陶氏化学、埃克森美孚等石化巨头的三大化工原料生产工艺路线介绍

本网编辑 2021-07-21

陶氏化学正在推进更加环保的乙烷脱氢(EDH)技术将乙烷转化乙烯，与壳牌合作开发电裂解(e-cracking)技术（期待利用可再生电力加热蒸汽裂解），以期大幅降低现有裂解装置的碳排放。陶氏化学计划2050年实现碳中和。陶氏化学计划积极利用氢能，通过价值链联动降低碳排放。

低碳裂解技术，陶氏发力

陶氏化学致力在许多不同的技术和方法来减少碳排放，包括蓝氢、碳捕获和存储、可再生能源和提高能源效率项目。

未来化工生产环节中最有可能使用的氢气，是甲烷被注入自热式转化炉(ATR)时产生的蓝氢。甲烷在ATR中会生成二氧化碳和氢气，其中的二氧化碳被捕获并储存起来，氢气被送到裂解炉以提供工艺热量。裂解炉排出的尾气也可以回收到ATR中。利用氢气和二氧化碳循环来满足热电联产设施的需求，减少可再生能源发电的不稳定性非常重要。

陶氏化学与生态催化技术公司和西南研究院就“氢气燃烧与节能乙烯生产的集成”进行合作。生态催化技术公司方面表示，该公司集成流化床氢气燃烧技术可以取代传统的蒸汽裂解技术。

该技术将使用氧转移剂在碳氢化合物原料和产品存在的情况下，通过氢气的选择性燃烧，将乙烷转化为乙烯。这将显著减少能源消耗和二氧化碳排放，二氧化碳排放将减少约75%~80%。生态催化技术公司的目标是将该技术扩大到100万吨/年的乙烯产能。

原油直接制化学品（烯烃）

原油制化学品 (Crude Oil to Chemicals，简称COTC) 技术正成为炼油商的下一个发展方向。COTC技术可分为原油最大化制化学品和原油直接制化学品两类。

埃克森美孚位于新加坡裕廊岛的100万吨/年乙烯装置是全球首个COTC项目。

埃克森美孚新加坡原油直接制烯烃流程示意图

其创新点在于，完全绕过常规炼油过程，将原油直接供给蒸汽裂解炉，并在裂解炉对流段和辐射段之间加入一个闪蒸罐。埃克森美孚新加坡工厂的原油加工能力接近3000万吨/年，基本石化原料生产能力超过800万吨/年，收率约为24%。

沙特阿美TC2CTM

COTC代表炼油业的最终发展方向，沙特阿美在沙特阿拉伯延布（Yanbu）、印度信实在印度贾姆纳格尔（Jamnagar）也正在开展COTC项目前期工作。

沙特阿美计划投资200亿美元在沙特阿拉伯延布建设COTC项目，加工阿拉伯轻质原油的能力为2000万吨/年，产品包括乙二醇、聚乙烯、聚丙烯、苯和混合二甲苯等，年产约900万吨的基本石化原料和III类润滑油基础油，收率约为45%。沙特阿美于2014年4月开始可行性研究，计划2025年建成投产。延布COTC项目的工艺配置尚未最终确定。

印度信实工业MCC技术

印度信实计划投资约100亿美元在印度贾姆纳格尔基地建设COTC项目。主要产品包括：850万吨/年乙烯和丙烯，350万吨/年BTX（苯、甲苯、混合二甲苯），400万吨/年PX。

原油最大化制化学品

原油最大化制化学品路线通过增加额外的工艺装置，比如加氢裂化，将原油炼制过程中的蜡油、渣油等重质产物转化为轻质产物，同时提高氢碳比。利用现有成熟技术，通过重新配置，使得基本石化原料收率大幅提高到40%~50%。

我国民营企业已经正在利用国内外先进炼化工艺技术建设这类炼油厂，包括恒力石化大连长兴岛项目、浙江石化舟山项目、东方盛虹连云港项目等。

恒力石化项目

原油加工能力为2000万吨/年，主要加工来自沙特阿拉伯的中、重质原油或类似品质的原油，炼厂旨在生产石脑油，芳烃联合装置旨在最大化生产PX。

恒力石化原油最大化制化学品流程示意图

浙江石化项目

项目基本石化原料收率约为45％。二期项目预计2022年建成投产。

沙特阿美TC2CTM路线

沙特阿美公司正致力于研发多种COTC的技术路线，包括热原油制化学品（TC2CTM）技术和催化原油制化学品（CC2CTM）技术，不同技术将使用不同种类原油。沙特阿美位于达兰的研发中心还在研究其他未曾公开的高风险、高回报的COTC技术。

沙特阿美TC2CTM专利技术使用一体化的加氢处理、蒸汽裂解和焦化工艺直接加工原油，生产烯烃和芳烃石化产品以及石油焦，详见图３。

沙特阿美热原油制化学品TC2C流程示意图

据报道，该技术可以将基本石化原料收率提高到70%~80%。2018 年1 月，沙特阿美与麦克德莫特（McDermott）、雪佛龙鲁姆斯全球公司（CLG）签署了一项联合开发协议，结合McDermott的乙烯技术、CLG的加氢处理技术与沙特阿美专有的TC2CTM技术，为联合开发提供平台。

2018年6月，沙特阿美技术公司与美国Siluria Technologies公司签署了一项技术许可协议，以实现Siluria甲烷氧化偶联制乙烯技术与沙特阿美TC2CTM有机结合，进一步提高乙烯收率。另据报道，2019年Mc Dermott收购了Siluria持有的甲烷氧化偶联制乙烯技术。

2019年1月，沙特阿美技术公司已与德希尼布福默诗（Technip FMC）和法国阿克森斯（Axens）结成技术联盟，以加速CC2CTM技术的开发和商业化。该协议计划2021年完成CC2CTM技术的商业化准备。

CC2CTM技术是在经过验证的高苛刻度流化催化裂化（ HS-FCCTM）技术基础上的创新。HS-FCCTM由沙特阿美与法赫德国王石油矿产大学和日本JXTG能源集团合作开发。沙特阿美、Axens和Technip FMC公司都是 HS-FCCTM技术联盟的成员，Axens和Technip FMC公司还是 HS-FCCTM技术的专属授权商。

沙特阿美催化原油制化学品CC2C流程示意图

印度信实工业MCC技术

印度信实工业公司使用多区催化裂化（MCC）工艺直接裂解原油，无需使用常减压装置，还可以与凝析油、页岩油和致密油等的裂解组合使用。该公司已经评估了全世界约120种原油，并认为它们适合使用MCC工艺。这些原油中污染物的含量（例如钒）在该工艺所允许的范围内。

中石化石科院技术

石科院的原油裂解制烯烃技术是围绕催化裂解进行，主要有两条路线：路线一是原油切割为轻、重馏分后，分别进行催化裂解生产低碳烯烃，采用一套催化裂解装置的双提升管反应器来实施，两个提升管分别进轻、重馏分油，分别给予最适宜的操作参数最大化生产低碳烯烃。该路线已完成小试试验，今年4月下旬进行中试试验，计划2021年在扬州进行工业试验。

工艺难点是原油中的石脑油、柴油馏分与重油馏分相比尽管氢含量高，但因为分子小更难裂解，需要专用的催化剂和更苛刻的操作参数。以江苏油田原油为例，小试结果显示，乙烯+丙烯产率达到33%。如果考虑回炼C4烯烃和轻汽油，双烯产率会高于这个数据。

这个数据和埃克森美孚在新加坡的原油直接蒸汽裂解的数据（乙烯+丙烯产率为35%）相当。对原油的适应性是要求石蜡基原油，如果是中间基或环烷基，则切割后的重馏分要先加氢，或者说要有匹配的加氢装置。

另一条路线是将原油进行烃组分分离，芳烃加氢后和非芳烃一起进行催化裂解。这条路线还在实验探索中，难点是如何进行原油的烃组分分离。

COTC技术将引领石化行业进入前所未有的时代，全球石化行业竞争格局将发生重大转变。

本文来源于综合信息。