煉化一體化企業(yè)利用稀乙烯資源潛力很大

□ 楊學(xué)萍 薛明偉 瞿 勇

對(duì)稀乙烯資源進(jìn)行回收利用，并實(shí)現(xiàn)高價(jià)值轉(zhuǎn)化，可為煉化企業(yè)降本增效、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供有效途徑。

中韓石化烯烴分部乙烯裝置雙烯收率突破歷史新高。付松 攝

國內(nèi)來自煉油廠干氣的稀乙烯資源豐富，將其進(jìn)行高附加值轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)市場(chǎng)急需的化工產(chǎn)品與清潔燃料，可充分發(fā)揮煉化一體化優(yōu)勢(shì)，降低原油消耗，滿足市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的石化產(chǎn)品需求，同時(shí)也為煉化企業(yè)降本增效、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供有效途徑。

稀乙烯資源豐富

稀乙烯主要是指煉廠流化催化裂化（FCC）干氣中的乙烯，其濃度為10(v)%～20(v)%；還可以來自重整瓦斯干氣、催化裂解（DCC）干氣和延遲焦化尾氣等。由于干氣中乙烯濃度低，利用難度大，以往通常作為燃料燒掉，浪費(fèi)了寶貴的資源。隨著我國煉油能力快速增長(zhǎng)，F(xiàn)CC等處理量不斷增加。2017年國內(nèi)FCC裝置加工能力約為2.6億噸，延遲焦化約為1.4億噸，且隨著國內(nèi)汽柴油市場(chǎng)逐漸飽和，新建裝置更趨向于多產(chǎn)烯烴的增強(qiáng)型深度催化裂解（DCC-plus）工藝，干氣中烯烴含量進(jìn)一步提高，所含乙烯量總計(jì)超過200萬噸。對(duì)稀乙烯資源進(jìn)行回收利用，并實(shí)現(xiàn)高價(jià)值轉(zhuǎn)化，成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

可作為多種化學(xué)品的重要原料

乙烯是石油化工行業(yè)的龍頭原料，主要來自石腦油蒸汽裂解裝置，其衍生產(chǎn)品眾多，包括聚乙烯、環(huán)氧乙烷/乙二醇、乙苯/苯乙烯、二氯乙烷/氯乙烯、醋酸乙烯等。2017年我國乙烯產(chǎn)量為1822萬噸，進(jìn)口量216萬噸；考慮到下游以衍生產(chǎn)品的形式進(jìn)口，對(duì)應(yīng)的乙烯當(dāng)量消費(fèi)量約3900萬噸，當(dāng)量缺口達(dá)2000萬噸。如能充分利用國內(nèi)的200多萬噸稀乙烯資源，每年可節(jié)約2000多萬噸原油消耗；將稀乙烯轉(zhuǎn)化為高附加值的石化產(chǎn)品，可降低我國對(duì)乙烯及乙烯衍生品的進(jìn)口依賴。

乙苯主要用于生產(chǎn)苯乙烯，苯乙烯則是制備聚苯乙烯、ABS樹脂、不飽和聚酯樹脂、丁苯橡膠及苯乙烯系熱塑性彈性體等的重要原料，在建材、家電和汽車工業(yè)應(yīng)用廣泛。以稀乙烯為原料制乙苯技術(shù)最早由中科院大連化物所開發(fā)，1999年國內(nèi)第一套自主研發(fā)的10萬噸/年催化裂化干氣制乙苯裝置成功投產(chǎn)。目前該技術(shù)第三代已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的第五代技術(shù)乙苯產(chǎn)品中二甲苯含量低于100ppm，達(dá)到食品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以往只有純乙烯才能生產(chǎn)出符合如此嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。2009年，中國石化上海石油化工研究院（簡(jiǎn)稱上海院）開發(fā)的基于ZSM-5分子篩SEB-08苯和稀乙烯烷基化制乙苯催化劑在海南8.5萬噸/年生產(chǎn)裝置上成功進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)；在此基礎(chǔ)上，上海院與中國石化洛陽工程公司、石油化工科學(xué)研究院聯(lián)合開發(fā)了中國石化稀乙烯制乙苯成套工藝技術(shù)。2014年，上海院又推出新一代SEB-12低苯烯比稀乙烯制乙苯催化劑，由于在分子篩材料上的創(chuàng)新，該催化劑可使裝置的物耗和能耗大幅下降。以8萬噸/年稀乙烯制乙苯生產(chǎn)裝置計(jì)算，新型催化劑可使裝置每年節(jié)支1185萬元。2014～2017年，該催化劑為應(yīng)用企業(yè)新增利潤近億元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。2018年，中國石化“稀乙烯增值轉(zhuǎn)化高效催化劑及成套技術(shù)”項(xiàng)目榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。目前上海院的SEB系列催化劑已在國內(nèi)15套干氣制乙苯裝置上應(yīng)用?？傮w上看，國內(nèi)已有21套稀乙烯制乙苯工業(yè)生產(chǎn)裝置，乙苯生產(chǎn)能力達(dá)188萬噸/年，占國內(nèi)乙苯總產(chǎn)能的約20%。

此外，利用稀乙烯還可生產(chǎn)丙醛、醋酸乙酯、環(huán)氧乙烷、甲乙苯等石化產(chǎn)品。新疆新峰股份有限公司2002年10月建成產(chǎn)能為720噸/年的丙醛中試裝置，生產(chǎn)出國內(nèi)首批以重整瓦斯干氣中的稀乙烯為原料的丙醛產(chǎn)品，質(zhì)量達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；撫順石油二廠建設(shè)了一套以FCC干氣中稀乙烯經(jīng)氯醇法制取環(huán)氧乙烷，進(jìn)而生產(chǎn)乙二醇、乙醇胺、乙二醇醚等產(chǎn)品的工業(yè)裝置，現(xiàn)已安全運(yùn)轉(zhuǎn)了近20年；山東?；瘓F(tuán)5000噸/年干氣稀乙烯直接氯化制二氯乙烷工業(yè)裝置于2013年通過鑒定驗(yàn)收，干氣中乙烯轉(zhuǎn)化率大于93%，二氯乙烷純度達(dá)到99.5%以上，創(chuàng)新性地集干氣凈化和濃縮富集、稀乙烯氯化和尾氣回收等新工藝于一身，具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)和較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。另外，利用變壓吸附、深冷分離、中冷油吸收等分離技術(shù)，可將干氣中乙烯提濃至40(v)%～80(v)%，可進(jìn)一步拓寬稀乙烯的應(yīng)用領(lǐng)域。國內(nèi)采用較多的是變壓吸附分離和油吸收提濃干氣技術(shù)，已在10多套工業(yè)裝置中進(jìn)行了應(yīng)用。

用來生產(chǎn)清潔燃料

在清潔燃料生產(chǎn)方面，利用稀乙烯（濃度為15(v)%～25(v)%）在均相催化劑作用下可齊聚轉(zhuǎn)化為異丁烯及汽油餾分，其中異丁烯是合成烷基化油的主要原料。該工藝具有反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、能耗低的特點(diǎn)。

乙醇汽油是近年來國家積極推廣的清潔型燃料。乙醇辛烷值高，是提高汽油辛烷值的優(yōu)良添加劑。利用催化干氣中稀乙烯資源生產(chǎn)燃料乙醇成為一條新的工藝路線，其關(guān)鍵在于新型高效乙烯水合催化劑的開發(fā)。

可降低石化產(chǎn)品生產(chǎn)成本

由于稀乙烯來自煉油廠副產(chǎn)干氣，成本較低，對(duì)煉化一體化生產(chǎn)企業(yè)而言，利用干氣制化學(xué)品既能有效利用這部分乙烯資源，也能夠降低石化產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高煉化企業(yè)的生產(chǎn)效益。以8萬噸/年干氣制乙苯生產(chǎn)裝置為例，催化干氣單位成本以1789元/噸計(jì)，生產(chǎn)乙苯的單位成本為5750元/噸；而采用純乙烯原料時(shí)，乙烯單位成本以6756元/噸計(jì)，相同規(guī)模情況下，乙苯生產(chǎn)成本為7392元/噸，比稀乙烯原料路線高28.6%。

我國石化產(chǎn)業(yè)正大力推行轉(zhuǎn)型升級(jí)，加快化工原料向多元化和低成本化轉(zhuǎn)型，煉化產(chǎn)品向清潔化、高端化轉(zhuǎn)型，是實(shí)現(xiàn)國內(nèi)石化行業(yè)綠色高效和可持續(xù)發(fā)展的必由之路。國內(nèi)稀乙烯資源豐富，目前高附加值利用率僅為30%。由于煉油廠干氣也要滿足煉油廠燃?xì)夤┙o需求，在考慮全廠燃?xì)馄胶獾耐瑫r(shí)，根據(jù)煉廠規(guī)模配套干氣制化學(xué)品裝置，實(shí)現(xiàn)稀乙烯資源高價(jià)值轉(zhuǎn)化，未來在生產(chǎn)市場(chǎng)急需的化工產(chǎn)品與清潔燃料領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。