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一文看懂2020年中国最新炼化生产技术进展

随着全球疫情的不断延续,除中国以外的大多数国家受到了疫情的影响,中国在政府强有力的管控下,疫情得到的有效的控制。并且,中国新冠疫苗的研发进度也是领先全球,凸显了中国在部分领域的技术先进性。

作为在石化行业内摸爬滚打数十年的平头哥来说,石化行业的技术发展及演变,很大程度上推进着产业的变革进程。某一行业生产技术出现了巨大的改进,将会造成这一行业内的多数企业面临巨大的技术革新带来的冲击。

所以,平头哥认为,石化行业技术的研究进展,会是对行业从业者的第二大关心因素。

本文,平头哥搜集了10项最新石化行业技术研究进展,均是在2019年中旬至2020年期间发表的技术成果,予以展示目前中国石化行业的技术研究趋势和水平。

本文揭示的技术有:《煤油共炼技术发展现状及产业化前景》、《炼厂低浓度氢气回收利用的技术现状及进展》、《煤基甲醇制烯烃工艺技术发展现状》、《煤基甲醇制烯烃工艺技术发展现状》、《天然气经甲醇制烯烃技术进展》、《天然气经甲醇制烯烃技术进展》、《世界丙烯生产技术进展》、《催化重整装置生成油烯烃脱除技术》、《混合碳四烯烃叠合技术及其工业应用》、《NG-PDH技术工艺进展》。

(1)煤油共炼技术发展现状及产业化前景

发表公司:中国石油石油化工研究院

发表时间:2020年1月

发表刊物:《石化技术与应用》

核心观点:煤油共炼是在煤直接液化技术基础上探索形成的一种新型工艺技术,与煤炭单独液化技术相比具有诸多优势,实现了现代煤化工技术与重(劣)质油加工的耦合,为我国煤制油和重(劣)质油轻质化开辟了一条全新的技术路线,具有良好的产业化前景。

主要技术企业:美国碳氢化合物研究(HTI)公司开发的HTI工艺德国煤液化(GFK)公司和加拿大能源开发(CED)公司合作开发的PYROSOL工艺,加拿大矿产和能源技术中心(CANMET)开发的CANMET工艺等。陕西延长石油集团(简称延长石油)、神华集团、中国煤炭科工集团煤炭科学研究总院等。

技术发展趋势:高效加氢裂化催化剂是油煤共炼技术研发主要趋势。技术关键是煤油浆在悬浮床反应器中进行的加氢裂化反应,催化剂能够有效降低煤油共炼反应的苛刻度、促进煤和重油大分子裂化为液体烃类产物,因此催化剂是煤油共炼技术的研发重点之一。固体颗粒催化剂主要是Mo,Ni,Fe等金属的氧化物、硫化物或天然矿物,其中以Fe系催化剂研究应用最为广泛。

(2)炼厂低浓度氢气回收利用的技术现状及进展

发表公司:中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院

发表时间:2020年3月

发表刊物:《当代化工》

核心观点:原料气中氢气浓度高低直接影响到氢气提浓工艺的经济性。其中,PSA技术适合提浓含氢40%以上的原料气,深冷分离和膜分离技术均适合加工低浓度氢气的原料气,甚至低至30%。如果炼厂需要99.9%以上的高纯度氢气或者需要将原料气中CO、CO2、H2S等杂质降至10-6级,PSA工艺为最佳选择。如果原料气中含有高附加值的轻烃等副产品时,深冷分离工艺最适合。此外,对于原料气压力较高且规模较小的氢气提浓需求,膜分离工艺最为经济。

(3)煤基甲醇制烯烃工艺技术发展现状

发表公司:神华榆林能源化工有限公司

发表时间:2020年4月

发表刊物:《现代化工》

主要技术企业:MTO技术主要有四种工艺:美国的UOP/HydroMTO工艺技术、大连化物所的DMTO工艺技术、上海石油化工研究院的SMTO工艺技术和神华的SHMTO工艺技术,四种工艺技术所用的反应器均为流化床,催化剂也都是SAPO-34。MTP技术主要有德国Lurgi的MTP以及清华大学的FMTP两种工艺,两种工艺所用的反应器和催化剂种类具有明显的区别。

(4)基甲醇制烯烃工艺技术发展现状

发表公司:中化泉州能源科技有限责任公司

发表时间:2019年11月

发表刊物:《化工管理》

核心观点:石油化工催化剂按照其作用主要可以分为氧化型、加氢型、脱氢型、氢甲酰化型、聚合型这五种类型催化剂。催化剂产业在石油化学工业中发挥着重要作用,未来催化剂的发展一定会朝更加环保与经济的方向发展,从而实现我国石油化工产业的有效转型。

技术发展趋势:(1)、目前许多国产化工催化剂性能落后于国外进口催化剂,其中一个重要原因就是催化剂关键基础材料的品质落后和生产过程质量控制不稳定。需重点发展和攻克的催化剂基础材料研究包括分子筛、超微粒金属材料、杂多酸和超强酸、水溶性均相络合技术等等。(2)、我国目前还有许多石油化工生产工艺采用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等污染严重的催化剂,因此,开发无污染催化剂是当前研究的热点。汽车尾气转化催化剂也属于石油化工类催化剂,应抓紧开发汽车尾气用转化催化剂,以降低汽车尾气排放污染。(3)、聚烯烃催化剂性能改进的目标已从提高生产效率转向改进产品的综合性能、提高对产品性能的控制能力,以及简化生产工艺、降低能耗和物耗等。一些新型催化剂,如茂金属催化剂、后过渡金属催化剂等具有良好的发展前景,将在今后的研发中获得更大发展。

(5)天然气经甲醇制烯烃技术进展

发表公司:中国石油大庆油田工程有限公司

发表时间:2019年12月

发表刊物:《炼油与化工》

主要技术企业:UOP/Hydro公司经甲醇制烯烃工艺技术是相对具有优势的化工生产技术,采用分子筛催化剂,产品收率为48%的乙烯、33%的丙烯和10%的丁烯,1吨甲醇消耗天然气为910立方米,UOP/Hydro天然气经甲醇制烯烃工艺技术又有了一些改进,如对催化剂进行了改性,提高催化剂的性能;用水作为稀释剂,不仅提高了乙烯和丙烯的选择性,加入的水作为一种热载体,还可以明显改善积炭现象。

Lurgi公司经甲醇制丙烯工艺技术,该催化剂对丙烯产品的选择性非常高,丙烯和丙烷的收率接近47%,主反应器为盐浴式管式反应器,该技术生产的乙烯非常少。ExxonMobil公司经甲醇制烯烃工艺技术,用该技术生产的乙烯收率介于乙烷裂解技术和石脑油裂解技术之间。

(6)天然气经甲醇制烯烃技术进展

发表公司:延长中科(大连)能源科技股份有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、中国石油集团东北炼化工程有限公司。

发表时间:2020年1月

发表刊物:《煤炭与化工》

主要技术企业:目前烃类催化裂解制乙烯工艺技术主要有中国石化石油化工科学研究院CPP催化裂解工艺、中国石化洛阳工程公司HCC工艺、KBR的ACO工艺和Superflex工艺、中国石化上海石化研究院的OCC烯烃裂解工艺等。

技术发展趋势:石脑油催化裂解技术是降低反应温度、提高乙烯收率、减少结焦并且节能降耗的有效技术,尽管各工艺在实验室研究阶段都取得了较理想的效果,但由于多种不同技术和工程实施上的困难,工业化进程十分缓慢。

CPP工艺和HCC工艺在双烯收率上较蒸汽裂解均未有明显提高,同时能耗和原料损失都提高。近年来,重质油的价格并不比石脑油低很多,2种工艺并没有明显的竞争力。Superflex和ACO工艺与蒸汽裂解工艺相比,双烯收率均有明显提高。尤其Superflex工艺原料采用MTBE醚后C4等价值较低的烃类,未来有望成为一种较有竞争力的工艺。

作者认为,从石油基原料看,传统石脑油占比将进一步下降,轻柴油、凝析油占比将有所上升。从非石油基原料看,天然气、轻烃、煤(甲醇、乙醇)等将被广泛应用,乙烯装置原料结构将进一步得到优化,多元化程度将进一步上升。

(7)世界丙烯生产技术进展

发表公司:中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院

发表时间:2020年8月

发表刊物:《现代化工》

核心观点:未来,随着炼化一体化项目的投产以及原油直接裂解制化学品产能的增长,蒸汽裂解与FCC装置仍将是丙烯的重要来源;PDH的发展主要取决于丙烷的价格,对进口原料的依赖使得装置的经济性存在一定程度的不确定性;随着炼油向化工转型,低碳烯烃生产丙烯将成为丙烯生产的补充,但受制于原料及装置规模,竞争力有限;中低位油价下,以甲醇为原料的MTP/MTO竞争力较弱。

主要技术企业:FCC技术企业:UOP 公司的 PetroFCC 工艺和 RxPro 工艺、中国石化石油化工科学研究院的深度催化裂化(DCC) 工艺、埃克森美孚公司和 KBR 公司的 Maxofin FCC 工艺、新日本石油公司和沙特阿美公司的高苛刻度催化裂化(HS-FCC)技术。

PDH技术企业:UOP 公司的 Oleflex 工艺和ABB Lummus 公司的 Catofin 工艺、hyssenKrupp 公司的 Star 工艺、意大利 Snamprogetti 和俄罗斯 Yarsintz 公司的 FBD 工艺、德国林德(Linde)、 BASF 和挪威国家石油公司(Statoil) 的 PDH 工艺、中国石油大学的丙烷/丁烷联合脱氢(ADHO) 技术、陶氏公司的流化催化脱氢工艺(FCDh)、KBR 公司的 K-PRO 工艺。

MTO/MTP技术企业:鲁奇公司(Lurgi)的 MTP 工艺、清华大学等单位的流化床甲醇制丙烯(FMTP)技术、中科院大连化学物理研究所的甲醇制丙烯新技术(DMTP)、UOP 和 Hydro 公司的 MTO 工艺、中国科学院大连化学物理研究所的 DMTO 工艺、中石化上海化工研究院的 SMTO 技术。

烯烃歧化技术企业:ABBLummus 公司的 OCT 工艺、Axens(IFP) 公司的 Meta-4 工艺、BASF公司自歧化(Automatathesis) 生产低碳烯烃工艺、日本旭化成 Omega 工艺。

烯烃催化裂解增产丙烯技术企业:道达尔公司和 UOP 公司的烯烃裂解工艺(OCP)、KBR公司的 Superflex 工艺、鲁奇公司的 Propylur工艺、埃克森美孚公司的烯烃相互转化工艺(MOI)。

(8)催化重整装置生成油烯烃脱除技术

发表公司:湖南石油化工职业技术学院、中南大学

发表时间:2019年12月

发表刊物:《当代化工研究》

核心观点:重整生成油烯烃脱除工艺中,白土/分子筛吸附工艺投资成本最低,但存在寿命短、难以再生的缺点,催化加氢工艺采用的贵金属催化剂使用寿命长,灵活高效,环境友好,反应条件缓和,是今后重整生成油脱烯烃工艺的主流。

主要技术企业:采用贵金属为催化剂的新型液相加氢技术中,已经工业化的工艺有美国UOP(环球油品公司)公司的OPR工艺、法国IFP公司(法国石油研究院)的Arofining工艺和国内FRIPP(中国石化抚顺石油化工研究院)的FHDO工艺,其特点是工艺简单、灵活高效、操作条件缓和、“环境友好”,具有很强地市场竞争力。

(9)混合碳四烯烃叠合技术及其工业应用

发表公司中国石油四川石化有限责任公司、中国石油华东设计院四川分院

发表时间:2020年3月

发表刊物:《中氮肥》

核心观点:异丁烯叠合装置生产以三甲基戊烯 ( 二异丁烯) 为主要产物的叠合油产品, 在汽油池烯烃含量不超标的情况下可直接作为汽油调和组分; 在汽油池烯烃含量超标的情况下, 可通过加氢生成异辛烷作为汽油调和组分。

技术发展趋势:MTBE装置改造为混合碳四 ( 异丁烯)叠合装置, 由生产 MTBE 产品改为生产叠合汽油产品, 改造方案简单, 改造投资小、见效快, 经济上可行。

(10)NG-PDH技术工艺进展

发表公司:UOP

发表时间:暂未发布

发表刊物:

核心观点:全称为next generation PDH,采用流化床PDH生产工艺,目前已经在东华能源茂名PDH装置中采用,也是国内首套采用该工艺的装置。

主要技术企业:UOP

技术发展趋势:据透漏,该技术存在较强的市场竞争力,能够有效提高原料选择性、转化率,明显降低生产成本。但是,目前该技术尚未正式公布,初步预期在本年度年底对外公布。

最后,平头哥再次感谢相关石油化工科研院所为中国石化产业的技术发展和升级贡献的力量。

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