■钱伯章
全球供应的丙烯和丁二烯,历来主要由处理液体进料(如石脑油或瓦斯油)的蒸汽裂解装置作为副产品来生产的。在美国墨西哥湾,大多数的蒸汽裂解装置原料已经趋向用天然气凝析液(NGLs),替代可产生高产量丙烯的石脑油,造成市场丙烯供应吃紧。从2005年至2012年,来自于裂解乙烯项目的丙烯产量从800万吨/年减少到了570万吨/年,预计到2015年还将减少140万吨/年。
为了提高企业盈利能力,很多生产商寻求替代生产丙烯和丁二烯的途径。
2011年12月,陶氏化学和环球油品公司(UOP)签署技术许可协议,将使用UOP的C3Oleflex工艺从丙烷生产丙烯(PDH)。UOPOleflexPDH装置的生产流程如图1、图2所示:将富含丙烷的液化石油气(C3LPG)原料转化成化学级或聚合级丙烯产品,再以原料形式引入到脱丙烷塔,C3LPG中丁烷或重质组分从脱丙烷塔的底部排出;脱丙烷塔顶送到C3Oleflex单元,产生富含丙烯的液体产物和富氢的气体产物;净氢可以直接输出,用于使变压吸附氢气改质或作为装置内的燃料。
因此,只要在低成本的丙烷进料和高价值的丙烯产品之间存在足够的利润,PDH装置就生产可行。现在,美国已有一些公司投资PDH装置,至少有6套正在建设或开发中,并且多数在美国墨西哥湾沿岸。表1列出北美一些近期正在建设的PDH装置名单。
陶氏化学公司于2012年1月6日宣布,选择霍尼韦尔技术在美国得克萨斯州自由港建设PDH装置,该PDH装置将生产约75万吨/年聚合级丙烯。霍尼韦尔公司将利用其UOPC3Oleflex技术使来自页岩气的丙烷转化成丙烯,装置定于2015年第二季度投产。建成后,该装置将是北美最大的单一系列的PDH装置。
C3石化公司于2014年1月开始在美国得克萨斯州阿尔文(Alvin)附近新建PDH装置,生产聚合物和化学级丙烯,拟于2015年第四季度投产。该装置将使用丙烷原料,通过管道分销产生丙烯。作为生产过程的一部分,还将产生乙烷、乙烯和甲烷等。同时,Ascend高性能材料公司也宣布在Alvin生产基地投资12亿美元建设100万吨/年PDH设施,将使用丙烷生产聚合级和化学级丙烯,用以支持Ascend高性能材料公司一体化的尼龙业务,将在2015年第四季度投产。
科莱恩公司于2013年10月12日宣布,在美国肯塔基州路易斯维尔生产装置的Houdry脱氢催化剂产能已成功实现扩能。受页岩气开发需求的推动,数百万瑞士法郎投资支持了Houdry脱氢催化剂能力的扩增。Houdry脱氢催化剂应用于石化行业中采用的Catofin和Catadiene技术,从轻质烷烃生产C3和C4-烯烃(包括丁二烯)。该技术由西比埃(CB&I)公司提供技术许可。
Catofin技术和催化剂应用于可靠和不复杂的生产过程,供单一目的生产烯烃/丁二烯。新一代的催化剂性能有明显改进,在过去的几年中已成功地实现了商业化。Catofin技术已在世界上进行了32次技术转让,目前已有12套装置投入运行,其中包括现已运行的最大PDH装置,能力超过50万吨/年。在过去的4年里,已授权15套装置予以采用,科莱恩公司产能为60万吨/年PDH装置于2013年在我国天津投产,采用的就是Catofin工艺和催化剂。韩国SK燃气公司在蔚山的PDH新装置将利用Catofin工艺,将于2016年投产,而一套75万吨/年CatofinPDH装置将在2015年投运。Catofin过程可提供卓越的选择性、投运效率和革新潜力。
EPP于2014年3月20日宣布,将1亿美元的合同交付给了西比埃公司,将在美国得克萨斯州MontBelvieu建设PDH装置,可生产高达75万吨/年的聚合级丙烯。该装置的原料将由EPP公司在海湾沿岸天然气凝析液的分馏和存储予以支持。这将使该公司到2015年拥有70.8万桶/天的NGL分离能力,可提供多达17.7万桶/天的丙烷。
Petrologistics公司是在休斯敦航道附近作业的主要丙烯生产商,拥有并经营美国唯一的PDH装置。该装置投产于2010年,拥有约66万吨/年的生产能力,跻身于世界上最大的同类装置之一。不过,Petrologistics公司于2014年5月28日宣布,与其合伙人PetrologisticsGP公司已被科氏工业集团(KochIndustries)的子公司弗林特希尔斯资源(FlintHillsResources)公司收购。弗林特希尔斯资源于2014年7月16日宣布,已完成对Petrologistics公司的收购,并已将其丙烯子公司合并进Petrologistics。
台塑集团于2014年9月24日宣布,选择由蒂森克虏伯工业解决方案公司转让的蒸汽活化重整(Star)PDH技术,应用于其得克萨斯州的PointComfort石化联合体。蒂森克虏伯将为其提供技术许可、关键设备的基础和详细工程,以及供应Star催化剂和在项目实施过程中的技术支持。
Sunoco物流公司于2014年11月8日宣布,将斥资25亿美元建设Mariner东2管道项目,该管道将来自马塞勒斯与尤蒂卡页岩盆地的天然气凝析液运至公司在宾夕法尼亚州的马库斯胡克(MarcusHook)联合装置。Sunoco物流公司还表示,正在马库斯胡克开发另外的NGL制造联合装置,其中包括PDH装置。
不过,随着我国城市雾霾的加重影响,工业锅炉、煤改气等项目进一步推动了天然气的需求。以北京为例,2015年的用气量估计将高达170亿立方米,我国又面临着严峻的供气压力。而我国的PDH项目大多依赖进口丙烷或NGL,在没有稳定的供应情况下,盲目、大量地上马PDH项目无异于“火上浇油”。