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KBR專欄:SuperflexTM :側重丙烯產品的生產工藝

時間:2014-02-22 14:04 來源: 作者:jiangna

20世紀90年代,ARCO / Lyondell公司開發出一種以輕質烯烴餾分為原料、側重于丙烯產品的實驗室級技術,并于1998年與KBR公司簽訂排他性合作協議,由KBR公司在全球范圍獨家轉讓SuperflexTM技術,并將該技術命名為SuperflexTM 技術。隨后,KBR公司借助其在石油化工領域中長期積累的催化裂化和蒸汽裂解回收技術方面的經驗,以及自己擁有的實驗裝置,對該技術進行了反復驗證及放大設計,并于2006年在南非Sasol集團下屬的工廠成功通過商業運行驗證。截止目前,SuperflexTM 是同類技術中惟一經過商業運行驗證的技術。

 

當前,石油化工工業生產低碳烯烴的方法基本被乙烯工業的蒸汽裂解法和石油加工業的催化裂化和焦化法所壟斷。蒸汽裂解法的產品以乙烯為主,同時副產丙烯、碳四餾分等,液體原料裂解時丙烯產量是乙烯產量的一半(丙乙比 ~0.5);而煉油行業的催化裂化法實際上是以多生產液體燃料為目標,同時兼顧產出盡量多高附加值的丙烯產品,沒有乙烯產品產出。所以化工行業的乙烯基本來自蒸汽裂解,而丙烯除來自蒸汽裂解的副產外,約有 30% 從煉油行業的催化裂化和焦化產出。總體看,丙烯總產出量顯著低于乙烯總產出量。

 

據權威機構預測,未來全球的低碳烯烴市場中,丙烯需求增長率大于乙烯需求增長率。所以能夠顯著提高丙乙比(丙烯產量對乙烯產量的比值)的烯烴生產技術未來將受青睞。KBR公司的SuperflexTM 技術恰恰是滿足未來市場結構需求的一種側重于丙烯產品的生產工藝,其丙乙比可以達到2甚至更高,即丙烯產出是乙烯產出的兩倍以上。截止2009年6月底,KBR公司已在中國轉讓了兩套SuperflexTM 技術。

 

原料和產品

 

用于SuperflexTM 進料的原料可以有條件地包括:煉油廠催化裂化和焦化裝置產出的液化氣、輕石腦油;乙烯廠產出的C4餾分、C5餾分、C6非芳;煤化工廠產出的類似物流。一個以SuperflexTM 裝置為中心的化工廠,其功能的重要性與蒸汽裂解裝置類似,具有承上啟下的作用,其主產品是丙烯、副產乙烯、芳烴汽油、甲烷氫燃料、乙烷、丙烷,也可根據需要副產C4餾分,或將乙烷丙烷通過蒸汽裂解爐裂解來提高丙烯和乙烯的產出,但與乙烯裝置相比其副產物的品種可以減少,而且乙烯量較少,從而降低下游處理難度,對減少投資有利。可見SuperflexTM 是以低價值原料生產高附加值低碳烯烴產品的技術。

 

技術特征

 

SuperflexTM 裝置以流化催化裂化的反再系統和蒸汽裂解的回收分離系統為特征。

 

SuperflexTM 的反應/再生系統采用與煉油行業催化裂化反再系統幾乎完全相同的設備,即同軸反再系統。KBR公司在催化裂化技術方面的經驗可以追溯到1942年的世界上第一套流化催化裂化裝置,其由KBR公司設計。多年以來,KBR公司已擁有120多套流化催化裂化裝置的業績。

 

SuperflexTM 采用了流化催化裂化技術整合后,KBR公司也根據其特點進行了相應的技術調整,例如擁有專利的催化劑粉塵捕集技術等。

 

SuperflexTM 的回收分離系統采用與乙烯蒸汽裂解的回收分離系統相類似的技術。眾所周知,KBR公司蒸汽裂解制乙烯技術在全球占有率達30%,技術的成熟性毋庸置疑。由于SuperflexTM 的反應產物與蒸汽裂解的產物分布相類似,所以只需對其僅有的特殊方面進行適當調整即可滿足對SuperflexTM 反應產物回收分離的要求,例如微量雜質脫除技術等等。

 

技術優勢

 

一、SuperflexTM 技術的丙烯產品量多于乙烯產品量,丙乙比可以達到2以上。

 

二、SuperflexTM 的丙烯和乙烯綜合總收率可以達到60%~70%,顯著高于液體原料蒸汽裂解時乙烯和丙烯的綜合總收率。

 

三、通常而言,若以乙烯和丙烯總量為單位來計,SuperflexTM技術的綜合能耗比典型石腦油原料的蒸汽裂解技術的綜合能耗約低8%,這對大型裝置而言非常可觀。

 

四、SuperflexTM 可以對C4—C6烷烴循環裂解,最終實現完全轉化,減少副產品的同時還將提高主產品產率。

 

五、SuperflexTM 反再系統所用的催化劑對硫、水、氧化物、氮等常規污染物不敏感,因此原料通常不需預處理。

 

技術靈活性

 

KBR公司將這一技術命名為SuperflexTM,可以想見其具有超級靈活性。主要體現為該技術的原料來源廣泛、有多種整合/聯合方式,例如:

SuperflexTM 與煉油廠聯合—— 將煉油廠副產的輕烴和輕石腦油轉化為丙烯和乙烯,使得煉油廠具有部分化工產品加工能力,為優化產品結構創造了絕佳的條件。

SuperflexTM 與蒸汽裂解裝置聯合—— 以乙烯廠產出的C4組份或C5組份為原料增加丙烯和乙烯的產出。

SuperflexTM的回收系統可以與蒸汽裂解的回收系統共用,從而省去了全套的分離回收系統,對降低投資意義重大,效益也可想而知。

 

未來天然氣的開發和利用力度逐漸加大,特別是民用天然氣使用率進一步提高,使得煉油廠和乙烯廠產出的輕烴和輕石腦油可能逐漸表現得部分過剩。為將過剩的低價值產品轉化為高附加值的丙烯和乙烯、改善全廠的產品結構,已經商業驗證的SuperflexTM 技術無疑成為極具競爭力的一種選擇。

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