丙烯生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀分析與前景展望

薛祖源

中國(guó)天辰工程有限公司 （天津 300400）

綜述

丙烯生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀分析與前景展望

薛祖源

中國(guó)天辰工程有限公司 （天津 300400）

介紹丙烯各種生產(chǎn)技術(shù)及其下游產(chǎn)品，對(duì)利用不同原料生產(chǎn)丙烯的收率及不同生產(chǎn)工藝的成本測(cè)算進(jìn)行對(duì)比，最后對(duì)今后丙烯發(fā)展前景提出幾點(diǎn)看法。

甲醇制烯烴 甲醇制丙烯 丙烷脫氫 聚丙烯 環(huán)氧丙烷 丙烯腈 苯乙烯單體

0 前言

近年來(lái)，隨著中東、北美地區(qū)裂解原料的輕質(zhì)化，傳統(tǒng)的石腦油蒸汽裂解裝置受到?jīng)_擊，丙烯的供應(yīng)逐漸出現(xiàn)了短缺。而丙烯下游衍生物的需求卻出現(xiàn)了較大的增長(zhǎng)，使丙烯與乙烯每噸的差價(jià)更大。2014年計(jì)劃投產(chǎn)的下游丙烯裝置較多，但是亞洲地區(qū)的一些丙烯生產(chǎn)裝置卻在近期內(nèi)集中停工檢修，而新建丙烯生產(chǎn)裝置還未建成投產(chǎn)，致使丙烯市場(chǎng)一度供應(yīng)偏緊。當(dāng)前制取丙烯主要有以下幾種方法：一是石腦油經(jīng)裂解制乙烯而聯(lián)產(chǎn)丙烯；二是煉廠催化裂化裝置所產(chǎn)液化氣經(jīng)分離制丙烯；三是丙烷脫氫制丙烯；四是利用煤制甲醇再制丙烯。

目前全球丙烯總產(chǎn)能約有1億t/a，其中裂解聯(lián)產(chǎn)丙烯約占丙烯總產(chǎn)能的57%、煉廠丙烯約占33%、其他工藝約占總產(chǎn)能的10%。截至2013年，國(guó)內(nèi)丙烯的產(chǎn)能已達(dá)到約1900萬(wàn)t/a，2013年產(chǎn)量超過(guò)1600萬(wàn)t。2013年我國(guó)進(jìn)口丙烯量達(dá)264萬(wàn)t，而2014年我國(guó)丙烯需求總量仍將繼續(xù)增加。目前丙烯下游的主要產(chǎn)品聚丙烯（PP）一度出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性過(guò)剩和附加值低現(xiàn)象，使生產(chǎn)商的經(jīng)濟(jì)效益暫時(shí)出現(xiàn)下滑而使國(guó)內(nèi)丙烯噸價(jià)略顯疲軟乏力，上漲空間受到抑制。全球PP市場(chǎng)需求狀況對(duì)我國(guó)十分關(guān)鍵，我國(guó)約占全球PP市場(chǎng)需求的33%、產(chǎn)量占24%。由于我國(guó)人口眾多，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)使PP等需求較旺盛，所以國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)正設(shè)法進(jìn)口丙烷，建設(shè)若干套丙烷脫氫制丙烯項(xiàng)目，以減少丙烯進(jìn)口量及對(duì)進(jìn)口PP的依賴。裂解原料輕質(zhì)化將導(dǎo)致丙烯產(chǎn)量下降，這是對(duì)我國(guó)石化生產(chǎn)商的挑戰(zhàn)，我國(guó)丙烯產(chǎn)業(yè)亦將面臨較大的不確定性。對(duì)現(xiàn)有的丙烯生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，增加丙烯產(chǎn)量、降低成本并提高其下游產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力將變得越來(lái)越重要。為此，近年來(lái)西部地區(qū)正利用煤炭資源豐富的優(yōu)越條件，大力開(kāi)展煤制甲醇再由甲醇制烯烴及丙烯項(xiàng)目，同時(shí)利用進(jìn)口丙烷建設(shè)丙烷脫氫（PDH）制丙烯裝置并盡快建成投產(chǎn)，使我國(guó)丙烯生產(chǎn)形成原料多元化局面并提高自給自足的能力。

丙烯下游主要產(chǎn)品除PP外，丙烯酸、環(huán)氧丙烷、羥基醇、丙烯腈等生產(chǎn)會(huì)逐步增長(zhǎng)，所以今后我國(guó)丙烯的供應(yīng)仍將有所偏緊。

1 我國(guó)丙烯主要生產(chǎn)工藝

目前，我國(guó)丙烯的主要生產(chǎn)工藝路線有以下幾方面：

（1）蒸汽裂解聯(lián)產(chǎn)丙烯

如以石腦油為原料，則丙烯產(chǎn)能基本為乙烯產(chǎn)能的一半（即每生產(chǎn)1 t乙烯副產(chǎn)0.4～0.6 t丙烯），盡管降低裂解深度可增產(chǎn)丙烯，但C≡C與C＝C的配比不宜超過(guò)0.65，否則總低碳烯烴產(chǎn)量將下降，因此傳統(tǒng)蒸汽裂解工藝增產(chǎn)丙烯潛力有限。如裂解采用C2輕烴作原料制丙烯收率會(huì)大大降低，如以乙烷為原料，每生產(chǎn)1 t乙烯僅副產(chǎn)0.04～0.06 t丙烯，今后的發(fā)展趨勢(shì)是石腦油用量將從目前占裂解原料的50%以上降低至50%以下，這意味著從蒸汽裂解裝置得到丙烯的產(chǎn)量將會(huì)減少。

隨著我國(guó)近幾年幾套大型裂解裝置建成和投產(chǎn)，如大慶石化120萬(wàn)t/a改擴(kuò)建項(xiàng)目（即新建60萬(wàn)t/a）、武漢石化80萬(wàn)t/a、撫順80萬(wàn)t/a及四川石化80萬(wàn)t/a等裝置，使乙烯聯(lián)產(chǎn)丙烯的產(chǎn)能進(jìn)一步提高，預(yù)計(jì)到2015年石腦油裂解聯(lián)產(chǎn)丙烯產(chǎn)能將達(dá)到1024萬(wàn)t/a。

（2）煉廠氣制丙烯

目前各煉油廠催化裂化裝置所產(chǎn)液化石油氣（LPG）經(jīng)蒸餾即可制丙烯，如采用深度催化裂化還可提高丙烯收率。國(guó)內(nèi)具代表性的有中石化集團(tuán)的催化裂解工藝（DCC）技術(shù)、北京石油化工科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的催化熱裂解（CPP）技術(shù)，國(guó)外有UOP公司的石油催化裂化（Petro FCC）技術(shù)、新日本石油公司的高強(qiáng)度催化裂化（HS-FCC）技術(shù)等。

所謂DCC是重質(zhì)原料油的催化裂化技術(shù)，它的原料包括減壓瓦斯油（VGO）、減壓渣油等。該技術(shù)突破了常規(guī)催化裂化（FCC）的工藝限制，丙烯收率為常規(guī)FCC的3倍以上，其工藝流程與FCC基本相似，目前DCC和CPP技術(shù)已在沈陽(yáng)化工股份有限公司成功投產(chǎn)運(yùn)行。

Petro FCC技術(shù)以VGO為原料，通過(guò)采用不同催化劑和助劑，可靈活調(diào)節(jié)車用燃料。現(xiàn)已有兩套裝置實(shí)現(xiàn)工業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)。日本的HS-FCC技術(shù)采用下流式反應(yīng)器，使得物流回混最小化，使生成副產(chǎn)物減少，丙烯收率可達(dá)25%，現(xiàn)在沙特有一套示范裝置正在進(jìn)行試驗(yàn)。運(yùn)用該技術(shù)，汽油收率會(huì)受到一定影響，但可使汽油中烯烴含量降低，提高汽油質(zhì)量，而丙烯的產(chǎn)量將比傳統(tǒng)FCC高出2～4倍。且該技術(shù)操作條件控制更苛刻，要求反流溫度、劑油比更高，催化時(shí)間更短。

預(yù)計(jì)到2015年煉廠丙烯產(chǎn)能將達(dá)992萬(wàn)t/a，煉廠丙烯產(chǎn)量占丙烯總產(chǎn)量的33%。

（3）PDH制丙烯

PDH是將丙烷經(jīng)脫氫催化反應(yīng)制丙烯，副產(chǎn)氫氣，該反應(yīng)是可逆的強(qiáng)吸熱過(guò)程，可在高溫和相對(duì)低壓時(shí)獲得合理的丙烯收率。以高純度丙烷為原料生產(chǎn)高純度聚合級(jí)丙烯，主要工藝過(guò)程包括：PDH生產(chǎn)丙烯、反應(yīng)器出口產(chǎn)物壓縮、產(chǎn)品回收和精制等，已有約20年工業(yè)化歷史，目前已成為第三大丙烯生產(chǎn)路線。國(guó)內(nèi)目前計(jì)劃建設(shè)PDH項(xiàng)目共計(jì)約10個(gè)，總產(chǎn)能可達(dá)587萬(wàn)t/a，其中5個(gè)裝置預(yù)計(jì)2014年可建成或投產(chǎn)，但原料均需進(jìn)口，所以當(dāng)前PDH面臨的最大問(wèn)題是原料，而國(guó)外PDH均采用以濕性油田伴生氣為來(lái)源的高純低硫丙烷為原料，丙烷純度為97%以上。然而我國(guó)濕性油田伴生氣來(lái)源較匱乏，且石油煉制副產(chǎn)液化氣硫含量又較高，無(wú)法滿足當(dāng)前PDH工藝對(duì)丙烷質(zhì)量的要求。因此，國(guó)內(nèi)目前建設(shè)PDH項(xiàng)目必須考慮進(jìn)口國(guó)外以油田伴生氣為來(lái)源的高純度液化丙烷。江蘇、浙江、山東等采用UOP公司技術(shù)進(jìn)行PDH制丙烯。僅浙江就有3套PDH裝置在建，分別是寧波海越新材料有限公司（60萬(wàn)t/a）、浙江三鉀石化有限公司（45萬(wàn)t/a）、浙江衛(wèi)星石化股份公司（45萬(wàn)t/a），這些裝置預(yù)計(jì)在2014年年內(nèi)將陸續(xù)建成投產(chǎn)。另外東華能源股份有限公司也宣布，將在寧波大榭開(kāi)發(fā)區(qū)投資建兩套PDH裝置，一期規(guī)模為25萬(wàn)t/a。

據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，未來(lái)幾年有近9套裝置將陸續(xù)投產(chǎn)，將增丙烯產(chǎn)能增加約527萬(wàn)t/a，而這些裝置的原料主要來(lái)自進(jìn)口，因此高質(zhì)量原料供應(yīng)將直接影響裝置的效益。

（4）煤化工-甲醇制丙烯

在煤炭資源較豐富的情況下，我國(guó)以煤為原料生產(chǎn)甲醇再由甲醇生產(chǎn)烯烴（MTO工藝）或以甲醇生產(chǎn)丙烯（MTP工藝），2012年我國(guó)生產(chǎn)煤制丙烯132萬(wàn)t，預(yù)計(jì)到2015年甲醇制烯烴新增丙烯產(chǎn)能可達(dá)430萬(wàn)t/a。因此未來(lái)國(guó)內(nèi)增產(chǎn)烯烴以煤為原料的份額會(huì)提高到10%～11%，更重要的是煤制烯烴比石油制烯烴每噸便宜約150～250元，如產(chǎn)能更大煤價(jià)再下降則更顯其價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

目前神華包頭、神華寧煤、中原石化、大唐多倫等煤制烯烴項(xiàng)目總產(chǎn)能已達(dá)176萬(wàn)t/a，其中丙烯為140萬(wàn)t/a。而中國(guó)石化長(zhǎng)城能源化工有限公司擬于“十二五”期間在內(nèi)蒙古、新疆、貴州、安徽、河南和寧夏等省建設(shè)6個(gè)煤化工基地，而且已在內(nèi)蒙古、安徽、河南、貴州等省啟動(dòng)了4個(gè)煤制烯烴項(xiàng)目，烯烴總產(chǎn)能達(dá)到310萬(wàn)t/a。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，受技術(shù)、水資源、環(huán)保等條件約束，這些項(xiàng)目不會(huì)都啟動(dòng)，因此在“十二五”期間石油制烯烴仍將處于主導(dǎo)地位，而煤制烯烴則會(huì)處于輔助地位。另外，還有專家指出“十二五”期間面臨日益嚴(yán)峻的資源和環(huán)境雙重約束，不宜大規(guī)模推廣煤制烯烴項(xiàng)目，而應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化建設(shè)方案開(kāi)展升級(jí)示范。且這些企業(yè)雖都處于煤炭資源豐富地區(qū)，但距離消費(fèi)市場(chǎng)較遠(yuǎn)，面臨運(yùn)輸成本高、運(yùn)輸不暢、配套物流尚不完善等問(wèn)題。截至2013年，我國(guó)煤制烯烴（含外購(gòu)甲醇制烯烴）的總產(chǎn)能已達(dá)236萬(wàn)t/a，目前已建成投產(chǎn)項(xiàng)目如表1所示。

相比石腦油因供貨緊張而價(jià)格上揚(yáng)，我國(guó)西部地區(qū)煤價(jià)較低，導(dǎo)致煤制烯烴成本普遍較石腦油路線低700～800元/噸，對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)而言顯得有成本優(yōu)勢(shì)。而與中東低成本的乙烷制乙烯相比，我國(guó)煤制烯烴并無(wú)優(yōu)勢(shì)可言；若與北美天然氣凝析液（NGL）經(jīng)管式裂解爐制烯烴相比，則煤制烯烴處于明顯劣勢(shì)。

表1 已建煤制烯烴項(xiàng)目

2 丙烯下游產(chǎn)品的應(yīng)用

丙烯加工利用技術(shù)主要包括丙烯聚合制PP；丙烯、乙烯和第三單體共聚制乙丙橡膠；丙烯和異丁烷共氧化制環(huán)氧丙烷（PO）和叔丁醇、丙烯和乙苯共氧化制環(huán)氧丙烷和苯乙烯；丙烯經(jīng)過(guò)氧化氫（H2O2）直接氧化制PO；丙烯空氣氧化制丙烯醛和丙烯酸；丙烯氨氧化制丙烯腈；丙烯羥基化制丁醇和丁辛醇；丙烯烷基化制異丙苯和苯酚；丙烯氯化制氯丙烯和環(huán)氧氯丙烷等。產(chǎn)品路線示意見(jiàn)圖1。

目前全球丙烯下游主要產(chǎn)品應(yīng)用結(jié)構(gòu)見(jiàn)表2。

在我國(guó)，丙烯下游產(chǎn)品中PP為最大下游衍生物，約占消費(fèi)量的65%。其次是PO，約占消費(fèi)量的8%；其他應(yīng)用在丙烯腈（AN）、丁辛醇、異丙苯、苯酚、丙酮等領(lǐng)域。由于國(guó)內(nèi)丙烯產(chǎn)量尚不能完全滿足需求，所以不得不每年分別從韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣省和日本進(jìn)口，占總進(jìn)口量的35%、30.7%和30.6%。

我國(guó)PP需求量占全球的33%、產(chǎn)量占24%。美國(guó)IHS公司專家認(rèn)為未來(lái)五年中國(guó)在PP自給自足方面將有較大飛躍，當(dāng)前中國(guó)PP產(chǎn)量占其需求的比重為75%，預(yù)計(jì)2018年這個(gè)比重將達(dá)到93%，而新增產(chǎn)量一部分將基于煤基原料。

圖1 產(chǎn)品路線圖

表2 主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

PP之所以能得到如此迅速和巨大的發(fā)展主要原因是原料丙烯來(lái)源豐富、成本較低，加之如用重質(zhì)原料來(lái)裂解制丙烯，其產(chǎn)量將更多。而其他合成樹(shù)酯所用的原料，一般均需專門生產(chǎn)，如氯乙烯、苯乙烯、AN等。因此它們的成本就會(huì)比PP高，所以在原料價(jià)格上PP相對(duì)就有優(yōu)勢(shì)。其次近年來(lái)PP在生產(chǎn)技術(shù)上不斷改進(jìn)，如高效催化劑的開(kāi)發(fā)成功，工藝流程的簡(jiǎn)化如實(shí)現(xiàn)無(wú)脫灰、無(wú)脫氯、無(wú)脫無(wú)規(guī)物、無(wú)造粒等工藝，從而使原材料動(dòng)力消耗大大降低，產(chǎn)品成本低廉。同時(shí)相比其他通用樹(shù)脂PP又具有較好的綜合性能，尤其當(dāng)PP改性后，具有較好的耐化學(xué)腐蝕性、耐熱性，同時(shí)兼具質(zhì)輕及良好的機(jī)械性能和剛性。另外還可以采用多種技術(shù)進(jìn)行加工，如模塑、擠出、鑄塑和焊接等。這些優(yōu)良特性使其用途日益廣泛，在工程塑料領(lǐng)域，這是其他熱塑性樹(shù)脂所不能媲美的。近幾年Amoco公司和Stanford大學(xué)正共同開(kāi)發(fā)纖維級(jí)PP。這亦將為開(kāi)拓PP市場(chǎng)擴(kuò)展空間。

PO是產(chǎn)量第二的丙烯下游衍生物，據(jù)統(tǒng)計(jì)2013年需求總量為237.5萬(wàn)t，而國(guó)內(nèi)自產(chǎn)供應(yīng)約194.5萬(wàn)t，進(jìn)口總量為43萬(wàn)t，2013年表觀消費(fèi)量為166.5萬(wàn)t，進(jìn)口量為44.4萬(wàn)t。2012年P(guān)O進(jìn)口量為51.52萬(wàn)t，月均進(jìn)口4.29萬(wàn)t，較2011年同比增長(zhǎng)64.31%，這正說(shuō)明這些年國(guó)內(nèi)產(chǎn)能雖然增長(zhǎng)，但我國(guó)PO需求量仍有較大缺口需依賴進(jìn)口，說(shuō)明丙烯有增長(zhǎng)空間。2014年4月，PO均價(jià)為13 200～13400元/噸。而PO主要用于生產(chǎn)聚醚多元醇、表面活性劑、碳酸丙烯酯和丙二醇（PG）等。國(guó)內(nèi)大都采用氯醇法生產(chǎn)PO，但廢水、廢渣產(chǎn)生量大，嚴(yán)重污染環(huán)境，故不少小規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)已停產(chǎn)。另有聯(lián)產(chǎn)法即同時(shí)生產(chǎn)PO和SM（苯乙烯），目前僅有廣東惠州中海殼牌石化公司生產(chǎn)PO 25萬(wàn)t/a，同時(shí)聯(lián)產(chǎn)SM 56萬(wàn)t/a，而最好的工藝是采用HP-PO即雙氧水氧化丙制備PO。

目前國(guó)內(nèi)正在建設(shè)的AN是經(jīng)丙烯氨氧化反應(yīng)后制得。2012年國(guó)內(nèi)AN市場(chǎng)呈現(xiàn)震蕩下跌格局。因下游需求不佳抑制AN行情的主要因素，導(dǎo)致幾個(gè)AN生產(chǎn)企業(yè)停產(chǎn)，有些因規(guī)模偏小、成本高而關(guān)閉。2014年4月AN均價(jià)為13 900～14 000元/噸，價(jià)格大幅上漲。為此中石化與山東民營(yíng)科普爾公司正合作新建年產(chǎn)AN26萬(wàn)t的項(xiàng)目。最近Ineos公司與天津渤?；ぜ瘓F(tuán)簽訂了一項(xiàng)協(xié)議，雙方將按照50∶50比例組建一家AN生產(chǎn)合資企業(yè)，裝置將建在天津石化工業(yè)園區(qū)內(nèi)，其產(chǎn)能將達(dá)到26萬(wàn)t/a，后期產(chǎn)能可能還會(huì)增加。項(xiàng)目將采用Ineos的生產(chǎn)工藝和催化劑技術(shù)及天津渤海化工集團(tuán)的原料，擬于2016年年底完工。這將大大緩解AN進(jìn)口的壓力，同時(shí)隨著吉林石化兩條ABS樹(shù)脂生產(chǎn)線投產(chǎn)，將明顯促進(jìn)AN產(chǎn)量增加，但部分仍要依靠進(jìn)口。2012年我國(guó)AN進(jìn)口總量為55.34萬(wàn)t，較2011年增加2.5%。此外國(guó)內(nèi)丁腈橡膠和丙烯酰胺在AN中的消費(fèi)比例也將有所上升。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年我國(guó)AN的需求將以年均6%～7%的速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2016年產(chǎn)能將超過(guò)230萬(wàn)t/a。

3 不同原料生產(chǎn)丙烯收率的對(duì)比

由于PDH及MTP使用單一原料，在工藝穩(wěn)定條件下無(wú)可比性，為此主要以不同原料進(jìn)行裂解制丙烯會(huì)出現(xiàn)不同的丙烯收率來(lái)比較?，F(xiàn)就蒸汽裂解時(shí)所用的不同原料對(duì)所產(chǎn)丙烯的收率變化加以說(shuō)明。

從表3可看出，正構(gòu)烷烴越輕則丙烯收率越低，因此用C4以上的烷烴作原料將會(huì)提高丙烯收率，雙烯烴的潛在收率，以乙烷為原料除外，其他相對(duì)比較接近。

表3 正構(gòu)烷烴裂解性能比較%

美國(guó)從頁(yè)巖氣中分離的丙烷可作為裂解制丙烯和PDH制丙烯的原料。異構(gòu)烷烴作裂解原料的性能如表4所示。

表4 異構(gòu)烷烴裂解性能比較%

從表4可以看出，隨著碳原子數(shù)的增加，異構(gòu)烷烴的裂解性能逐漸變好；隨著側(cè)鍵的增多，乙烯的收率進(jìn)一步下降。但異構(gòu)烷烴的乙烯收率遠(yuǎn)低于同碳數(shù)的正構(gòu)烷烴，而丙烯收率則高于同碳數(shù)的正構(gòu)烷烴。

目前國(guó)內(nèi)蒸汽裂解所用原料一般為石腦油或加氫裂化尾油，丙烯收率為15%～16%，而典型蒸汽裂解產(chǎn)品最大收率及產(chǎn)出比如表5所示。

表5 蒸汽裂解產(chǎn)品收率與產(chǎn)出比

總之，為了提高丙烯收率，所用裂解原料宜使用C3以上的正構(gòu)烷烴、石腦油等。

4 采用不同原料及不同工藝生產(chǎn)丙烯的成本測(cè)算

以石腦油、丙烷、甲醇、LPG為原料進(jìn)行成本分析對(duì)比以及測(cè)算各種工藝路線的原料，見(jiàn)表6。

表6 各種工藝路線對(duì)應(yīng)原料

因丙烷和丁烷價(jià)格差距不大，因此測(cè)算以石腦油、甲醇、LPG為主，并以進(jìn)口到岸價(jià)（CIF）為基準(zhǔn)來(lái)說(shuō)明相互之間的價(jià)格及其對(duì)比關(guān)系。

近5年LPG、甲醇和石腦油價(jià)格波動(dòng)相對(duì)較小，且變化趨勢(shì)相近。

考慮到丙烯和乙烯一般都是作為企業(yè)內(nèi)部的中間產(chǎn)品，因此這里測(cè)算的乙烯和丙烯成本是指生產(chǎn)成本。成本要素主要包括：原材料、化學(xué)品、輔助材料、副產(chǎn)品、當(dāng)扣除燃料、公用工程，人工福利、折舊費(fèi)、維修費(fèi)及其他費(fèi)用等。而一般來(lái)說(shuō)，影響成本的主要因素是原材料和投資，而其他因素如人工工資、水電價(jià)格等影響較小，現(xiàn)對(duì)各工藝路線按同樣數(shù)額考慮，測(cè)算口徑以單位丙烯＋乙烯計(jì)。在測(cè)算中，原料價(jià)格均采用市場(chǎng)價(jià)格。甲醇制烯烴裝置設(shè)定位于國(guó)內(nèi)西部地區(qū)，PDH、LPG裂解裝置則設(shè)定位于東部或東南沿海，石腦油裂解裝置則設(shè)定位于煉化一體化企業(yè)。對(duì)于各種工藝路線按其有代表性的規(guī)模進(jìn)行成本測(cè)算，見(jiàn)表7。

表7 各種工藝路線成本測(cè)算規(guī)模假設(shè)

根據(jù)初步測(cè)算的各種工藝路線丙烯成本可看出，MTO工藝路線的乙烯+丙烯成本比MTP要低，其原因是MTO的烯烴規(guī)模較大，使其甲醇單耗稍低于MTP。從投資角度看，在這些工藝路線中，MTP裝置單位烯烴投資額最高，因而單位烯烴的折舊和其他固定成本也最高。

PDH裝置流程簡(jiǎn)單、單位烯烴投資額低、產(chǎn)品相對(duì)單一、丙烯產(chǎn)量大、副產(chǎn)品附加值高，因此成本也較低。

C3和C4裂解與傳統(tǒng)石腦油裂解相比成本較低，一方面是由于它的原料輕質(zhì)化，烯烴收率高；另一方面是裝置規(guī)模大，單位烯烴投資在以上工藝路線中最低。

總之，傳統(tǒng)石腦油裂解路線及C3/C4裂解路線可變成本較高。因此，原料成本高是裂解工藝成本稍高的主要原因。而PDH、MTP、MTO路線雖然固定成本高于蒸汽裂解路線，但原料成本低的優(yōu)勢(shì)足以使其生產(chǎn)成本具有競(jìng)爭(zhēng)力。

5 丙烯生產(chǎn)前景展望

據(jù)業(yè)內(nèi)專家初步預(yù)測(cè)，到2015年國(guó)內(nèi)丙烯年產(chǎn)能將超過(guò)2000萬(wàn)t。

國(guó)內(nèi)所有大型煉廠和有催化裂化裝置的企業(yè)均能獲得丙烯。我國(guó)西部等地區(qū)因擁有豐富煤炭資源，因此可利用煤炭先制成甲醇，然后再由甲醇制得烯烴/丙烯，另外近幾年國(guó)內(nèi)一些沿海地區(qū)如浙江等依靠海運(yùn)進(jìn)口丙烷作原料經(jīng)PDH裝置將丙烷脫氫制得丙烯。

鑒于傳統(tǒng)裂解裝置，如以石腦油為原料可獲得乙烯/丙烯，技術(shù)成熟、建設(shè)規(guī)模大，現(xiàn)已達(dá)80萬(wàn)～100萬(wàn)t/a，生產(chǎn)穩(wěn)定可靠，其成本雖然比其他工藝稍高些，但有上下游加工一體化裝置可依托，綜合經(jīng)濟(jì)效益仍較好。但以LPG作裂解原料丙烯收率更高，能耗又低，故比石腦油作原料的雙烯成本低10%左右。因此只要原料供應(yīng)有保障，同時(shí)由于石腦油也需進(jìn)口，部分裝置以國(guó)內(nèi)LPG作裂解原料。因此建議國(guó)內(nèi)沿海、沿江石化生產(chǎn)企業(yè)改用LPG為原料，可獲得較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)前PDH制丙烯裝置單純生產(chǎn)丙烯，與建設(shè)大型裂解裝置相比，規(guī)模不大、投資較小、丙烯產(chǎn)量高，如果副產(chǎn)品氫氣可在企業(yè)內(nèi)利用或與煉油廠組合在一起供煉廠使用，則可增加企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)所建幾套PDH裝置的原料均依靠進(jìn)口，而運(yùn)送丙烷等需專用船只，為了便于卸貨則應(yīng)以設(shè)有專用碼頭的沿海省市為宜。

另外甲醇制烯烴/丙烯的成本雖然較低，可是當(dāng)前煤制甲醇再制丙烯面臨著節(jié)能減排的壓力，收取減排費(fèi)將提高甲醇成本，而且西部地區(qū)缺乏水資源，產(chǎn)品遠(yuǎn)離目標(biāo)消費(fèi)市場(chǎng)，最終產(chǎn)品輸出還要承擔(dān)額外的運(yùn)輸費(fèi)用。工信部專業(yè)人士指出，現(xiàn)代煤化工是高能耗、高水耗、高碳排放產(chǎn)業(yè)，因此國(guó)家已明令要實(shí)現(xiàn)有序發(fā)展，決不能出現(xiàn)一哄而上的現(xiàn)象，決不能“逢煤必化”，而且這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也決不能影響煤炭消費(fèi)總量的合理控制，故要科學(xué)有序布局。根據(jù)一些PP加工企業(yè)專業(yè)人員反映，煤基PP在加工中拉絲韌性差，如果單獨(dú)使用煤基PP，則無(wú)法滿足斷裂強(qiáng)度與延伸度要求，但由于價(jià)格便宜，現(xiàn)在編織袋加工企業(yè)都與石油基PP摻混使用。另外煤基PP用于管材等一些功能性塑料，因其抗沖擊指標(biāo)差而無(wú)法達(dá)標(biāo)，有待進(jìn)一步改進(jìn)，所以煤基丙烯僅能作輔助替代部分。

綜上所述，裂解制丙烯與煉廠液化氣制丙烯的性能穩(wěn)定優(yōu)良且較有保證。雖然丙烯生產(chǎn)有較多路線工藝，但根據(jù)我國(guó)國(guó)情和實(shí)際使用范圍來(lái)看，我國(guó)近期丙烯仍以裂解與煉廠液化氣制得為優(yōu)先。

丙烯下游產(chǎn)品比乙烯多，而且這些丙烯衍生物涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)。2014年AN計(jì)劃再新增59萬(wàn)t/a產(chǎn)能，需消耗丙烯70萬(wàn)t左右；PO計(jì)劃新增產(chǎn)能104萬(wàn)t/a，需消耗丙烯100萬(wàn)t左右；丙烯酸計(jì)劃新增產(chǎn)能134萬(wàn)t/a，需消耗丙烯200萬(wàn)t左右。上述幾方面的需求將消耗丙烯約270萬(wàn)t，若這些項(xiàng)目如期投產(chǎn)加上2014年亞洲有關(guān)國(guó)家及地區(qū)有不少裂解裝置計(jì)劃停車檢修以及部分企業(yè)要進(jìn)行整合而使進(jìn)口丙烯受限制，我國(guó)丙烯需求量將大增。而國(guó)內(nèi)計(jì)劃建設(shè)的大型煤制烯烴項(xiàng)目會(huì)受水資源不足的影響且投資較大、建設(shè)周期長(zhǎng)；PDH裝置項(xiàng)目嚴(yán)重依賴原料丙烷的進(jìn)口。易受丙烷季節(jié)性價(jià)格大幅波動(dòng)影響，所以當(dāng)前國(guó)內(nèi)丙烯仍將主要依靠大型裂解與煉廠液化氣所獲得的丙烯來(lái)供應(yīng)。這樣必然使今后國(guó)內(nèi)的丙烯供應(yīng)仍然偏緊。

Status Analysis and Prospect Forecast of Propylene Production Technologies

Xue Zuyuan

Introduces production technologies of propylene and its downstream products.Contrasts the yield of propylene produced from different raw materials and contrasts the costs of different technologies.Finally,gives some opinions about the prospect of propylene in the future development.

Methanol to olefin;Methanol to propylene;Propane dehydrogenation;Polypropylene;Propylene oxide; Acrylonitrile;Styrene monomer

（略）

TQ221.21+2

2014年6月

薛祖源男1927年生原化工部第一設(shè)計(jì)院（現(xiàn)改為中國(guó)天辰工程有限公司）副院長(zhǎng)兼總工程師國(guó)家級(jí)高級(jí)工程師教授級(jí)高級(jí)工程師化工部?jī)?yōu)秀設(shè)計(jì)師政府特貼專家