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淺析我國高碳α-烯烴行業技術發展現狀

查榮榮 2019-11-14 2444 0

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近年來,隨著我國石油化工、精細化工的快速發展,高碳α-烯烴市場需求日益增多,市場關注度逐漸提升。本文結合高碳α-烯烴的優勢,重點分析了我國高碳α-烯烴產業技術發展現狀。

摘要:近年來,隨著我國石油化工、精細化工的快速發展,高碳α-烯烴市場需求日益增多,市場關注度逐漸提升。本文結合高碳α-烯烴的優勢,重點分析了我國高碳α-烯烴產業技術發展現狀。

高碳α-烯烴的可用于橡膠保護,尤其是防止臭氧對橡膠的影響,針對包括天然橡膠、苯乙烯聚丁橡膠等在內的不同橡膠,線性α-烯烴(LAO)可以滲透到橡膠表面,避免橡膠被臭氧氧化。與傳統石蠟相比,LAO更加綠色健康無害。此外,基于高碳α-烯烴制取的添加劑,具有減少危害、提高產品性能、易于運輸、儲藏等優勢。

我國線性α-烯烴主要生產工藝有蠟裂解法和乙烯齊聚法,其中后者更具發展前景

高碳α-烯烴產品附加值高、應用范圍廣,因此高碳α-烯烴的技術開發具有重要的意義。目前來看,我國線性α-烯烴生產工藝主要有蠟裂解工藝和乙烯齊聚工藝,兩種工藝兼具優缺點,工藝特點對比請見表1。

石蠟裂解法指在相對緩和的溫度下(400-600℃),以高純度蠟為原料,經過溶劑脫蠟制得精致石蠟,再經過汽化過程、裂解、急冷、降溫換熱塔分離、脫丁烷塔等流程,制取直鏈α-烯烴。在反應過程中,可以看作是自由基反應,合成的α-烯烴中單數碳原子的碳氫鍵與雙數碳原子的碳氫鍵的含量基本相同,容易產生芳香烴、環烷烴等雜質,并且原料蠟的質量不同導致裂解產生的α-烯烴含量也不同。總體來看,蠟裂解工藝的反應較為復雜,并且存在雜質,導致產品收率不高。

乙烯齊聚工藝指以三乙基鋁為催化劑,乙烯通過壓縮及預熱,經鏈增長反應、鏈置換反應及α-烯烴產品分離等流程,分離出的乙烯循環使用,最終得到高碳α-烯烴產品。該方法便于控制產物分布,直鏈產物多、分離費用低、可生產高附加值高碳α-烯烴。

表1 石蠟裂解工藝及乙烯齊聚工藝特點對比

(資料來源:中國知網、五度易鏈行業研究中心整理)

整體來看,蠟裂解工藝和乙烯齊聚工藝各有優勢,在實際生產中均有應用,生產企業對應情況請見表2。全球范圍來看,最早應用蠟裂解工藝實現工業化的企業是Chevron,目前,國外生產企業基本已經淘汰該工藝。在我國,石蠟資源豐富,為工業上采用蠟裂解生產技術奠定了基礎。基于該技術不斷改進,可以滿足部分下游產品的需求。我國采用蠟裂解工藝生產線性α-烯烴的企業有中國石油撫順石油化工公司石化一廠、二廠、蘭州石化煉化總廠、燕山石化化工三廠等。

然而,乙烯齊聚工藝核心技術主要掌握在Cheveron、DuPont、Linde、Ineos、Exxon、Shell、IFP和UOP等大公司手中。在我國,采用該工藝生產高碳α-烯烴的企業有燕山石化、石家莊煉廠、大慶石化等。

表2 蠟裂解工藝和乙烯齊聚工藝實際應用情況

(資料來源:中國知網、五度易鏈行業研究中心整理)

催化劑價格昂貴、副產物易堵塞管道、提高其選擇性是乙烯齊聚工藝實現工業化的難點

鑒于我國豐富的石蠟資源,蠟裂解工藝仍存在一定的發展空間。但是,隨著高附加值高端化學品市場需求的增大,乙烯齊聚法的進一步工業化將成為我國高碳α–烯烴的合成技術發展趨勢。目前來看,催化劑價格昂貴、副產物易堵塞管道、提高其選擇性是乙烯齊聚工藝實現工業化的難點。

近年來,我國越來越多的學者加強對乙烯齊聚工藝的研究,并取得了一定的進展。國內中國石油石化公司煉油廠和中國石化上海石油化工研究院共同開發了T-99 2-丁烯齊聚催化劑和T-49丙烯齊聚固體磷酸催化劑。相關研究表明,采用兩相體系取代均相催化體系的探索,可以實現催化劑和產物的分離。由于多相催化體系具有易分離、環境友好等優點,眾多學者嘗試多相鎳催化劑、固體酸、分子篩等在乙烯齊聚工藝方面的應用,但是由于催化劑選擇性與活性的缺陷,該領域仍舊處于探索階段。

為加強我國該領域的市場競爭力,未來高碳α-烯烴仍將圍繞工藝技術及應用兩大方向進行突破

乙烯齊聚技術是生產高碳α-烯烴的重要工藝,在石油生產中發揮重要作用。通過齊聚反應,可以將價格低廉的低碳烯烴(C2-C4)轉化為具有高附加值的C4-C24的高碳α-烯烴。乙烯齊聚旨在制取具有偶數碳數的線性α-烯烴(LAO),LAO經羰基合成還可以制取酸、醛、酯等含氧化合物,為精細化工及石油化工產品提供了廣闊的途徑。為加強我國該領域的市場競爭力,未來,高碳α-烯烴仍將圍繞工藝技術及應用兩大方向進行突破:一是積極探索和開發新型催化劑及較低壓力下實現乙烯齊聚的工藝路線;二是通過引進國外先進技術的同時,瞄準行業發展前沿,通過搭建應用橋梁,突破瓶頸,實現拓展市場空間。

結語

高碳α-烯烴產品附加值高、應用范圍廣,因此高碳α-烯烴的技術開發具有重要的意義。目前來看,我國線性α-烯烴生產工藝主要有蠟裂解工藝和乙烯齊聚工藝,兩種方法兼具優勢。鑒于我國豐富的石蠟資源,蠟裂解工藝仍存在一定的發展空間。但是,隨著高附加值高端化學品市場需求的增大,乙烯齊聚法的進一步工業化將成為我國高碳α–烯烴的合成技術發展趨勢。但是,催化劑價格昂貴、副產物易堵塞管道、提高其選擇性是乙烯齊聚工藝實現工業化的難點。為加強我國該領域的市場競爭力,未來,高碳α-烯烴仍將圍繞工藝技術及應用兩大方向進行突破。

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