浅析我国高碳α-烯烃行业技术发展现状

查荣荣

生物医药、节能环保、金属材料

  • 2019-11-14
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近年来,随着我国石油化工、精细化工的快速发展,高碳α-烯烃市场需求日益增多,市场关注度逐渐提升。本文结合高碳α-烯烃的优势,重点分析了我国高碳α-烯烃产业技术发展现状。

摘要:近年来,随着我国石油化工、精细化工的快速发展,高碳α-烯烃市场需求日益增多,市场关注度逐渐提升。本文结合高碳α-烯烃的优势,重点分析了我国高碳α-烯烃产业技术发展现状。

高碳α-烯烃的可用于橡胶保护,尤其是防止臭氧对橡胶的影响,针对包括天然橡胶、苯乙烯聚丁橡胶等在内的不同橡胶,LAO可以渗透到橡胶表面,避免橡胶被臭氧氧化。与传统石蜡相比,LAO更加绿色健康无害。此外,基于高碳α-烯烃制取的添加剂,具有减少危害、提高产品性能、易于运输、储藏等优势。

我国线性α-烯烃主要生产工艺有蜡裂解法和乙烯齐聚法,其中后者更具发展前景

高碳α-烯烃产品附加值高、应用范围广,因此高碳α-烯烃的技术开发具有重要的意义。目前来看,我国线性α-烯烃生产工艺主要有蜡裂解工艺和乙烯齐聚工艺,两种工艺兼具优缺点,工艺特点对比请见表1。

石蜡裂解法指在相对缓和的温度下(400-600℃),以高纯度蜡为原料,经过溶剂脱蜡制得精致石蜡,再经过汽化过程、裂解、急冷、降温换热塔分离、脱丁烷塔等流程,制取直链α-烯烃。在反应过程中,可以看作是自由基反应,合成的α-烯烃中单数碳原子的碳氢键与双数碳原子的碳氢键的含量基本相同,容易产生芳香烃、环烷烃等杂质,并且原料蜡的质量不同导致裂解产生的α-烯烃含量也不同。总体来看,蜡裂解工艺的反应较为复杂,并且存在杂质,导致产品收率不高。

乙烯齐聚工艺指以三乙基铝为催化剂,乙烯通过压缩及预热,经链增长反应、链置换反应及α-烯烃产品分离等流程,分离出的乙烯循环使用,最终得到高碳α-烯烃产品。该方法便于控制产物分布,直链产物多、分离费用低、可生产高附加值高碳α-烯烃。

表1 石蜡裂解工艺及乙烯齐聚工艺特点对比

(资料来源:中国知网、金智创新行业研究中心整理)

整体来看,蜡裂解工艺和乙烯齐聚工艺各有优势,在实际生产中均有应用,生产企业对应情况请见表2。全球范围来看,最早应用蜡裂解工艺实现工业化的企业是Chevron,目前,国外生产企业基本已经淘汰该工艺。在我国,石蜡资源丰富,为工业上采用蜡裂解生产技术奠定了基础。基于该技术不断改进,可以满足部分下游产品的需求。我国采用蜡裂解工艺生产线性α-烯烃的企业有中国石油抚顺石油化工公司石化一厂、二厂、兰州石化炼化总厂、燕山石化化工三厂等。

然而,乙烯齐聚工艺核心技术主要掌握在Cheveron、DuPont、Linde、Ineos、Exxon、Shell、IFP和UOP等大公司手中。在我国,采用该工艺生产高碳α-烯烃的企业有燕山石化、石家庄炼厂、大庆石化等。

表2 蜡裂解工艺和乙烯齐聚工艺实际应用情况

(资料来源:中国知网、金智创新行业研究中心整理)

催化剂价格昂贵、副产物易堵塞管道、提高其选择性是乙烯齐聚工艺实现工业化的难点

鉴于我国丰富的石蜡资源,蜡裂解工艺仍存在一定的发展空间。但是,随着高附加值高端化学品市场需求的增大,乙烯齐聚法的进一步工业化将成为我国高碳α–烯烃的合成技术发展趋势。目前来看,催化剂价格昂贵、副产物易堵塞管道、提高其选择性是乙烯齐聚工艺实现工业化的难点。

近年来,我国越来越多的学者加强对乙烯齐聚工艺的研究,并取得了一定的进展。国内中国石油石化公司炼油厂和中国石化上海石油化工研究院共同开发了T-99 2-丁烯齐聚催化剂和T-49丙烯齐聚固体磷酸催化剂。相关研究表明,采用两相体系取代均相催化体系的探索,可以实现催化剂和产物的分离。由于多相催化体系具有易分离、环境友好等优点,众多学者尝试多相镍催化剂、固体酸、分子筛等在乙烯齐聚工艺方面的应用,但是由于催化剂选择性与活性的缺陷,该领域仍旧处于探索阶段。

为加强我国该领域的市场竞争力,未来高碳α-烯烃仍将围绕工艺技术及应用两大方向进行突破

乙烯齐聚技术是生产高碳α-烯烃的重要工艺,在石油生产中发挥重要作用。通过齐聚反应,可以将价格低廉的低碳烯烃(C2-C4)转化为具有高附加值的C4-C24的高碳α-烯烃。乙烯齐聚旨在制取具有偶数碳数的线性α-烯烃(LAO),LAO经羰基合成还可以制取酸、醛、酯等含氧化合物,为精细化工及石油化工产品提供了广阔的途径。为加强我国该领域的市场竞争力,未来,高碳α-烯烃仍将围绕工艺技术及应用两大方向进行突破:一是积极探索和开发新型催化剂及较低压力下实现乙烯齐聚的工艺路线;二是通过引进国外先进技术的同时,瞄准行业发展前沿,通过搭建应用桥梁,突破瓶颈,实现拓展市场空间。

结语

高碳α-烯烃产品附加值高、应用范围广,因此高碳α-烯烃的技术开发具有重要的意义。目前来看,我国线性α-烯烃生产工艺主要有蜡裂解工艺和乙烯齐聚工艺,两种方法兼具优势。鉴于我国丰富的石蜡资源,蜡裂解工艺仍存在一定的发展空间。但是,随着高附加值高端化学品市场需求的增大,乙烯齐聚法的进一步工业化将成为我国高碳α–烯烃的合成技术发展趋势。但是,催化剂价格昂贵、副产物易堵塞管道、提高其选择性是乙烯齐聚工艺实现工业化的难点。为加强我国该领域的市场竞争力,未来,高碳α-烯烃仍将围绕工艺技术及应用两大方向进行突破。

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