1、未来石化工业技术发展七大热点进入新世纪以来，世界石化原料和石化产品需求仍将持续增长，据 2002 年召开的第 17 届世界石油大会预测，19982010 年间，乙烯需求将由 8000 万吨增加到 12000 万吨，丙烯将由 4500 万吨增加到 8200 万吨，丁烯-1 将由 80 万吨增加到 140 万吨，-烯烃将由 100 万吨增加到 220 万吨，苯将由 2700 万吨增加到4000 万吨，对二甲苯将由 1400 万吨增加到 3000 万吨。20002020 年间，石油用于石油化工的年均增长率为 2.5%，超过石油的其他用途增长率。炼油厂的汽柴油规范将进一步强化，欧盟汽油含硫将从 200
2、0 年 150PPm 减小到 2005 年50PPm、2011 年 10PPm，芳烃含量将从 2000 年 42%减小到 2005 年 35%，汽油中芳烃将寻求石油化工新用途。为加快石油（和天然气）化工的发展步伐，世界石化工业将进入加快研发和采用新技术的新时期。综述未来石化工业的技术发展热点，可归纳为：石化基础原料烯烃增产技术将继续发展，炼油化工一体化技术将向纵深延伸，合成气生产燃料和化学品技术将加快推行应用，轻质烷烃活化技术将持续开发，新型分离和反应技术将更快的研发和采用，生物法制化工、石化产品技术将不断拓展应用范围，纳米技术将快速在石化工业中渗透运用，高效信息化技术将向深度和广度发展。1，
3、增产烯烃技术作为石化基础原料乙烯和丙烯的需求将继续增长，预计乙烯需求量将从 2001年 9000 万吨增长到 2010 年 1.2 亿吨，丙烯需求的增速还高于乙烯，丙烯需求量将从 2001 年 5200 万吨增长到 2010 年 8200 万吨。增产乙烯和丙烯的技术将成为未来石化工业一大热点。增产乙烯技术现正在开发多种增产乙烯技术。LG 石化公司开发的石脑油催化裂解新工艺，与传统的蒸汽裂解工艺相比，可大大提高烯烃产率，采用该技术可提高乙烯产率20%、丙烯产率 10%。现有裂解装置稍加改进就可使用这一工艺。该工艺使用含特定金属氧化物的专用催化剂，工艺过程在比标准的反应温度低 50100下操作，因
4、此与常规蒸汽裂解相比，耗能大大减少，裂解炉管内结焦速率也降低，可延长连续运行时间和炉管寿命，同时， CO2 排放也较少。中试验证己完成，计划2003 年建设 75 万吨/年单系列裂解装置。如果投用成功，该技术将是烯烃生产的重要进步。我国洛阳石化工程公司开发了重油直接裂解制乙烯（HCC）专利技术，现已在黑龙江齐齐哈尔化工公司进行工业试验取得成功，达到世界同类技术的领先水平。这套由催化裂化装置改造的 HCC 装置属世界上第一套重油直接裂解制乙烯的工业化装置，处理能力为 6 万吨/年，原料为 100%大庆常压渣油。采用活性、选择性、稳定性均良好的 LCM-5 专用催化剂。乙 烯和丙烯的单程裂解质量产
5、率分别达到 22%和 15.5%左右。混合丁烯质量产率为 8%，乙烯产率为 6%-7%。乙烷回炼后，乙烯产率可提高到 26%-27%，丙烯产率提高对 16%左右。“十一五“期间我国还将兴建宁波、汕头等乙烯项目，汕 头乙烯项目将建设乙烯、丙 烯、丁二烯等 16 种产品生产装置，该项目将规划采用重油接触裂解（HCC）工艺新技术。增产丙烯技术据预测，至 2005 年，丙烯需求的年增长率为 5.6%，高于乙 烯需求的年增长率 3.7%。预计丙烯的需求量到 2010 年将达到 8200 万吨。按此速度增长，到 2004年，需增加生产能力 1550 万吨。世界丙 烯生产能力将从 2000 年 5930 万
6、吨、 2001年 6200 万吨增加到 2002 年 6800 万吨、2004 年 7400 万吨、2008 年 8200 万吨。目前，世界上 66%的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，32%来自炼油厂催化裂化（FCC）生产汽、柴油的副产品，少量（约 2%）由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位反应得到。增产丙烯的多种技术正在开发和应用之中。（1）.蒸汽裂解增产丙烯技术为适应石脑油裂解生产较多丙烯的需求，日本国家材料和化学研究院与四家石化公司联合开发了一种增产丙烯、节减能耗的石脑油裂解工艺，可使丙烯：乙烯比由传统的 0.6：1 提高到 0.7：1。与常规的热裂解相比，该工艺在固定床中采用分子筛为载体的镧催
7、化剂。实验室验证试验表明， 该工艺可使乙烯加丙烯产率达到 61%，而常现的蒸汽裂解为 50%。3000 吨/ 天装置的可行性研究指出，操作可在约 650和 0.10.2MPa 压力下进行，而传统的装置需在约 820和 0.10.2MPa下进行。装置费用与常规裂解相似，但因在较低温度下操作，能耗减少约 20%。该工艺还可望用于改造现有的石脑油裂解装置。（2）增产丙烯的催化裂化改进技术按今后几年内丙烯需求增长率 5.6%测算，现有炼油厂必须增产 410 万吨/年丙烯才能满足石化工业对丙烯的需求，这主要将来自催化裂化装置。石化工业对炼油厂催化裂化（FCC）增产丙烯的需求，使石化与炼油实施了更紧密的结
8、合。典型的 FCC 装置每生产 1 吨车用汽油约副产 0.030.06 吨丙烯。近年，FCC装置发展了多种增产丙烯的工艺技术，主要有：中国石化石油化工研究院（RIPP）的 DCC 工艺 ，凯洛格-布朗路特（KBR）公司的 Maxofin 工艺、Superflex 工艺，UOP 公司的 PetroFCC 工艺，罗姆斯公司的 SCC 工艺。中国石化石科院深度催化裂化工艺：深度催化装化（DCC ）工 艺又称催化裂解工艺，它可看作是常规 FCC 操作与蒸汽裂解的组合。DCC 装置在 538582、10%30%蒸汽条件下操作，而 FCC 装置在 493549、1%3%蒸汽条件下操作。 DCC 操作采用分
9、子筛催化剂选择性地生产丙烯、乙烯和富芳烃石脑油。DCC 工艺 可按两种模式操作：最大量生 产丙烯 的 DCC-型或最大量生产异构烯烃的 DCC-型。型采用 CRP-1 催化剂，型采用 CS-1 和 CZ-1 催化剂（提高异丁烯和异戍烯选择性）。DCC- 型和 DCC-型典型的丙烯产率分别为20.5%和 14.3%，而 FCC 为 6.8%。目前，已有 5 套 DCC 装置在我国和泰国投产，另有几套在设计中。泰国石化公司 75 万吨/年 DCC-型装置以深度加氢处理的阿拉伯（轻）原油 VGO 为原料，操作温度 559，丙烯产率 17.4%以上，汽油产率31.9%，年产丙烯 12 万吨。UOP 公
10、司 PetroFCC 设计：该工艺设计可从各种原料如瓦斯油和减压渣油，增产轻质烯烃，尤其是丙烯。采用 PetroFCC 工艺的丙烯产率可达 20%25%，乙烯达 6%9%，C4 产率达15%20%。FCC 提高轻质烯烃产 率历来通过提高反应温度和催化剂循环量来实施，而 PetroFCC 工艺通过补加特定的择形添加剂如 ZSM-5 使一些汽油裂解为丙烯和丁烯。UOP 设计 了双反应器构型，采用二个反应器和一个共用的再生器。主裂解原料在高温、高剂/油比下操作，最大量地生产轻质烯烃，低压反应区用以提高烯烃度。主裂化催化剂在高转化率和限制氢转移工况下操作，同时将高浓度择形催化剂添加剂掺加到循环催化剂中
11、有助于将部分汽油转化成轻质烯烃。罗姆斯 SCC 工艺：该选择性组分裂化（SCC）工艺可使丙烯收率达到 16%17%，再采用石脑油选择性循环裂化技术还可增产丙烯 2%3%。SCC 工艺反应系统采用 Micro-Jet 进料喷嘴、短接触时间提升管和直连式旋分器。催化 剂含有高含量 ZSM-5。美孚公司 Maxofin 工艺：1998 年，KBR 公司和美孚（现埃克森美孚）公司推出 MaxofinFCC 工艺，它将高 ZSM-5 含量的添加剂与改进的 FCC 技术相结合，可使以米纳斯 VGO 为原料的丙烯产率达到 18%。使用 Reusy 催化剂加 ZSM-5 助剂，双提升管反应器，提升管温度 53
12、8593，剂/油比 8.925，丙烯产率 18.37%，汽油产率 18.81%，丁烯产率 12.92%。KBR 公司 Superflex 工艺：反应部分基于 KBR 公司 FCC 技术，可将轻质烃类 （通常为 C4C8）转化成富丙烯物流。它从石脑油和 C4 原料可生产高达 40%以上的丙烯。采用抽余 C4（抽提丁二烯）进料，丙烯和乙烯产率分别为 48.2%和 22.5%。采用 FCC 轻石脑油进料，丙烯和乙烯产率分别为 40.1%和 20.0%。（3）丙烷脱氢技术据测算，2002 年采用丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位转化技术生产丙烯的总量达到 350 万吨，将占丙烯总生产量的 6%。全世界现有 8
13、套丙烷脱氢装置，生产能力 120 万吨/年。据预测，到 2010 年将再建 10 套新装置，以增产丙烯 400 万吨/年。 现有几套丙烷脱氢装置正在马来西亚、沙特阿拉伯、西班牙和卡塔尔建设。卡塔尔的丙 烷脱氢装置将后继 25 万吨/年聚丙烯装置，沙特阿拉伯的丙烷脱氢装置也将后继 45 万吨/年聚丙烯装置。埃及也将建设 35 万吨/年丙烷脱氢装置，以便 为二套聚丙 烯装置（已有一套为 12 万吨/年）提供原料，投资 2.3 亿美元， 拟采用 UOPOleflex 技术，于 2004 年建或。丙烷脱氢技术主要有 UOP 公司 Oleflex 工艺、罗姆斯公司 Catofin 工艺、菲利浦斯公司 S
14、tar 工艺、林德公司 PDH 工艺。其中，Oleflex 工艺和 Catofin 工艺业已工业化应用。Oleflex 工艺采用催化剂连续再生技术，采用 铂 催化剂（DeH-12 ）的径流式反应器使丙烷加速脱氢。丙烯产率为 85%，氢气产率 为 3.6%。Catofin 工艺采用固定床反应器，按烃类/热空气循环方式操作。工艺操作温度 593649、压力 33.950.8kPa。丙 烷转化率大于 90%。（4）易位反应技术易位反应技术可将乙烯与 2-丁烯反应生成二个分子的丙烯。当易位反应与蒸汽裂解相结合时，可将丙烯/乙烯比由蒸汽裂解 0.6 提高到 1.01.25。鲁姆斯公司的 Triolefi
15、n 易位转化工艺在 330400下操作，采用 钨基催化剂的固定床反应器。除已有一套装置应用外，巴斯夫 -菲纳合资公司在美国阿瑟港的大型烯烃装置（2001 年底投运）也将采用这一技术。该乙烯装置生产 95 万吨/年乙烯和 54 万吨/年丙烯，产出的部分乙烯与丁烯进 行易位反应再增产丙烯，可使丙烯产量增加 58%，最终可生产 86 万吨/年乙烯和 86 万吨/ 年丙烯。易位反应装置可使丙烯/乙烯比提高到 1.0 以上。三井化学公司也将首次 选用鲁姆斯公司易位转化工艺，使乙烯和丁烯转化为丙烯。采用 这一技术后，可使三井化学公司日本大阪的烯烃装置丙烯能力从 28 万吨/年增加到 42 万吨/ 年，该技
16、术将使该装置丙烯/乙烯生产比从 0.6 增大到大于 1.0，以满足亚 洲丙烯增长的需求，总投资为 3500 万美元，定于 2004 年完成。IFP 的 Meta-4 工艺采用移动床反应器，催化剂连续再生。在 3060低温、液相状态下发生反应，采用铼基催化剂，可减少催化 剂结垢。 Meta-4 工艺己在台湾省中油公司高雄炼油厂完成中试验证。（5）烯烃相互转化工艺美孚公司开发的烯烃相互转化（MOI）工艺采用选择性二次转化技术，在单一的流化床反应器中操作，催化剂连续再生。 该工艺使用美孚 ZSM-5 催化剂，它使酸活性与择形选择性很好组合，促进了烯烃低聚、裂解和歧化，可将蒸汽裂解 C4和热解轻汽油转
17、化成丙烯和乙烯，FCC 催化轻石脑油也是潜在的原料。（6）固定床催化裂化工艺鲁齐公司和南方（Sud ）化学公司推出新的固定床催化增产丙烯技术-Propylu工艺。该工艺可采用不同原料，如来自 FCC 装置的轻石脑油或汽油，或来自蒸汽裂解或 FCC 装置的选择性加氢 C4/C5 馏分。未转化的化合物通 过系统，典型的为石蜡烃、芳烃和环烷烃。近 85%的转化率可生成 30%丁烯、10%乙烯和 4045%丙烯。这一直接转化途径取决于沸石催化剂，同 时，该 工艺催化剂可将甲醇转化为丙烯和乙烯。操作条件为 500和 0.10.2MPa，采用择形非均相 ZSM-5 分子筛型催化剂。验证装置己于 2002
18、年夏季投运。（7）甲醇制丙烯工艺UOP/诺斯克 -海德罗公司开发了甲醇制烯烃（MTO ）工艺，鲁奇公司也开发了甲醇制丙烯（MTP ）工艺。UOP/诺斯克 -海德罗公司开发的甲醇制烯烃（MTO ）工艺在高丙烯工况下，丙烯产率可达 45%，乙 烯为 34%，丁烯为 13%，其余 为 副产品。 该工艺采用流化床反应器和再生器设计，乙烷、丙 烷、二烯烃和炔烃生成少。埃及将在苏伊士建设一套 MTO 工业化联合装置， 该联合装置将采用天然气作原料，生产甲醇，再用以转化成烯烃，生产 32 万吨/年聚烯烃。 MTO 工艺将甲醇与聚合物装置组合一起，形成完整的天然气-聚烯烃装置生产线。尼日利亚的天然气化工联合企
19、业也将采用甲醇制烯烃（MTO）工艺，建设 7500 吨/天甲醇装置，甲醇用作 MTO 装置进料，MTO 装置设计生产 40 万吨/年乙烯和 40 万吨/年丙 烯，乙烯和丙烯再用于生产40 万吨/年 HDPE 和 40 万吨/年 PP。该联合装置定于 2006 年投产。鲁齐公司的甲醇制丙烯（MTP）工艺，使甲醇从预反应器进入内冷的绝热反应器，转化成烃类和水，对丙烯则有高的选择性。该工 艺采用固定床反应器，在0.130.16MPa 压力和 380480下操作。该工艺已由实验室走向工业规模放大。我国内蒙古伊化集团将采用鲁齐公司技术，在内蒙古鄂尔多斯市兴建规模为 60万吨/年天然气-甲醇制烯烃（NG-
20、MTO）装置。一期工程将兴建一套从 150 万吨/年甲醇经 MTO 工艺生产 60 万吨/年聚乙烯、聚丙烯和副产液化燃料气的大型联合天然气化工装置。生产能力为日产甲醇 5000 吨，年产烯烃类化工产品 60 万吨，建设期为 3 年。2，炼油化工一体化技术炼油厂与石化厂的联合己经显示其内在的优点，炼油厂低辛烷值组分可送往乙烯厂裂解，乙烯厂的裂解汽油等高辛烷值组分又可返回给炼油厂。炼油厂的加氢裂化尾油也是乙烯装置极好的原料。炼厂催化裂化干气中的稀乙烯可与苯烃化反应生产乙苯，然后再脱氢反应生成苯乙烯，国内外己均有实际应用，我国大连石化公司和燕山石化公司均已建成 10 万吨/年乙苯 -苯乙烯装置。 进
21、入新世纪以来，炼油化工一体化技术正在向纵深发展。随着北美和欧洲运输燃料规格的日益严格，一些轻烃馏份如芳烃、 烯烃和某些轻石脑油，用作炼厂燃料的价值降低，但它们却是石化工业的极好原料。利用这些原料生产石化中间体和石化产品，可提高炼油厂的经济性。优化组合这些原料和产品体系，可为盈利创造新的机遇。新世纪的燃料规范要求汽油降低蒸气压、减少芳烃、减少烯烃含量，柴油要求大幅度降低含硫量，汽柴油规范的强化将使轻烃（C2、C3 和 C4 饱和烃以及不饱和烃）、芳烃和轻石脑油供应过剩， 这些物流在炼油厂的价值降低，但其独特性 质可转化成石化产品以提高其价值。 炼油- 石化产品一体化方案如下：（1）芳烃回收和转化
22、运输燃料深度脱硫将增大炼油厂对氢气的需求，提供更多氢气的一条实用路线是在高苛刻度下进行石脑油催化重整，由此可得到较高产率的 BTX 芳烃。为满足汽油规格中芳烃含量的强化，可在汽油调合前将 BTX 芳烃抽提出来，用作石油化工原料，生产对二甲苯、苯乙烯、苯酚及其衍生物。现已开发多种芳烃回收分离新技术，克虏伯-乌德公司推出 Morphylex 液液抽提工艺，采用 N-甲酰基吗啉（含水 4%6%）溶剂，在常压和 3050下进行芳烃抽提。克虏伯- 乌德公司还开发了芳烃抽提蒸馏技术 Morphylane，产品纯度为：苯大于 99.99%，甲苯大于 99.95%。产品产率为：苯 99.9%99.95%，甲苯
23、 99.5%。溶剂损失为 0.005 千克/吨芳烃。GTC 技术公司开发了 GT-BTX 芳烃抽提蒸馏技术，可从催化重整生成油或热解汽油有效地回收苯、甲苯和二甲苯。进料和热的循环溶剂预热后从塔器中部进入抽提蒸馏塔，贪溶剂从塔上部进入以选择性抽提芳烃。非芳烃从塔顶分出。塔底含芳烃的富溶剂进入溶剂回收塔（在减压下操作）分离溶剂和芳烃。该技术已建有四套工业化装置。韩国 LG-加德士石油公司采用 GTC 公司 GT-BTX 芳烃抽提蒸馏技术在丽水建成世界上最大的芳烃抽提蒸馏装置。从重整生成油中生产 23.2 万吨/年苯、55.4 万吨 /年二甲苯和 30 万吨/年 C8 芳烃。苯和二甲苯回收率大于 9
24、9.9%，纯度大于 99.99%。C8 芳烃纯度为 99.5%，回收率达 100%。用抽提蒸馏代替液液抽提，投资费用节减 25%，能耗 节约 15%。对二甲苯/乙苯/苯乙烯/聚苯乙烯方案：从可回收 BTX 芳烃中最大量生产对二甲苯和苯，对二甲苯可用作生产精对苯二甲酸及衍生物原料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯，苯可作为产品外售或转化成苯乙烯衍生物，包括乙苯、苯乙烯和聚苯乙烯。拥有 172 万吨/年催化重整的 1000 万吨/年炼油厂，可抽提 BTX 芳烃用以生产 45 万吨/年对二甲苯和 32 万42 万吨/年苯乙烯/ 聚苯乙烯。抽出的苯和催化裂化干气中的稀乙烯进行烷基化可生产乙苯，该工艺在国内外均已
25、工业化应用。生产聚苯乙烯的售价可超过 1000 美元/吨，通常是苯价值的两倍。异丙苯/苯酚/双酚 A 方案：苯与回收、提纯的丙烯进行烷基化生产异丙苯，而不是去生产乙苯。然后，异丙苯氧化生产苯酚和丙酮，进一步加工可生产双酚 A。苯酚和双酚 A 需求的年增长率分别为 4%5%和 7%8%，这些产品具有市场优势，优于苯乙烯和聚苯乙烯。拥有 172 万吨/年催化重整的 1000 万吨/年炼油厂，仅基于抽提苯就可生产 16万19 万吨/年苯酚，进而得到 18 万21 万吨/年双酚 A，如果 联合甲苯/C9 芳烃歧化还可使苯的潜在产量翻一番。埃克森美孚公司开发了新的 PxMax 选择性甲苯歧化（STDP）
26、技术。该技术可使大量存在的甲苯转化成对二甲苯和苯。在 STDP 过程中，催化 剂选择性极好，甲苯仅转化成苯和二甲苯，邻二甲苯和间二甲苯也转化成对二甲苯。PxMax 工艺对对二甲苯的选择性大于 90%，超过以前的甲苯歧化工艺（选择性为 80%）。该工艺已转让给韩国 LG-加德士石油公司丽水芳烃装置，生产 35 万吨/年对二甲苯和38 万吨/年苯。该技术同时转让给 日本石油炼制公司水 岛炼油厂。该工艺与其他工艺相比，可节约 15%20%的投资和操作费用。（2）轻烃和轻石脑油转化现行的汽油蒸气压标准大大降低了调合汽油总组成中轻烃和挥发性组分的数量，这些轻组分包括 C4 和 C5 饱和烃及烯烃，可将它
27、们改质为高附加价值的石化产品，如丙烯、乙烯及其衍生物。一些国内外炼厂已从催化裂化回收丙烯大量用作石化原料，另外，石化所需丙烯和乙烯也可通过含烯烃的轻石脑油进行选择性催化裂解生产，一些含烯烃石脑油选择性裂解制丙烯和乙烯工艺已经验证。如林德公司开发的固定床催化裂化（FBCC）工 艺采用择形多相分子筛催化剂（ZSM-5 型），可将含 烯烃的 C4 和C5 组分裂解为 CH2 分子，这些分子再组合成 C2、C3、C4 烯烃（而且以丙烯为主），单程操作表明，产品中含丙烯 4045%、乙 烯 10%、丁烯 30%，如果丁 烯循环，丙烯产率可提高到 60%、乙烯为 15%。该工艺已完成 9000 多小时中试
28、，正在建设验证装置。聚丙烯方案：丙烯用于生产聚丙烯，可提高炼厂效益。国内外已有不少炼油厂利用丙烯成功地生产聚丙烯，有的聚丙烯能力达到 20 万吨/年。如组合含烯烃的轻石脑油裂解，聚丙烯产能还可进一步提高 20%25%。环氧丙烷/丙二醇/多元醇方案：丙烯可进一步直接氧化生产环氧丙烷，直接氧化工艺将于 2003 年投用，目前，环氧丙烷主要作为苯乙烯或叔丁醇（TBA）的联产品。环氧丙烷可进一步生产丙二醇和/或聚醚多元醇，用作聚氨 酯原料。顺酐/1,4-丁二醇/四氢呋喃方案：丁烷可转化成顺酐/1,4-丁二醇/四氢呋喃，已有专用工艺可灵活生产四氢呋喃或/1,4-丁二醇，四氢呋喃可聚合生 产聚四氢呋喃（聚
29、四亚甲基醚乙二醇），可用作生产聚氨酯原料。17.5 万吨/年丁烷制顺酐装置约需 21.4 万吨/ 年正丁烷原料，顺酐装置投资较少，可与其他替代工艺相竞争。3，合成气生产燃料和化学品技术合成气生产燃料和化学品技术将在炼油厂渣油和焦炭的深度转化以及偏远地区天然气高效利用中得到推广应用。炼油厂 IGCC 技术IGCC（气化一体化联合循环）技术已成为现代化炼油厂渣油改质、减少污染排放的优选工艺之一。IGCC 技术采用高硫渣油（或焦炭）等炼厂劣质进料，通过基于部分氧化的气化技术产生合成气，不仅可使合成气通过燃气轮机-蒸汽透平发电、产汽，而且可带来很大的环境效益，可使 CO2 排放减少40%，SOX、NO
30、X、CO 和颗粒物质排放减少 80%，使炼厂满足日益苛刻的污染排放新标准。IGCC 技术首先基于气化技术，德士古和壳牌公司均开发有专有技术。德士古公司己有 31 套气化设施用于炼油厂渣油气化，发电量超过 6000MW。20002001 年，意大利三座炼厂又投运利用沥青和减粘渣油为进料的 IGCC装置，API 能源公司气化 1470 吨/ 天减粘渣油，发电 280MW；ISAB 公司气化3174 吨/天脱沥青渣油，发电 512MW；SARAS 公司气化 3772 吨/ 天减粘渣油， 发电 545MW，并向炼油厂供氢、供汽。20032005 年，法国、美国和西班牙还将有数套 IGCC 装置投产，分
31、别处理重油和石油焦进料。IGCC 装置通过气化产生合成气，也可为炼油厂提供了大量氢气。波兰炼厂IGCC 装置在利用合成气进行燃气轮机-蒸汽透平发电 的同时，也将 72 吨/ 天氢气提供给炼油厂。荷兰鹿特丹炼厂的 IGCC 装置，生产 285 吨/ 天氢气供给炼油厂，另发电 110MW 供给炼厂和电网。同时取得减少排放污染的良好效果，设置IGCC 前，SOx 、NOx 和颗粒物质排放分别为 1.96、0.67 和 0.22kg/t 原料，设置IGCC 后，上述污染物排放分别减少到 1.34、0.39 和 0.11kg/t 原料。气化产生的合成气不仅可通过联合循环发电、产汽、供氢，而且可用以生 产
32、石化产品，如羰基醇、甲醇、碳酸二甲 酯、醋酸和醋酐等。合成气也可通过费-托合成生产石化用石脑油、高十六烷值柴油和高质量蜡。实施炼油向石油化工的延伸。德士古气化工艺应用于 Farmland 工业公司将焦炭转化成合成氨项目中，来自 炼油厂的 1100 吨/天石油焦转化成 1000 吨/天合成氨。德国韦塞林炼油厂的气化装置处理 600 吨/天渣油，合成气主要用于生产甲醇。新加坡裕廊岛与炼油厂毗邻的合成气公司通过气化，将重质、高硫渣油 转化成合成气，从中向炼油厂返回 64 万立方米/天氢气，同时将 70 万立方米/天 CO 用于生产醋酸。天然气制合成油技术世界天然气正面临获得更多储量的机遇。天然气资源
33、比石油资源更丰富，据预测，可满足世界需求 120 年以上。前 10 年内，全球天然气储量增长了 30%以上，2002 年已达到 155.78 万亿 m3。天然气 储采比也由 1973 年 47 年、1983 年 58 年提高到 2001 年 61.9 年，超过石油储采比 40.3 年。据预测，全球天然气需求将从目前 2.6 万亿 m3 增加到 2020 年 4.9 万亿 m3。约在 2040 年，世界天然气供应量将超过石油和煤炭，天然气在一次能源中所占比例将从现在 24.5%增加到 2040年 51%。世界偏远地区天然气储藏量占总量的 60%以上，天然气制合成油（GTL ）方案正成为偏远地区天
34、然气高效利用的途径脱颖而出。GTL 技术由合成气生产、费-托法合成和产品精制三部分组成。当前，世界炼油业正面临生产低硫和超低硫汽、柴油以满足日益苛刻的环境法规的挑战。例如，欧盟柴油含硫量将从目前350g/g减小到 2005 年 50g/g、2008 年 30g/g，美国柴油含硫也将从现在500g/g减小到 2006 年 15g/g。通 过费-托法工艺将天然气转化成合成油的柴油燃料含硫小于 1g/g、芳烃含量小于 1%（体）、十六烷值大于 70，为生产清洁燃料开辟了一条新途径。经过改进的费-托法合成技术，采用新型钴催化剂和先进的淤浆床反应器，使 GTL 装置投资和操作费用大大降低，GTL 的生产
35、成本已可与1820 美元/桶的原油价格相竞争，为建设天然气炼 油厂注入了新的活力。GTL 生产的石脑油低含硫、高含石蜡 烃。 虽然不是很好的汽油组分，但其高含石蜡烃是极好的石油化工原料。生产的合成石蜡，其价格高于石油石蜡，可用作特种产品。费- 托合成液体烃还可用于合成润滑油和特种化学品。正构石蜡可用于生产洗涤剂中间体（线性烷基苯、醇类等），生 产增塑剂、 辅助化学品、添加剂等的中间体；合成润滑油可用于生产工业和汽车润滑油，合成润滑油具有高粘度指数和低挥发度，是高性能的润滑油基础油。合成气也可用于生产清洁的柴油替代燃料二甲醚。已推出的天然气制合成油（GTL）技术方案主要有埃克森公司、壳牌公司、南
36、非合成油（SaSol ）公司、合成石油(Syntroleum) 公司等工 艺。21 世纪迎来 GTL 装置新的发展期，在未来 15 年内，预计 GTL 装置生产能力将增加到 4500 万6750 万吨/年。油价如 长期维持在 较高水平，建设 GTL 装置具有更大的吸引力。据统计，除中型装置外，全世界现在建和拟建的 GTL 装置至少有 10 套之多，其规模为 22.5 万450 万吨/年。建设地点包括尼日利 亚、埃塞俄比亚、澳大利亚、卡塔尔、南非、印度尼西亚、埃及、委内瑞拉、特立尼达-多巴哥、玻利维亚和巴布亚新几内亚。2005 年前，将有 7 套 GTL 装置投产，总能力将达 880 万吨/ 年
37、。 4，轻质烷烃活化技术21 世纪石油化工原料将可能转向更廉价的天然气类烷烃为主，因而，原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。为利用偏远地区的天然气资源，不通过裂解或脱氢制取烯烃而使烷烃活化直接生产化学品中间体的工艺正在加快开发。目前以烷烃为原料研究开发的重点是乙烷制氯乙烯（VCM）、乙烷制醋酸、丙烷制丙烯腈、丙烷制丙烯酸及异丁烷制甲基丙烯酸酯等。迄今为止，烷烃制化学品的难度仍然较大，但 20 世纪 80 年代中期以来，正丁烷制顺酐工艺已开发成功，目前以苯为原料的装置正纷纷改造成正丁烷工艺。为开发烷烃活化工艺，须开发合适的催化剂和采用适宜的操作条件。由于烷烃的偶极
38、矩非常短，没有催化剂可资利用的电子密度，因而很难形成过渡态以克服活化能，并达到化学转化目的。只有异丁烷的电子分布在中间碳原子周围，偶极矩足以使化学转化顺利进行。烷烃反应需要外加极大的能量，烷烃脱氢反应条件非常苛刻。碳原子越少，脱氢难度越大。 Catofin/Catadiene 工艺中采用了负压脱氢条件。目前烷烃氧化脱氢制烯烃的低成本工艺的研发仍在进行，在适当条件下甚至乙烷也可脱氢。较有发展前景的烷烃活化技术有：乙烷制 VCM 工艺乙烷制氯乙烯单体（VCM）技术尽管很难实现工业化，但一直是研发的重点。Ineos 公司（原 EVC 公司）已在德国威廉港运转了一套 1000 吨/ 年中试装置，并 拟
39、适时建设工业化装置。该工艺将乙烷原料、空气 /氧气和循环的 HCl 和饱和的HCl 通 过铜-钾-铈系元素催化剂系统的氧氯化反应器，产物含有氧乙烯、HCl 和氯化烃，经冷凝、分离和干燥可得到氯乙烯。操作温度低于 480，氯乙烯选择性大于 90%。VCM 传统 生产工艺是二氯乙烷裂解和消耗副产 HCl 的氧氯化法相结合的工艺，一套 60 万吨/年氧氯化法制 VCM 装置投资约 2.6 亿美元，最近的改进技术约需 2.2 亿美元。Ineos 乙烷制 VCM 工艺的关键特征是可将乙烷与无水氯化氢在氧气存在下，在专门设计的流化床氧氯化反应器中生成 VCM。该工艺设有多个循环系流。Nexant/化学系统
40、公司估计一套 60 万吨 /年乙烷制 VCM 装置的投资约为 3.35 亿美元。乙烷制醋酸工艺生产醋酸传统的工艺为甲醇羰基化和乙醛氧化法，已工业化的其他工艺还有石脑油和正丁烷氧化法，新近开发的工艺有日本昭和电工的乙烯直接氧化法和Wacker 的混合丁 烯法。在乙烷制醋酸路线方面，联碳（现陶氏化学）早期开发了 Ethoxene 工艺，由乙烷气相催化氧化制醋酸，典型的反应温度为 200500和 0.15.0MPa。BP 和塞拉尼斯公司也在开发此工艺。乙烷转化率为 4%11%，醋酸选择性为 32%86%。该工艺副产少量乙烯。另外，沙特基础工业公司（Sabic）开发了将乙烷转化为醋酸的 Sabox 工
41、艺，同时联产乙烯，己将适 时推向商业化。该工艺中乙烷转化率为44%65%，醋酸选择性为 30%60%，采用 经磷改进的钼-铌-钒酸盐催化剂（MO2.5V1.0Nb0.32Px），乙烷和空气(15/85 体) 在 2600C、1.38Mpa 下通过催化剂（X=0.042）,在转化率 53.5%时，生 产醋酸和乙烯的选择性分别为 49.9%和10.5%。该工艺在沙特阿拉伯延布建设的 3 万吨/年装置 2003 年开工。生产 20 万吨/年醋酸的装置也可望 2004 年投产，为 35 万吨/年对苯二甲酸装置提供醋酸溶剂。乙烷制醋酸工艺只有在有廉价乙烷原料的地区才适宜工业化应用。塞拉尼斯和 BP 公司
42、的甲醇羰基化技 术（分别为酸优化工艺和 Cativa 工艺）已在世界广泛应用并具有竞争优势，一套 50 万吨/年世界规模级 甲醇羰基化制醋酸装置需投资 1.1 亿美元，而 20 万吨/年乙烷直接转化制醋酸装置的投 资费用略高，约为 1.3亿美元。基于丙烷的工艺丙烷直接转化工艺主要是制取丙烯腈和丙烯酸。进行丙烷制丙烯腈工艺开发的有旭化成、BP 和三菱化学公司，三井东压化学、罗纳-普朗克、巴斯夫、空气产品和日本触媒化成等公司也在开 发此工艺。近年来全球丙烯腈市场发展趋缓，但在高吸水性树脂和涂料工业的推动下，丙烯酸需求的增长较为强劲。丙烷制丙烯酸的主要开发商为三菱化学和东亚合成化学公司，巴斯夫、BP
43、 、阿托菲纳、三井 东压化学和 Sunoco 公司也参与开 发。（1）丙烷制丙烯腈工艺丙烯腈主要生产路线是在多组分催化剂（含钒、锑）作用下丙烯经流化床氨氧化反应生成丙烯腈，同时副产氢氰酸， 氢氰酸可用作甲基丙烯酸甲酯的原料。反应速率受丙烯限制。采用丙烷为替代原料，可降低原材料费用。事 实上，丙烷氨氧化工艺早在 20 世纪 50 年代和 60 年代初就开始研究。由丙烷氨氧化直接生产丙烯腈关键在于开发使丙烷活化的催化剂（钒/锑氯化物），丙烯腈收率可望达到约 55%。至少已有 3 家以上公司开 发此工艺。浅野化学公司已将小试放大到中试。三菱化学公司和 BOC 气体公司也在日本建设了中试装置。三菱化学
44、开发的催化剂以钼、 钒、碲的氧化物为基础，其中含少量铌和锑。旭化成和三井公司也在投入研究。BP 公司也在开发丙烷生产丙烯腈工艺，并在美国得州绿湖中试成功，BP 开发的催化剂以钒和锑的氧化物为基础，以锡和钛为助剂。可望在 78 年内建成 20-25 万吨/年装置。已有几项工艺可望先期投入工业化应用，有低丙烷转化率/氧气为氧化剂/ 丙烷循环工艺；高丙烷转化率/空气为氧化剂/不循环丙烷工艺以及中到高丙烷转化率/空气为氧化剂/丙烷循环工艺。BOC 和三菱化学公司开发的第三种工艺，将在这两家公司宣布组成联合开发体后推向工业化。该工艺结合了三菱公司的催化剂开发经验与 BOC 新开发 的从工艺尾气中选择性回
45、收与循环未反应丙烷技术。对丙烯工艺和丙烷工艺生产费用的比较表明，一套 27 万吨/年传统工艺丙烯腈装置的投资费用约 2.8 亿美元，同等规模的丙烷法装置约需 3.5 亿美元，但丙烷法工艺在未反应的氨以硫酸铵形式回收时技术经济性较好。（2）丙烷制丙烯酸工艺多年来丙烯酸生产一直以乙炔为原料，直至 20 世纪 90 年代，巴斯夫在德国威廉港的装置仍采用该工艺。但由于乙炔较难控制，因此目前丙烯己基本取代乙炔原料。鉴于丙烷原料价格价廉，人们正在开发丙烷制丙烯酸工艺。 对乙炔、丙烯和丙烷制丙烯酸工艺的生产费用比较表明，一套 22 万吨/年丙烯法工艺装置，投资费用约 1.9 亿美元，同等规模丙烷法工艺装置约
46、 2.7 亿美元。如果丙烯法和丙烷法工艺生产费用相近，则继续开发丙烯酸工艺的重点将放在转化率和选择性提高上。基于丁烷的工艺正丁烷氧化制顺酐的工业化装置已在全球投入运转，主要生产商为亨斯迈和洛桑（Lonza ）公司。巴斯夫公司开发由正丁烷直接生产 1，4-丁二醇工艺，由正丁烷制顺酐，再由顺酐经酯化和加氢生产 1，4-丁二醇。 马来西亚 10 万吨/年装置于 2002 年投产，美国盖斯玛 10 万吨/年装置可望于 2003 年投产。BP 和鲁奇公司合作开发的Geminex 工艺，采用钒/磷混合氧化物催化剂在沸腾床反应器内用正丁烷制顺酐，再经水洗制顺丁烯二酸（顺酸），然后经固定床催化加氢制 1，4-
47、丁二醇。 该工艺可节减成本 30%。在美国利马建设的 6.5 万吨/年装置业已投产。巴斯夫公司成功开发了以丁烷为初始原料用空气氧化经顺酐催化加氢直接合成四氢呋喃/聚四氢呋喃（THF/PolyTHF ）新工艺，该工艺免除了生产 1,4-丁二醇（BDO）的中间步骤。对世界 BDO 生产和消费结构将产生重大影响。巴斯夫公司将在中国上海漕泾采用丁烷/顺酐法工艺建设世界最大 规模的 THF/PolyTHF 装置，其生产能力分别 6 万吨/年 PolyTHF 和 8 万吨/年 THF，定于 2004 年投产。异丁烷可较容易地氧化生成叔丁基过氧化氢，然后与丙烯反应生成环氧丙烷和叔丁醇，即所谓 HalconO
48、xirane 工艺。一些公司如丹赛尔（Daicel ）化学工业公司和 Sunoco 公司已开发了异丁烷氧化制叔丁醇工艺。对以凝析油或轻石脑油中戊烷为原料的相关工艺研究似乎很少，其原因可能是缺乏以其为原料制造有经济价值的大宗化学品。但多年来异戊烷脱氢生产异戊二烯己付诸实践，异戊二烯是合成橡胶、 热塑性弹性体和专用/精细化学品的原料。高级烷烃可生产高级醇，如正构烷烃可直接转化生产洗涤剂。日本住友公司在甲基丙烯酸甲酯工艺研究中指出正构烷烃通过氧化脱氢可生产正丁醛，由此可开发出新工艺。目前萨索尔（Sasol ）公司在美国奥古斯塔采用 UOP 公司 Pacol脱氢技术将正构烷烃转化成醇类，并用 UOP
49、的 Olex 技术分离烯烃和烷烃。烯烃醛化生成醛类。烷烃活化技术仍面临挑战，烷烃反应活性低，因此在催化剂设计、工 艺设计和化学工程方面存在很多困难。但鉴于原料费用较低，只要整体经济可行， 烷烃转化工艺仍具有很大的魅力。一些工艺的技术问题己经解决，如制取 VCM 和丙烯腈工艺等，可望实现工业化。烷烃活化在未来几年内仍是研究开发的热点， 许多化学品生产商期望以此利用偏远地区的天然气资源，并改善整个工艺的经济性。5，新型分离和反应技术炼油、石化生产过程中大量存在的分离和反应工序往往是高耗能、高投资的过程。开发和采用先进的低能耗分离和反应新技术成为未来石化工业的一大技术热点。微波分离、电磁分离、吸附分离、超声波分离、络合分离、膜法分离等新的分离技术，以及催化（反应）蒸馏技术、超 临界反应技术、膜法反 应技术等新的反应技术均在迅速开发和应用之中。埃克森美孚公司开发了原油乳化液微波分离设备。该技术采用微波范围的电磁幅射使分离困难的乳化液脱稳，分离成油、水和固体。转换器将电能转化为微波范围约电磁幅射，设备额定功率为 75KW。通过波导进入微波发生器，与乳化液进料接触。该 MST（微波分离技术）设施典型的进料速率为0.0570.144m3/
