C3、C4、C5、C9，轻烃高值利用，这些技术要火！

关键词 | 轻烃  高值利用技术

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3月27—29日于泉州举办的2023（第十一届）国际轻烃综合利用大会上，与会代表就油化结合技术、C₃、C₄、C₅、C₉高值利用技术，以及α-烯烃、ASA等新材料新技术的开发及应用进行了互动交流。

中石化经济技术研究院副总工程师 曹建军

中石化经济技术研究院副总工程师曹建军分析了炼化产业发展形势：炼油产能过剩，成品油出口受限；成品油需求即将达峰；产品结构和质量标准调整步伐加快；油转化有序推进，一体化、基地化成为主流；化工原料需求仍有增长空间；化工原料轻质化、多元化发展；“双碳”驱动炼化转型。

油化结合技术包括：分离技术、原油裂解制乙烯、重油催化裂解、轻烃芳构化、甲醇烷基化以及其他新型技术。

图1.其他可关注新型技术

未来油化结合点包括：绿氢炼化，氨、甲醇等广义范围的绿氢炼化，氢气-公用工程一体化，CO、CO₂的化工应用。

中石油吉林化工工程有限公司副总工程师 于春梅

中石油吉林化工工程有限公司副总工程师于春梅介绍了丙烯下游丙烯酸、丙烯腈、环氧丙烷三种产品的多元化技术和市场趋势。

图2.丙烯酸原料路线多元化

北美和西欧生产不断萎缩，生产和消费向亚洲转移；北美、南美、独联体和波罗的海是净出口地区，西欧、中东和印度次大陆为净进口地区。下游看，腈纶行业生产不断萎缩；ABS产能扩张加快；ABS、ASA、丁腈橡胶、碳纤维技术壁垒高；碳纤维及复合材料将迎来高速发展。但于春梅指出，丙烯腈副产品HCN亟待寻找出路。

欧美地区PO产能集中在陶氏化学、利安德、壳牌、亨斯迈和巴斯夫几家化工巨头。陶氏化学、亨斯迈和巴斯夫拥有PO、聚醚多元醇、MDI、TDI等聚氨酯配套的一体化产业链。利安德无聚醚多元醇生产工厂，但其在PO及其衍生物PG、PM等行业均处于领先地位。这些巨头公司已将业务重点和研发中心转移到亚洲甚至中国，以合资和独资的形式进入中国市场。巴斯夫与全球布局的组合料厂一起构成独一无二、遍布世界各地、完善的生产网络。

于春梅表示，多数大宗产品从短缺走向平衡或过剩，行业分化日趋严重，龙头企业优势明显。打造核心竞争力是企业发展的源泉。丙烯酸、丙烯腈、环氧丙烷等投资大，产品链长，市场需求基数小（需求增长高），价格波动大，周期性强。液体产品运输成本高。应注重产品链协同，上下游一体化发展；利用好区域市场产业聚集的带动作用；抓住高利润机会。

中国科学院大连化学物理研究所龙化云介绍了过氧化氢直接氧化丙烯生产环氧丙烷新工艺。

中海油天津院技术创新中心主任孙彦民介绍了由丙烷到1,3-丙二醇关键技术研究与应用。

我国的碳四烃主要来自于炼厂、乙烯裂解、油气开采以及甲醇制烯烃（MTO）装置，而不同来源的碳四烃组成也各有特点。炼厂的催化裂化装置副产的碳四烃通常为新鲜进料的10%~13%，其特点是丁烷含量高，不含或含微量的丁二烯，其中丁烯质量分数约占50%。裂解碳四烃的特点是丁二烯含量高，烷烃含量很低。MTO工艺副产的混合碳四烃主要为1-丁烯、顺反-2-丁烯，而丁二烯和异丁烯的含量较低。

中石化上海石油化工研究院专家  龚海燕

1-丁烯（1-Butene）是一种化学性质较活泼的α－烯烃。用途十分广泛。中石化上海石油化工研究院专家龚海燕介绍了丁烯双键异构制1-丁烯技术开发及应用。龚海燕表示，1-丁烯可用于PE聚合单体（LLDPE、HDPE的共聚单体）、聚丁烯-1（主要应用于管道材料，薄膜材料和防水卷材，素有“塑料中的黄金”美誉）、POE（1-丁烯和乙烯无规共聚物弹性体，可部分代替传统橡胶和塑料软制品）、丁烯-1齐聚（丁烯-1齐聚的产物1-辛烯和碳十二烯）、异壬醇（丁烯齐聚再经羰基化生产异壬醇，是增塑剂邻苯二甲酸二异壬酯的主要原料）、其他精细化学品（生产正丁基硫醇、正丁基氧化物、仲丁醇、甲乙酮、庚烯、顺丁烯二酸酐（顺酐）等）。龚海燕团队基于丁烯异构化反应热力学、动力学、反应机理和催化剂失活机理研究，综合考虑降低能耗的方案，开发具有强抗毒能力、高活性、高选择性和高稳定性的丁烯异构化催化剂及工艺。

惠生工程（中国）有限公司丁二烯事业部总经理 杨文书

当前，72%的丁二烯用于生产丁苯橡胶、顺丁橡胶、ABS树脂、氯丁橡胶、丁腈橡胶。惠生工程（中国）有限公司丁二烯事业部总经理杨文书指出，以丁二烯为原料经气相环氧化一步制备新型精细化工中间体-环氧丁烯(VO)。VO分子内同时包含双键和环氧键，可衍生出近百种大宗化学品、精细化学品和特种化学品。其中，二氢呋喃、四氢呋喃、环丙基甲醛、环丙胺等都是国内外紧缺的精细化学品，广泛用作合成纤维氨纶和喹诺酮类抗菌药的合成原料。

全世界丁二烯产能的97%采用裂解C₄混合物抽提工艺，其余采用正丁烷、正丁烯或乙醇脱氢工艺。今后几年，随着中东和亚太地区多套新建或扩建生产装置的建成投产，预计世界丁二烯的产能将以年均约2.8%的速度增长。在紧张的丁二烯市场条件下，氧化脱氢工艺提供了诱人的机会，得天独厚的正丁烯资源将提供高额的投资回报率。中国的煤制烯烃及甲醇制烯烃为C₄产业提供了新的机会，相对FCC C₄路线和裂解C₄路线可以减少原料的预处理过程。正丁烯生产丁二烯过程与丙烯歧化相比较，具有更高的投资回报率。外购丁二烯的处理成本较高，包括运输成本、脱阻聚剂的费用等。

杨文书介绍了节能型丁烯氧化脱氢催化剂和反应技术开发，该技术可大幅降低丁烯氧化脱氢装置能耗和废水，提升装置技术经济性，进而降低装置运行成本。开发的催化剂可在低水烯比(6~8)反应条件下，丁二烯收率~80%，说明通过改进催化剂可以大大降低反应系统水蒸气消耗。催化剂在长时间的运转过程中，催化剂反应性能稳定。

河南科技大学教授 张玉清

河南科技大学教授张玉清介绍了聚双环戊二烯（PDCPD）的研究进展及工业化应用。双环戊二烯（DCPD）主要来源于催化裂化生产乙烯生产中的副产品C₅和C₉馏分。C₅量约为乙烯产量的12%~15%，其中DCPD含量为15%~22%；C₉量约为乙烯产量的10%~15%，其中DCPD含量为20%~38%。目前国内的DCPD下游主要是石油树脂和少量高纯DCPD (PDCPD，精细化学品)。

近两年国内PDCPD的应用发展很快，目前有十几家企业的制品已在农用车、收割机械和工程车辆等领域得到应用。 随着国内对环境保护的日益重视，以及对高污染玻璃钢制品的限制，人们对高性能PDCPD材料的需求会越来越大。工信部2019年12月2日印发了《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》，PDCPD新材料首次进入了目录。随着国家政策导向及市场的需求，将极大地促进新材料的发展， PDCPD以其特有的优势也必将在应用上有一个新的突破。这需要研发机构与上下游企业共同努力，加快研发与转化，降低上游原料成本，使这一新材料在社会经济发展中发挥更大的作用。 

国内PDCPD潜在应用领域包括：

●信号通讯：5G天线罩 ，短波雷达天线罩

●水上器材：冲浪板，小型船舶（渔船、游艇、摩托艇）（纤维复合）

●水上浮体：浮桥，水上设备载体（太阳能设备、通讯设备等）

●风电：小型风电叶片（纤维复合）

●管道：轻质、高强、耐腐蚀管道

●交通：高铁、飞机（纤维复合）

然而，PDCPD材料在国内的推广应用并不是很顺利。张玉清分析，PDCPD在应用中可能存在的问题是：

组合料价格高，与玻璃钢竞争没有优势；

制品有气味，应用场景受限；

制品定位不确定，大多集中在车企，竞争激烈；

模具成本高，小企业不敢涉足；

复合增强与成型技术开发不成熟，不能满足特殊场景

此外，价格高是市场难以接受的一个主要原因。降低PDCPD组合料成本是扩大应用的关键。

青岛伊科思技术工程有限公司总经理侯亮介绍了裂解碳五综合利用市场及技术展望。

中石化石油化工科学研究院催化重整研究案副主任王子健介绍了轻烃转化制丙烷、芳烃兼产氢气技术。

中石化石油化工科学研究院高级专家郭莘介绍了中国下一阶段汽油升级趋势。

中石油石油化工研究院大庆化工研究中心高级主管于部伟介绍了α-烯烃生产及高附加值利用技术进展。

华陆工程科技有限责任公司高级研发经理王东继介绍了ASA共聚物的开发及应用。

KBR公司高级商务开发经理刘锋涛介绍了KBR创新烯烃技术解决方案。

大连华邦化学有限公司催化事业部部长刘超介绍了C₂~C₉轻烃选择性加氢脱炔及二烯烃催化剂研究与应用。

此外，湖南新锋科技有限公司总经理王宝峰介绍了掺鹏金刚石在废水中的应用。