介绍了增产丙烯的三种工艺：结合蒸汽裂解装置增产丙烯（烯烃置换工艺、moi工艺）、丙烷脱氢工艺、fcc装置增产丙烯。进行技术经济比较，认为结合乙烯裂解装置增产丙烯的工艺是一条最有前途的工艺路线，但对我国来说，选择fcc增产丙烯的工艺最为合理。
关键词： 丙烯 增产 工艺 技术经济
abstract
three technologies for increasing propylene production are introduced. there are modified pyrolysis (olifin displacement and moi technology),propane dehydrogenation and modified fcc. among these technologies, through the techo-economic comparison, the modified pyrolysis displacement technology will be the most hopeful process route, but for china the most rational option to increase propylene production is still the fcc.
keywords: propylene, increase production, technology, techo-economic
虽然目前国际市场聚丙烯和丙烯产品都存在一些过剩情况，尤其是国内丙烯产品市场似乎更不景气。WWw.11665.CoM但根据预测至少到2005年世界丙烯供应将趋于紧张，估计全球丙烯生产能力的开工率可能将达97％，而这种趋势的主要推动力是来自聚丙烯的年增长率，由于聚丙烯产品不断开发出新品种，它将利用其产品的优良性能和低廉价格去占领更广泛的市场。据预测2000年以后聚丙烯的年需求增长率将达到５％～７％，而丙烯的年增长率在近十几年来已经超过了乙烯，这种趋势将持续一段时间（见表1）。
表1世界烯烃年需求增长率 （％）
产品
1983－1994年
1995－2000年
乙烯
5.3
4.0
丙烯
6.0
4.8
异丁烯
15.0
6.0
丁二烯
2.2
3.3
近年来在中东和加拿大新建的一些乙烯装置均采用乙烷为原料，并不同时生产丙烯，因而使丙烯的供应可能受到一定的影响，为了应付可能出现的丙烯短缺情况，一些石化公司加紧了对丙烯增产工艺的研究，除了通过炼厂fcc装置增产丙烯以及早已工业化生产的丙烷脱氢制丙烯工艺外，对结合乙烯裂解装置增产丙烯的研究也有了新的成果，使增产丙烯的方法可以有更多的选择，我国目前虽然并不缺丙烯，但将来也有可能出现丙烯短缺，因而现在对增产丙烯的方法进行一些分析比较还是有益的。
1 结合乙烯裂解装置增产丙烯的新工艺
1.1 烯烃置换技术
烯烃置换技术目前有两种：oct工艺和i.f.p工艺。
1.1.1 phillip/lummus的 olefins conversion technology（oct）工艺
oct技术的基本原理就是乙烯和丁烯进行置换反应，丁烯转化率为60％～70％，丙烯的选择性大于92％。由于丁烯-1难于与乙烯产生置换反应，故裂解c4必须全部选择性加氢成丁烯，再将其中的丁烯-1用催化剂异构为丁烯-2，并分离其中的异丁烯。c4的来源也可由乙烯二聚制得，因此lummus的oct工艺包括乙烯二聚、异构和置换多个工序，置换反应是核心，oct工艺置换反应器是立式固定床反应器。
oct工艺和乙烯装置联合可使乙烯和丙烯的比率达到0.95。oct工艺经济效益，据介绍如和乙烯装置联合，并假定c4价格为250美元/t，乙烯价格为500美元/t，石脑油173美元/t，丙烯价格为乙烯价格的90％，则此联合装置的内部收益率将比单纯的乙烯装置提高3个百分点。如单独测算oct装置的效益，即外购乙烯和丁烯进行生产，丙烯规模为350 kt/a，丁烯由不含异丁烯的抽余液供给，价格为190美元，此时项目的内部收益率可达到36％。
1.1.2 i.f.p工艺（与
艺最早开发成功并工业化的有uop公司的oleflex工艺和lummus公司的catofin工艺，以后又有snamprogetti公司的fbd（流化床）工艺以及林德公司的poh工艺。
snamprogetti公司的fbd工艺是在俄罗斯开发的流化床脱氢（fbd）制异丁烯基础上发展起来的，其技术核心是反应器－再生系统，系统中反应和再生是在流化床中完成的，据该公司宣称，其fbd 技术已对俄罗斯一套130 kt/a异丁烯装置进行技术改造，并还有5套异丁烷和丙烷脱氢项目选择该技术。
uop公司的oleflex工艺是80年代发展起来的，首先在泰国石化公司实现了工业化，第二代c3 oleflex 年产250 kt丙烯的联合装置，已在韩国于1997年4月投产成功，据称其他两个第二代装置的丙烯能力分别为300 kt/a和350 kt/a正在进行设计，为了增强oleflex工艺的竞争能力，uop公司对其技术进行了多次改进，主要集中在催化剂方面，现已有三代新催化剂工业化，即deh-8 、deh-10、deh-12，如1996年工业化的deh-12催化剂不但选择性和寿命都比前面催化剂有较大的提高，而其中的铂含量比deh-10少25％，比deh-8少40％， 这对于一套世界规模的oleflex装置而言，将意味着投资节约200～300万美元。由于新催化剂已经证明具有高活性和稳定性，可允许操作空速比原来设计高20％，反应器尺寸变小，而且待再生催化剂上的焦含量比第一代设计也低得多，因而可使现代的oleflex设计中再生器大小只有第一代设计的一半，这些都有助于减少投资，降低成本，增加了oleflex工艺的竞争能力。
3. fcc装置增产丙烯
80年代mobil公司采用zsm-5沸石催化剂作为fcc催化剂的添加剂以增产丙烯，丙烯收率提高50％～100％。最近mobil公司和kellogg公司合作提出了maxofin工艺，用高zsm-5含量的添加剂与改进了的fcc装置结合，其目的是不需要采用苛刻的操作条件和提高蒸汽消耗，就能使minas减压柴油作为原料的丙烯收率达到18％。
按照将maxofin 工艺应用在一个新的fcc装置上的研究，加工能力3万桶/d，原料为minas原油的316～538℃柴油，提升管设计温度为538℃，混合原料的温度为204℃，此时丙烯收率可达到18.4％，即可年产300 kt/a。而通过乙烯和丁烯间烯烃转化工艺的二次加工可增加丙烯5％～7％。如此，丙烯的净收率可达新鲜原料的25％。
国内对fcc装置增产丙烯的工艺研究较多，并已获得丰硕成果，使我国炼厂丙烯产量大幅度增长，目前在我国已工业化应用的工艺主要有mgg工艺、dcc催化裂解工艺，这些对丙烯增产幅度都是比较大的，如mgg工艺，操作温度530℃，操作条件较缓和，与原fcc装置比较接近，此时对进料的丙烯收率可达到8％～9％，对于dcc工艺，操作温度580℃，操作条件比较苛刻，而且是低空速和大汽量，但其对进料的丙烯收率可高达16％～20％，并还可增产大量丁烯，因此，如果需要多生产气体产品，dcc工艺将会是一条经济的增产丙烯的技术路线。另据报导在国外，美国s&w公司也有dcc工艺技术许可证，它的第一套工业化dcc装置是为泰国石化工业建设的，已在1997年投产。
4. 几种工艺的简单比较
（1） 结合蒸汽裂解装置增产丙烯的工艺
这种工艺的特点是利用裂解产品和副产品增产丙烯，使裂解装置生产丙烯的能力增大，甚至以乙烷为原料的裂解装置也能生产丙烯（丁烯可由乙烯二聚制取或外购），其中ifp meta-4工艺还特别适合丙烯紧缺而丁二烯过剩的情况，因它既增产丙烯又能解决富余的丁二烯更好的利用问题，因而从经济上讲这种工艺是有前途的，至于这种工艺中的烯烃置换工艺和moi工艺的比较，前者需要消耗宝贵的乙烯，后者主要消耗裂解副产品c4和轻裂解汽油，而且还能增产一定量的乙烯，因此当乙烯需求也比较旺盛时，烯烃置换工艺显然不如moi工艺有利，且两者投资相差不多，成本则可能受乙烯/丙烯的价格比影响较大，但总的来说，两者相比moi工艺更具吸引力。
（2） 丙烷脱氢工艺
丙烷脱氢工艺是一条成熟的工艺路线，但投资较大，因此，比较适合有廉价丙烷供应而丙烯又特别缺乏的地方，例如沙特是盛产石油和天然气的地区，其乙烯装置大都利用廉价的乙烷作原料，而乙烷裂解基本上是不产丙烯的，因而在该地区丙烯缺口较大，而当地又能从丰富的油田气和天然气中获得廉价的丙烷，因此在沙特采用丙烷脱氢工艺生产丙烯是比较合适的。据报道沙特阿拉伯工业公司（nic）正在筹建一套400 kt/a丙烷脱氢生产丙烯的装置，已向uop、lummus、snamprogetti等公司询价，预计在2001年投产。
（3） fcc装置增产丙烯的工艺
mgg工艺相对来讲是比较简便的，如果要求增产的丙烯量不多，采用这种工艺有一定优势，maxofin工艺操作条件不苛刻，增产丙烯量较大而同时似乎不影响油品质量，但尚未见具体工业化装置的报导。dcc工艺条件较为苛刻，对油品质量还有些影响，但它除了能生产大量丙烯外，还能生产大量其他气体产品，包括一定量的乙烯和大量丁烯，如作为化工应用，其产值是比较高的，因而具有一定的竞争能力，并已有多个工业化装置投产，因此，从目前看，dcc工艺是一条成熟的工艺路线，而maxofin工艺可能是一条有发
展前景的工艺路线。
综合上面三种增产丙烯的方法，国外有资料对其中烯烃置换工艺、丙烷脱氢工艺和传统的fcc装置生产丙烯工艺做了经济比较，其结果是不管丙烯是高价还是低价，烯烃置换装置的投资效益都是最高的，说明烯烃置换工艺是一条有前途的工艺路线。丙烷脱氢装置在丙烯价格高时，投资效益较好，但在丙烯价格低时效益较差，甚至达不到一般对投资回报率的要求，至于传统fcc装置回收丙烯工艺在丙烯价格高时，其经济效益高于丙烷脱氢工艺。结合我国情况，由于我国轻烃资源缺乏，难以获得廉价的丙烷原料，因而丙烷脱氢制丙烯的工艺在我国是难以实施的；结合蒸汽裂解的工艺，其中烯烃置换工艺由于我国乙烯需求比较旺盛，要消耗部分乙烯来增产丙烯的似乎不太可取，moi工艺是利用裂解产品中产值不高的副产品，不但不消耗乙烯，还可增产部分乙烯，因此相对来说似乎有其优越性，但不管哪种工艺，都需要向国外购买技术，投资也不会太低，而fcc增产丙烯的工艺，我国有mgg、dcc等自己开发并已工业化的工艺，炼厂在这方面对增产丙烯的积极性比较高，因此，综合来看，我国增产丙烯的途径，仍然是选择fcc国内增产丙烯的工艺最为合理，也是最可取的方法。
