【转】原油蒸汽裂解制烯烃技术

2.2 蒸汽裂解与催化裂解技术耦合技术

经过多年实践，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院（简称石科院）成功开发了系列催化裂解家族技术：以石蜡基蜡油为原料多产丙烯的催化裂解(DCC)技术和以大庆原油为原料最大量生产乙烯和丙烯的催化热裂解(CPP)技术以及多产化工原料的催化丙烯(SHMP)技术等。孙丽丽[2]97提出了基于原油蒸汽裂解技术和重油催化裂解技术集成的思路，见图9。


由于蒸汽裂解与重油催化裂解分别遵循自由基反应机理和正碳离子反应机理，即两者技术原理不同，必须深入研究各种原油的加工特性并紧密关联炼化一体化全加工路线的“物流、能流、信息流”[2]97。研究开发了轻重不同原油闪蒸过程气相脱液与控制夹带、原油加氢改质等预处理技术，最终实现“较轻气相组分蒸汽裂解-较重液相组分催化裂解”的耦合工艺，并达到50%的化学品收率。新工艺最终生成约10%的裂解重油，可通过渣油加氢或延迟焦化处理。

以假设新建炼化一体化企业进行案例研究，乙烯规模1.50 Mt/a原料自给，选择API°为45的低硫石蜡基的沙特轻质原油、沙特超轻质原油及其混合原油3种原油直接裂解制烯烃，形成3个方案，即单独原油的方案1和2采取“原油蒸汽裂解-渣油加氢-重油催化裂解”流程，混合原油的方案3采取“常减压蒸馏-渣油加氢-催化裂化-加氢裂化”流程，以方案3作基准，用作对比。结果表明，方案1和2的投资分别为基准方案的73%和50%，但收益率由高到低为方案2、方案3、方案1。

同时,对如何对现有炼油企业实施改造、“嵌入”轻油蒸汽裂解技术进行了案例研究，发现相较于传统的炼化一体化概念，通过“原油蒸汽裂解-蜡油加氢-重油催化裂解”的集成耦合方法，“减油增化”效果更好，且内部收益率也较高。

3、原油蒸汽裂解技术发展趋势

原油不经过炼油过程，直接蒸汽裂解生产乙烯、丙烯、丁二烯等低碳烯烃，具有流程短、原油利用率高的显著特点，有望较大幅度降低低碳烯烃生产成本，如上文介绍的ExxonMobil公司的原油生产低碳烯烃工艺相比石脑油裂解制烯烃原料成本可节100~200美元/t乙烯，因此本技术的吸引力较大。但是，迄今为止也只有ExxonMobil公司建成了全球首套工业化装置，Saudi Aramco/SABIC公司虽2016年就披露了其首套COTC工业示范装置建设计划，但实际投产实践仍较遥远。最近，ExxonMobil公司惠州乙烯项目据说也不提原油直接蒸汽裂解制乙烯了。究其原因，能直接用于蒸汽裂解制烯烃的原油必须是超轻质的石蜡基原油，原油资源具有特殊性与稀缺性为主要原因之一。虽说理论上其他原油也可以实现直接蒸汽裂解转化，但为了控制液相重组分（液相物）的夹带或将之改质，增加的投资与运行费用导致整体技术经济表现下降或不利，影响了技术的工业化进程，但也指明了技术发展方向。

科学研究与工业实践均表明，遵循自由基反应机理的高温蒸汽裂解技术，原料结焦是必然发生、无法避免的，同时，原料越重结焦越快、越严重。即使是轻质、超轻质原油也存在高沸点（如大于520 ℃）液相物，只是数量多少而已，这些液相物难挥发、以液相形式存在，一旦被气相轻组分夹带进入裂解炉，就一定会导致结焦堵塞炉管、影响乙烯收率和装置长周期运行。因此，根据处理原油中难挥发的液相物的思路与方法的不同，原油蒸汽裂解制烯烃技术可以分为以下两种。

（1）减少气相夹带液体方面的技术

原油分离成轻重组分可以采用闪蒸、旋风分离、蒸馏等方法。为了保证气相组分不夹带液相物，可以采用特殊设备、温度控制等技术。ExxonMobil、中国石化以及Lyondellbasell，Shell，Lummus等公司均各自有这方面的专有技术。

（2）液相物改质处理技术

液相物相对分子质量大、难以汽化，可以考虑采取加氢（裂化或精制处理）、溶剂脱沥青、焦化（包括缓和热裂化、减黏）、催化裂化、芳烃抽提等方法，或改质（变成可汽化物）或脱除或转化，以消除液相物的影响。这方面，Saudi Aramco、中国石化以及Lyondellbasell，Shell等均有研究心得。

因此，先进可靠且经济合理的解决液相物问题的技术与蒸汽裂解技术的组合、集成或耦合，是原油蒸汽裂解制烯烃技术的发展方向。


4、小结

汽柴油消费峰值提前来临，炼油产能与成品油双双过剩，但化工品需求却持续旺盛，引发了行业对原油制化学品的极大兴趣与热情。ExxonMobil在原油蒸汽裂解制百万吨级乙烯的工业化以及恒力石化与浙江石化千万吨级原油最大化制化学品的工业化实践，启发、引发了各石油巨头、技术研发与工程公司纷纷加大原油制化学品技术方面的研究开发与产业化应用步伐。

蒸汽裂解技术属于自由基反应机理。原油蒸汽裂解制烯烃技术可以“绕开”传统的炼油过程，大幅降低炼油装置投资和生产运营成本，从而节约乙烯原料成本，因此技术“诱惑力”较大。现有原油直接蒸汽裂解制烯烃技术还只适合API°在45左右的低硫石蜡基原油。一旦原油中不易汽化的液相物组分引起裂解炉管结焦难题能被攻克，原料可选范围必将进一步扩大。而如何解决液相物的夹带或对此进行改质、脱除或转化，将催生各类组合、集成或耦合技术的出现，并促进催化材料、反应工程、分离工程的技术进步。原油直接蒸汽裂解制烯烃技术及其与其他技术集成、耦合的成功工业化，也将改变炼油与石化两个产业各自的运营模式，推动炼油与石化产业的深度融合，促进炼化产业高质量发展。

第一作者简介：吴青，正高级工程师，工学博士，中国海洋石油集团有限公司科技信息部总工程师，本刊指导委员会委员。

【化工装备十年大发展】2058-2024西部库尔勒建全球最大天然气制乙二醇项目
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(出处: 海川化工论坛【海川网】)

这个技术已经研发有近二十年了，主要是综合考虑运行成本、原料 原油的精制以及产品分离与传统石脑油裂解的效益相比，原油裂解的变数会更多一些，更复杂一些。

qqgd 发表于 2024-12-11 10:59
这个技术已经研发有近二十年了，主要是综合考虑运行成本、原料 原油的精制以及产品分离与传统石脑油裂解的 ...

还是没有大规模的应用？？？？

沙漠里的游鱼 发表于 2024-12-11 11:01
还是没有大规模的应用？？？？

从工艺复杂程度及考虑到工艺控制与优化上看，原油裂解制备烯烃，与石脑油及轻烃裂解制备烯烃相比，要难得多。首先原油的馏分中的重组分造成的裂解管结焦的问题、裂解原料中的杂质对裂解过程的影响、裂解产物的有效分离，这都是需要解决的问题，可能是一大堆问题。现有的研究工艺成果或结果，只能限定于特定的原油与特定的工艺条件，大规模工业化，风险太大，估计没有哪个大型石化集团，包括国外的那些石化同行，不会轻易尝试。
基础研究的数据，不经过中试和工业试验，不会进入实用过程。已有的一些工业装置，正面鼓吹的报道很少见到。

qqgd 发表于 2024-12-11 11:08
从工艺复杂程度及考虑到工艺控制与优化上看，原油裂解制备烯烃，与石脑油及轻烃裂解制备烯烃相比，要难得 ...

前两年有消息说惠州外资埃克森要建一套

沙漠里的游鱼 发表于 2024-12-11 11:12
前两年有消息说惠州外资埃克森要建一套

当轻质燃料油市场供应出现过剩时，原油蒸汽裂解制烯烃，可能会有转机，因为可以减少生产轻质烃的工艺流程，但原油的精处理和除杂质的工艺可能也需要有化。
之个项目好像有些时日了，我在哈希时就听说过，现在是不是还在犹豫或筹备。惠州的是不是就是中海油的石化企业或合资企业，这篇文章该不会是就为这个项目进行的推动性的鼓吹吧。

• 埃克森美孚公司开发了新型蒸汽裂解工艺技术，可以将原油直接转化为轻质烯烃。与传统的石脑油裂解工艺相比，该技术具有更高的利润率和化学品收率。
• 2014年1月，埃克森美孚公司在新加坡正式启用了一套产能100万吨/年由原油直接制烯烃的世界级商业化装置。
• 该装置越过原油裂解为石脑油过程，将原油直接转化为轻质烯烃，是世界上第一套采用原油直接制烯烃新工艺的商业化运营装置。
  

• 天津石化原油裂解制烯烃实验项目
  • 项目背景：在“减油增化”的大背景下，我国开始发展原油直接裂解至烯烃技术。
  • 技术特点：该项目采用原油蒸汽裂解制烯烃技术，由中石化北化院、工程建设公司与南京天华化学工程有限公司联合开发。
  • 项目进展：2021年4月20日开工，8月24日一次开车成功。
  • 意义：标志着我国原油直接裂解至烯烃技术迈出产业化关键一步。
    
  
  

caocheng 发表于 2024-12-11 11:25

天津石化原油裂解制烯烃实验项目

项目背景：在“减油增化”的大背景下，我国开始发展原油直接裂解 ...

好像是有这个消息

caocheng 发表于 2024-12-11 11:24

埃克森美孚公司开发了新型蒸汽裂解工艺技术，可以将原油直接转化为轻质烯烃。与传统的石脑油裂解工艺 ...

惠州最开始说要上第二套，后来没有消息了