石油转化为乙烯的方法主要有以下几种:
管式炉裂解技术
原油经过蒸馏分离成不同沸点范围的组分后,轻质组分如丙烯、丁烯通过管式裂解炉在高温下进行裂解反应,生成乙烯和其他低分子量烃类。裂解反应在辐射段炉管中进行,管内无催化剂,称为石油烃热裂解。为降低烃分压,通常加入稀释蒸汽,因此也称为蒸汽裂解技术。
催化裂解技术
催化裂解是在有催化剂存在下进行的烃类裂解反应,可以降低反应温度,提高选择性和产品收率。催化剂如铂、钯或钴钼合金等加速化学反应。催化裂解技术因其低能耗和低成本成为改进裂解过程的重要工艺技术之一。
合成气制乙烯(MTO)
MTO技术是以天然气或煤为主要原料,先生产合成气,再转化为甲醇,最后由甲醇生产烯烃。该技术完全不依赖于石油,适用于石油日益短缺的21世纪,有望成为生产烯烃的重要路线。
乙醇脱水法
将乙醇加热至高温,去除其中的水分,生成乙烯。这种方法成本较低,但需要使用大量的乙醇作为原料。
生物发酵法
通过微生物进行发酵产生乙烯。这种方法的成本较高,工业化程度较低,目前仅用于研究用途。
乙烯气相催化合成法
在高温和高压下,通过乙烷和空气在催化剂的作用下进行反应,生成乙烯和水。这种方法可以得到高纯度的乙烯,但能耗较高。
煤化工法
在煤炭气化的过程中,产生一定量的乙烯。这种方法在中国较为常见,由于煤炭资源丰富,成本较低。
这些方法各有优缺点,目前全球约有70%的乙烯产量来自石油裂解技术,其中管式炉裂解技术最为成熟和普遍。随着技术的发展和环保要求的提高,合成气制乙烯等替代技术也在逐渐受到重视。