来源：网络
根据我国石油和化学工业生产和技术发展现状，“十一五”期间，在重油催化裂化制烯烃和煤基甲醇制烯烃两大领域，重点开发的关键技术主要有：重油深度催化裂化多产低碳烯烃技术（DCC），催化热裂解制乙烯、丙烯技术（CPP），重油接触裂解制乙烯技术（HCC）；甲醇制烯烃技术（MTO）、甲醇制丙烯技术（MTP）等。
面对全球原油资源日益紧张，且呈现重质化、含硫高的现实，以重油为原料生产乙烯和丙烯成为必然选择。“十一五”期间，我国炼油工业坚持走深度加工的道路，形成了以重油催化裂化为特色的深加工路线，相继开发与完善了DCC、CPP、HCC等几项较为先进的重油裂解制烯烃技术，并在工业化推广方面取得重要突破。
煤基甲醇制烯烃项目的实施，可有效缓解我国石脑油的不足和低碳烯烃对国际市场的依赖程度。“十一五”期间，煤基甲醇制烯烃成为化工行业技术创新最突出的亮点，这一新型煤化工领域集中突破了一批重大关键技术，进一步开发与完善了MTO、MTP技术，并建成工业化示范装置，为适应我国资源禀赋特征、调整化工原料结构做出了贡献。
甲醇制丙烯：首套自主工业装置诞生
2010年10月，以煤为原料生产聚丙烯的大型煤化工示范项目——神华宁夏煤业集团公司的甲醇制丙烯（MTP）装置投料试车，并成功产出纯度为99.69%的丙烯产品，这是全球率先试车成功的MTP大规模工业化装置。该项目于2008年4月开工建设，2010年8月实现中交；2010年9月6日正式进入全面试车状态，10月4日产出合格丙烯产品。
示范项目相继投料试车
神华宁煤的煤基烯烃项目总投资约170亿元，是宁东能源化工基地目前在建的最大煤化工项目，也是我国2010年投产的三大煤制烯烃示范项目之一。MTP装置作为煤基聚丙烯项目的核心，采用德国鲁奇公司MTP工艺技术，催化剂由德国南方化学公司提供。项目全部投产后，可年产中间产品甲醇167万吨、最终产品聚丙烯50万吨，副产汽油18.48万吨、液态燃料4.12万吨、硫黄1.38万吨。
“十一五”期间，还有其他几个MTP项目取得重要进展。譬如，大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司总投资180亿元、年产46万吨的煤基烯烃项目全线装置已进入全面调试阶段。该项目是大唐国际发展的第一个大型煤化工项目，也是国家能源战略石油替代工程煤基烯烃类示范性项目，其主要工艺生产装置中有诸多世界之最：单台气化炉可处理的原煤量为世界最大规模；一个项目同时建设3台同类气化炉也是世界首例；低温甲醇洗的规模居世界第一位。
该项目以内蒙古锡林浩特市胜利煤田丰富的褐煤为原料，采用荷兰壳牌、德国鲁奇、美国陶氏等先进的工艺技术，由褐煤预干燥、煤气化、变换、净化及硫回收、甲醇、MTP、聚丙烯等7套主生产装置组成，同时配套建设空分及动力装置，生产聚丙烯及硫黄、汽油、液化石油气等副产品。
项目具有上下游一体化的特点，体现了规模经济效应。
石油替代技术逐渐成熟
据专家介绍，MTP技术是以煤为原料，经甲醇、二甲醚脱水生产丙烯的工艺路线，是目前替代石油路线生产丙烯最成熟、经济的生产技术。MTP是由甲醇首先转化出二甲醚，然后将二甲醚直接转化成丙烯的工艺，其副产物是汽油、液化气和少量乙烯等烃类化合物。目前，MTP工艺的实验数据已经较为完善，但尚未经工业化示范装置的验证。
当下，该领域主要有德国鲁奇公司的MTP工艺技术、清华大学和大连化物所等开发的流化床技术。其中，清华大学和大连化物所均已完成了相关工艺的中试。清华大学和中国化学工程集团公司、安徽淮化集团合作建设的万吨级MTP工业试验装置，于2010年建成投运。大连化物所和陕西煤业集团、洛阳石化工程公司合作开发的流化床MTP工业试验工作，也已进入实施阶段。
创新成果提升煤化工业
“十一五”期间，中国化学工程集团公司联合清华大学和安徽淮化集团，在新一代煤（能源）化工产业技术创新战略联盟的平台上，于2009年11月开发成功流化床甲醇制丙烯工业技术（FMTP）。业内专家预测，该技术将走出一条“不用石油的石油化工路线”，大大提升我国煤化工行业的整体技术水平，将对我国能源资源利用产生深远影响。
当月，中国石油和化学工业联合会在北京举行了FMTP工业技术开发成果鉴定会。业内专家一致认为，FMTP工业试验装置工艺科学、合理，运行安全、可靠，技术创新性强，主要技术指标和总体技术处于国际领先水平。目前已有多家企业明确表示，将采用该技术建设工业装置，其中３家企业已签订技术许可使用合同，开始面向行业推广。
FMTP工业技术开发成功意义重大，标志着我国第一个具有自主知识产权煤制丙烯技术的诞生，实现了丙烯生产原料多样化和对石油的部分替代。这项技术适应我国煤化工产业现状，对于高效清洁利用煤炭资源、缓解甲醇产能过剩局面将起到重要作用；填补了国内煤制丙烯技术领域的一大空白，对于我国从煤化工生产大国向煤化工技术强国转变将产生重要影响。
2009年12月，神华包头煤制烯烃项目的180万吨/年甲醇装置建成投产，在国内外尚属首个。（CFP供稿）
催化裂解制乙/丙烯：50万吨/年示范项目投产
为开辟新的烯烃原料路线，我国重点开展了重质油裂解技术的研究。“十一五”期间，中国石化石油化工科学研究院在催化裂化制丙烯技术基础上发展起来的催化热裂解制取乙烯、丙烯技术（CPP），通过改进工艺、催化剂和装置构造生产乙烯，乙烯和丙烯的产率可在一定范围内灵活调整。
2009年8月，被列为国家乙烯工业新原料来源示范项目的沈阳化工股份有限公司50万吨/年催化热裂解制乙烯和丙烯（CPP）装置举行投产仪式。该项目的成功投产，堪称世界乙烯工业生产的重大技术革命，将加速推进我国乙烯工业的技术进步，扩大乙烯原料来源、实现乙烯系列石化产品的多样化；同时，在振兴东北老工业基地的过程中发挥重大作用。
2010年4月，国家发改委组织国内13名石油化工专家，对世界首个利用渣油原料生产乙烯和丙烯项目——沈阳化工集团所属沈阳石蜡化工有限公司建设的50万吨/年CPP项目进行验收。该项目将石蜡基重油最大限度地转化为低碳烯烃，乙烯加上丙烯的收率超过36%，副产品有进一步加工利用价值，技术为国内首创、国际领先。
我国蒸汽裂解原料严重短缺，开发重油原料生产乙烯的新技术具有现实意义。石科院开发出CPP技术，其特点是以重质油为原料，采用专门研制的酸性分子筛催化剂，操作条件比传统的蒸汽裂解制乙烯缓和，适合直接加工常压渣油尤其是石蜡基油，还可掺炼适量的减压渣油。
这项技术成熟、可靠，利用现有催化裂化装置进行适当改造来实施CPP工艺，是一条以重质原料在催化裂化基础上发展石油化工的新途经。根据相关的测算结果，装置一旦达到经济规模，其综合生产成本将低于蒸汽裂解装置。2005年底，沈阳化工采用CPP技术开始建设国内第一套50万吨/年的催化热裂解制乙烯和丙烯装置。
沈阳石化CPP项目是国内小炼油企业发展大化工的范例。该公司相关人员介绍，其CPP装置生产工艺采用平衡氧氯化法，投资相对较低，尤其是主要原料常压渣油来源充足且价格较低，与国内现有的乙烯装置相比，具有成本和能耗低、环保效益显著等优势。在全球石油资源日益紧缺的严峻形势下，CPP项目的竣工投产拓宽了乙烯工业的原料来源。
沈化集团CPP项目的建成，为企业的产品结构调整提供了支撑，并在当地形成了一定的产业集聚效应。目前，一些乙烯下游企业开始落户沈阳化工园区，使沈化集团形成了更为完整的产业链条。该公司建设的12万吨/年聚乙烯、13万吨/年PVC糊树脂、70万吨/年常压炼油、13万吨/年丙烯酸及酯、4万吨/年环氧乙烷和聚醚、1500吨/年白炭黑等产品，让有限的资源实现了效益最大化。
CPP项目实现了沈阳市乙烯工业生产零的突破，对炼油大省辽宁的产业结构调整将起到促进作用。沈化集团近年来先后投资50多亿元，完成了4个重要项目的建设和改造，实现了产品结构的重大调整和历史性突破。CPP项目建成投产后，将使该集团的年销售收入在现有75亿元基础上增加到120亿元。
由于反应条件温和、设备材料要求低、投资相对较少、主要原料常压渣油的价格较低，与国内现有装置生产的乙烯比较，CPP项目的乙烯成本可降低20%。
据悉，国家有关部门将协助解决该项目的原油供给问题，结合国家石化工业“十二五”规划内容，统筹我国乙烯工业整体布局，稳步开展CPP技术的推广与应用。
重质油国家重点实验室拥有一支高学术水平的研究队伍，为解决石油、石化这一国家支柱产业的重大急需做出了突出贡献。
催化裂化制丙烯：炼油技术首次成套出口
在石油炼制领域，以重质原料生产丙烯等产品的催化裂解技术（DCC）是我国首个成套出口的炼油技术，也是中国石油化工股份有限公司第一项获得国家技术发明一等奖的成果。“十一五”期间，随着DCC技术进一步推广应用，实现了面向海外的首次出口，并推动了我国丙烯及相关产业的迅速发展。
上世纪80年代末，随着我国石油和化工业的发展，丙烯产量虽大幅增长，但仍存在较大缺口。在这一背景下，中国石化石油化工科学研究院开发出以生产丙烯为主要目的的DCC技术。该院副总工程师张久顺介绍，这项成果以重质油为原料，采用五元环高硅沸石催化剂和提升管加密相流化床反应器，在较缓和的反应条件下进行裂解反应生产丙烯，具有独创性和先进性。
记者了解到，中国蓝星总公司蓝星石油大庆分公司投资近7亿元建设的50万吨/年DCC联合装置，于2007年初正式投入生产运行。该装置采用石科院的专利技术设计建造，在国内炼油行业处于领先水平，年产液化气、丙烯、汽油、柴油等13个牌号，总量近40万吨的石化产品，可进一步合理利用现有原油资源，最大限度地生产精丙烯、含异丁烯和正丁烯的碳四液化气等精细化工原料，延长原油加工的产业链。
DCC工艺是以石油为原料，丙烯收率最高的工艺技术。迄今为止，该技术已有20年左右的工业运行经验，不但在国内建成大型工业生产装置，其成套技术还出口到沙特。自1990年，DCC技术在国内首次实现产业化应用以来，共有10套工业装置在运行，其中单套装置最大能力为450万吨／年。
业内专家介绍，DCC工艺具有两种操作模式——DCC-Ⅰ和DCC-Ⅱ。其中，DCC-Ⅰ采用较为苛刻的操作条件，在提升管加密相流化床反应器内进行反应，最大量生产以丙烯为主的气体烯烃；DCC-Ⅱ选用较缓和的操作条件，在提升管反应器内进行反应，最大量地生产丙烯、异丁烯和异戊烯等小分子烯烃，并同时兼产高辛烷值优质汽油。
作为重质原料油的催化裂化技术，DCC的原料包括减压瓦斯油、减压渣油、脱沥青油等，产品包括可作为化工原料的轻烯烃、液化气、汽油、中馏分油等。采用这项技术的主要目的是最大化地生产丙烯或异构烯烃，突破了常规催化裂化技术（FCC）的工艺限制，丙烯产率为常规FCC的3～5倍。
值得关注的是，由于受到石油原料供应不足的制约，国内部分DCC装置的开工率不足，使得这一先进的工艺技术难以产生足够的经济效益。
在中外专家的共同努力下，神华宁煤50万吨／年MTP装置成功试车。
重油裂解制乙烯：迈向工业化试验
重油接触裂解制乙烯技术（HCC）开辟了一条从重质原料制取乙烯为主，生产烯烃的新技术路线。中国石化洛阳石化工程公司通过长期攻关，开发了重油直接裂解制乙烯技术和相应的催化剂。“十一五”期间，为了实现“再造一个抚顺石化”的宏伟目标，抚顺石化公司积极推进HCC技术的工业化试验，并取得进展。
我国原油中轻油含量普遍偏低，直馏石脑油和轻柴油一般只占原油的30%左右，发展重质油裂解技术具有重要的现实意义。洛阳石化开发的HCC技术，是一种可以利用各种重质烃类原料直接进行裂解制取乙烯和丙烯，并兼产丁烯和轻质芳烃的新工艺。HCC工艺的制造成本仅为管式炉工艺的78％左右，是一种能够从重质烃类得到较高低碳烯烃产率的技术，有效地拓宽了生产低碳烯烃的原料范围，具有良好的发展前景。
该工艺通过提升管反应器或下行管式反应器，来实现高温、短接触时间的工艺要求，最初在齐齐哈尔化工公司进行工业试验并取得成功。这套由催化裂化装置改造的HCC装置属世界上第一套重油直接裂解制乙烯的工业化试验装置，处理能力为6万吨/年，原料为100%的大庆常压渣油。两年多的工业试验结果表明：该装置裂解烯烃产率与中试试验数据基本吻合，催化剂的工业产品具有良好的裂解活性。
“十五”期间，抚顺石化公司1．8万吨/年重油接触裂解制乙烯工业化实验装置建成。中石化、中石油两大集团对HCC工业化试验非常重视，投入了巨大的人力、物力和财力，工业化试验取得了突破性进展。不过，该项目的后续进展有些不尽人意。据抚顺石化公司相关人员介绍，该公司上马的HCC项目在工业装置放大等方面遇到障碍，没能取得实质性突破。
HCC将炼油技术与化工技术相结合，可以充分利用原油资源扩大乙烯的原料来源。“十一五”期间，汕头等地的乙烯项目都有意采用HCC技术。但该技术在工业化推广应用方面还面临一定的难题，在上马项目的时候应做足前期工作。
中国蓝星沈化集团年产50万吨CPP工程，开创了乙烯和丙烯生产的新途径。
甲醇制烯烃：煤基烯烃技术多点开花
在大力发展现代煤化工产业，实现从煤到化工重要原材料低碳烯烃的生产过程中，甲醇制取低碳烯烃技术是核心。
“十一五”期间，大连化物所和洛阳石化工程公司、陕西新兴公司开发出DMTO技术，先后完成了固定床、流化床的中试，目前正在进行百万吨级工业化装置的设计。
与国外MTO技术相比，DMTO技术的处理能力、产率和选择性都有明显提高，单位质量烯烃的原料消耗也略有下降。
煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制甲烷气和煤制乙二醇是国家确定的5个现代煤化工示范工程之一。“十一五”期间，神华包头煤制烯烃项目以煤为原料，通过煤气化生产甲醇、甲醇转化制烯烃、烯烃聚合工艺路线生产聚乙烯和聚丙烯的特大型煤化工项目，是国家“十一五”唯一核准的煤制烯烃工业化示范工程，同时也是我国煤化工领域集成国内外多项一流创新技术建成的巨型化工联合装置。
神华项目的核心装置首次采用了中国自主知识产权的甲醇制烯烃工艺技术，并进行了工业化放大，为实施替代能源战略，创立煤制烯烃新产业开辟了新技术途径。该项目不仅对我国优化能源消费结构、提高能源利用效率、减少环境污染、保障国家能源安全具有重要的示范意义，同时奠定了中国在煤基烯烃工业化生产领域的国际领先地位。
该项目包括六大系统46套装置或单元。其中，年产180万吨煤基甲醇联合化工装置系统主要由空分、煤气化、净化、甲醇合成、硫回收等5套化工生产装置组成；年产60万吨甲醇基聚烯烃联合石化装置系统主要由甲醇制烯烃、烯烃分离、聚乙烯、聚丙烯等4套石化生产装置组成。
2009年11月，世界单体最大的煤化工项目——神华陶氏榆林循环经济煤炭综合利用项目奠基仪式在陕西神府经济开发区举行。初步确定，该项目一期工程投资100亿美元，建设包括332万吨/年甲醇等23套装置。项目建成后，必将对陕北能源化工基地延长产业链条、提高资源综合利用效率、发展循环经济产生显著的示范带动作用；将对以煤炭替代石油生产烯烃、实现我国能源战略转型发挥积极的推动作用。
2010年5月，陕西蒲城清洁能源化工公司决定，将在其200万吨煤制烯烃装置一期的68万吨/年第二代DMTO示范装置烯烃分离单元中，采用惠生工程（中国）有限公司自主研发的MTO烯烃分离技术。这是国内煤制烯烃项目首次采用自主甲醇制烯烃分离技术替代进口。这项关键技术的工业化应用，标志着我国拥有自主知识产权的烯烃分离工艺技术取得重大突破。
与此同时，陕煤化集团目前正与科研院所合作，建设陕化甲醇制烯烃（MTO）工业示范基地，并争取尽快实现科技成果转化。目前，该集团煤化工工程技术中心正在进行MTO二代技术的工业化试验，还将开发甲醇制丙烯及石脑油与甲醇耦合催化裂解制低碳烯烃的工业化技术。
相关统计资料显示，目前我国在建和规划的煤基甲醇制烯烃项目超过30个，拟在建项目的烯烃能力共计可达2018万吨/年。然而，MTO作为一项新技术，在国内外仍处于开发完善阶段，在催化剂寿命等方面有一定风险，后续聚合装置和碳四处理装置建设也缺乏经验，需要在今后进行持续探索。 |
返回顶部