乙烯发展历程与前景

乙烯的工业来源和主

要应用

宋洲

（西安科技大学化工0802班0815010224）摘要:浅谈乙烯的发展历程,另外介绍乙烯化学品的工业合成路线,突出乙烯对生活的影响。

关键词：乙烯，乙烯衍生物，石油化工，烃裂解技术

The industry and the main source of ethylene application

SongZhou

(xian university of science and technology in class 0802 chemical 0815010224)

Abstract: On the development process of ethylene, and introduces the chemical industrial

synthesis route vinyl, outstanding ethylene the influence of life.

Keywords: ethylene, ethylene derivatives, the petroleum chemical industry, hydrocarbon cracking technology

一、乙烯简介

乙烯最初是由乙醇脱水制取的。当时由于乙醇由粮食生产，工艺路线不合理、产品产量又受到限制，因此阻碍了生产的发展。自从石油烃裂解制乙烯技术工业化以后，石油化工得到了飞速发展。所谓石油烃裂解是由石油烃为原料，通过高温裂解、压缩、分离得到乙烯，同时可得到丙烯、丁二烯、苯、甲苯及二甲苯等重要的副产品。这些产品可以进一步加工制取各种各样有机化工产品。这样，乙烯装置就成为石油化工的中心装置，处于特别重要的地位。乙烯的简要装置流程如下:【1】

二、乙烯的工业制法

乙烯的化学性质很活泼，因此乙烯在自然界中独立存在的可能性很小。根据上述流程主要有这几种方法：合成气制乙烯、催化加氢技术、管式裂解技术。

1、合成气制乙烯（MTO）

MTO （ Methanol to Olefin ）合成路线，是以天然气或煤为主要原料，先生产合成气，合成气再转化为甲醇，然后由甲醇生产烯烃的路线，完全不依赖于石油。MTO 技术的成功开发,为烯烃生产寻找了一条新的原料路线。不用石油而以甲醇为原料生产烯烃,不仅可使烯烃价格摆脱石油产品的影响,减少我国对石油资源的过度依赖,而且对推动贫油地区的工业发展及均衡合理利用我国资源具有十分重要的战略意义。【2】

采用MTO 工艺可对现有的石脑油裂解制乙烯装置进行扩能改造。由于MTO 工艺对低级烯烃具有极高的选择性，烷烃的生成量极低，可以非常容易分离出化学级乙烯和丙烯，因此可在现有乙烯工厂的基础上提高乙烯生产能力30%左右。

2、催化加氢技术

催化裂解即烃类裂解反应在有催化剂存在下进行，可以降低反应温度，提高选择性和产品收率。目前催化加氢主要有2种:

前加氢(自给氢加氢)：裂解气中氢气未分离出来前，对炔烃加氢。但催化剂难以对2C 、3C 馏分中均保持良好的加氢选择性，仍需3C 馏分补充加氢脱炔。后加氢：裂解气分离出2C 、3C 馏分后，分别对2C 、C3

馏分进行催化加氢。前加氢工艺流程简单，节省投资，开车进程较快，缺点是大量过量氢气存在，副反应剧烈，选择性差，操作稳定性欠佳。后加氢中氢气按需供给，选择性好，催化剂寿命长，产品收率和纯度高，操作稳定。【3】

据俄罗斯有机合成研究院对催化裂解和蒸汽裂解的技术经济比较，

认为催化裂解单位乙烯和丙烯生产成本比蒸汽裂解低10%左右，单位建设费用低13～15%，原料消耗降低10～20%，能耗降低30%。催化裂解技术具有的优点，使其成为改进裂解过程最有前途的工艺技术之一。

3、管式炉裂解技术

反应器与加热炉融为一体，称为裂解炉。原料在辐射炉管内流过，管外通过燃料燃烧的高温火焰、产生的烟道气、炉墙辐射加热将热量经辐射管管壁传给管内物料，裂解反应在管内高温下进行，管内无催化剂，也称为石油烃热裂解。同时为降低烃分压，目前大多采用加入稀释蒸汽，故也称为蒸汽裂解技术。

管式裂解技术制乙烯是目前主要的工业方法，所以主要介绍管式裂解炉的发展情况。自1964年第一台辐射段垂直炉管结构的双面辐射短停留时间裂解炉由鲁姆斯公司在德国推出以来, 几家从事乙烯技术

开发的公司投入了大量的资金和技术力量进行裂解技术的开发。他们总结前人经验, 经过实验室研究, 掌握了裂解基本原理和烃类裂解

反应动力学数据并建立了相应的数学模型, 获得了大量的工业实

践数据和工程技术研究结果。利用计算机技术,将烃类裂解反应动力学、传热学和流体力学、机械工程等学科有机地结合起来, 使裂解炉技术取得了长足进步。【4】

在管式炉裂解重质油方面, 美国鲁姆斯公司在国际上占有领先的

地位。开展了不少基础性研究, 关联了芳烃指数BMCI值与结焦的关系, 对套管式废热锅炉的工艺状况进行了细微的研究。此外, 西德林德公

司也声称已掌握了不结焦的废热锅炉。日本三井石油化学公司在开发用管式炉裂解原油技术时, 报道也将采用气液并流的废热锅炉。【5】直到近几十年，重油催化裂解制乙烯技术得到了发展，国外重油催化裂解制乙烯技术主要有美国S&W 公司开发的TRC ( Thermal Regenerative Cracking)工艺和QC (Quick Contact)反应系统,在以VGO 为原料时,反应温度816 ℃, 反应时间012 s,乙烯收率2416%；日本东京大学开发的K- K法工艺,在以阿拉伯轻质原油为原料时,反应温度750 ℃,反应时间0117 s,乙烯收率2019%;日本东洋工程公司开发的THR ( Total Hydrocarbon Reforming)工艺,在以VGO 为原料时,反应温度840 ℃,反应时间017 s,乙烯收率2310%；德国柏林化工研究院开发的TCSC ( Thermo Catalytic Steam Cracking Process)工艺,在以VGO 为原料时,反应温度810 ℃,乙烯收率2717%。

国内重油裂解制烯烃主要有中石化集团洛阳石化工程公司开发的HCC ( Heavy oil Contact Cracking )工艺和中石化北京石科院开发的CPP(Catalytic Pyrolysis Process)工艺。【6】

2001年11 月, 由中国石油一建公司等单位承建的抚顺石化公司18kt／a 重油接触裂解制乙烯工业化实验装置, (简称HCC工程)隆重举行中交仪式, 这标志着我国重油制乙烯技术处于国际领先水平。我国传统的制乙烯技术采用的是轻质馏分为原料的管式炉蒸汽裂解制乙烯工艺。由于我国原油普遍偏重, 一般石脑油和直馏轻柴油的产率仅为三分之一左右。随着国家对乙烯需求量的逐年增加, 管式炉裂解法所需要的烃类供应越来越不能满足市场需求, 迫切需要充分