炼油厂丙烯的精制和应用

炼油厂丙烯的精制和应用

摘要：本文比较了炼油厂产丙烯和乙烯装置产丙烯的质量差别，介绍了为使炼

油厂产丙烯达到连续法聚丙烯装置的原料指标要求，采用的丙烯精制方法和流程。关键词：炼油厂丙烯精制工艺应用

0 引言

随着炼油厂加工规模的扩大和加工原油的日益重质化，炼油厂为了增加轻质

油品的收率和提高经济效益，纷纷扩大二次加工能力。在炼油厂中重油催化裂化

装置是重要的二次加工装置，随着催化装置规模的扩大，副产的富含丙烯的液化

烃也大大增加。对以前单纯的燃料油型炼油厂来说，液化烃主要作为液化石油气

燃料直接出售，经济效益不高。为了提高液化烃的利用率一些小型炼油厂也建设

了一些小的间歇本体法聚丙烯装置，虽然能提高一定的经济效益，但间歇法聚丙

烯装置也存在技术水平不高、能耗物耗高、产品质量差且多为低档货等缺点。随

着炼油厂规模的扩大，可供利用的丙烯原料也有很大增加，可以满足连续法聚丙

烯装置的原料需求。以往的连续法聚丙烯装置多采用乙烯装置产的丙烯为原料，

乙烯装置产的丙烯杂质含量少，经过简单的精制后就能满足连续法聚丙烯装置的

原料指标要求；炼油厂产丙烯中杂质种类多且量大，因此炼油丙烯和乙烯装置丙

烯的精制方法和流程存在较大差别。

1 炼油丙烯和乙烯装置丙烯的典型规格

1.1 丙烯原料规格

炼油厂产丙烯在COS、硫、水、砷、CO、CO2等杂质含量方面都远较乙烯装

置产丙烯高。

1.2 连续法聚丙烯装置丙烯原料杂质含量的典型要求与间歇本体法聚丙烯装

置使用的催化剂相比，连续法聚丙烯装置使用的催化剂对丙烯原料中的杂质含量

有更严格的要求。不同专利商所使用催化剂对原料中杂质含量的要求稍有差异，

典型的原料杂质含量限制值

从以上两表的比较可以看出，乙烯装置产的丙烯杂质含量很低，只需经过简

单的处理（如：设置脱轻塔和一些保护性的床层）即可较容易的满足聚合要求；

炼油厂产的丙烯中杂质种类多而且含量高，远超出聚丙烯催化剂对丙烯原料杂质

含量的限制值，因此炼油丙烯的精制流程也更长，更为复杂。

3 炼油厂产丙烯精制流程

对一些轻组分，如：甲烷、乙烷、氧、CO、CO2等可以通过设置丙烯脱气塔

的方法来脱除，对其它一些杂质则必须通过设置精制床的方法来脱除。

3.1 丙烯脱水由于炼油丙烯中含水量较高，如果采用分子筛脱水，因分子筛

的吸水能力有限，为了满足一定的操作周期，就需要将分子筛脱水床做得很大，

不经济；如果将床层做得较小，则床层再生频繁，操作人员劳动强度大，也影响

分子筛的使用寿命。

推荐采用固碱床（片状NaOH）脱水，将丙烯出口水含量控制在100ppm(wt)

以下还是比较容易达到，在脱水的同时还能脱除一部分无机硫。

3.2 丙烯脱硫液态丙烯中的硫分为两大类：一类为无机硫，如H2S；另一类为有机硫，如COS、硫醇、硫醚等。由于硫的存在形式不同，在脱除过程中的原理

和采用的方法也不同。一般的脱硫剂能够很好地脱除无机硫，而有机硫则很难脱

除干净。在丙烯精制脱有机硫过程中，一定的条件下有机硫可与微量的水发生水

解反应转化为无机硫再脱除。丙烯中的水含量对COS的水解反应有较大影响，水

少则水解时反应水不足，水多则覆盖催化剂有效表面影响COS分子吸附，均影响COS的催化水解，进脱硫剂水含量控制在80ppm左右（原则上H2O/COS的摩尔

比为5～10）。水解催化剂以活性氧化铝为载体，碱金属为活性组分；脱除无机

硫可以采用以活性氧化锌为主要组分的常温型脱硫剂，就可以较容易的脱除无机硫。反应方程式如下：

水解反应： COS+H2O==H2S+CO2 （可逆反应）

吸附反应： ZnO+ H2S==ZnS+H2O （不可逆反应）

3.3 丙烯干燥丙烯进脱砷反应器前的水含量必须控制在≤1ppm，否则对脱砷的效果有较大影响，丙烯脱水常采用3A分子筛。

3.4 丙烯脱砷砷也是一种对丙烯聚合催化剂有较大毒性的物质，因此在进入

反应系统前必须脱除。在丙烯中的砷主要以砷化氢ASH3的形式存在，脱砷剂以

氧化铜作为活性组分，并添加有特殊的助剂，丙烯出口的砷含量控制在0.1ppm

以下。反应方程式如下：

3CuO＋2AsH3===Cu3As＋As＋3H2O

3CuO＋2AsH3===3Cu＋2As＋3H2O

3.5 丙烯脱一氧化碳等丙烯中还含有其它一些丙烯聚合催化剂毒物，如氧、

一氧化碳、二氧化碳、醇类等，在进入丙烯聚合反应系统前都必须脱除。这些毒

物含量较低，而且不易除去。由于各种丙烯聚合催化剂对各类毒物的耐受性不同，因此在精制要求上也不同，并且这类精制催化剂国内较少，主要需进口。

3.6 丙烯干燥（保护床）为了防止上游操作波动引起水含量超标，以及脱除

因脱砷产生的水分，一般要求在精制系统后面加一个分子筛干燥保护床，丙烯出

口的水含量控制在≤1ppm。

炼油厂丙烯的典型精制流程见图1。

4 结论

通过以上的一系列精制流程，可以将杂质含量较高、品质较差，不适合做聚

丙烯原料的丙烯精制后满足聚丙烯催化剂对丙烯杂质含量的要求。该精制流程已

成功应用在一套以炼油厂丙烯为原料，年产量为15万吨的连续气相法聚丙烯装

置上，并已成功开车，产生了很好的经济效益。