炼化企业增产C₂和C₃低碳烯烃的思路

随着我国GDP的迅速攀升，国内对乙烯、丙烯的需求总量将不断增加，所形成的需求缺口必须借助炼化企业大幅度增产低碳烯烃来弥补。如何迅速提高炼化企业赢利和竞争能力乃是一个重大的战略问题。根据我国炼化企业的基本工艺结构、规模状况和资源分布特点以及未来国内外市场的变化趋势，通过内部资源优化调配和工艺技术创新努力增产丙烯、乙烯等低碳烯烃，以便成功地在炼油和化工板块之间架起一座更加坚实可靠的桥梁和纽带，从而有效提升企业赢利和发展能力。

1. C2、C3低碳烯烃资源的选择与优化

生产C2、C3低碳烯烃的原料选择是一个重要的技术经济问题。由于炼油化工一体化发展具有很明显的资源协同效益，因此炼油厂增产低碳烯烃或低碳烯烃裂解原料具有重要的意义。一般来讲，所加工原油的性质对增产低碳烯烃原料或直接生产低碳烯烃有着决定性的作用，它影响着增产低碳烯烃的成本和行业风险。

⑴、炼油厂二次加工石脑油作裂解原料  长期以来，乙烯裂解工艺很少使用炼油厂二次加工石脑油作原料，但实践证明，延迟焦化和热裂化石脑油经过加氢精制和脱烯脱氮后是很好的裂解原料，目前我国已经有成功的工业应用例子。由于焦化石脑油辛烷值很低，并不适宜做汽油调和组分，本身在炼油厂的应用难度就比较大，因此集中后作为乙烯原料则能够达到炼油-化工互补互利的双重效果。

⑵、一段加氢裂化尾油  由于一段加氢裂化尾油是高环烷烃物料，同样也可以作为廉价的乙烯裂解原料，这样做还有利于提高加氢裂化处理减压瓦斯油的能力。另外，炼油厂越来越多的转化装置所产生的轻烃气体送往乙烯厂可以使这些燃料转化为单体，使其价值提高5倍左右。

⑶、炼油厂副产的低浓度乙烯资源的回收  这是降低乙烯成本的一条重要途径。美国乙烯工业就非常重视对炼油厂催化裂化干气资源中所含乙烯的回收工作，相当于使乙烯生产成本降低到了约合人民币110元/吨的水平。由于我国催化裂化的产能非常大，但是真正回收到聚合级乙烯的难度则相当大，尽管如此，我们也不应忽视干气中宝贵的乙烯和氢气资源，粗略估计全国炼油厂每年白白烧掉的乙烯可能多达30万吨以上，因此炼化企业，尤其大型企业应该注意通过技术进步积极回收这部分资源。

⑷、炼油厂混合C4馏分  炼油厂一般都面临着混合C4馏分过剩的问题，通过对C4进行催化裂解可以制取大量丙烯，同时得到一定量的乙烯，该种工艺技术具有较好的推广应用前景。

⑸、靠近大型油气田的炼化企业最好投资建设油田轻烃的回收分离装置，以增产乙烯裂解原料。油田轻烃富含饱和度极高的低碳烷烃，是很好的乙烯原料。

2. 工艺和催化剂技术应用

  工艺技术方面。作为基础化工原料的C2、C3低碳烯烃主要来自蒸汽裂解和催化裂化工艺。

⑴、MIP-CGP工艺  由RIPP开发的该工艺以重质油为原料，能够达到增产丙烯和生产低烯烃清洁汽油的双重目的。该工艺在不同的反应区内分别设计与烃类反应相适应的工艺条件并利用专用的催化剂结构和活性组元，可以选择性地增产丙烯和富含异构烷烃的汽油。

⑵、MGD工艺技术  由RIPP开发的MGD工艺，是通过对常规FCC工艺进行分层进料改造（主要是在提升管反应器第一进料位置回注稳定汽油）和使用RGD专用催化剂技术实现的。该工艺另外一个显著特点是降低催化裂化汽油中的烯烃含量，对清洁燃料生产有重要意义。

⑶、FDFCC工艺技术  该工艺是洛阳石油化工工程公司开发的灵活高效双提升管反应技术，其中一个提升管为FCC原料油，另一个提升管进料是稳定汽油馏分。工业实验结果表明，该工艺丙烯产率能够比常规FCC工艺提高3~6个百分点，该工艺另一显著特点就是能够有效降低汽油烯烃含量和硫含量，可达到汽油新质量标准的要求。

⑷、在常规FCC、DCC、ARGG以及MGG等装置工艺条件下，通过应用系列新型催化剂技术，以及在工艺条件和装置结构方面进行适当改造，实际生产过程中根据自身工艺的运行特点和原料性质摸索调整工艺参数达到提高裂化反应深度增产丙烯的目的。目前已有多种催化剂或助剂可增产丙烯。

     催化剂以及助剂技术方面  除了MGD、MIP-CGP等工艺的专用催化剂具有增产丙烯的作用以外，采用其它一些性能良好的新一代催化剂和助剂技术，可以在满足清洁生产的同时，有效提高炼油厂C3低碳烯烃的收率。

⑴、LPI-1型催化裂化增产丙烯助剂  该剂由洛阳石油化工工程公司工程研究院研制，该剂的基本设计思路是通过采用ZSM-5择形分子筛，并通过用过氧化物来调整分子筛的孔道对基质改性以增强其活性。该剂通过将汽油中的烷烃和烯烃分子转化为小分子的烯烃，以促进催化裂化汽油馏分烃类分子的二次转化，大大提高丙烯的选择性。

⑵、OlefinsMax型催化裂化增产丙烯助剂  该剂由Grace Davison公司同样以ZSM-5为基础改性而成，应用了该公司独特的基质技术，具有非常好的水热稳定性和活性。OlefinsMax催化剂助剂可以实现优先将全馏程范围内汽油中的直链低辛烷值烷烃和烯烃裂解成丙烯、丁烯和C5烯烃；同时也具有较强的异构化作用，能够使汽油的辛烷值得到提高。

除以上两种助剂以外，目前有关研究单位已经合成了多种晶粒粒径的ZSM-5分子筛，其中在0.2~30μm之间的小晶粒分子筛催化剂具有较强的容碳能力和优异的催化稳定性，在提高反应温度的工艺条件下，可以有效提高以炼油厂催化裂化混合碳四馏分为原料的催化裂解工艺的丙烯收率。