综述C5馏分综合利用及发展趋势

综述专论　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ化工科技，　ＩＮ　ＣＨＥＭＩ２０Ｃ１３Ａ，Ｌ２　１Ｉ（Ｎ５Ｄ）：Ｕ８Ｓ３Ｔ￣８ＲＹ６　综述Ｃ５馏分综合利用及发展趋势　王莉洪，杨金胜，刘姜　（中国石油吉林石化公司研究院，吉林吉林１３２０２１）　摘　要：随着国际、国内乙烯产能的扩张，副产ｃｓ馏分走入人们的视野，如何将这部分副产品转化　为附加值高的新型实用产品，降低乙烯装置的生产成本，扩展产业链条，形成较为完备的上下游产业链，　引起国内外专家的广泛关注，并开展了大量的研究工作。作者综述了Ｃｓ馏分的国内外综合利用情况，　并且就国内外的利用水平进行比较分析，阐述Ｃ５馏分的发展趋势及发展建议。　关键词：Ｃ５馏分；乙烯副产；综合利用；发展建议　中图分类号：ＴＥ　６２４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—０５１ｌ（２０１３）０５—００８３—０４　乙烯工业是石油化工产业的核心，在国民经　表１　ｃ５的化工利用率　济中占有重要的地位，而在生产乙烯过程中会附　国家　美国　西欧　日本　中国　加产生大量的Ｃｓ，将这部分Ｃｓ综合利用，能有效　化工利用率／　６７　２９　８５　４０　降低乙烯的生产成本，增加产品的附加值。目前　由表１可以看出，美国和日本对于Ｃ　馏分的　世界范围内的乙烯产能及需求状况基本保持稳　利用偏好，利用程度都比较高。　定，由此可以预测副产Ｃ　资源量的稳定性。这对　美国、西欧、日本是　资源较丰富的国家，对　开发研究Ｃ　资源的利用时，装置生产能力的确定　Ｃ　的分离、开发、利用也较早，其中，美国Ｃ　分离　有较好的参照作用，同时由于原料供给的相对稳　企业主要有７家，总处理能力超过２００万ｔ／ａ；日　定性，对于其分离、利用的工艺路线的选择有一定　本Ｃｓ分离企业主要有５家，总处理能力超过６０　的参考借鉴作用［１］。随着乙烯产能的扩建，我国　万ｔ／ａ；西欧Ｃｓ分离企业主要有４家，总处理能力　副产Ｃｊ馏分的资源量是相当可观的，对于这部分　超过６Ｏ万ｔ／ａ。我国Ｃ　分离工艺起步较晚，２０１０　资源的合理、统筹利用，不但对国民经济的发展起　年上海石化最先建起了１套２．５万ｔ／ａ的Ｃ　分　到很好的促进作用，而且给乙烯生产企业带来直　离装置，后经各类技术改造，现ｃ　处理能力达到　接的利润。　２２．５万ｔ／ａ。　１　国内外Ｃ５馏分利用状况［２］　在各大公司加大Ｃｓ研究开发力度、抢占高端　对于Ｃ　的综合利用，各个国家根据自己国家　市场，降低生产成本的同时，我国也加快了对Ｃ　不同的应用领域，不同的市场需求，在工艺路线、　综合利用的开发脚步，不断深化各方面的研究，并　研发方向上也不尽相同。但有一点是相同的，那　取得了产业化成果。　１．１　国外Ｃ５馏分的利用［３　就是越来越显现出多样化的趋势。由此带动了一　国外对副产Ｃｓ馏分的开发、利用以美国和日　系列产品的开发利用，取得了较好的经济效益。　主要国家的Ｃ　资源的化工利用率见表１。　本的开发利用最好，不但其化工利用率高、装置规　模大、生产布局好，而且其有较为完备的上下游产　业链，下游系列产品开发范围广、性能稳定，产业　收稿日期：２ｏ１３—０６—０８　作者简介：王莉洪（１９７４一），女，吉林市人，中国石油吉林　链延伸较长。　石化公司研究院工程师，从事异戊橡胶的研究开发工作。　各国根据情况不同，采用就地处理和区域集　・　８　ｌ　・　中处理２种形式。如美国埃克森美孚（Ｅｘｘｏｎ　Ｍｏｂｉｌ）公司拥有产能较大的乙烯生产装置，其Ｃ　副产量足以支撑其建立Ｃ　馏分分离装置，它建有　乙腈法萃取精馏Ｃ　馏分全分离装置１套，生产高　纯度的异戊二烯，约７５　的间戊二烯，约８５　的　双环戊二烯。相比较而言日本乙烯年总产量约　６００万ｔ／ａ，而Ｃ。馏分利用最好的企业～一瑞翁　公司，并不拥有乙烯生产装置，该公司集中了水岛　地区Ｃ　，建立了Ｃ　全分离装置，几乎对Ｃ　的各　种组分都进行了利用，是目前世界上对Ｃ　组分利　用最好的公司。　国外对Ｃ　馏分的综合利用不管是自产自销　还是外购消化，都采用了规模化生产这样一条线　路，降低生产的运行成本。国外主要企业Ｃ　分离　装置的规模及产品的生产能力见表２。　表２　２０１２年国外主要　分离装置生产能力　及主要产品规模　万ｔ・ａ　由此可见，规模化生产的Ｃ　分离装置规模多　数为１０４２０万ｔ／ａ，生产的双环戊二烯和异戊二　烯是这些分离装置的主要目标产物。同时美国和　日本对下游产品也都实现了工业化，整体产业链　产能分配均衡，产品的生产成本低．能够实现效益　最大化。　１．２国内Ｃ５馏分的利用　２０世纪９０年代前，我国Ｃ　馏分利用还没有　被提到日程上来，随着乙烯产能的不断扩建，Ｃ　馏分也日渐进入人们的视野。Ｃ　馏分的分离装　置、石油树脂、双环戊二烯改性不饱和聚酯树脂等　２１卷　装置相继投产，使国内Ｃ　化工利用水平不断提　高，目前ｃ　利用率约为４Ｏ　。我国乙烯产量　ｌ　４８７万ｔ，裂解Ｃ５产量约为１９５万ｔ，２０１２年，我　国各地区主要企业发展Ｃ　馏分综合利用的状况　见表３。　表３　２０１２年国内各地区主要企业ｃ５馏分综合利用情况　从表３可以看出我国对Ｃ　馏分利用的基本　情况。其中以上海石化为例，它是国内最早建设　裂解Ｃ　分离工业实验装置的企业，也是目前国内　Ｃｓ利用最好的企业，２０１２年碳五资源量约１５万　ｔ／ａ，可生产聚合级异戊二烯、化学级异戊二烯、间　戊二烯和双环戊二烯４个品种。但其总体利用情　况与国外相比，综合利用程度偏低，装置规模偏　小，高端产品偏少，附加效益还不够高。这需要经　过一段时间的提高。　Ｃ　分离装置大型化，全分离方案，已受到各　企业的关注。美国、西欧、日本其较大装置的Ｃ　处理能力已达约２Ｏ～２５万ｔ／ａ，为建设经济规模　的下游装置奠定了基础，全分离方案可使　资源　得到充分的利用，实现效益最佳化，受到越来越多　的企业的认可。　２国内外Ｃ５馏分的利用形式［５］　对Ｃ　馏分的利用主要是对三烯的利用，即异　戊二烯、问戊二烯及环戊二烯（环戊二烯易聚成二　聚体双环戊二烯），各国对Ｃ　资源的利用形式也　呈现出不同的多样化。　２　１　Ｃｓ馏分的主要用途　Ｃｒ馏分的主要用途见图１。　三烯占　馏分的４５　～５５　，其中异戊二　第５期　王莉洪，等．综述Ｃｊ馏分综合利用及发展趋势　・　８５　・　烯占１５　４２０　，问戊二烯占１Ｏ　～２０　，（双）　戊二烯占ｌ５　～ｌ７　。异戊二烯主要用于生产　异戊橡胶，用于汽车、轮胎行业；丁基橡胶，用于生　产高档橡胶、轮胎行业；ＳＩＳ用于粘合剂；薰衣草　多样化、牌号系列化的趋向发展。　国外大石油公司把Ｃ　馏分综合利用作为一　个全球性业务，预计２０１５年全球Ｃ　石油树脂的　需求量超过１２０万ｔ、ＤＣＰＤ改性不饱和聚酯树脂　的需求量超过４００万ｔ。２０１０年全球仅石油树脂　和ＤＣＰＤ改性不饱和聚酯树脂这２种途径对Ｃ　醇、柠檬醛、薄荷脑等用于香料行业；合成的甲基　庚烯酮可进一步合成脱氢芳樟醇，如合成芳樟醇，　异植物醇则生产ＶＥ等用于医药、香料行业；如合　组分原料的需求就需要分离４００万ｔ的裂解Ｃ　成紫罗兰酮则用于香精、香料行业。　图１　ｃ５馏分的主要用途　间戊二烯可用于合成Ｃ　石油树脂用于涂料、　马路漆；还可生产环氧树脂，酸酐类固化剂等；生　产甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐等可用于电路、涂　料和建材。　环戊二烯生产二茂铁可用于添加剂行业；生　产金刚烷系列产品可用于医药行业；生产不饱和　聚酯树脂可用于建筑、化工防腐行业、新能源行　业；生产戊二醛可用于杀菌剂、油漆、医药卫生行　业；人造麝香，用于香料行业。环戊二烯还可生产　环戊二烯石油树脂用于生产涂料、油漆行业；生产　乙叉降冰片烯，用于乙丙橡胶第三单体；生产聚环　戊烯烃，用于高档光学用树脂；生产三环癸烯酮、　三环癸烯醇、三环癸烯酯用于高档橡胶第三单　体等。　２．２发展趋势［。］　（１）石油树脂制造正向着装置大型化、品种　（全球１０００万ｔ裂解Ｃｓ）。因此，　石油树脂及　ＤＣＰＤ改性不饱和聚酯树脂系列产品已成为提高　Ｃ　利用率的重要途径。ＥＸＸＯＮ公司的石油树　脂３个系列、３３个牌号。伊斯曼公司的石油树脂　３个系列、５２个牌号。　（２）异戊二烯得到较好的利用，高纯、超高纯　环戊二烯的消费比例在逐步增大。　在其衍生产品中，ＳＩＳ发展速度较快，全球　ＳＩＳ的生产厂商达１４家，美国、日本ＳＩＳ的产量　占苯乙烯嵌段共聚物（ＳＢＣ）总量的比例已增至　３０　９／６左右；丁基橡胶稳定增长，全球丁基橡胶生产　装置已有１２套，其产能已超过１００万ｔ／ａ，由于无　内胎轮胎的推广，卤化丁基橡胶消费激增，占丁基　橡胶的７Ｏ　～７５　；异戊橡胶受到原苏联及东欧　经济变化、天然橡胶发展的制约，变化比较复杂，　全球异戊橡胶的产量已恢复到８Ｏ万ｔ／ａ。目前，　美国、西欧环戊二烯的消费仍以低纯（质量分数　７５　～８０　９／６）、中纯（质量分数８５　）环戊二烯为　主，但日本高纯（质量分数９５　）、超高纯（质量分　数９９．５　）环戊二烯的消费占其消费总量的比例　已超过６Ｏ　，并仍在增长。　但其总体利用情况与国外相比，综合利用程　度偏低，装置规模偏小，高端产品偏少，附加效益　还不够高。这需要经过一段时间的提高。　（３）Ｃ　加氢作裂解原料受到关注。　随着乙烯裂解原料的紧缺，Ｃ　馏分全加氢替　代石脑油或Ｃ　／Ｃ　烯烃的催化裂解路线受到各　国关注。日本东曹（Ｔｏｓｏｈ）公司在日本四日市建　设１套Ｃｓ馏分加氢生产装置，利用加氢Ｃ　馏分　替代部分石脑油作乙烯生产原料。以Ｃ４／　抽　余液催化裂解制烯烃的Ｏｍｅｇａ工艺已实现了工　、Ｉ　化。　化　１　科技　！ｌ酱　３结束语　］　通过对国内外Ｃ　馏分利用状况的比较，可以　很清楚地看到差距，即国外对Ｃ　馏分利用程度较　好，各国对Ｃｓ馏分的利用途径趋于多元化、分离　装置大型化、产品品种多样化、系列化。　我国起步较晚，在Ｃｓ的分离、利用、产品深加　（４）加快Ｃｓ资源各个产业链条上的技术升　级，打造全新Ｃｓ产业链，实现产业链条的效益最　大化。　［参考文　献］　［１］刘明辉，翁惠新，曾佑富．裂解ｃｓ馏分的综合利用＿Ｊ］．石油　与天然气化工，２００５，３４（３）：１６８　１７１．　［２］王勋章．国内外裂解ｃ５馏分综合利用及发展建议Ｉｔ］／／吉　林石化公司研究院第十四届学术年会论文集．吉林：中国石　油吉林石化公司研究院，２００９：２７７　２８１．　工方面都需要大量的研究，资源的集中处理，分离　工艺的进一步完善，系列化产品的开发，新牌号的　确立等等都需要开展进一步的研究。　（１）实现Ｃｓ资源的综合利用，就要做到上下　游统一规划、深度开发、高端发展，实现资源利用　的深度化、高端化、可持续化；　（２）积极发展石油树脂及不饱和聚酯树脂系　［３］郭世卓．碳五馏分综合利用～新的商机［Ｊ］．化学世界，　２０００，（４）：１７卜１７７．　Ｅ４］张科．碳五烃综合利用ＥＪ］．乙烯工业，１９９７，９（４），１－１０．　Ｉｓ］李省岐．国内外碳五资源利用综述［Ｊ］．山东化工，２００２，２９　（５）：１２　１４．　［６］吴海君，郭世卓．裂解碳五综合利用发展趋势［Ｊ］．当代石油　化工，２００４，１２（６）：２５—２８．　列产品，抢占高端产品市场；　（３）深人研究反应机理，反应体系，深化对理　论的研究，并应用于实际指导生产中；　［７］杨伟才．积极发展循环经济加强资源综合利用［Ｊ］．中国石　油和化工经济分析，２００７（３）：２２—２３．　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃ５　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ　Ｗａｎｇ　Ｌｉｈｏｎｇ，Ｙａｎｇ　Ｊｉｎｓｈｅｎｇ，Ｌｉｕ　Ｊｉａｎｇ　（Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｊｉｌｉｎ　Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｊｉｌｉｎ　１３２０２１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｔｈｙｌｅｎｅ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ，ｔｈｅ　Ｃ５　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ　ｃｏｍｅｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｅｙｅｓ　ｏｆ　ｐｅｏｐｌｅ．Ｈｏｗ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｔｈｅ　ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔ　ｏｆ　ｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｃｒａｃｋｉｎｇ　ｉｓ　ＳＯ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔｓ，ｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｈａｉｎ　ａｎｄ　ｅｘｐａｎｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｈａｉｎ，ｈａｖｅ　ｃａｕｓｅｄ　ｗｉｄｅ　ａｔｔｅｎ—　ｔｉｏｎ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｃ５　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｒｎ—　ｐａｒｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃ５　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ；Ｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｂｙ—ｐｒｏｄｕａｃｔ；Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｒｏｐｏｓａｌ