乙烯工艺的原料+个人观点

乙烯工艺的原料
1在欧洲,90%的乙烯是通过对石脑油、瓦斯
油和凝析油进行蒸汽裂解制取的,伴生丙烯、丁烯和芳烃。

研究的重点是通过工艺优化、计算机控制和炉子设计提高装置性能。

目前在发展陶瓷炉,在非常高的裂解温度下,转化率和效率可高得
多(常规炉子的转化率为65%～70%,这种炉子
可达到90%),且不会形成焦炭。

还在开发一些
工艺,提高烯烃产量,如埃克森美孚的MOI分子
筛工艺,工艺裂解C4和轻质裂解气,也可用加强
控制的新催化工艺,或进行乙烷催化脱氢。

2道化学公司开发了可削减乙烯生产费用的乙
烯生产新工艺,该工艺采用乙烷在自热条件下进
行催化氧化脱氢。

乙烷氧氢(2.3 1 1体)进料预
热至275℃,通过负载在MgO上的Pt Cu催化剂, 压力为0.135 MPa,空速为125 752 h-1。

与催化
剂接触后,反应温度在几秒内上升到925℃。

在
自热条件下,乙烯选择性为81%,转化率75%。

虽然选择性与蒸汽裂解大致相同,但转化率大大
超过通常的65%。

3我国洛阳石化工程公司开发了重油直接裂解
制乙烯(HCC)专利技术,已在黑龙江齐齐哈尔化
工公司进行工业试验取得成功,达到世界同类技
术的领先水平。

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
的工业化装置,处理能力为6万t a,原料为100
%大庆常压渣油。

采用活性、选择性、稳定性均良好的LCM-5专用催化剂。

乙烯和丙烯的单程裂
解质量产率分别达到22%和15.5%左右。

混合
丁烯质量产率为8%,乙烯产率为6%～7%。

乙烷回炼后,乙烯产率可提高到26%～27%,丙
烯产率提高到16%左右。

目前,包括我国在内的
世界各国生产乙烯采用的原料均多为轻质油中的上品-石脑油和轻柴油。

由于我国原油普遍偏
重,石脑油和轻柴油的产率只有1/3左右,生产乙
烯的原料严重不足。

4简易的烯烃分离技术也在开发之中。

埃克森
美孚公司开发从乙烷和其他气体中分离乙烯有潜在吸引力的新系统。

该公司采用约束体结构的含镍二噻茂络合物。

在常见的污染物存在时,乙烯
可选择性地与其结合,并可逆向回收。

乙烯与二
噻茂络合剂的结合是一平衡过程,过程向烯烃-
金属络合物方向进行。

采用这一高效方法,可从
乙烷和其他饱和烃中回收乙烯,而络合剂不会失
活。

该工艺实用后,可望替代投资较高的深冷法
蒸馏从乙烷分离乙烯的传统方法。

5.UOP公司开发了MaxEne工艺,将非正构烷烃
从石脑油进料中分离,从而使石脑油裂解为乙烯
的产率可提高30%。

所得进料物流含约90%正
构烷烃,可生产较多乙烯,而少含正构烷烃的抽余
物更适合用作催化重整进料,可提高C5+汽油产
率或提高总芳烃收率。

6.以天然气为原料
2001年乙烯生产量稍高于9 000万t,石脑油
裂解占总生产量54%、乙烷裂解占29%、丙烷和
瓦斯油各占6%,丁烷约占4%。

以天然气为原
料的乙烷裂解将有较快发展,2002～2006年间年
增长率将达7.7%,瓦斯油裂解年增长率6.4%,
丙烷为5.3%,石脑油为3.6%,丁烷为3%。

到
2006年,NGL(天然气凝析液)原料将占总的乙烯
生产原料43%。

天然气不仅是清洁能源,而且是制取乙烯的
优质原料。

据统计,前10年内全球天然气探明储
量增长了30%以上,2001年探明储量达到155.
08万亿m3。

天然气储采比已由1973年47年、
1983年58年提高到2001年61.9年,超过石油储
采比39.9年。

世界富产天然气的地区都将廉价
天然气中的乙烷、丙烷用作裂解装置制乙烯的原
料,大大提高了裂解制乙烯的经济性。

据统计,美
国乙烯能力的75%左右采用NGL(天然气凝析
液)为原料,约一半使用乙烷、15%～20%使用丙
烷、3%～4%使用丁烷,仅30%采用重质液体
(石脑油、瓦斯油)为原料。

沙特阿拉伯乙烯能力
(565万t a)的85%采用乙烷(和丙烷)为原料。

2000年加拿大建成世界最大的127万t a乙烷裂
解装置。

中东以乙烷为原料生产乙烯,是世界上原料
费用最低的地区。

从而使其乙烯生产成本低达
100美元t。

亚太地区如澳大利亚、马来西亚用乙
烷为原料的乙烯装置生产成本也较低,为200～
【1】段霞.展望基础石化原料乙烯的工业发展【J】.当代化工报，2002，31（4）：213-235.
个人观点：虽然目前已经许多制取乙烯的工艺都已经发展起来了，但是很多工艺都还处于发展阶段，尚不能大量低成本投入的制取，主流方式仍是石脑油裂解制取乙烯。

但是我觉
得未来还是会以天然气制取乙烯为主，因为天然气是未来的主要清洁能源，而且目前乙烷裂解制取乙烯的增长率远高于其他的增长率。

1.工业化国家的乙烯原料普遍
以轻质原料为主，其原料的选择在注重优质化的同
时，也十分注重根据资源情况和市场变化，选用较
廉价的原料，努力降低原料费用。

目前，在生产乙烯的原料方面，石脑油仍占主
导地位，且所占份额有所增加；以乙烷为原料的乙
烯装置，主要集中在北美和中东地区，其所占份额
已有所下降；丙烷、丁烷作为乙烯原料比例变化不
大；而柴油和其它原料作为乙烯原料，只是对石脑
油的调剂和补充，而且随着燃料市场的供求影响以
及油品改质加工的发展，柴油所占比例下降。

世界
乙烯原料组成变化见表
表 1 世界乙烯原料组成（质量分数）单位：%
年份石脑油乙烷丙烷丁烷柴油其它
1997 年51.5 27.9 8.0 3.1 6.9 2.6
2005 年55.0 25.9 8.3 2.5 5.8 2.5
2.我国轻烃资源少，原油较重，还有部分原料芳
烃含量较高，不适合作乙烯原料。

由于用作乙烯原
料的石脑油较少，我国历史上长期采用大量常压柴
油作为裂解原料（直至199年，柴油仍占我国乙烯
原料的52.70%，石脑油仅占35.70%），这也影响了
乙烯综合收率[3]。

近年来，随着对柴油的改质加工，
加大轻烃资源的利用以及国外进口油品的增加，我
国油品不断向轻质化、优质化发展，柴油所占比重
逐年下降。

目前，我国乙烯生产原料以石脑油为主，
其它原料为补充。

我国乙烯原料组成的变化见表
表 2 我国乙烯原料组成（质量分数）单位：%
年份石脑油轻柴油加氢尾油轻烃其它
1996 年43.80 38.56 7.36 6.46 3.82
2000 年61.52 12.63 11.90 6.20 7.75
2005 年67.14 10.72 11.05 9.53 1.56
3.石脑油在我国乙烯原料中占主导地位，如果对
石脑油性质进行优化，提高其裂解性能，可以提高
乙烯产量，一定程度上缓解乙烯原料供应紧张的问
题。

优化石脑油技术，主要通过去除其中的环烷烃、
芳烃等高芳潜组分、提高正构烷烃含量，达到提高
石脑油裂解性能的目的，主要有吸附分离技术及芳
烃抽提等技术。

芳烃抽提技术[19]是将石脑油先送到芳烃抽提
装置进行抽提，分离出芳烃组分，得到抽余石脑油。

通过分离芳烃组分，可得到高纯度的苯、甲苯等基
本有机化工原料。

而抽余石脑油作为裂解原料具有
良好的裂解性能。

目前，成熟的芳烃抽提技术主要
有美国GTC 公司的GT-BTX 技术[20]、采用绿色环
保溶剂N-甲基吡咯烷酮的NMP 技术、采用N-甲酰
基吗啉溶剂的NFM 技术[21]、采用传统的二甲基亚
砜溶剂的DMSO 技术和市场占有率最高的环丁砜
技术。

采用吸附分离技术优化石脑油，分离出其中的
正构烷烃作为乙烯裂解原料，具有优质的裂解性能；
余下的吸余油（主要是异构烷烃、环烷烃和芳烃）
可以作为优质催化重整原料或高辛烷值汽油调和组
分。

该工艺的典型代表是美国UOP 公司的Max Ene
技术[22]。

不过该技术要在我国工业化实施，需要有
足够的石脑油资源和催化重整工艺装置生产能力，
才能保证整个工厂的物料平衡[23]。

【1】周丛，茅文星.拓展乙烯原料来源的研究现状【J】.化工进展报，2009，28（8）：1313-1318.
个人观点：各国家制取乙烯的主要原料受地理环境和原料成本的影响，以我国为例，轻烃资源少，原油较重，不适合制取乙烯，所以我过历史重采用常压柴油作为裂解原料，但是这样乙烯的收率很低，收益很低。

所以我国油品不断向轻质化、优质化发展，柴油所占比重逐年下降，以降低成本提高收益。