[发明专利]一种含有饱和烷烃的气体微波共振裂解生产烯烃的方法

说明书

本发明属于石油化工领域，具体涉及一种含有饱和烷烃的气体微波共振裂解生产烯烃的方法。本发明将含有饱和烷烃的气体通入充满吸波材料的微波反应炉进行微波共振裂解反应，得到含有烯烃的混合气体；其中，微波反应炉的固定频率为900MHz～3000MHz；含有烯烃的混合气体进一步纯化，得到烯烃。整个工艺过程无碳消耗和碳排放，无需热传导和热传递，不会产生结焦现象，原子利用效率几乎100％。本发明无需外部供热源，没有碳燃烧，仅仅依靠固定频率的微波照射即可完成分解反应。本发明工艺简单、能耗小、成本低、设备占地面积小、单位体积产能高。

技术领域

本发明属于石油化工领域，具体涉及一种含有饱和烷烃的气体微波共振裂解生产烯烃的方法。

背景技术

乙烯、丙烯、丁二烯及苯、甲苯、二甲苯并称为石油化工最基本的“三烯”、“三苯”原料。而生产“三烯”、“三苯”的裂解装置是石油化学工业的关键，它的生产规模、产量和技术标志着一个国家石油化学工业的发展水平。

乙烯是石油和化工行业的龙头产品，对下游产业的带动效应较大。乙烯产业链较长，能够延伸发展上百个品种。化纤、塑料、橡胶、树脂等乙烯衍生品，已经走进人们生活的各个角落，品种繁多、档次各异，人们的需求日益增长。但是由于现在国内乙烯产能增长有限，我国现有的乙烯产量不能满足国内市场的需求，因此每年都需要大量进口。据博思数据发布的信息，2016年全球乙烯产能已超过1.7亿吨，增长率达到7.1％。就我国而言，2014年乙烯产能已达到 2072万吨，增长速度达13.53％，乙烯产能占全球的比重从10％增至13％左右。另一方面，在2011～2015年期间，我国乙烯当量消费年均增长速达4.7％，占全球乙烯消费量的比重从24.4％增至26.7％，当量消费自给率增至52％左右。因此，我国乙烯缺口很大，差不多一半的乙烯必须从国外进口。这对我国乙烯的生产提供了巨大的空间，也是我国近几年乙烯生产发展迅猛的动力。

丙烯的国内缺口也在不断增大，丙烯可生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等多用途高附加值系列衍生物。随着全球大工业化进程不断发展，丙烯衍生物耐用、性价比高等特点逐渐显现，其衍生物产品的需求近年来保持强劲，导致其原料全球需求的增长大幅提高，目前丙烯需求增长率已超过了乙烯需求增长率，打破了传统以乙烯为中心的烯烃供需格局，全球丙烯资源短缺问题已迫在眉睫。因此，研究增产丙烯方向符合国内外石油化工原料市场的整体趋势，也是石化企业的发展和生存研究的课题。

近些年来，国内乙烯的新增产能几乎都来自煤(甲醇)制烯烃这种非石油原料的新工艺，但随着2016年国际油价暴跌，国内产业政策收紧，安全环保政策趋严等因素影响，使得采用非石油原料路线的新工艺成本压力加大，或者推迟生产时间或者开工负荷降低，造成国内乙烯供不应求，价格居高不下。预计 2016～2020年期间，随着能源价格的趋稳，石化工业竞争力更迭和产品贸易再平衡的进展加快，2016～2020年期间国内乙烯产能将突破3000万吨/年，以石油为原料的传统热裂解工艺需要经过技术工艺的创新，才能与煤化工的甲醇制烯烃等MTO、CTO工艺竞争发展，使国内乙烯行业逐步从快速发展进入到稳定发展的时期。

目前，大多数炼油厂现有技术工艺都副产大量的石油液化气，如何将低价值的燃料转化为高价值的化工产品，符合石油炼油-化工一体化的发展思路，提高企业竞争力。据我们所知，利用炼化的石油液化气做原料生产乙烯和丙烯还没有工业化报道。石油液化气主要作为低价值的燃料使用，很少作为化工原料来生产乙烯和丙烯。随着页岩气的开发，丙烷、丁烷等气态烷烃的产量必然增大，使用页岩气为原料生产高价值的烯烃，符合目前世界能源发展趋势和国家产业政策，也符合石油炼油—化工一体化的发展思路，能够发展内部产业链和提高企业竞争力，具有明显的经济价值和社会效益，更可为我国实现乙烯完全自给自足做出贡献。因此该发明不仅具有明显的经济和社会效益，更有重大战略意义。

发明内容