一、烯烃单体制造技术
目前低碳烯烃生产工艺按原料可以分为三大类:石脑油蒸汽裂解制烯烃、煤(经甲 醇)制烯烃和丙烷脱氢制烯烃。长期以来,由于石脑油蒸汽裂解制烯烃工艺成熟、产品 综合利用率较高,我国烯烃生产一直以石油路线为主。近年来,国际原油供应量、价格 持续波动,中东、北美烯烃生产扩能,我国石脑油制烯烃产业受到了冲击。与此同时, 国内煤制烯烃和丙烷脱氢技术不断成熟,一大批非石油基烯烃项目投产,我国低碳烯烃产业已经出现石脑油蒸汽裂解制烯烃工艺、煤制烯烃工艺和丙烷脱氢工艺“三足鼎立” 的局面。三种主要低碳烯烃工艺比较如下表所示:
1、石脑油蒸汽裂解制烯烃工艺
石脑油蒸汽裂解是传统的烯烃生产技术,自上世纪 40 年代工业化以来已有近70 年的历史。蒸汽裂解工艺的原料广泛,包括乙烷、丙烷等轻烃和柴油等化工轻油,其中 以石脑油为最常见原料。过去10 年间,全球50%以上的乙烯和丙烯是以石脑油为原料 裂解生产的。石脑油蒸汽裂解的过程为:将石脑油和水蒸气通入管式裂解炉,在800 摄氏度以上,水蒸气破坏原料分子键,使原料在很短的时间内发生分子断裂和脱氢反应, 联产乙烯和丙烯,并副产碳四、丁二烯和芳烃等。该技术非常成熟、适合装置大型化, 生成的纯单体杂质少,但是投资较大,产品收率与石脑油中各族烃的含量有关。同时, 裂解炉加热消耗大量能量。
2、丙烷脱氢制烯烃
丙烷脱氢制得的烯烃主要是丙烯。由于石脑油裂解制烯烃工艺产出的丙烯较少,丙 烷脱氢逐渐成为了重要的丙烯增产工艺。自从1990 年世界首套丙烷脱氢装置在泰国投 产,目前全球已有20 多套商业化丙烷脱氢装置投产;截至2016 年底,我国丙烷脱氢装 置共投产8 套,产能超过400 万吨/年。丙烷脱氢工艺的过程为:新鲜丙烷原料与循环 丙烷气混合,通入固定床或移动床反应器,在铂-铝催化剂或氧化铬-铝催化剂的作用下, 脱氢转换为丙烯。目前成熟的丙烷脱氢工艺中,丙烷脱氢装置投资额适中,且装置最佳 操作温度在500-650 摄氏度之间,低于石脑油裂解温度。但是丙烷脱氢必须使用催化剂,氧化铬催化剂有剧毒,废剂处理成本较高。另一方面,发展丙烷脱氢工艺必须有稳定的 丙烷原料供应。我国目前丙烷主要来源于炼油厂液化石油气,但是我国炼油厂石油气规 模一般较小、位置分散且含硫量较高,难以满足丙烷脱氢装置的需要。因此,国内丙烷 脱氢企业的丙烷原料大多来自于进口。
3、煤经甲醇制烯烃
我国能源结构特点是“富煤、贫油、少气”,乙烯、丙烯的进口替代和原料多样化 是必然趋势。我国自从上世纪80 年代起开始研制煤制烯烃技术,目前中科院大连化物 所、中国石化、中化集团、清华大学等均拥有自主知识产权的煤经甲醇制烯烃技术。截 至2017 年底,国内煤经甲醇制烯烃和独立甲醇制烯烃装置总产能已经超过1,100 万吨/ 年,是烯烃生产工艺中十分重要的一类。
煤经甲醇制烯烃可以拆分成两个过程:煤制甲醇和甲醇制烯烃。在煤制甲醇工艺中, 干粉煤与氧气在气化炉内制得高一氧化碳含量的粗煤气,再加入氢气调整碳氢比,净化 脱除多余二氧化碳和硫化物后得到甲醇合成气,再经过压缩、合成、精馏等工序得到产 品甲醇。煤制烯烃主要包含煤气化、合成气净化、甲醇合成以及甲醇制烯烃4 项核心 技术。目前,煤气化、合成气净化和甲醇合成技术均已实现商业化并有多套大规模装置 在运行,甲醇制烯烃开发比较成功的工艺有UOP/HYDRO 公司的MTO(甲醇制烯烃, 产品含乙烯和丙烯)技术、德国Lurgi 公司的MTP(产品以丙烯为主)技术以及大连 化物所的DMTO(甲醇制烯烃,含乙烯和丙烯)等技术。
在国内外多种甲醇制烯烃工艺中,中科院大连化物所开发的甲醇经二甲醚制烯烃 (DMTO)工艺商业化应用最成熟。该工艺流程为:甲醇在催化剂作用下先脱水生成二 甲醚,然后二甲醚与原料甲醇的平衡混合物在流化床反应器中小孔分子筛催化剂的作用 下继续脱水转化为以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃,并副产少量的C2~C5 的低碳烯烃。 整个工艺流程中,干粉煤加压气化70 年代由东德发明,技术成熟,可气化劣质褐煤到 无烟煤等多种煤,得到的合成气碳氢比合理,且不含焦油等副产物,煤气化碳转化率高 于99%,三废处理容易;DMTO 工艺可以配套大连化物所研制的低价分子筛催化剂, 并保证聚烯烃收率接近80%,工艺每吨烯烃耗甲醇小于3 吨,达到国际先进水平。除 DMTO 装置外,煤气化制甲醇装置还可对接甲醇制丙烯(MTP)装置,主要生产丙烯, 具有模块化优势。
按气化炉进料形态与方式的不同,气流床气化技术可分为以水煤浆为原料的水煤浆 气化技术和以粉煤为原料的粉煤气化技术。典型的粉煤气化与水煤浆气化技术性能指标 比较见下表:

目前,发行人利用已有的焦化生产线,配套煤气化制甲醇装置建设了焦炉气非催化 转化装置。该装置将焦炉废气中的烷烃与蒸汽、二氧化碳反应转化为氢气含量高的合成 气,直接调整煤气化装置产生的合成气的碳氢比,省去了额外调氢步骤,比单独煤气化 装置原料成本更低。发行人本次发行股票募集资金投资项目拟采用焦炭气化制甲醇工 艺。该工艺将以气化焦为原料的碎煤加压气化,制造粗煤气来合成甲醇。当前国内焦炭 产能过剩,发行人将自产焦炭整合进煤化工产业链,增加了过剩产品的附加值,提升了 原料使用效率。
二、烯烃聚合技术
乙烯、丙烯单体经聚合可制成聚乙烯、聚丙烯塑料,供生产下游产品。不同的聚合 工艺可以得到不同密度的聚乙烯塑料。下表比较三种主要的聚乙烯生产工艺:


在所有丙烯聚合专利技术中,目前被广泛采用的有Spheripol、Unipol、Innovene 和 Novolen 四种工艺,下表比较这四种主要工艺:
