气在Oleflex联合装置中用作补充燃料,无需销售副产物。
由于该工艺原料与产品单一,因此很具有吸引力,尤其是当丙烯衍生物生产商希望与低成本丙烯生产工艺一体化运作时。
烯烃裂解:
该工艺每生产t轻质烯烃,其中含0.2t乙烯与0.8t丙烯,由于非烯烃不参与反应,因此C4+烃副产物主要取决于原料组成。
当该工艺与乙烯蒸汽裂解装置一体化生产时,C4+烃副产物可循环至蒸汽裂解炉增产轻质烯烃,从而增加轻质烯烃收率。
MTO:
该工艺轻质烯烃选择性很高,每生产1t轻质烯烃仅副产0.2tC4+烃产物。
MTO工艺的独特性在于可灵活调节丙烯与乙烯生成比例,可以根据市场需求价格调整丙烯与乙烯比例,使装置收益最大化。
当需要避免销售C4+烃产物时,可将ATOFINA/UOP烯烃裂解工艺与UOP/HYDROMTO工艺结合在一起,增产轻质烯烃,并有效避免C4+烃产物生成。
这时生成的少量C4+烃用作MTO的补充燃料。
3.丙烯生产能力
上述各丙烯工艺所适合的生产规模不尽相同,因此在选择生产工艺时应考虑所需的丙烯生产能力。
有的工艺适合于改造现有装置以增加产能或改善产品组成,有的工艺适于将新装置与现有装置结合在一起,还有的工艺适合于新建装置。
当增产少量丙烯时,通常最好是对现有装置进行改造,且只需小额投资。
扩能改造可选择在炼厂增加丙烯回收单元(PRU)、改进FCC装置、将FCC装置改为高苛刻度FCC(HSFCC)装置或PetroFCC装置以及在蒸汽裂解装置中增加裂解炉。
当无法对现有装置进行改造以获得所需丙烯生产能力或采用不同生产原料以及希望生成不同产物组成时,例如希望提高丙烯/乙烯比率并降低C4+烃产量时,最好的选择是将新装置与现有装置结合在一起,例如在现有乙烯装置上增加烯烃转化装置或MTO装置。
这些项目所需投资高于简单改造所需投资,但低于完全新建装置。
一般来说这些项目的丙烯生产能力至少增加10万t/a才使投资有利可图。
与装置改造一样,新老装置相结合的方法也有局限性。
当丙烯产能需要增加30万t/a以上时,最好选择新建装置。
新建装置可采用石脑油裂解、HSFCC、PetroFCC、丙烷脱氢、MTO以及烯烃转化等技术。
4.投资成本
丙烯项目投资成本高低不等。
当进行小规模投资或增加PRU及烯烃转化单元时,投资成本约为5000万美元;当新建世界规模石脑油裂解装置或天然气制烯烃(合成气/甲醇装置加上MTO装置)时,投资成本约为10亿美元。
丙烯项目一般与下游衍生物项目结合在一起,因此总投资成本可能更高。
在这种情况下要考虑项目的融资问题。
大型项目可能需要组建合资企业,因此要站在公司整体战略高度考虑项目的复杂性。
丙烯生产新技术现状及发展趋势,目前增产丙烯的新技术研究主要集中在4个方面:
①是改进FCC等炼油技术,挖掘现有装置潜力,增产丙烯的FCC装置升级技术;
②是充分利用炼油及乙烯裂解副产的C4-8等资源,转化为乙烯、丙烯的低碳烯烃裂解技术、烯烃歧化技术;
③是丙烷脱氢技术;
④是以天然气、煤等为原料,生产乙烯、丙烯的甲醇制烯烃技术等。
丙烯腈
丙烯酰胺
AM的应用与生产方法
1.1AM的用途
由于含有胺基和双键两个活性基团,AM化学性质相当活泼,可进行多种有机反应,因此应用广泛。
其主要用途包括(:
1)合成聚丙烯酰胺即PAM。
它是一种线型聚合物,为水溶性高分子中用途最广的品种之一,在石油开采、水处理、纺织印染、造纸、选矿、洗煤、医药、制糖、建材、农业、化工等行业中均有应用,“有百业助剂“”、万能产品”之称。
(2)合成AM衍生物及其聚合物。
AM可用于合成多种AM衍生物,这些衍生物的聚合物或共聚物具有许多优良性能,用途广泛。
典型代表有N-羟甲基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺以及N,N-二甲基丙烯酰胺等。
(3)合成与其他单体形成的共聚物。
如聚丙烯酰胺凝胶,它是由AM与N,N-亚甲基双丙烯酰胺形成的聚合物,应用于生化领域和整形外科领域。
1.2AM的生产方法
德国学者Moureu在1893年就通过丙烯酰氯氨化法首次合成了AM,但在工业生产中,AM都由丙烯腈水合来制备,方法有三种,反应式如下:
CH2=CHCN+H2O→CH2=CHCONH2
⑴硫酸催化水合法1954年美国氰氨公司开发,是以硫酸为催化剂,是早期唯一生产AM的方法。
该法是间歇操作,流程复杂,要消耗大量的酸和碱,设备腐蚀严重,生产成本
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