2013年全球丙烯来源将更加多元化

     丙烯是一种重要的有机化工原料，其用量仅次于乙烯，除用于生产聚丙烯外，还是生产丙烯腈、丁醇、辛醇、环氧丙烷、异丙醇、丙苯、丙烯酸、羰基醇及壬基酚等产品的主要原料；丙烯用途大致为聚丙烯60%，丙烯腈9%，羰基醇类8%，环氧丙烷7%，异丙苯6%，异丙醇4%，其它6%。

全球丙烯下游应用结构

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     全球对丙烯的需求稳定保持在6%或6%以上的年增长率，丙烯的其它衍生物对丙烯的需求也保持强劲势头。2010年世界丙烯的需求量约为8600万吨，其增长率将超过乙烯一倍，而2010年世界丙烯的产量约为7730万吨，存在着约870万吨的产量缺口。

     丙烯生产根据来源，目前主要可分为三类：

     1、裂解丙烯，来自于乙烯裂解装置，其原料为石脑油，是乙烯的联产品。

     2、炼厂丙烯，是从催化裂化炼厂气中分离出来的，原料为催化裂化炼厂气中分离出来的丙烷和丁烷。

     3、其他新工艺制丙烯，主要包括丙烷脱氢（PDH）、深度催化裂化（DCC）、甲醇制丙烯（MTO、MTP等，通过煤-甲醇-丙烯路线）、低碳烯烃裂解和烯烃歧化工艺。

     目前，全球丙烯总产能约在1亿吨；裂解丙烯占到丙烯总产能的57%，炼厂丙烯占到丙烯总产能的33%，其他工艺制丙烯占丙烯总产能的10%左右。亚洲、北美和西欧等一直是世界上最集中的丙烯生产地区。北美丙烯供应量来自于蒸汽裂解装置的占到40%，流化催化裂化装置占54%，歧化装置占3%，丙烷脱氢装置占3%；欧洲从蒸汽裂解装置生产丙烯占总量约72%，来自炼油厂占25%，其他生产占3%；我国丙烯的生产方式目前主要也为前两种，裂解丙烯占47%左右、炼厂丙烯占53%左右。

2012年全球丙烯制取工艺路线研究

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2012年北美丙烯制取工艺路线研究

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2012年欧洲丙烯制取工艺路线研究

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2012年中国丙烯制取工艺路线研究

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2005-2020年全球丙烯来源分布预测

      蒸汽裂解联产丙烯，该工艺丙烯基本为乙烯产能的一半（每生产1吨乙烯，副产0.4-0.6吨丙烯），尽管降低裂解深度可增产丙烯，但是丙烯/乙烯比不宜超过0.65，否则总低碳烯烃收率下降，影响经济性，因此传统工艺丙烯增产潜力有限。炼厂气制丙烯，该工艺丙烯为乙烯产能的40%左右。

     丙烯来源的这两种主要工艺，无论全球还是我国丙烯产量基本上都在乙烯的50%以下；而且，2006年以来，石脑油裂解产能增长和开工率受到廉价乙烷的压制效应逐渐体现，市场石脑油裂解丙烯产量持续下滑；近年来，乙烯的低成本竞争工艺——乙烷裂解产能迅速扩张，乙烷裂解依托中东油田伴生的廉价乙烷，基本不联产丙烯（以乙烷为原料，生产1吨乙烯，仅副产0.04~0.06吨丙烯）；今后的发展趋势是，石脑油的用量将从目前占裂解原料的50％以上降低到50％以下，乙烷用量将由目前的近30％上升到30％以上，这意味着从蒸汽裂解装置得到丙烯的产量将减少，丙烯的短缺量将进一步扩大。

     总之，全球丙烯需求仍将保持较快的增长势头，而未来，丙烯的传统两种工艺的新增生产能力不能满足快速增长的丙烯需求，未来几年世界仍将面临丙烯原料相对短缺的局面；因此，目前国内外增产丙烯的几种工艺来看，主要集中在其他新工艺，近两年的丙烷脱氢成为热点。

     一、深度催化裂化

     深度催化裂化，代表性的技术有中国石化集团公司的DCC技术、北京石油化工科学研究院开发的催化热裂解（CPP技术）和国外UOP公司的PetroFCC技术以及新日本石油公司的HS-FCC技术等。

     DCC是重质原料油的催化裂化技术，它的原料包括减压瓦斯油（VGO）、减压渣油（VR）、脱沥青油（DAO）等，该技术突破了常规催化裂化（FCC）的工艺限制，丙烯产率为常规FCC的3-5倍，其工艺流程与FCC基本相似；DCC和CPP技术已在沈阳化工成功投产并运行。PetroFCC技术以重质油（VGO）为原料，通过采用不同催化剂和助剂，可灵活调节车用燃料、丙烯产量；目前已有两套装置实现工业化运转。HS-FCC技术采用下流式反应器，使得物料回混最小化，生成副产物减少，丙烯收率可达25%，已在沙特一套示范装置上进行了试验。

     运用这些技术，虽然汽油收率会受到一定影响，但汽油中的烯烃含量降低，质量得以提高，丙烯的产量比传统FCC高2-4倍；与传统的FCC相比，这类技术操作条件更为苛刻，要求反应温度、剂油比更高，催化时间更短。

     二、烯烃歧化制丙烯

     烯烃歧化技术多年以前已经开发成功，它是一种通过烯烃碳-碳双键断裂并重新转换为烯烃产物的催化反应，目前以乙烯和2-丁烯为原料歧化为丙烯的生产技术研究较为活跃，比较成熟的主要有ABB Lummus公司的OCT高温催化剂工艺和法国石油研究院（IFP）的Meta-4低温催化剂工艺。全世界已经有9套烯烃歧化装置投产，或与蒸汽裂解联合，或与炼油厂收受接管丙烯联合；与蒸汽裂解联合可将丙烯／乙烯比增加到1-1.25，丙烯产量比仅用液体原料的蒸汽裂解增加1倍以上；该技术与最大限度出产丙烯的催化裂解联用，可使丙烯产率比最大出产汽油模式要超出3倍。

     ABB Lummus公司的OCT技巧将乙烯转化为丙烯的选择性近100%，2-丁烯转化率为85%～92%，将丁烯转化为丙烯的选择性为97%；工艺比较成熟，可单独应用，可与蒸汽裂解装配联用，也可和流化催化裂化(PCC)工艺联用，现已有产业化。Meta-4工艺将2-丁烯和乙烯歧化生成丙烯，2-丁烯转化率为90%，丙烯选择性大于98%，该技术已在台湾省中油公司完成中试试验，但原料对杂质敏感，尚未进行产业化。

     另外，南非(South Africa)Sasol公司开拓了一种由丁烯制丙烯的技巧，原料为1-丁烯、2-丁烯或其混合物，可出产丙烯与乙烯摩尔比高达3：1的产品；中国科学院大连化物所也对乙烯与丁烯歧化制丙烯技巧也进行了研讨，并申请了多项专利，丙烯选择性为90%-95%，2-丁烯转化率在60%-90%，该工艺仍处于实验室摸索阶段。

     三、低碳烯烃裂解

     低碳烯烃裂解是将C4-C8烯烃在催化剂作用下转化为丙烯和乙烯的技术，它不仅可以解决炼厂和石脑油裂解副产的C4-C8的出路问题，又可以增产高附加值的乙烯、丙烯产品，成为近年研究较为活跃的领域；目前较为成熟的技术主要有ATOFINA/UOP公司的OCP工艺、Lurgi公司的Propylur工艺、Arco/KBR公司的Superflex工艺和Mobil公司的MOI工艺等；另外，日本旭化成公司开发了Omega工艺，以中孔沸石为催化剂，丙烯产率为40%～60%，在日本实现工业化；中国石化上海石油化工研究院以C4烯烃为原料，ZSM-5沸石为催化剂，丙烯收率达33%。 烯烃裂解工艺，从投资费用、生产成本与综合收益来看，均是最具吸引力的工艺。固定床工艺流程相对简单，适于和现有蒸汽裂解结合；流化床工艺流程相对复杂，适于建设大规模生产装置，可以纳入烯烃联合装置，也可以单独建立装置。

     四、煤化工——甲醇制丙烯

     在原油价格相对高位、天然气或煤炭资源相对丰富的情况下，以天然气或煤为原料生产甲醇，再以甲醇生产烯烃（MTO工艺）或以甲醇生产丙烯（MTP工艺）的也越来越受关注；尤其是在煤炭资源丰富的我国，近年来煤制烯烃也得到大规模发展；目前比较成熟的技术主要有UOP/Hydro公司的MTO工艺和Lurgi公司的MTP工艺。 现有的百万吨级甲醇生产技术以及较低的生产成本为MTO装置建设创造了良好条件，MTO装置可以与甲醇厂一体化建设，也可以靠近烯烃衍生物生产厂建设，这样能降低投资和运行费用，我国正在上马的煤制烯烃项目绝大部分和甲醇一体化建在煤炭资源地。

     五、丙烷脱氢（PDH）制丙烯

     丙烷脱氢是将低附加值丙烷通过脱氢催化反应制得丙烯、副产品为氢气，是可逆的强吸热过程，可在高温和相对低压下获得合理的丙烯收率；它是用高纯度富丙烷原料生产高纯度聚合级丙烯，主要工艺过程包括：丙烷脱氢生产丙烯、反应器出口产物压缩、产品回收和精制；已有约20年工业化的历史，目前已成为第三大丙烯生产路线。

     丙烷脱氢的原料来源主要是：油田伴生气、湿性天然气凝析液（NGL）和炼油厂液化气。油田伴生气中含有5%左右的丙烷、丁烷组分，再利用吸收法把它们提取出来，可得到丙烷纯度很高而含硫量很低的高质量丙烷。湿性天然气凝析液（NGL）中的甲烷含量在90%以下，乙烷、丙烷、丁烷等烷烃含量在10%以上，可将湿气凝析液中的丙烷、丁烷等组分分离出来获得丙烷。炼油副产气体含有C1～C5组分，利用分离吸收装置将其中的C3组分分离提炼出来可获得丙烷。