α- 烯烃五种生产路线，蜡裂解法、混合 C4 分离法、乙烯齐聚法等

中国化工信息周刊 2023-05-28

α- 烯烃指在分子链端部具有双键的单烯烃，一般指 C4 及 C4 以上的高碳烯烃。标况或常温下，C2～C4 烯烃为气体；C5～C18 为易挥发液体；C19以上为蜡状固体。在正构烯烃中，随着相对分子质量的增加，沸点升高。

α- 烯烃按其碳链长度有不同的应用，有广泛用途的是碳数范围为 C6～C18（或 C20）的直链 α- 烯烃。其中，应用最为广泛的品种是 C4、C6和 C8 等组分。如，1- 丁烯、1- 己烯和1- 辛烯可用来生产高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE）共聚单体，用以提高其抗撕裂和拉伸强度，占 α- 烯烃总消费量的 50%以上。

主要生产技术

石油馏分和催化裂化产物中，虽然都含有 α- 烯烃。但异构体多、组成复杂，不易分离。经过多年的发展，蜡裂解法、混合 C4 分离法、乙烯齐聚法和植物油法成为世界上生产 α- 烯烃的主要工艺，其中乙烯齐聚法应用最为广泛。

1蜡裂解法

石蜡裂解法分为热裂解法和催化裂解法。主要以馏程为 350 ℃～480 ℃的精制蜡作为原料，裂解生成的直链 α- 烯烃，生成物中 α- 烯烃质量分数在5%～30%，绝大多数为直链 α- 烯烃。

2混合 C4 分离法

该方法来自热裂解装置或者催化裂化装置。工艺流程为利用萃取法脱除丁二烯，化学法脱除异丁烯后，用精密精馏或催化萃取生产高纯 1- 丁烯；当采用催化裂化的 C4 馏分作原料时，先脱除丁二烯后，经脱硫、脱水、加氢脱除二烯烃和炔后，再经二聚脱除残余的异丁烯，最终精馏制得高纯 1- 丁烯。

3乙烯齐聚法

乙烯齐聚是以乙烯为原料，在催化剂作用下，经齐聚反应制备 α- 烯烃的工艺。通过使用乙烯齐聚法可生产 C4～C40 的偶数碳线性 α- 烯烃。其主要工艺主要有 Gulf法、Ethyl 法、SHOP 法和 Linde 法等。

4植物油法

主要工艺为植物油加氢制得脂肪醇，经脱水生成 α- 烯烃，该技术早在二战之前就已实现工业化，其产品的碳数取决于原料的碳数，而天然植物油绝大多数为 C12～C18 范围的脂肪酸甘油三酯，因此，得到的 α- 烯烃碳数一般为 C12～C18。

5费托合成法

费托合成法又叫萃取分离法，该技术是从煤制油的费托合成过程中的富含 α- 烯烃物流中经过预分离、含氧有机物脱除、超精馏萃取蒸馏、干燥和精炼等步骤分离出优质的 α- 烯烃。煤炭间接液化产生的轻质烃类含有超过 60%的 α- 烯烃，且不含硫、氮、芳烃等杂质，因此，煤制油是生产 α- 烯烃的一种重要的高端有机原料。利用煤制油生产 α- 烯烃有利于煤制油企业多元化、精细化发展。我国煤制油项目较多，该工艺可成为煤制油企业生产 α- 烯烃的首选方案。

传统发展是将费托产品的烯烃进行加氢处理，生产以常规稳定轻烃和液体石蜡为主要产品，但这种发展模式将与石化发展路线和地炼企业进行直接竞争，尤其是 2020 年初由于疫情及国际油价的断崖式下降，造成了煤制油企业的严重亏损。因此，为发挥煤制油的独特优势，应根据费托合成的产品无芳烃、无硫氮、α- 烯烃丰富的优势进行多元化发展，丰富工艺产品路线。

α-烯烃分离方法

煤基合成油粗产品组分复杂，含有正构烷烃、醇等多种有机化合物。如若分离 α- 烯烃还必须脱除含氧有机物等杂质，并进行精馏得到单组分烯烃。目前，α- 烯烃的分离主要有低温分离法、提馏法、吸附法、吸收法、萃取精馏、膜分离法和分子蒸馏法等，但多数技术都处于研究阶段。

李永旺等发明一种从费托轻油中提纯 1- 辛烯的方法，该方法以费托轻油为原料，经二次馏分切割 C8 馏分段，然后通过用乙醇和水作共沸剂脱除C8 馏分中的有机含氧化合物；再通过萃取精馏分离出 C8 的烷烃，最后将 C8 烯烃通过精馏进一步提纯，得到符合聚合级的 1- 辛烯产品。

国外，南非 Sasol 公司将费托轻质油先用碳酸钾洗去酸组分，再经精馏切割得到 C8 馏分，得到的馏分原料在溶剂 N- 甲基吡咯烷酮（NMP）的作用下经萃取精馏除去有机含氧化合物杂质，得到只含烷烃和烯烃的物流，这个技术已经在 Sasol 得到工业化应用。另外，Sasol 还提出了一种一次性脱除酸和含氧化合物的方法，将费托合成粗油经窄馏分切割后得到 C8 馏分，该馏分在乙醇和水的作用下共沸精馏，同时除去其中的酸和含氧物，得到只含烷和烯的烃类物料。目前，Sasol 已建成一套从 F- T 合成产品中分离 1- 戊烯、1- 己烯的生产装置并成功投产。

因此，目前费托产品的 α- 烯烃分离方法已成为研究的热点，随着分离技术的日益进步，分离技术也将更加成熟，分离成本将进一步降低，产品纯度也将进一步提高。

结论

费托合成产物中 α- 烯烃含量高、碳数分布较窄的特点有利于以加工提纯 α- 烯烃的精细化工品为主，油品为辅的企业发展路线。因此，费托合成的中间产物，可采用精馏分离技术生产高附加值的α- 烯烃，弥补以石油为原料裂解产物做高端精细化工原料的不足。

文章内容来源聚烯烃人、中国化工信息周刊等公开信息，责任编辑：胡静，审核人：李峥