年产8万吨丙烯的生产工艺(精馏工段)本科毕业论文.doc

长江大学工程技术学院
毕业设计(论文)

题 目 名 称
年产8万吨丙烯的生产工艺设计（精馏工段）
题 目 类 型
毕业设计
系 部
化学工程系
专 业 班 级
化工60
学 生 姓 名

指 导 教 师

辅 导 教 师

时 间
2011.11.20至2012.06.20

目 录

毕业论文(设计)任务书 Ⅰ
开题报告 Ⅱ
指导教师审查意见 Ⅲ
评阅教师评语 Ⅳ
答辩会议记录 Ⅴ
中文摘要 Ⅵ
英文摘要 Ⅶ
1 前言 1
2 选题背景 2
2.1 课题的来源、目的和意义 2
2.2 国内外现状、发展趋势及存在的主要问题 2
2.3 研究的指导思想与技术路线 5
3 方案论证 7
3.1 低压热泵工艺流程 7
3.2 高压丙烯精馏流程 7
4 过程论述 9
4.1 基本原理 9
4.2 丙烯的性质 9
4.3 工艺流程 11
4.4 精馏工段工艺计算 11
5 结果分析 44
6 结论或总结 45
参考文献 45
致 谢 47

长江大学工程技术学院毕业设计 (论文)任务书
系 化学工程系 专业 化学工程与工艺 班级
学生姓名 指导教师/职称 /
1. 毕业论文(设计)题目：
年产8万吨丙烯的生产工艺设计（精馏工段）
2. 毕业论文(设计)起止时间：20 年11月20日～20 年 6月20 日
3. 毕业论文(设计)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）
主要书目：
1. 石油化学工业丛书·烯烃工学；2. 石油炼制工程；3. 有机化工工艺学等。
主要期刊：
1. 石油炼制技术；2. 石油炼制工程等。
原始数据：
原材料、中间产品、成品物性数据及企业生产的相关数据。
4．毕业论文(设计)应完成的主要内容
（1）了解石油催化裂化进展和技术装备的最新动态
（2）掌握气体分馏技术的共同特点和流程
（3）设计出合理的精馏工艺流程
（4）作出全面的物料平衡和热量平衡
（5）完成丙烯精馏塔和再沸器的工艺结构计算
（6）绘制四张工程图纸（带控制点的工艺流程图、设备平面布置图、精馏塔和再沸器工艺结构装配图）
（7）对本设计的评述和体会
（8）外文翻译一篇
5．毕业论文(设计)的目标及具体要求
（1）11.20~3.26 收集资料，完成开题报告并提交指导老师审阅。力求讲清与本设计有关的最新成果与技术动态，确定本设计的工艺方案，原材料规格与消耗，主要生产技术指标等。
（2）3.27~3.28 开题报告答辩、整改及争议答辩。
（3）3.29~4.30 开展设计并完成设计一稿，包括设计报告的封面、目录、中英文摘要、报告主体、参考文献、外文中译等文字文件，并提交指导（辅导）老师预阅和修改。
（4）5.01~5.31 完成工程图设计与工程图绘制电子版等图纸文件，并提交指导（辅导）老师预阅和修改。
（5）6.01~6.10 提交设计二稿由指导教师对设计、译文进行二次修改得第三稿，将三稿的全套资料（文字文件与图纸文件）整理打印装订成册后装袋，并提交评阅老师评阅。
（6）6.11～6.16 制作幻灯片，准备毕业答辩。
（7）6.17～6.18 毕业答辩，成绩评定。

6、完成毕业论文(设计)所需的条件及上机时数要求
需收集有关物性计算参数和企业生产数据，同时需安装并学会使用绘图软件AutoCAD、CAXA和绘图仪，上机时数约200小时。

任务书批准日期 年 月 日 系主任(责任教授)(签字)
任务书下达日期 年 月 日 指导教师(签字)
完成任务日期 年 月 日 学生（签名）

-Ⅰ-

长江大学工程技术学院
毕业设计（论文）开题报告

题 目 名 称

题 目 类 型

系 部

专 业 班 级

学 生 姓 名

指 导 教 师

辅 导 教 师

开题报告时间
2011.03.19

开题报告
年产8万吨丙烯的生产工艺设计
（精馏工段）
学 生：XXX，化学工程系
指导老师：XXX，化学工程系
一、题目来源及类型
来源：生产／社会实际
类型：毕业设计
二、研究目的和意义
丙烯是最早采用的石油化工原料，也是生产石油化工产品的重要烯烃之一。各种分析表明，丙烯的需求增长速度已超过乙烯，而且这种趋势还将延续。全球丙烯的消费量将由1997年的48000 kt增加到2000年的52000 kt及2010年的75000 kt。其中，亚洲的增长速度最快，1991年到2000年亚太地区丙烯衍生产品的需求以年均9.0%的速度增长，而全球年均需求增长率为5.5%。
丙烯是仅次于乙烯的重要基本有机原料之一，主要用于生产聚丙烯、丙烯睛、环氧丙烷等化工产品。美国将生产量的二分之一用于制造化工产品，余下的大部分则与异丁烷反应制造汽油中所需要的烷化物。近年来全球丙烯需求年增长率达6.3%，其需求速率远远超过乙烯。丙烯供应量快速增长的主要原因是衍生物聚丙烯的需求高速增长所致。聚丙烯需求年平均增长率为9%，大大高于其他的丙烯衍生物[4]。目前市场上丙烯需求量较大有聚丙烯、丙烯酸、丙烯腈、羰基合成、异丙苯、环氧丙烷、丙酮等。
所以在目前研究来说，丙烯生产工艺的研究非常的必要。对于我国乃至全球的经济都有一定的帮助。
三、阅读的主要参考资料及资料名称
[1]邓修,吴俊生主编.化工分离工程[M].北京:科学出版社,2000
[2]王志魁编.化工原理[M].第三版.北京:化学工业出版社,2004.10
[3]时钧,汪家鼎,余国,陈敏恒主编.化学工程手册.96版[M].北京:化学工业出版社,1996
[4]陈滨主编.乙烯工学[M].北京:化学工业出版社,1999.1
[5]陈英南,刘玉兰主编.常用化工单元设备的设计[M].上海:华东理工大学出版社,2005.4
[6]国家医药管理局上海医药设计院编.化学工艺设计手册第二版下册[M].北京:化学
工业出版社1997
[7]孙可华.国内外丙烯生产及供需分析[J].国内外石油化工快报,2003,33(6):1～3
[8]候芙生.炼油工程师[M].北京:石油工业出版社,1995:151～152
[9]潘罗其等.ARGG装置增产丙烯技术的工业应用[J].石油炼制与化工,2006,37(1) :27～30
[10]王孟,刘伯华.丙烷、异丁烷脱氢诸工艺比较[J].石油化工动态,1993, 20(6) :39～41
[11]林世雄主编.石油炼制工程.第二版.上册[M].北京:石油工业出版社.1988:55~56
[12]石油化学工业部石油化工规划设计院编,塔的工艺计算[M].北京:石油化学工业出版社,1977
[13]盛若瑜.丙烯-丙烷分离计算新方法[J].炼油设计,1993,23(3):63~65
[14]李茂军.应用PRO/Ⅱ软件提高丙烯精馏塔丙烯收率[J].炼油设计,1996,26(1):61~62
[15]李茂军.丙烯精馏塔中丙烯收率及塔板效率的研究.第八届SimSci中国用户年会
会议论文,1996,35~42
[16]何良知等.用两种软件对比计算提高流程模拟质量.第八届SimSci中国用户年会
会议论文,1996,67~75
[17]杨青云等.气体分馏装置丙烯精馏塔三种软件包的计算对比[J].炼油设计,2000,30(8):35~38
[18]路德维希EE编著.化工装置的工艺设计(第二版)[M].北京:化学工业出版社,1983,26~27
[19]北京化工研究院“板式塔”专题组.浮阀塔[M].北京:燃料化学工业出版社,1975，46～48
[20]袁一主编.化学工程师手册[M].北京:机械工业出版社,2000
四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向
（一）国内外现状和发展趋势
国际国内近十几年来对丙烯有着迅猛的需求增长。这种趋势打破了原有的以聚乙烯为主要石化战略产品的格局，形成比翼齐飞之势。全球丙烯产量1994年为3710万吨，2004年为6489万吨，年平均增长率为4.9%。我国“九五”以来，丙烯的年平均增长率高达16.18%，远远高于全球石化产品年增长率3.8%的行业均值。我国的丙烯生产企业有60多家，年产量在10万吨以上的约20家。其中，大部分为炼油厂丙烯生产企业，乙烯蒸汽裂解生产丙烯的厂家相对较少，以炼化一体化为主的生产企业丙烯产量约占全国丙烯总产量的70%。这其中，催化裂化装置贡献最大。催化裂化装置液化石油气产品收率约10%～15%，丙烯约占液化石油气的20%～30%(Wt%)。在催化裂化工艺基础上，我国相继开发成功了多产低分子烯烃(以丙烯为主)的催化裂解(Deep Catalytic Cracking，简称DCC)及最大量生产液化石油气和汽油的MGG/ARGG工艺，并且实现了工业化生产。
目前生产丙烯主要工艺如下：
①石脑油蒸汽裂解法；②炼厂二次加工重(渣)油的催化裂化法；③丙烷脱氢法；④以甲醇为原料的缩合法(MTO法)等。
生产丙烯的新工艺——Propylur
由德国Lurgi和Sud-Chemie共同开发的新法制取丙烯工艺Propylur法可使用多
种原料如轻石脑油、催化裂化汽油、裂解装置/催化裂化的选择加氢的C4/C5馏分。C4+烯烃通过反应制得丙烯、乙烯和部分丁烯。
原料中的不可转化烷烃、芳烃和环烷烃不发生反应，而可转化的烯烃约有85%发生反应，产物组成为30%丁烯、10%乙烯、约40%～45%为丙烯反应催化剂为Sud-Chemie特制的沸石型催化剂，此种催化剂还可用于甲醇制丙烯和乙烯工艺。
此工艺在反应进料中混入大量蒸汽，其作用包括：使反应物料分压较低；生焦量小，无需连续再生；抑制胶质形成；潜热正是吸热反应所需，可传输至反应区。
增产丙烯的工艺方法：
①改进催化剂法。改进催化剂，以增产丙烯是近年来催化裂化增产丙烯的热门方法之一。国内相关研究单位推出了多种系列的增产丙烯催化剂。较高收率及较高选择性的催化剂一般能使丙烯增产1%～2%(Wt%)。
②回炼轻汽油法。由于催化裂化(FCC)汽油中的烯烃主要集中在C5～C8。组分之中，清洁燃料中汽油的烯烃含量被要求在30%(V%)以下，利用催化裂化吸互收稳定塔抽出富含烯烃的C5～C7，组分返回催化裂化提升管底部回炼，使得汽油中的烯烃进一步转化，达到有效地降低DCC汽油烯烃含量并增产丙烯的目的。当汽油回炼量占4%～7%时，丙烯质量产率增加1个百分点左右。但是这一回炼方式某种程度上牺牲了部分高辛烷值汽油组分，且回炼使得装置总体加工处理能力有所下降。
（二）研究的主攻方向
目前制造丙烯的工艺已经卓有成效，现在以及未来的研究方向主要是催化剂的更新。同时随着石油市场的恶性演变，丙烯的生产工艺将偏向于以天然气和丙烷为原料，以满足丙烯的市场需求。
丙烯的精馏是研究和设计的重点。精馏过程的能耗不可忽视，如何做好其能量的综合利用与有效分配是此设计过程应考虑的重点。塔的能量转化，物料衡算，塔板效率，回流比，塔的反应温度，及其附属的换热设备都是研究的对象。
五、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路
本设计主要是丙烯精馏段的工艺设计。其关键是丙烯精馏塔及附属设备的设计，以及丙烯精馏段的工艺流程的优化。
需重点研究的关键问题是通过丙烯精馏段的物料衡算和能量衡算，优化工艺流程，确定丙烯精馏段流程中设备的工艺结构和尺寸，基本思路如下：
（一）丙烯精馏段流程的确定
原油经过一次加工，即常压蒸馏和减压蒸馏，使石油得到初步的分离。将原油切割成几个馏分。常压蒸馏得到气体，石脑油，煤油，轻柴油，重柴油及常压重油。常压重油则经过减压蒸馏，得到减一线馏分油，减二线馏分油，减三线馏分油，减四线馏分油及减压渣油。为了满足生产的需要，又对各个馏分油进行二次加工。主要方法有催化重整，催化裂化，催化加氢裂化，烃类热裂解。其中通过对相应馏分进行烃类热裂解或者催化裂化都可以得到丙烯产物。
能制取烯烃的原料有天然气，炼厂气，轻油（汽油和煤油），柴油，及重油，经高温作用发生裂解得到裂解气。裂解炉出口的高温裂解气经换热器冷却，再经急冷器进一步冷却后，温度可以降到200～300℃之间。将急冷的裂解气进一步冷却到常温，并在冷却过程中分馏出裂解气中的重组分（如：燃料油，裂解汽油，水分），这个环节称为裂解气的预分馏。
同时，在裂解气中含有H2S，CO2，H2O，C2H2，CO等气体杂质，来源主要有三个方面：一是原料中带来；二是裂解反应过程生成；三是裂解气处理过程引入。这些杂质的含量虽然不大，但是对深冷分离过程是有害的。而且这些杂质不除去，进入乙烯，丙烯产品，使产品达不到规定的标准。为了达到产品所要求的规格，必须脱除这些杂质，对裂解气进行净化。主要包括酸性气体的脱除（一般采用碱洗或者乙醇胺法），脱水（吸附干燥），炔烃脱除（催化加氢溶剂吸收）。
经过预分馏、净化后所得裂解气，因其中除含有丙烯外，还含有一定数量的其它组分，需再经压缩制冷液化后，进入精馏分离系统。主要流程如上图所示：
一般丙烯精馏塔的进料为丙烯和丙烷的混合物，含有少量的丙炔（甲基乙炔，丙二烯）。由于丙烯对丙烷相对挥发度甚低，因而塔板数较多，回流量大。早期为降低回流比，相应采取较低操作压力，为节省能耗，不少采用热泵流程。近期，由广泛采用急冷水加热丙烯精馏塔再沸器，即节省能耗，又简化工艺流程，应节省投资。在馏分油裂解装置中，用急冷水加热的高压丙烯精馏工艺流程已完全取代了低压热泵丙烯精馏工艺流程。高压丙烯精馏工艺流程如图1所示：其中
1-丙烯精馏塔，
2-塔顶冷凝器，
3-回流罐，
4-回流泵，
5-急冷水加热再沸器 图1 丙烯精馏段流程图
（二）工作任务
1）了解石油催化裂化进展和技术装备的最新动态；
2）掌握气体分馏技术的共同特点和流程；
3）设计合理的精馏工艺流程；
4）做出全面的物料衡算和热量衡算；
5）完成丙烯精馏塔和再沸器的工艺结构计算；
6）绘制四张工程图纸（带控制点工艺流程图、设备平面布置图、精馏塔和再沸器工艺结构装配图）；
7） 对本设计的评述和体会；
8） 外文翻译。
六、完成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件
绘图软件AUTOCAD CAXA和绘图仪
七、工作的主要阶段、进度与时间安排
11月20日—1月08日，查寻资料并完成开题报告及开题报告答辩；
3月15日—4月30日，开展设计并完成设计初稿，交指导老师审阅；
5月01日—5月31日，完成工程图绘制电子版，交指导老师审阅；
6月01日—6月15日，毕业设计论文装订成册，提交评阅老师评阅；
6月17日—6月18日，完成毕业设计论文答辩；
6月19日—6月20日，毕业设计论文资料归档，完成整个毕业设计。
八、指导教师审查意见

指导教师（签字）：
年 月 日

-Ⅱ-

长江大学工程技术学院毕业设计 (论文)指导教师评审意见
学生姓名

专业班级

毕业论文
(设计)题目

指导教师

职 称

评审日期

评审参考内容：毕业论文(设计)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业论文(设计)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。
评审意见：

指导教师签名： 评定成绩（百分制）：_______分

-Ⅲ-
长江大学工程技术学院毕业设计 (论文)评阅教师评语
学生姓名

专业班级

毕业论文
(设计)题目

评阅教师

职 称

评阅日期

评阅参考内容：毕业论文(设计)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业论文(设计)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。
评语：

评阅教师签名： 评定成绩（百分制）：_______分

-Ⅳ-
中文摘要
长江大学工程技术学院毕业设计(论文)答辩记录及成绩评定
学生姓名

专业班级

毕业论文
(设计)题目

答辩时间
2012 年 6 月 日 ～ 时
答辩地点

一、答辩小组组成
答辩小组组长：
成 员：

二、答辩记录摘要
答辩小组提问（分条摘要列举）
学生回答情况评判

三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_______分

毕业论文(设计)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业论文(设计)评分的相关规定)
等级(五级制)：_______

答辩小组组长(签名) ： 秘书(签名)： 年 月 日
系答辩委员会主任(签名)： 系 (盖章)

-VII-
年产8万吨丙烯的生产工艺设计
（精馏工段）
学 生：XXX 化学工程系
指导老师：XXX 化学工程系
[摘要] 丙烯是重要的有机化工原料。随着聚丙烯等丙烯衍生物需求的迅速增长，社会对丙烯的需求逐年增加。在丙烯需求增长的同时，生产丙烯的技术也向多样化方向发展。目前世界上有66%的丙烯来自烃类蒸汽裂解制乙烯装置，32%来自炼油厂流化催化裂化(FCC)装置，少量由丙烷脱氢和其他的烯烃转化和裂化反应得到[2]。
文章采用连续生产，研究的只是生产工艺中的精馏工段，丙烯精馏塔的进料为丙烯和丙烷的混合物，含有少量的丙炔(甲基乙炔，丙二烯)，经预热器加热到指定的温度后，送入塔的进料板上与自塔上部下降的回流液体汇合后，逐板下降，最后流入塔的再沸器中。在每层塔板上，回流液体与上升蒸气互相接触，进行传质、传热。操作时，从塔底再沸器取出部分液体作为塔釜残液排出，部分液体气化，产生的蒸气依次上升通过各层塔板。塔顶蒸气进入冷凝器中被冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品输出。
本设计首先对塔进行了物料衡算和能量衡算，确定塔的基本参数，其次对再沸器和冷凝器也做了相关的设计，以达到对丙烯精馏工段的工艺设计。
[关键词] 丙烯；精馏；精馏工段；设计
英文摘要
Technologic Design of Annual Production of
80,000 Tons Propylene
（Rectification Section）
Student： Department of Chemical Engineering
supervison： Department of Chemical Engineering
[Abstract] The propylene is one of the important organic industrial chemicals. With the rapid growths of demand of propylene derivative such as polypropylene, the demand of propylene to the society has been increasing year by year. The demand of propylene grows rapidly, meanwhile the technology of propylene also develops to diversity. At present, 66% propylene in the world has come from the installment in which ethylene is produced by the decomposition of hydrocarbon steam. And 32% propylene in the world has come from fluidization catalytic cracking (FCC) unit of the refinery．The minority is obtained by the dehydrogenation of propane, other transformation of alkene and the cracking reaction.
In this paper, continuous production method is taken. But the object of study is the process of rectifying section．The feed of propylene rectification tower is the mixture of propylene and propane， which contains a small amount of propyne (methyl acetylene and propadiene). When it is heated to a specific temperature through a preheater, it is fed into the tower and the tower-board decline in the upper concourse of the liquid return after plate dropped by the end of the inflow tower in the reboiler, traying in each floor， backing up steam and liquid contacted with each other, and transfering mass and heat．When operated, part of liquid from the reboiler at the bottom of tuwer was removed as residual liquid, and some liquid gasification, followed by the steam rising through layers tray. The vapor at top of tower was consadensated after entering the condenser, and some condensate liquid pump used as a return to the top liquid, the rest of the cooler was sent as the top product output.
First of all, the material balance and energy balance, to make sure the fundamental parameters of the rectification tower. Then some related design related to the reboiler and condenser was done so as to design the propylene rectifying process.
[Keywords] propylene；rectification；rectification section；design

-Ⅶ-
前 言
年产8万吨丙烯的生产工艺设计
（精馏工段）
1 前言
随着社会的发展，人们物质条件的提高 对有机产品的需求量也越来越大。丙烯作为一种重要的有机化工原料 其下游产品种类繁多，需求量巨大。其中用于聚丙烯占58%,用于丙烯腈、羰基合成醇、环氧丙烷和异丙苯分别占10%、8%、7%和6%左右.全球丙烯需求年均增长率为5.6%，而2007年之前乙烯需求年均增长率仅为4.6%.据预测,丙烯的需求将继续增加到2010年的86.0Mt，其间年均增长率约5.6%，将超过乙烯需求的增长率,全世界将面临丙烯短缺问题。 发展增产丙烯技术具有现实意义故而人们通过各种技术增加丙烯的产量。
丙烯大多以联产物或副产物的形式出现。它的一部分来自炼油厂，是石油催化裂化生产汽油时的副产物；另一部分来自天然气或石油馏分蒸汽裂解制乙烯时的联产物 少量由丙烷脱氢和其他的烯烃转化和裂化反应得到。目前,丙烯增产技术主要有烯烃歧化、蒸汽裂解、FCC装置升级、C4/C5烃选择裂解、丙烷脱氢以及甲醇制烯烃等。在各种流程中 精馏这一工序是不可或缺的。一般丙烯精馏塔的进料为丙烯和丙烷的混合物，其中含有少量的丙炔(甲基乙炔，丙二烯)。由于丙烯的后续加工过程对丙烯的纯度和其中各种杂质的含量要求越来越严格，所以在裂解产物的分离系统中，一般要求在丙烯精馏塔塔顶得到纯度大于99.6%的聚合级丙烯或纯度大于95%的化学级丙烯。由于丙烯与丙烷的沸点非常接近，相对挥发度甚低 分离起来相当困难，因而塔板数较多 回流量大。
早期为降低回流比，相应采取较低操作压力，为节省能耗，不少采用热泵流程。但热泵流程需要压缩机，投资较大，不利于装置的长远发展。近期，由广泛采用急冷水加热丙烯精馏塔再沸器，即节省能耗，又简化工艺流程，节省投资。常规流程可充分利用重油催化制烯烃装置副产的热水，可以降低工厂蒸汽消耗，而且有利于工厂的长远发展。在馏分油裂解装置中，用急冷水加热的高压丙烯精馏工艺流程已完全取代了低压热泵丙烯精馏工艺流程。
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选题背景
2 选题背景
2.1 课题的来源、目的和意义
丙烯的生产工艺来源于社会实际的生产，丙烯对人们的生产生活有重大的作用。丙烯是最早采用的石油化工原料，也是生产石油化工产品的重要烯烃之一。
早期它是作为乙烯的副产物而得到的，但随着丙烯下游产品的需求量剧增，丙烯的需求增长速度已超过乙烯，而且这种现象还将延续。因而丙烯的产量得到了人们的关注。面对丙烯的供不应求 人们致力于各种生产丙烯方式的研究。因此，探究丙烯的生产工艺对社会实际生产有一定的意义。
2.2 国内外现状、发展趋势及存在的主要问题
近几年来，全球丙烯消费以年均4.8%的速率增长，由2000年的5135万吨增长到2004年的6142万吨。预计到2015年将达到9856万吨，在2004年的基础上增长3714万吨(见表1)。丙烯需求的增长主要是由聚丙烯、环氧丙烷和丙烯酸的增长带动的，2003年全球丙烯需求量为5818万吨，其中聚丙烯的丙烯川量占60%。聚丙烯具有优良的性能，可替代常规材料和昂贵的高密度聚乙烯(HDPE)和丙烯睛—烯一苯乙烯(ABS)，在丙烯衍生物中增长速度最快，并且将持续增长[7]。
表1 全球各区的丙烯消费量
地区和国家
2000年
2001年
2002年
2003年
2004年
2005年
北美
1339.4
1330.5
1342.9
1380.4
1491.6
1563.2
南美
196.2
196.7
211.6
259.0
258.7
278.5
西欧
1403.4
1406.0
1459.7
1486.4
1515.6
1533.5
东中欧
218.3
228.6
247.9
259.7
281.2
300.3
中东
132.5
148.7
161.1
169.4
202.0
255.6
日本
484.1
475.1
477.7
503.2
519.4
517.7
亚太地区
1334.8
1472.2
1602.4
1701.7
1804.7
19621
全球
5135.1
5288.6
5550.1
5818.4
6142.3
6481.8
丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等化工产品。其代表性的生产工艺技术主要有蒸气裂解法、催化裂化法和丙烷（丁烷）脱氢法等三种类型。
2.2.1 蒸汽裂解技术
在蒸汽裂解制乙烯过程中，不同原料和操作条件下的丙烯收率不尽相同。一般说来，各种原料的丙烯产率随原料相对分子质量的增加而增大。以石脑油、粗柴油和丙烷为原料生产乙烯，每生产1t乙烯，副产0.4～0.6t丙烯;以乙烷为原料,生产1t乙烯,仅副产0.04～0.06t丙烯[11]。
近几年蒸汽裂解技术得到进一步提高。罗姆斯公司开发的Ethelene2000乙烯工艺得到推广应用。该工艺采用了SRT短停留时间裂解炉、快速急冷转油线换热器(TLE)和在线清焦技术。美国MPC公司(巴斯夫公司和菲纳公司的合资企业)位于美国阿瑟港的生产能力为860kt/a乙烯装置、沙特阿拉伯Yanpet公司760kt/a乙烯装置和Kemya公司700kt/a乙烯装置等都采用了这一技术。
壳牌公司还开发了延长裂解炉使用寿命的炉管涂层新技术,使反应炉管使用寿命由3~6年延长到6~10年。该技术采用等离子电力焊接(PPW)工艺,在管子内壁形成2~4mm厚合金保护层。美国Aeron表面技术公司(AST)也开发了裂解炉管内壁改性技术,该Alcroplex技术采用热扩散法在炉管内壁涂上特定的金属,金属涂层由两层组成,一层为络/硅涂层,然后再在其上涂上铝/硅涂层,可抑制焦炭附着和炉管脆化,从而可将耐热温度从1000℃提高到1200℃,使乙烯和丙烯产率提高。道化学公司推出CCA-500抗垢剂技术,使裂解炉运转时间延长2~8倍,同时提高了转化率和裂解深度。
乙烯裂解装置规模趋向大型化、低成本化对于生产能力为900kt/a的乙烯装置,其固定生产成本已由以前22美分/kg降低到6.6美分/kg。近二十年内,新建乙烯装置规模增大了一倍。2000年底投产的几套乙烯装规模都较大,如:埃克森美孚公司与沙特基础工业公司合资的820kt/a装置,埃克森美孚公司在新加坡的820kt/a装置,诺瓦化学公司在加拿大焦弗雷的1280kt/a装置。巴斯夫和菲纳公司2001年将在美国阿瑟港投产的乙烯装置,将生产950kt/a乙烯和540kt/a丙烯。伊朗国家石化公司规划建设的四套裂解装置规为1000~1100kt/a。据预测，乙烯裂解装置的规模将进一步从现在最先进裝置1200~1400kt/a增加到2010年1600kt/a[12]。
由中国石化集团洛阳石油化工工程公司（LPEC）开发的重油接触裂解制乙烯工艺（HCC）是从促进反应机理出发，在专用催化剂的作用下，以重质烃为原料生产乙烯、兼产丙烯的工艺技术。中试和工业试验结果表明，以大庆常压渣油为原料，乙烯单程产率达22%～23%，丙烯单程产率达15%～16%。
2.2.2 FCC装置增产丙烯
（1）常规催化裂化装里增产轻质烯烃的途径
常规FCC装置增产轻质烯烃的途径包括:①选择合适的催化剂.目前,FCC装置通常采用Re一USY/USY分子筛提高轻烯烃产率,对于采用产气助剂的装置,主催化剂的选择依据为减少氢转移反应,增加汽油沸程范围内烯烃.②使用择形助剂.对于大多数FCC装置而言,采用择形助剂ZSM一5是提高轻烯烃产率最有效和最简便的方法.③选择合适的原料.石蜡基进料比环烷基进料能产生更多的低碳烯烃.④优化装置操作,达到更高的苛刻度.⑤改进进料注人系统和提升管终端设施,减少过度裂化.
（2）国外流化催化裂化装里增产丙烯工艺和技术
近年来,国外的一些大型石油公司开发了许多FCC增产丙烯工艺和技术,如Maxofin工艺,SCC工艺, Petro FCC技术,分路喷雾技术SFI等.1998年,Mobil公司和Kelloge公司联合开发了Maxofin工艺,通过高含量ZSM-5沸石催化剂作为FCC催化剂的添加剂和第二级提升管中瓦斯油二次裂化相结合,并采用Atomax-2TM原料喷嘴和封闭旋风分离器,实现最大丙烯产率.该工艺应用于加工能力为1500kt/a的FCC装置,在不需要大量的提升蒸汽或苛刻操作条件下,可使米纳斯减压瓦斯油原料的丙烯产率达到18.4%,年产丙烯300kt.ABB Lummus公司开发了选择组分裂化(SCC)工艺,该工艺利用高苛刻度FCC操作,高含量ZSM一5助剂,石脑油组分选择性循环裂化,使丙烯产率达到18%~20%,再利用SCC技术增产的乙烯与丁烯在固定床气相反应管内进行易位反应,这样在无需补充乙烯的条件下又可增产丙烯9%~12%,使丙烯总收率达25%~30%.UOP公司开发了Petro FCC技术,使用循环线传送反应器催化剂返回到提升管,提高了提升管剂/油比,实验证明, 丙烯产率可超过20%(占进料).分路喷雾技术SFI是Chev.公司的专利技术,将原有FCC装置稍加改进,可将部分汽油转化为轻质烯烃,并生产高辛烷值汽油.SFI的工业装置实验证明,在选用USY催化剂,油浆循环量为11%,转化率约78.5%,相比于常规FCC装置,汽油产率降低1.1%,汽油辛烷值提高0.3个单位.
（3）国内流化催化裂化装里增产丙烯技术
国内对FCC装置增产丙烯的工艺研究较多,并已获得丰硕成果,开发了DCC, MGG,MIO工艺,使我国炼厂丙烯产量大幅度增长。DCC技术是由中石化石油化工科学研究院(RIPP)开发并工业化，DCC工艺是常规FCC操作与蒸汽裂解的组合，其工艺条件比FCC苛刻, 操作温度为580℃，而且是低空速和大汽量，但其对进料的丙烯收率可高达16%~20%，并还可增产大量丁烯，因此,如果需要多生产气体产品，DCC工艺将会是一条经济的增产丙烯的技术路线。另据报导在国外，美国S&W公司也有DCC工艺技术许可证，它的第一套工业化DCC装置是为泰国石化工业建设的，已在1997年投产[9]。DCC的操作有两种不同的方式：最大量生产丙烯(工型)以及最大量生产异构烯烃(II型)，使用RIPP开发的专利沸石催化剂，DCC(工型)工艺可生产20%丙烯,而FCC工艺的丙烯产率为5%左右。MGG工艺也是RIPP研究开发的一项多产液化气和汽油的催化转化工艺,采用具有特殊反应性能的RMG催化剂，操作温度530℃,操作条件较缓和，与原FCC装置比较接近，此时对进料的丙烯收率可达到8%~9%。RIPP在DCC和MGG工艺的基础上开发了M10工艺,该工艺可最大量生产异构烯烃和高辛烷值汽油,兰炼采用MIO工艺后, 丙烯产率达11%(质),异丁烯和异戊烯的产率可达10%。
2.2.3 丙烷脱氢技术
由于油田伴生气及炼厂气中富含大量的丙烷(C3～C4)成分，丙烷脱氢研究一直是一个热门研究方向。目前成熟的低碳饱和烷烃脱氢工艺基本上是催化脱氢法。一般用于异丁烷(iC4)脱氢制取甲基叔丁基醚(MTBE)的原料异丁烯和用丙烷(