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KBR专栏:SuperflexTM :侧重丙烯产品的生产工艺

时间:2014-02-22 14:04 来源: 作者:jiangna

20世纪90年代,ARCO / Lyondell公司开发出一种以轻质烯烃馏分为原料、侧重于丙烯产品的实验室级技术,并于1998年与KBR公司签订排他性合作协议,由KBR公司在全球范围独家转让SuperflexTM技术,并将该技术命名为SuperflexTM 技术。随后,KBR公司借助其在石油化工领域中长期积累的催化裂化和蒸汽裂解回收技术方面的经验,以及自己拥有的实验装置,对该技术进行了反复验证及放大设计,并于2006年在南非Sasol集团下属的工厂成功通过商业运行验证。截止目前,SuperflexTM 是同类技术中惟一经过商业运行验证的技术。

 

当前,石油化工工业生产低碳烯烃的方法基本被乙烯工业的蒸汽裂解法和石油加工业的催化裂化和焦化法所垄断。蒸汽裂解法的产品以乙烯为主,同时副产丙烯、碳四馏分等,液体原料裂解时丙烯产量是乙烯产量的一半(丙乙比 ~0.5);而炼油行业的催化裂化法实际上是以多生产液体燃料为目标,同时兼顾产出尽量多高附加值的丙烯产品,没有乙烯产品产出。所以化工行业的乙烯基本来自蒸汽裂解,而丙烯除来自蒸汽裂解的副产外,约有 30% 从炼油行业的催化裂化和焦化产出。总体看,丙烯总产出量显著低于乙烯总产出量。

 

据权威机构预测,未来全球的低碳烯烃市场中,丙烯需求增长率大于乙烯需求增长率。所以能够显著提高丙乙比(丙烯产量对乙烯产量的比值)的烯烃生产技术未来将受青睐。KBR公司的SuperflexTM 技术恰恰是满足未来市场结构需求的一种侧重于丙烯产品的生产工艺,其丙乙比可以达到2甚至更高,即丙烯产出是乙烯产出的两倍以上。截止2009年6月底,KBR公司已在中国转让了两套SuperflexTM 技术。

 

原料和产品

 

用于SuperflexTM 进料的原料可以有条件地包括:炼油厂催化裂化和焦化装置产出的液化气、轻石脑油;乙烯厂产出的C4馏分、C5馏分、C6非芳;煤化工厂产出的类似物流。一个以SuperflexTM 装置为中心的化工厂,其功能的重要性与蒸汽裂解装置类似,具有承上启下的作用,其主产品是丙烯、副产乙烯、芳烃汽油、甲烷氢燃料、乙烷、丙烷,也可根据需要副产C4馏分,或将乙烷丙烷通过蒸汽裂解炉裂解来提高丙烯和乙烯的产出,但与乙烯装置相比其副产物的品种可以减少,而且乙烯量较少,从而降低下游处理难度,对减少投资有利。可见SuperflexTM 是以低价值原料生产高附加值低碳烯烃产品的技术。

 

技术特征

 

SuperflexTM 装置以流化催化裂化的反再系统和蒸汽裂解的回收分离系统为特征。

 

SuperflexTM 的反应/再生系统采用与炼油行业催化裂化反再系统几乎完全相同的设备,即同轴反再系统。KBR公司在催化裂化技术方面的经验可以追溯到1942年的世界上第一套流化催化裂化装置,其由KBR公司设计。多年以来,KBR公司已拥有120多套流化催化裂化装置的业绩。

 

SuperflexTM 采用了流化催化裂化技术整合后,KBR公司也根据其特点进行了相应的技术调整,例如拥有专利的催化剂粉尘捕集技术等。

 

SuperflexTM 的回收分离系统采用与乙烯蒸汽裂解的回收分离系统相类似的技术。众所周知,KBR公司蒸汽裂解制乙烯技术在全球占有率达30%,技术的成熟性毋庸置疑。由于SuperflexTM 的反应产物与蒸汽裂解的产物分布相类似,所以只需对其仅有的特殊方面进行适当调整即可满足对SuperflexTM 反应产物回收分离的要求,例如微量杂质脱除技术等等。

 

技术优势

 

一、SuperflexTM 技术的丙烯产品量多于乙烯产品量,丙乙比可以达到2以上。

 

二、SuperflexTM 的丙烯和乙烯综合总收率可以达到60%~70%,显著高于液体原料蒸汽裂解时乙烯和丙烯的综合总收率。

 

三、通常而言,若以乙烯和丙烯总量为单位来计,SuperflexTM技术的综合能耗比典型石脑油原料的蒸汽裂解技术的综合能耗约低8%,这对大型装置而言非常可观。

 

四、SuperflexTM 可以对C4—C6烷烃循环裂解,最终实现完全转化,减少副产品的同时还将提高主产品产率。

 

五、SuperflexTM 反再系统所用的催化剂对硫、水、氧化物、氮等常规污染物不敏感,因此原料通常不需预处理。

 

技术灵活性

 

KBR公司将这一技术命名为SuperflexTM,可以想见其具有超级灵活性。主要体现为该技术的原料来源广泛、有多种整合/联合方式,例如:

SuperflexTM 与炼油厂联合—— 将炼油厂副产的轻烃和轻石脑油转化为丙烯和乙烯,使得炼油厂具有部分化工产品加工能力,为优化产品结构创造了绝佳的条件。

SuperflexTM 与蒸汽裂解装置联合—— 以乙烯厂产出的C4组份或C5组份为原料增加丙烯和乙烯的产出。

SuperflexTM的回收系统可以与蒸汽裂解的回收系统共用,从而省去了全套的分离回收系统,对降低投资意义重大,效益也可想而知。

 

未来天然气的开发和利用力度逐渐加大,特别是民用天然气使用率进一步提高,使得炼油厂和乙烯厂产出的轻烃和轻石脑油可能逐渐表现得部分过剩。为将过剩的低价值产品转化为高附加值的丙烯和乙烯、改善全厂的产品结构,已经商业验证的SuperflexTM 技术无疑成为极具竞争力的一种选择。

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