C4资源综合利用现状及设想

C4资源综合利用现状及设想（共5篇）

C4资源综合利用现状及设想 篇1

由于国内对乙烯、丙烯以及其他一些高分子材料需求的增长，我国将新建多套百万吨级的蒸汽热裂解制乙烯装置，副产C4烃将会进一步有较大的增量，因此，合理利用C4资源成为亟待解决的问题，对此笔者有五点设想：加氢精制，作乙烯裂解原料；C4烯烃歧化制丙烯；C4烃类回炼增产乙烯、丙烯；异丁烷氧化法生产环氧丙烷，联产叔丁醇；MTBE-烷基化油联合装置。

石油炼制和石油化工生产过程中副产大量C4烃类，如何充分合理利用这些副产资源，进行深加工产品的开发，已经引起了人们的广泛关注。20世纪80年代以前石油炼制过程中催化裂化(FCC)副产的C4主要用于生产烷基化汽油和叠合汽油，以及作为工业锅炉和民用的燃料；石油化工蒸汽热裂解C4馏分除其中的丁二烯部分用作合成橡胶原料外，亦多作为工业和民用燃料用。自20世纪90年代后，由于分离技术的进步，C4馏分分离后作为石油化工原料的应用不断得到发展。

一、C4馏分资源状况

炼油厂C4主要来自催化裂化装置(FCC)，减粘裂化、热裂化和焦化等虽然也副产C4，但是数量较少。催化裂化装置副产C4又因裂化深度和催化剂而异，通常为新鲜进料的9%-12%，其馏分组成的特点是丁烷(尤其是异丁烷)含量高，不含丁二烯(或者含量甚微)，其中的丁烯质量分数为50%左右。

烯烃厂油品裂解制乙烯的副产C4的特点是：主要以烯烃(丁二烯、异丁烯、正丁烯)为主，尤其是丁二烯含量高，烷烃含量很低。裂解C4收率除了与苛刻度有关外，还与裂解原料有密切关系，若以石脑油为裂解原料时，C4的产量约为乙烯产量的40%-50%。

典型的炼油厂催化裂化和烯烃厂蒸汽裂解副产C4馏分的组成如表1。

表1 炼油厂催化裂化和烯烃厂蒸汽裂解副产C4馏分的组成比较 组成w/%

蒸汽裂解

催化裂解 异丁烷

正丁烷

异丁烯

丁烯

丁烯 丁二烯

从表1中可以看出，炼油厂催化裂化和烯烃厂蒸汽裂解副产C4馏分两者的丁烯含量相近，但催化裂化副产C4馏分中的丁烷含量较高，而丁二烯含量甚少，故可不经萃取分离丁二烯而直接使用，蒸汽裂解副产C4则相反，因含有较多丁二烯，应首先萃取蒸馏分离丁二烯。

二、C4馏分的利用现状

我国C4馏分的利用一般分两种，即工业利用和分离化工利用。工业利用包括不经加工直接作为燃料应用的液化石油气、掺入汽油调节蒸汽压、直接作燃料气使用和经化学加工生成液体燃料等多种形式。通常用来生产高辛烷值汽油组分，其中包括烃类和非烃类燃料。烃类如烷基化汽油、齐聚叠合汽油；非烃类如叔丁醇、甲基叔丁基醚等。分离化工利用是将C4馏分中各主要组分进行分离、精制，然后用来做各种化工产品生产的原料。由于C4馏分中各组分的沸点十分相近，有些组分的相对挥发度差别极小，采用简单蒸馏方法难以有效分离；还由于C4馏分中各组分的凝点较接近，低温结晶分离能量消耗极为可观，而且这两种分离方法都难以保证分离组分的纯度，因此还要进行后续的精制处理，因而加工成本比较高。

(一)工业利用途径

1.烷基化汽油

烷基化汽油是由异丁烷和低分子烯烃在催化下所生成的一种异构烷烃混合物，它与含有大量烯烃的催化汽油和大量芳烃的重整汽油相比，有辛烷值高、两种辛烷值的差值小、挥发性好，燃烧后清洁性好的特点，是各种汽油的高辛烷值的调和组分，常成为航空汽油、无铅优质汽油的必要组分。

2.叠合汽油

来自催化裂化、焦化及热裂化的副产气体中的丁烯和丙烯腈非选择性叠合或选择性叠合生产一种汽油的高辛烷值调和组分，或某种特定的产品如异丁烯选择叠合生产高辛烷值汽油、二异丁烯等，目前正在研究C4、C4烯烃叠合生产高质量的柴油及喷气燃料的可能性。

3.齐聚汽油

齐聚汽油是通过单体烯烃(包括丙烯、丁烯的二聚、三聚、四聚和丙烯、丁烯的共聚或共齐聚)2-4个少数分子所起的聚合反应而生成的高辛烷值汽油组分。法国石油研究院提供的Dimersol技术在工业上得到广泛应用，它将自流化催化裂化或蒸汽裂解的丙烯和(或)丁烯进行选择性二聚或共二聚以制取高辛烷值汽油掺合组分或石油化工原料。

4.MTBE

MTBE是甲醇和含有异丁烯的混合C4在大孔强酸阳离子树脂为催化剂的作用下制得，裂解C4馏分经萃取蒸馏分离丁二烯后异丁烯含量高达35%-50%，以往这一馏分除掉丁二烯后大多作为气体燃料使用，现将其中近半数含量的异丁烯转化为高辛烷值汽油组分，提高了燃料的使用价值和汽油的辛烷值。MTBE生产工艺也可以作为分离C4中异丁烯的一种新的有效方法，MTBE作为中间化工产品在一定条件和催化剂下将MTBE裂解即可得到高纯度的异丁烯。将C4中的异丁烯进行一般转化和深度转化，可进一步分离提纯得到高纯度的1-丁烯和2-丁烯作为化工原料。

5.叔丁醇

过去叔丁醇一般在工业上都是作为某一工艺过程的中间产物出现，美国ARCO公司利用异丁烷与丙烯共氧化生产环氧丙烷的同时联产叔丁醇，叔丁醇作为与甲醇相互配合的共溶剂，在甲醇汽油中显示出其独特的优点。汽油中掺入甲醇后，为了避免油中含水出现分层，加入叔丁醇共溶剂，不但可以提高油中的允许含水量，而且有助于提高汽油的辛烷值。叔丁醇又是制高纯异丁烯的主要原料。少量的叔丁醇用作溶剂，也用于化学合成。日本今年开发了以叔丁醇二步法氧化制甲基丙烯酸的工艺，为叔丁醇的化学利用开辟了新的途径。

(二)C4馏分的分离及化工利用

1.C4馏分的分离

(1)丁二烯的分离

目前工业上通常用的丁二烯萃取精馏工艺有：二甲基甲酰胺(DMF)法、乙腈(CAN)法、N-甲基吡咯烷酮法(NMP)法3种，此外还有糠醛和β-甲氧基丙腈联合作萃取剂法和用醋酸铜胺(OAA)作络合剂的方法等。前3种工艺在我国都建有生产装置。对于这些引进的技术，国内各生产厂家都曾进行过多次的技术改造。

吉林石油化学工业公司引进日本JSR生产技术，用乙腈经两段萃取精馏及脱重精制后分离聚合级丁二烯，最初能耗较高，经过1986年的改造现已达到JSR公司水平。

我国对引进的DMF法工艺技术也进行了多次改进。北京燕山石油化工公司合成橡胶厂自装置投产以来，对原有生产工艺进行了100多项改造，该厂通过对萃取精馏塔系、C4原料蒸发器流程、第一精馏塔循环采出系统、溶剂精制系统的改造，优化工艺和加强工艺控制。

国内其他几套DMF装置根据各自的特点也进行了改造和提高。大庆石油化工公司和扬子石油化工公司在二萃塔板上增加了若干个筛孔，形成浮阀－筛孔复合塔板，增加了开孔率，还将各塔的降液管底隙改为40-60mm，齐鲁石油化工公司也进行了改造，增大了塔板间距，提高二萃塔生产能力，为适应生产的发展，齐鲁石油化工公司又新建了第2套DMF法装置，并将二萃塔径设计为Ф1.6m。

另外还有兰州石油化工公司利用自行设计的乙腈法，建成国内第一套丁二烯工业生产装置，但因技术落后，能耗太大，于1988年和1996年先后对该装置进行了两次全面改造，改造后丁二烯收率由94%提高到97%，产品质量提高到99.6%-99.8%，萃余C4中丁二烯含量由原来的0.8%下降到40×10-6以下，CAN含量降至1×10-6以下，循环水和蒸汽用量分别减少了57%和32%。

北京燕山石油化工公司乙腈装置在1986年也进行了技术改造，主要增加了炔烃萃取径流系统，采取了一些节能措施。

(2)1-丁烯的分离

我国最早的1-丁烯的分离装置是齐鲁石化公司从日本瑞翁公司引进的，规模为1.5万吨/年，经过多年的消化吸收，整套设备现已国产化。装置采用的工艺路线为：未反应C4(混合C4经除去丁二烯和异丁烯后的余液)通过共沸精馏方法在脱异丁烷塔将以丁烷、水及一些轻烃从塔顶脱除；脱异丁烷塔底的C4经丁烯-1精馏塔精密分馏，从塔顶得到纯度大于99%(质量分数)的合格1-丁烯产品。

(3)异丁烯的分离

目前，异丁烯的工业分离方法主要有硫酸萃取法、吸附分离法、树脂水合脱水法、甲基叔丁基醚(MTBE)裂解法等。

甲基叔丁基醚(MTBE)裂解法和其他方法相比，具有对设备无腐蚀，对环境无污染，工业流程合理，操作条件缓和、能耗低，产品纯度高，装置规模灵活性大，可以根据市场需求生产MTBE或异丁烯的特点，自开发成功至今一直是国内外生产异丁烯最主要的方法之一。

另外，我国兰州化学工业公司研究院在20世纪60年代开始研究树脂法工艺，并于1973年在上海高桥化工厂和天津石化二厂实现了工业化生产。

2.分离后的化工利用途径

(1)丁二烯

丁二烯的下游产品包括弹性体和非弹性体两大类。弹性体有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等；非弹性体有苯乙烯-丁二烯共聚胶乳、己二腈/己二胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂及其它聚合体和其它精细化学品。

目前，国外已经开发成功和即将开发成功的丁二烯化工利用新途径包括1,4-丁二醇和四氢呋喃、丁醇和辛醇、1-辛烯、己内酰胺/己二胺、乙苯和苯乙烯、二甲基萘等。

(2)1-丁烯

近年来，国内外研究的热点是通过烯烃歧化或催化裂解方法，使低价值的C4烯烃转化成高附加值的丙烯和乙烯产品。烯烃歧化工艺已在多家企业实现工业化生产，C4/C4烯烃裂解制低碳烯烃国外在近期可能实现工业化。

生产聚1-丁烯也是1-丁烯的重要用途之一，具有较好的发展前景。二茂基过渡金属化合物/茂催化剂催化1-丁烯聚合是近年来的研究热点。

1-丁烯二聚体及三聚体的主要产物为1-辛烯和十二碳烯，近年来国内也开始进行这方面的研究，但总的来说与国外仍有一定的差距。

(3)异丁烯

异丁烯主要用于生产丁基橡胶、甲基丙烯酸甲酯、聚丁烯或聚异丁烯或生产其它精细化学品。生产不同的化学品对异丁烯的纯度有不同的要求，含量大于50%的异丁烯可以生产甲基叔丁基醚、叔丁醇、聚丁烯和二异丁烯等；含量大于90%的异丁烯可以生产甲基丙烯酸甲酯、异戊二烯等；含量大于99%的异丁烯则可以生产丁基橡胶、聚异丁烯、2,4-二叔丁基甲酚、叔丁胺、特戊酸、甲代烯丙基氯等产品。(4)正丁烷

正丁烷可生产丁烯和丁二烯、异丁烷、顺酐、醋酸、乙醛、甲乙酮、卤化丁烷、硝基丁烷、二硫化碳以及用作制氢原料等，还可用作气溶剂和发泡剂。从发展趋势看，正丁烷及其下游产品供大于求、利润率持续降低将是今后10年全球市场的主要特点。各种基于正丁烷的深加工路线如BPAmo2co-Lurgi合作开发的Geminox工艺、Huntsman-Kvaerner和BASF-Kvaerner的氧化-酯化-加氢工艺、DuPont公司的THF(四氢呋喃)工艺等也将成为全球新的发展方向。生产乙烯是正丁烷最大且最具潜力的应用途径，但受其它裂解原料成本的制约。

正丁烷氧化制顺酐近年来发展很快，国外较为典型和先进的工艺技术路线有美国Lummus公司和意大利AluSuise公司联合开发的正丁烷流化床溶剂吸收工艺、英国BP公司开发的正丁烷流化床水吸收工艺、美国SD公司开发的正丁烷固定床水吸收工艺、意大利SISAS化学公司采用的正丁烷固定床溶剂吸收工艺。

我国利用正丁烷生产顺酐的技术还很落后，仅有的3套正丁烷法生产顺酐的生产装置目前有2套已经停产或转产。正丁烷氧化制醋酸副产甲乙酮是生产醋酸的传统路线，但近年来受到甲醇羰基化生产路线的冲击，各生产厂家已纷纷改变生产路线。

(5)异丁烷

目前国外利用较多的主要是炼厂和油田副产的异丁烷，其主要用于共氧化法生产环氧丙烷、脱氢生产异丁烯、芳构化制芳烃。

采用异丁烷和丙烯共氧化法可生产环氧丙烷并联产叔丁醇，其中环氧丙烷是低成本生产1,4-丁二醇的原料。由于受到原料来源和联产品叔丁醇市场的制约，近年来新建的环氧丙烷装置多采用乙苯与丙烯共氧化法。

异丁烷脱氢制异丁烯是解决异丁烯短缺问题的主要竞争技术之一，包括异丁烷无氧脱氢和异丁烷催化氧化脱氢两种技术。无氧脱氢生产异丁烯，已有几种工艺实现工业化。氧化脱氢技术仍处于研究阶段，由于受到催化剂选择性的制约没有突破性的进展。

由于成本和环保方面的优势，异丁烷选择氧化生产甲基丙烯酸甲酯最近受到广泛关注。ElfAtochem公司和日本住友公司的以异丁烷为原料生产甲基丙烯酸甲酯的生产工艺取得了一定的进展，但还未取得突破。

异丁烷在精细化工方面应用有，气溶胶促进剂、聚乙烯发泡剂、冷冻剂等，近年来被开发用作冰箱制冷剂CFC-12和HFC-134a的替代品。

以C4和C4烷烃为主要组分的液化石油气芳构化制苯、甲苯、二甲苯也是C4烷烃化工利用的重要途径之一。目前，国外已有4种工业化的C4烃芳构化工艺，所用的原料主要为C4烃的混合物，国内研究也取得了一定的进展。

三、提高C4资源利用价值的几点设想

(一)加氢精制，作乙烯裂解原料

据专家预计，我国乙烯消费量到2010年将达到13Mt以上，目前石脑油仍是我国最主要的乙烯裂解原料，随着石脑油资源日渐短缺，寻找新的乙烯裂解原料对乙烯生产是非常必要的。尤其对于炼油化工一体化企业，炼厂气资源丰富，可以尝试将催化裂化C4组分进行加氢精制，饱和其中的烯烃，将其产品作乙烯料来使用，从而达到扩充乙烯原料资源的目的。

C4馏分因含有少量的二烯烃以及硫、砷等杂质，如直接将C4馏分作为蒸汽裂解制乙烯的原料，则烯烃在裂解炉中会发生聚合、环化、缩合和结焦反应，因此必须将烯烃除去。围绕这一技术难点，中国石油大庆石化炼油厂采用NGG催化剂，对所属企业的混合C4馏分进行了一系列的试验和加氢工艺条件的考察，并取得了可喜的效果。

中国石化石油化工科学研究院(RIPP)针对贵金属催化剂中存在的硫、砷导致催化剂中毒的问题，采用非贵金属催化剂，以国内某炼厂的C4馏分为原料，进行了系统的工艺条件和催化剂活性稳定性考察。

据专家估计，如果将催化裂化C4组分加氢精制，饱和其中的烯烃，将其作乙烯原料，异丁烷含量可达到80%，裂解产品中乙烯收率低，但是丙烯收率高。

(二)C4烯烃歧化制丙烯

解决C4馏分出路的一个重要途径就是采用歧化工艺生产丙烯。通过利用C4歧化技术发展低碳烯烃，尤其是丙烯、乙烯的生产，不仅合理利用了副产C4资源，而且也是增产丙烯、提高企业经济效益的一条重要途径。

一些欧洲和亚洲石脑油裂解制乙烯的厂商，因丁烯市场低迷，联产的C4馏分销售有压力，从而研究开发了C4烯烃歧化制丙烯技术，即利用乙烯和丁烯进行歧化生成丙烯的工艺过程。该技术可以在不降低石脑油裂解苛刻度的同时消化掉C4馏分，并增产丙烯。已工业化的工艺有Phillips(Lummus)公司的OCT4歧化工艺，IFP公司的低温歧化工艺已在示范装置上运行。其它工艺主要包括BASF公司的C4歧化工艺、南非的C4歧化工艺以及将MTO与C4歧化相结合的UOP工艺等。

(三)C4烃类回炼增产乙烯、丙烯

C4烃类回炼增产乙烯和丙烯不仅可提高炼油厂的综合效益，而且还可大大缓解国内乙烯、丙烯资源严重短缺的现状。C4、C4烯烃选择性催化裂解制乙烯、丙烯是国外近期正在开发的一项增产丙烯的新工艺，其代表性的工艺有Lurgi公司开发的Propylur工艺，KBR公司开发的Superflex工艺，Mobil公司开发的烯烃相互转化工艺(Mobil ole finInterconversion，简称MOI)等，这些工艺均已得到中试验证，但尚未建工业装置。

近年来，全球丙烯需求增长速率已超过乙烯，丙烯来源又依赖于乙烯裂解装置和FCC装置，因而开发增产丙烯的各种工艺技术已成为全球石油化工生产技术中的一个重要发展动向，有必要继续密切关注。

(四)异丁烷氧化法生产环氧丙烷，联产叔丁醇

异丁烷氧化法生产环氧丙烷，联产叔丁醇是综合利用丙烯和C4的新途径。环氧丙烷是重要的基本有机化工原料，目前的生产技术以氯醇法和间接氧化法为主。氯醇法在美国已被禁止使用，而我国目前仍以氯醇法为主，且装置以引进为主，已不适应越来越严格的环保要求。

间接法是国际上成熟的无污染环氧丙烷生产技术，且生产成本低于氯醇法，主要有异丁烷法、乙苯法和Shell法。其中异丁烷法可以联产大量的叔丁醇，美国叔丁醇的大宗产量就是来自环氧丙烷生产装置。叔丁醇可作为汽油添加剂或化工原料出售，或脱水生成高纯度异丁烯，从而扩大MTBE的原料。即使不生产MTBE，异丁烯本身就是珍贵的有机化工原料，从而形成以丙烯产业为龙头，C4利用紧随其后的化工产业链。间接法环保、安全，发展前景较好。

(五)MTBE-烷基化油联合装置

为了适应日益苛刻的环保要求，生产高标号清洁汽油是炼油业面临的新课题。已建有甲基叔丁基醚(MTBE)装置的企业可利用异丁烯资源，采用间接烷基化技术将MTBE装置改建为既能生产MTBE又能生产烷基化油的联合装置，是增产烷基化油的好方法。

据专家论证，如果将现有的MTBE装置改造为间接烷基化-MTBE两用装置，比建设单一的烷基化装置或MTBE装置，更有利于解决我国当前和今后汽油清洁化进程中出现的问题。一方面MTBE是目前以及今后数年内我国汽油中重要的高辛烷值调和组分之一，而且作为一种过渡措施，在一定时期内还需要增加其产量，利用MTBE高辛烷值的优势，解决GB17930-1999标准时出现的辛烷值不足，这个阶段正是间接烷基化技术需求和成熟的增长时期，经过这个阶段，间接烷基化工艺在技术和经济两方面都能达到与丁烷直接烷基化工艺竞争的水平；另一方面，从长远来看，MTBE及其他醚类最终会被禁止在汽油中使用，因此，随着汽油清洁化的发展，联合生产装置可以逐渐过渡到完全的间接烷基化装置。目前该改造技术还需要从国外引进。

四、结语

近年来，由于天然气工业的发展，C4烃作为传统民用液化气的用量将逐渐减少。另一方面，由于国内对乙烯、丙烯以及其他一些高分子材料需求的增长，我国将新建多套百万吨级的蒸汽热裂解制乙烯装置，预计副产C4烃将会进一步有较大的增量，因此，合理利用C4资源成为亟待解决的问题，也是提高炼化企业经济效益的一个重要手段。

首先，应对C4烃下游产品的市场进行全面分析，不要盲目追求化工利用率(特别是精细化工品)。由于高辛烷值汽油调和原料的需求在不断增长，在相当长的时间里高价值的燃料利用仍是C4烃利用的最主要的途径。

其次，密切关注国内外C4馏分分离技术的研究进展，提高乙烯装置副产C4烃分离技术的水平，特别是高纯度丁二烯和丁烯的生产，降低分离成本，为C4烃的下游利用提供充足的原料。分离装置及下游产品生产装置均应考虑经济规模，从优化生产流程入手，统筹考虑炼厂C4烃与乙烯装置副产C4烃的综合利用，使企业的效益最大化。

再次，拓宽丁二烯和丁烯利用的途径，开发C4烃综合利用的关键技术。如乙烯和2-丁烯自动歧化增产丙烯、C4/C4烃催化裂解生产丙烯和乙烯、C4烃自动歧化、丁烯齐聚、加氢制烷基化油和固体烷基化等技术，为C4烃综合利用提供强有力的技术支撑。

以异丁烯为原料生产甲基丙烯酸甲酯（MMA）的工艺包括异丁烯（叔丁醇）两步气相直接氧化法和异丁烯氨氧化法。异丁烯直接氧化法生产MMA的工艺路线具有原料来源广泛、催化剂活性高、选择性好、寿命长及对环境污染小等特点，新建MMA生产装置可优先考虑采用该方法。原料异丁烯可通过MTBE裂解制得。MMA是有机玻璃的原料单体，也是制造其他树脂、塑料、粘合剂、润滑剂的主要功能弹性体之一。

C4资源综合利用现状及设想 篇2

1 C4烃的来源及组成

C4烃是正丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯和丁二烯等的总称,工业C4来源有以下四个方面:

(1)炼油厂:炼油厂C4以催化裂化所得液态烃中的C4烃为主,约占液态烃的60%。

(2)化工厂:裂解制乙烯的联产物C4的特点是烯烃(丁二烯、异丁烯、正丁烯),尤其是丁二烯含量高,以石脑油为原料时C4烃的产量约为乙烯产量的40%~50%(质量分数)左右。

(3)油田气:C4烷烃约占1%~7%(质量分数)。

(4)其他:α-烯烃联产:乙烯齐聚制α-烯烃(高碳醇的原料)时可以得到丁烯-1,其他产量约占α-烯烃产量的6%~20%;酒精脱水、脱氢制丁二烯等。

其中主要来源是炼厂C4和裂解C4。典型的催化裂化和蒸汽裂解C4馏分的组成如表1所示。

/%

从表1中可以看出,催化裂化与蒸汽裂解C4两者的丁烯含量相近,但催化裂化C4馏分中丁烷含量较高,而丁二烯含量甚少,故可不经萃取分离丁二烯而直接使用,蒸汽裂解C4则相反,因含有较多丁二烯,应经萃取蒸馏分离丁二烯[2]。

2 C4烃的利用工艺

根据C4烃的来源及组成不同,其加工利用途径也有所不同。炼厂催化裂化装置的C4烃,因烷烃含量高,多作为民用燃料使用,化工利用率较低。而裂解得到的C4烃,由于丁二烯和丁烯含量较高,通常先回收其中的丁二烯,再对剩余的丁烯进行化工利用[3]。

工业上用途较广的主要是丁二烯、异丁烯、正丁烯、正丁烷和异丁烷5个主要组分。

2.1 丁二烯[4]

丁二烯在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯,主要用于生产合成顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)弹性体、粘结剂、汽油添加剂及用作有机合成原料,也用于生产丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等合成树脂材料。

(1)丁二烯与苯乙烯乳液聚合可生产丁苯橡胶(SBR)和胶乳,它是目前合成橡胶中能代替天然橡胶的一种产量最多的通用橡胶,可以用来制造所有的橡胶制品,主要用作制造汽车轮胎。

(2)丙烯腈与丁二烯乳液聚合可生产品种不同的丁腈橡胶(NBR),它具有优良的耐油性和耐老化性能,可以制造各种耐油性的工业品如油箱、耐油胶管、垫圈等。

(3)丁腈橡胶加入到聚氯乙烯及ABS树脂中,可以对它们进行改性,以适应不同用户的要求。

(4)聚丁二烯橡胶主要由顺式1,4-聚丁二烯构成,广泛用于制造汽车轮胎。

(5)丁二烯进行氯化反应得2-氯-1,3-丁二烯乳液聚合的氯丁橡胶。

(6)丁二烯、苯乙烯和丙烯腈三元共聚制得ABS树脂,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)是两相体系,聚丁二烯分散在丙烯腈-苯乙烯共聚基团上主要是通过本体悬浮接枝或乳液聚合生成的。共聚物中的重量比例随着不同等级的产品而不同。本体悬浮接枝的ABS通常丁二烯含量是12%~16%,而乳液聚合的ABS通常含20%~22%的丁二烯,用甲基丙烯酸甲酯代替丙烯腈生成MBS树脂。丁二烯和苯乙烯在不同条件下可生产BS和SBS等产品,SBS还可用于生成乙丙橡胶的第三单体-亚乙基降冰片烯,以及生产己二胺(作为尼龙66的中间体)。

2.2 异丁烯

异丁烯是一种非常重要的化工原料,若用作精细化工的原料,其身价显得更高。自世界各发达国家对清洁汽油的要求增加后,MTBE的用量得到快速增长。这就使异丁烯供需也随之趋于紧张。同时随着世界各国加快发展高附加值精细化工产品,作为精细化工原料的纯异丁烯的需求也随之增加[5]。

异丁烯的化工利用可以分为两大类,一类是混合C4(已抽提丁二烯)馏分直接利用,一类是高纯度异丁烯的加工利用[6]。

2.2.1 C4抽余异丁烯的开发利用

(1)生成甲基叔丁基醚(MTBE)

用异丁烯和甲醇在酸性催化剂(聚苯乙烯磺酸型树脂)、温度40~100℃下醚化反应生成MTBE,炼油型MTBE通常用于汽油调和剂,以提高汽油的辛烷值;化工型MTBE为满足MTBE裂解生产聚合级异丁烯等产品的需要,对杂质含量要求很高。炼油型MTBE通过精馏塔进一步处理,可制得C4含量<0.01%的化工型MTBE。

(2)生产叔丁醇

叔丁醇可由异丁烯水合进行生产。间接水合是以硫酸为反应介质,设备腐蚀严重,反应选择性低,该法有被淘汰的趋向。直接水合是以强酸性离子交换树脂或多相催化剂存在下直接反应生成叔丁醇,该法反应温度为40~100℃,反应放热,选择性超过95%,异丁烯的转化率可超过90%,产品纯度可高达99.95%。

(3)生产甲基丙烯酸甲酯

其工业化路线为:异丁烯在复合金属型催化剂(含Bi、Fe主要成分)作用下、反应温度为300~400℃、经空气氧化为甲基丙烯醛(MAL),后者在杂多酸型催化剂(含Mo、P、V主要成分)作用下,反应温度为270~350℃、经空气氧化为甲基丙烯酸(MAA)。甲基丙烯酸与甲醇反应可以生成甲基丙烯酸甲酯(MMA)。目前,世界上80%以上的甲基丙烯酸甲酯装置采用丙酮氰醇法生产,异丁烯法与丙酮氰醇法相比,在工艺和技术上都具有明显的优势,该法已成为国外一些国家推广生产MMA的一种新方法。

(4)生产聚丁烯

聚丁烯是以异丁烯为主和少量正丁烯共聚而成的液体,其结构几乎都是长链,并且具有一个双键的单烯烃。聚丁烯的相对分子量为300~3000左右,反应温度为45℃左右、压力为0.4~0.6MPa,三氯化铝为催化剂,液氨为冷冻剂。工业设备简单,反应容易控制。

(5)生产异戊二烯

异戊二烯可以用烯醛法生产,也可以用歧化法生产(异丁烯和2-丁烯歧化),以异丁烯和甲醛为原料生产异戊二烯的方法称为烯醛法。该法按工艺又可分为二步法和一步法,二步法即异丁烯和甲醛在稀硫酸作用下反应生产4,4-二甲基-1,3-二氧杂环己烷(DMD),DMD再在磷酸作用下裂解生产异戊二烯、甲醛、水,分离出的甲醛可以循环使用。该法异丁烯可来源于裂解C4或炼厂C4馏分。一步法则由异丁烯和甲醛直接反应生产异戊二烯,反应条件取决于所使用的催化剂种类。

2.2.2 高纯度异丁烯的开发利用

(1)生产丁基橡胶

丁基橡胶生产工艺有悬浮法(又称淤浆法)和溶液法两种,悬浮法是使用异丁烯和异戊二烯在氯甲烷稀释剂中于-100℃、用三氯化铝作催化剂聚合;溶液法是用C5~C7烃类为溶剂,以烷基化铝为催化剂,于-50~-90℃聚合而成。

(2)聚异丁烯

(1)低分子聚异丁烯(LPIB)

LPIB是以高纯度异丁烯为原料,制备方法与聚丁烯基本相同,因此不易严格区分。LPIB结构上是异丁烯的均聚物,呈半固体状,其分子量一般比聚丁烯高,主要作为稠化剂使用,在使用中与聚丁烯没有严格的区分。

(2)中高分子量聚异丁烯

中高分子量聚异丁烯有两种生产方法:(a)釜式反应器法,将异丁烯加入氯甲烷中,以Al Cl3为催化剂,在-100℃反应,该工艺与丁基橡胶生产过程相同,可利用丁基橡胶装置进行生产;(b)带式反应器法,将异丁烯加入液相乙烯中,以BF3为催化剂,在-100℃反应。

(3)生产叔丁胺

以异丁烯为原料合成叔丁胺主要有3种方法:(1)异丁烯与硫酸反应生成硫酸氢叔丁酯,再与HCN反应生成叔丁基甲酰胺,水解后生成叔丁胺;(2)异丁烯先和HCN、硫酸反应,再用氨中和得叔丁胺,美国Rhom&Hass公司、日本住友化学均采用此法生成叔丁胺,在此法的基础上,日本日东化学公司又开发了异丁烯和HCN、水直接合成叔丁胺的生产方法;(3)异丁烯直接氨化制得叔丁胺,采用含硼或锗的分子筛为催化剂,异丁烯与氨直接反应制得叔丁胺,该法催化剂稳定性好,叔丁胺的选择性高,由BASF公司开发并工业化生产。

2.3 正丁烯[7]

正丁烯主要来源于炼油厂和乙烯厂的副产回收装置,另有一部分来自于专门的乙烯生产装置。正丁烯有1-丁烯和2-丁烯(包括顺式和反式)两种异构体,在大多数反应(水合、酯化、氧化、齐聚)中生成相同的产物[8]。

(1)仲丁醇

日本丸善石油化工公司最早开发有浓硫酸酯化后,将酯化所得的硫酸仲丁酯和硫酸二仲丁酯的混合物水解生产仲丁醇的间接水合工艺。由于存在硫酸腐蚀和稀酸出路等问题,目前该工艺已被直接水合工艺所取代。

近年来,日本出光兴产石油化学公司开发了以正丁烯为原料,以固体杂多酸为催化剂的直接水合法工艺,建有40kt·a-1的仲丁醇装置并联产甲乙酮。德士古公司开发了以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,采用固定床直接水合法连续生产仲丁醇的工艺。这两家公司直接水合法主要工艺条件见表2。

由表2可见,德士古公司水合工艺反应温度较低、压力较小,原料正丁烯消耗也相对较低,因此,该工艺具有很好的发展前景。

德士古公司直接水合反应使用的催化剂系二乙烯基苯交联的磺化聚苯乙烯树脂,在超临界条件下反应,其正丁烯的转化率可达90%,对仲丁醇的选择性平均为95%。

(2)甲乙酮

(1)直接氧化法

上海石油化学研究所、吉林大学等单位都进行过使用气固相非钯催化剂将烯烃直接氧化成酮的研究。近年来,国外采用分子工程技术,用纯氧一步法直接将丁烯氧化成甲乙酮,工艺过程包括原料净化、反应及产品回收几个部分,与仲丁醇法相比,既无腐蚀又无污染。

(2)仲丁醇脱氢法

国外甲乙酮的生产工艺路线主要采用仲丁醇脱氢,脱氢过程可分为用铜-锌催化剂的气相法及用骨架镍为催化剂的液相法,反应温度为400~500℃,压力为常压,转化率一般可达90%以上。

1990年,由中石化北京设计院与抚顺石化研究院共同研究和开发成功了甲乙酮工业装置。该工艺以炼油厂正丁烯为原料,采用直接水合工艺生产仲丁醇,然后脱氢生产甲乙酮。并完成预可行性研究,包括10kt级装置的原则流程图、设备和仪表技术规格等,直接由小试放大到10kt级工业装置。实践证明,该工艺完全可立足于国内。

(3)顺酐

20世纪60年代初,美国Petm Tex公司和英国ICI公司相继以正丁烯为原料建成10kt级顺酐生产装置。之后,德国BASF和Bayer公司均采用固定床反应器,以混合C4馏分为原料生产顺酐。

1970年,日本三菱化成公司建成了世界上第一套流化床C4馏分催化氧化制顺酐装置,生产能力为18kt·a-1,1971年扩能为20kt·a-1。原料中有效组分正丁烯和丁二烯含量为68%,催化剂为V2O3-P2O3体系。用流化床反应器取代传统的固定床反应器,顺酐收率可提高30%~40%,投资可减少10%~20%。

(4)环氧丁烷

环氧丁烷的生产至今仍采用氯醇法工艺,用次氯酸使丁烯-1氯醇化,然后环氧化。

氯醇化:

环氧化:

反应条件与丙烯氯醇化法生产环氧丙烷相似,环氧丁烷水解可制丁二醇,它是生产聚合增塑剂的原料。1,2-环氧丁烷也是1,1,1-三氯乙烷和其它氯化溶剂的稳定剂。

(5)丁二烯

丁二烯是合成橡胶、锦纶及树脂的重要原料。国外90%以上的丁二烯用于生产顺丁橡胶。丁烯-2脱氢制丁二烯占美国丁烯-2消耗量的70%以上。较好的氧化脱氢催化剂是我国开发的钼系7组分(钼-铋-铁-钴-镍-磷-钾)催化剂,具有高活性高选择性。

(6)异丁烯

异构化技术,尤其是正丁烯骨架异构制异丁烯技术,为世界各大石化公司所关注。目前已开发出的丁烯骨架异构化工艺,根据催化剂的构成可分为氧化铝工艺与分子筛工艺两类。目前国际上最大的石化公司均已介入了对该工艺的研究。

氧化铝催化工艺的优点是催化剂价廉易得,但活性低,反应温度高,这在热力学上不利于异丁烯的生成。这类工艺中以Texas olefin公司开发的Skip工艺较为成熟。分子筛催化剂的活性较氧化铝催化剂有较大提高,反应温度降低到350~400℃,收率已达到40%左右。其中BP-Mobil合作开发的Isofin技术,异丁烯收率接近50%,几乎达到热力学平衡的极限,而且选择性大于95%,可降低产物分离的成本。

(7)醋酸

用丁烯-2氧化制醋酸的催化剂多由钛、铝、锡、锑和锌的铝酸盐组成,反应温度240~275℃。正丁烯氧化制醋酸分为两步:先是正丁烯与醋酸酯化生成醋酸仲丁酯,然后氧化成醋酸,转化率可达73%,收率70%。

2.4 正丁烷[9]

正丁烷最重要的用途是作为燃料掺合物,可以单独或与异丁烷、丙烷等低碳烷烃共同作为液化石油气供给民用和工业生产,也可直接掺入汽油作为车用燃料。在化工利用方面,正丁烷可脱氢制丁烯和丁二烯;异构化制异丁烷;催化氧化制备顺酐、醋酸、乙醛、甲乙酮等;卤化、硝化制卤化丁烷、硝基丁烷;高温催化制二硫化碳,以及用作制氢原料等。正丁烷还可用作气溶剂和发泡剂[10]。

正丁烷选择性氧化制顺酐工艺有固定床、流化床和移动床3种。目前,固定床和流化床工艺技术比较成熟,且已经广泛应用于工业生产,移动床工艺经过中试阶段,实现了商业化。

(1)固定床(Fixed Bed)

正丁烷氧化固定床工艺技术主要有SD、Monsanto和Alusuisse Italia等3家公司技术。图1为正丁烷氧化制顺酐固定床工艺流程图。

1.正丁烷汽化器2.空气压缩机3.反应器4.蒸馏器5.洗涤塔6.恒沸脱水与精馏塔7.精馏塔冷凝器8.顺酐产品储槽

(2)流化床(Fluid Bed)

为了克服固定床工艺生产能力低,催化剂存在热点等缺点,开发了流化床工艺。正丁烷氧化制顺酐的工艺有Mitsubishi Kasei,BP/UCP和ALMA工艺。Mitsutishl Kaise采用水吸收回收系统,ALMA采用非水吸收,而BP/UCB采用水吸收及薄膜蒸发系统。工业应用较广泛的是ALMA和BP工艺。图2为ALMA正丁烷氧化制顺酐工艺流程图。

(3)移动床(Transport Bed)

移动床又称循环流化床(Circulating F1uided Bed)和循环固体提升反应器(Recirculating Solids Riser Reactor)。正丁烷氧化制顺酐移动床工艺是目前最先进的技术,是Monsanto和Du Pont公司联合开发的。据报道所开发的移动床工艺是由提升管和流化床两部分组成,催化剂在流化床(再生器)通过输送线(提升管)循环,输送的介质是烃类(由水蒸汽或惰性气体稀释)。

尽管移动床工艺存在不足,但基本上克服了固定床和流化床工艺的缺点,使顺酐生产能力得到极大的提高,是较理想的正丁烷氧化工艺。

2.5 异丁烷

异丁烷热值高,普遍作为燃料用,是液化石油气的主要成分和烷基化油的主要原料。异丁烷的化工利用最多的是异丁烷和正丁烯经过烷基化反应,生成辛烷值高,不含苯、烯烃,硫含量低的烷基化汽油。

2.5.1 异丁烷与烯烃烷基化工艺[11]

烷基化是炼油工业中提供高辛烷值组分的一项重要工艺。20世纪能够工业化的烷基化技术有氢氟酸法和硫酸法,这两项技术虽然成熟,但存在设备腐蚀和环保问题,近年来绝大多数此类装置都已停产,其应用前景暗淡。但是,烷基化油具有较高的RON(研究法辛烷值)和较低的雷德蒸气压(RVP),且不含烯烃、芳烃和硫,是新配方汽油(RFG)最理想的调和组分之一。

(1)改进的液体酸烷基化工艺

(1)Alkad工艺及其Alkad TM助剂技术

Alkad工艺的核心是其专利开发的蒸气压抑制助剂(Alkad TM)。在该工艺中,Alkad TM与HF反应,生成蒸气压较低的液态聚氟化氢络合物,这种络合物含有与HF分子进行强缔合的长链,有利地减轻了HF分子生成气溶胶释放至大气的倾向,从而极大减小了装置可能泄漏时HF扩散的范围。此外,Alkad TM还可使烷基化油的RON增加约1.4个单位,无污染,且对设备无腐蚀。为了提高Alkad TM的有效利用率,该工艺设有添加剂回收系统,可使Alkad TM与烷基化油完全分离并循环使用。

(2)HAT

HAT(均相烷基化)技术采用溶烃烷基氯化铝作催化助剂,该助剂在HF酸中的浓度低于1%。主要工艺流程为:HF、助剂和轻烃原料混合后,在温度低于50℃,压力为0.3~0.8MPa,烷/烯体积比为10,停留时间不大于10min的操作条件下进行反应;反应产物和循环异丁烷进入酸沉降罐进行分离;沉降罐顶部产物进入分馏塔,分离得到烷基化油,罐底的铝基待生助剂则抽出后进行加氢处理,使其转化为烷烃和氯化铝;得到的氯化铝再溶于异丁烷并与专利的烷基氯化物促进剂结合生成新的烷基氯化铝催化助剂,实现HAT助剂的再生,并循环使用。

(3)Revap工艺

Revap(降低蒸气压烷基化)工艺的技术核心是其催化剂。该非挥发性催化剂可大大减少液体HF的挥发性(使空气中HF酸浓度减少60%~90%),且具有较高的沸点,可完全溶解在HF酸中,但与其他烃类(包括酸溶油ASO)的亲和力较低。因此,采用简单的分馏过程就可很容易地将其从烷基化油中回收。Revap催化剂可以通过2种方式进行回收:液-液抽提法或Pillips/Mobi R&D开发的专利回收工艺。

(2)固体酸烷基化新工艺

虽然目前已经针对液体酸烷基化工艺开发了一些改进技术,但各国的共识是用环境友好的固体酸催化剂及配套工艺代替传统的液体酸烷基化生产工艺,以从根本上解决H2SO4和HF污染环境、腐蚀设备和危险操作的问题。特别是进入20世纪90年代后,美国《清洁空气法修正案》(CAAA)和《世界燃油规范》(WWWF)及欧洲汽油新标准(EN228)的相继颁布实施极大地促进了固体酸烷基化工艺的研究发展。

(1)FBATM工艺

FBATM(固定床烷基化)工艺主要包括烯烃预处理、反应、脱酸、酸回收和产物分馏等几部分。从严格意义上讲,该工艺属于“固-液”两相酸催化的范围,它采用了一种新型的混合式反应系统,将固定床反应器和液态催化剂技术有机地进行了结合。FBATM工艺将液态超强酸负载在固体载体之上,通过酸的循环达到连续操作的目的。

(2)Alkylene TM工艺

Alkylene TM工艺是UOP公司于1997年开发成功的烷基化新技术,其流程借鉴了连续催化剂再生(CCR)技术,首次实现了真正意义上的连续操作。该工艺主要包括原料预处理、反应再生和产物分馏等3大部分。采用工业牌号为HAL-100的Pt-KCL-AICL3/AL2O3固体酸微球催化剂(该催化剂具有良好的反应和再生稳定性能),并在模拟工业操作条件的中试装置上完成了约9个月的循环反应试验。

(3)Alky Clean TM工艺

Alky Clean TM工艺是基于以下反应原理开发的:在酸催化活性处,增大异丁烷/烯烃(I/O)和氢转移反应速率,有利于提高C5~C7组分向高辛烷值3-甲基戊烷(TMP)的转化率;高的氢转移反应同时也减少了TMP的异构化反应;低温有助于增加TMP的总选择性。

该工艺以异丁烷、烯烃为主要原料,流程包括原料预处理(视进料杂质含量设置)、反应、再生和产品分馏等几大部分,采用Akzo Nobel Catalyst开发的不含卤素的专利沸石催化剂。

2.5.2 异丁烷共氧化工艺[12]

环氧丙烷(PO)是丙烯衍生物中仅次于聚丙烯、丙烯腈和羰基醇的第4大主要衍生物,占丙烯消费量的7%,主要用于制聚氨酯用聚醚、丙二醇、二异丙醇胺、丙烯醇等产品,广泛应用于化工、轻工、医药、食品和纺织等领域。

(1)ARCO工艺

ARCO工艺在137℃和3.15MPa下异丁烷与氧经液相反应生成叔丁基过氧化氢(TBHP)和叔丁醇(TBA),异丁烷转化率36.9%,TBHP和TBA的选择性(摩尔分数)分别为53.4%和40.2%,反应中联产的TBA不必全部分出,它在丙烯环氧化过程中作稀释剂和溶剂。

(2)Texaco工艺

1994年底工业化,与ARCO的主要区别为反应条件、联产物处理和催化剂的回收加工,工艺流程基本相似。

在134℃和2.15MPa下异丁烷与氧反应,停留时间8.5h。异丁烷转化率46.0%,TBHP和TBA的选择性分别为48.0%和47.0%。丙烯环氧化分两步进行,反应压力均为3.61MPa,温度分别为110℃和135℃,TBHP在TBA中的质量分数为70%,丙烯与TBHP的比较ARCO低。TBHP的转化率为98.4%,PO选择性为98.3%,催化剂为七钼酸铵/乙二醇/水的络合物。产物PO与TBA之比为1∶2.67。

3 展望

C4馏分产量大,用途十分广泛,是继乙烯和丙烯后最可能完全利用的原料。随着炼油和乙烯产能的快速提高和居民燃料结构的变化,亟需开发C4馏分下游工业利用技术。C4馏分的大型化利用很大程度上受到能源政策的影响,如辛烷值调配方案、MTBE是否禁用等。C4单体的精细化利用附加值高,但其技术较大型化利用更为复杂,开发成本大。

目前,国内C4的化工利用才刚刚起步,严重缺乏大型化C4综合利用成熟技术。由于C4馏分的精细化工利用产量较少,技术复杂,建议抓住机遇,集中资源和技术优势,开发流程相对简洁的大型化C4综合利用技术,容易形成规模效应。同时加强炼厂C4利用技术的开发,主要是环境友好的烷基化技术和烷烃转化技术。由于MTBE的禁用是大势所趋,建议对于MTBE的替代产品和替代技术进行攻关,尽早形成具有我国自主知识产权的大型化应用技术。此外,C4的综合利用还必须依托产品的多样化来适应市场变化,为此,需建立综合利用经济模型来优化总体效益,实现总体效益最大化,提高石化企业的综合竞争能力。

摘要：简要介绍了C4烃的主要来源及组成,着重阐述了国内外C4烃单组分利用技术现状,并结合当前形势对C4烃的综合利用进行了展望。

关键词：C4烃,综合利用,利用技术,异丁烯

参考文献

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[3]王玫,刘飞,黄剑锋,等.C4烃的综合利用[J].甘肃科技,2007,23(4):117-118.

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[6]崔小明.异丁烯的生产方法及其利用途径[J].精细化工原料及中间体,2005,(10):25-28.

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[8]何锦,漆志文.C4综合利用与技术进展[J].石油化工技术与经济,2009,25(6):1-6.

[9]王晓晗,徐魁,黄仲涛.正丁烷选择性氧化制顺酐技术发展[J].广东化工,1998,(3):10-13.

[10]赵春晖.混合碳四的综合应用[J].化工中间体,2007,(11):29-31.

[11]谷涛,王永虎,田松柏.异丁烷与烯烃烷基化工艺研究进展[J].石化技术与应用,2005,23(2):133-137.

C4资源综合利用现状及设想 篇3

【关键字】档案资源；综合开发；利用；分析

档案作为历史的记录，知识的载体，是人类在社会各项实践活动中形成的，按照一定规律保存以备查的各种形式和载体的历史记录，包含着各类原始、可靠和重要的信息，具有不可估量的开发价值。因此，对档案资源的综合开发和利用，对国家经济建设和社会发展具有重要的作用。我国档案管理工作，通过近年来的快速发展，档案资源的综合开发利用动作，被社会各界越来越重视。

一、当前档案资源综合开发和利用的现状

由于我国长时期，对档案这一资源认识的不足，观念陈旧，导致了对档案资源综合开发和利用工作的滞后，致使造成许多宝贵的信息资源不能及时应用到生产实践中去，促进经济和社会的发展。目前我国档案信息资源综合开发和利用现状：

1.档案工作人员的信息意识淡漠，观念陈旧，抱残守缺，缺乏开拓与创新精神，以致于硬件设备的现代化与人员观念落后相互存在不协调的局面。

2.档案管理工作建设资金投入不足，使用结构不合理。重复购置各类办公自动化和存储设备，造成了有限资金的浪费，出现了不讲效益，忽视网络资源利用等诸多问题。

3.档案信息化管理起步较晚，有的档案管理还在原有的基础上踏步不前，还仅仅停留在内部管理上，即使是实现了档案管理信息化、现代化，还远远没有实现服务手段的自动化和网络化。

4.档案管理人员素质参差不齐。一是缺乏新的专业知识，知识结构出现断层现象；二是缺乏现代信息网络化知识；三是缺乏创新意识；四是档案队伍结构不合理，年龄偏大；五是档案队伍建设不稳定，人员流动性大；六是上级领导重视不够，造成了档案信息化建设滞后。

5.档案编研工作的目的还停留在政治目的上，编研的目的缺乏实用性和有效性。

6.档案资源的综合开发和利用工作宣传不到位，开发利用的方法方式有限，阻碍了档案资源的开发和利用。

二、档案资源综合开发和利用的意义

档案是社会政治、经济、文化等各方面活动的真实记录，是社会发展的原始凭证，是国家信息资源的重要组成部分。大力加强档案信息资源的开发与利用，是党和国家对档案事业发展的基本要求，是档案事业适应时代发展的必然选择，是档案事业在新时期实现健康持续发展的必由之路。

三、提高档案资源综合开发和利用的措施和方法

1.转变档案工作人员的服务态度，提高工作人员的综合素质。档案工作人员负责在浩瀚的信息世界和各类用户之间搜集信息，充当信息中介，担负组织管理和信息传播的重要职能。因此，要提高档案工作人员的自身素质。一是加强思想政治和形势任务教育，培养从业人员开拓进取的创新精神，增强档案工作人员的事业心、责任感和使命感教育；二是加大先进科学技术知识学习，确保档案工作人员熟练掌握现代信息技术，为公众提供方便快捷服务；三是加强综合文化知识学习，提高档案工作人员综合素养。

2.充分利用现代信息技术，建设快捷方便的现代档案信息检索体系。随着档案数量的急剧增加和现代社会对档案利用频繁需求，传统的档案利用方式与方法已不适应档案用户和档案信息加工的需要，因此，档案部门必须大力改变和更新档案利用的方法，并尽可能地使用现代科学技术，特别是技术和现代缩微技术等，积极建立高效、快捷、廉价的综合型检索工具。新编制的检索工具应力求符合规范标准，馆藏性、查找性、指导性检索工具应配套，并能把馆藏档案的内容特征、形式特征和储存地点揭示出来。

3.加大档案资源开发利用的宣传力度，增强人们对档案资源的利用意识。一是采取多种形式，加大档案资源的社会宣传力度。重点是宣传国家《档案法》，加强有关档案价值、作用及利用效果的宣传，使人们知道档案是什么，档案有什么作用，从而激发人们利用档案的热情，引导更多的人利用档案。二是加强档案开放目录或开放档案信息内容的宣传，使人们了解馆（室）档案的内容，引导人们有针对性的利用档案。

4.完善档案管理制度，确保档案资源利用工作有章可循。一是进一步完善档案解密制度，在做好档案保密的前提下，对已解密的档案做好利用工作。二是档案部门要积极主动地深入基层了解社会需求，尽可能开放对社会利用面广、利用量大、利用频率高的档案。三是简化利用手续，提高档案资源的利用率。四是积极探索档案资源利用的有偿使用服务体系，进一步提高档案工作人员开展服务的积极性和主动性。五是建立档案资源利用登记备案制度。档案资源利用结束后，档案部门要及时将利用单位、利用人、时间、案卷名称和获取的社会效益、经济效益等信息进行登记造册、备案，确保以后查询。

【参考文献】

[1]杨双华，档案与图书信息资源的综合开发利用[J].浙江档案，2013（4）

[2]张明香，档案管理现代化进程中存在的问题及对策[J].办公室业务，2009（8）

作者简介：刘庄，女，1986-11，工作于山东省枣庄市峄城区少儿竞技体育学校，助理馆员，从事档案管理和政工工作。

浅谈水利建设及水资源综合利用 篇4

关键词：水资源；水利建设；综合利用

一、水利建设的概念及其作用

人类对水资源的利用和整治已有很长的历史了，从开始的简单利用河流并抗御河流的阶段，到改选河流为人类服务的阶段，再到现在的人类与河流和谐发展的阶段，我们对水资源的开发和利用在不断的深化，思想也在不断的改变。而所谓“水利”就是指，在人类充分掌握了水的客观变化规律的前提下，运用各种工程或者非工程措施（包括经济、政治、、法律等手段）对自然界水循环过程中的水進行调节控制、开发利用、保护管理等的综合工作。之所以要进行水利建设，兴修水利工程，就是为了避免或尽可能减轻水旱灾害，并为人类的生活和生产活动提供符合一定水质标准的水资源或者其他服务。而且，水利建设是一个宽泛的概念，它不仅仅包括水利工程建设，还包括水电建设、水土资源开发、旅游业开发等等多方面的综合性建设。

由于水利建设是多方面的，而且水利工程也是为了完成防洪治涝、水力发电、灌溉、航运、渔业、水里环境保护等任务而兴修的，以下做简要介绍。

（1）防洪治涝

防洪治涝历来是水利部门最重要的任务之一。就防洪而言，其主要任务就是因地制宜的采用合适的工程或非工程措施，按照一定的防洪标准，对洪峰流量进行消弱，或者是增大河床的过水能力，总之就是给洪水以出路，保证其对周边的人类生命财产安全不构成威胁，保证安全度汛。而治涝则是尽量阻止易涝地区以外的山洪等向本地区汇集并防御外部的河流或湖水的洪水进行倒灌。另外，我们还要不断的健全排水系统，使能及时有效的排除雨水范围内的积水，保证治涝区居民的生产和生活正常运行。

（2）水力发电

在对天然水能资源利用过程中，水力发电是最重要的利用方式之一。为此而修建的水电站就是为了利用水能来生产电能而修建的，它的工作原理是先用水利工程，如大坝、水库等将天然状态下分散消耗的水能集中起来，并尽可能的减少无益的损耗，然后再将集中起来的水流引入发电机组，使其带动转轮转动，在机组转动过程中就可以将水能转变为电能，在这个过程中，水流本身并没有消耗，只是将水流蕴含的动能和势能转化为了电能，发电后的水流仍然可以供其他部门利用，增加了利用效率。

（3）灌溉

水利灌溉是保证农业稳定生产的重要措施之一，它主要是利用水库的蓄水和调水功能，将雨量较多的时间段的水资源储存起来，在旱季雨水较少时，或在干旱缺水地区将储存的水进行引水灌溉，补充农作物生长必须的水分。而且，蓄存的水流还可以回归到地表水体和地下含水层，一定程度上补充了地下水。

（4）内河航运

内河航运主要是利用天然河流、湖泊、水库或运河等陆地内的水域进行船、筏浮运，它既是交通运输事业的重要组成部分，而且还是水利事业的一个重要部门，内河航运只是利用河道中水体的浮载能力，并不消耗水量，但是在开发利用过程中，如果要利用河、湖航运，则需要一条连续而且畅通的航道。

（5）水利环境保护

人类在开发利用水资源的同时，要遵循一定的自然规律，不能一味的追求经济，而忽视生态的保护，也不能采用穷尽式的开发方式，因此，我们不仅要进行水利开发还要进行水利环境保护，这是整个水利事业的重要领域，从概念上讲，它大体包括了防治水域污染、生态保护以及与水利有关的自然资源的合理开发和利用等。因此，我们必须注意到水环境保护的重要性，在开发过程中要坚持“在开发中保护，在保护中开发”的原则，并且要具体问题具体分析，采取合理措施，实现水利水电建设事业与生态环境保护事业共同发展。

二、水资源的综合利用

水利工程的作用大体上可以分为两大类，即除水害，兴水利。在众多的水利部门中，都可以将其划归至这两类里边。然而，不同的水利部门，对水资源的利用方式和特点各不相同。因此，为了缓解各部门之间的用水矛盾，同时满足其用水需要，我们将除水害和兴水利结合起来，统筹解决，使得同一河流或者同一地区的水资源同时满足不同部门的需要，这种水资源的开发方式就是水资源的综合利用，从而使宝贵的水资源得到充分的利用，以较少的代价取得较大的综合效益，大大提高了水资源的利用效率。

但是在实际生产实践过程中，一些具备水资源综合利用的条件的水利工程仍然会存在许多不足。例如，有些拦河闸忽视了过鱼、过木。过船的需要；有些水电站的水库没有兼顾灌溉或者上下游的防洪要求等。而且，在水资源开发利用过程中，各水利部门不可避免的存在一定的矛盾，例如，上中游的大量用水，可能造成下游灌溉和工业用水的不足；疏浚河道对于航运和防洪都有好处，但是降低了河水位，对农业灌溉带来不利影响；汛期要求腾空水库以备拦洪和消弱下泄流量，但却降低了水电站的发电水头，导致发电效率降低等等。我们可以看到，不仅是除水害和兴水利之间存在矛盾，各兴利部门间也长存在矛盾，这些矛盾中有些是可以协调的，此时，我们应该统筹兼顾，“先用后耗”，争取做到一水多用，达到综合利用水资源的效果。

可见，水资源综合利用不仅是一种开发水资源的方式，也是水利建设必须坚持的一项重要原则。兼顾兴利和除害、兼顾上下游和左右岸、兼顾经济发展和环境保护，充分发挥水资源的综合效益。

结语：水利建设是人类改造自然，利用自然资源发展经济一种有效措施，在这个过程中会涉及到很多问题，不仅有技术、科技、经济的问题，还有社会、生态、和谐的问题，我们必须认清主次，选好方式合理的和谐的综合利用水资源。（作者单位：郑州大学水利与环境学院）

参考文献：

[1]张坤峰，何江涛. 水资源综合利用——分级利用[J]. 水利科技与经济. 2008（09）

[2]王维峰，李红艳. 浅论我国水资源的综合利用[J]. 水利科技与经济. 2007（09）

C4资源综合利用现状及设想 篇5

关键词：水能资源；开发利用；爱河流域；水电站；

中图分类号：TV213 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）01-0058-02

1 爱河流域概况

爱河发源于辽宁省宽甸满族自治县老木垛岭，由灌水镇汇入旧帽山河后被称为爱河，是鸭绿江下游在我国境内的一条较大支流。流域东部与蒲石河相接，南部联通鸭绿江，西与大洋河相邻，北部以太子河分水岭为界。爱河流经宽甸县、凤城市和丹东市振安区，在丹东市振安区的九连城汇入鸭绿江，全长181.95 km，流域面积5 902 km2。

爱河流域属典型温带湿润季风气候，多年平均气温约8 ℃。受到气候等因素影响，流域降水量的年际变化较大，最多年降水量达1 690 mm，最少年降水量仅560 mm。爱河流域降水量不仅年际变化大，年内分配也极不均匀，夏季雨量多且集中，6—9月的雨量约占全年降水量的80%，其中7，8两月的雨量更为集中，占全年雨量的60%。由于爱河流域比较靠近海洋，所以年降水量较大，多年平均降水量1 020.3 mm，多年平均蒸发量1 238.0 mm。流域内最大风速为19.7 m/s，相应风向为SSE；最大冻土深度约140 cm。

2 爱河流域水能资源开发利用现状

爱河流域水系发育良好，河道蜿蜒曲折，水量丰沛，拥有丰富的水能资源，河道平均比降6.2，多年平均地表径流32.08亿m2。流域内人均占有水资源量为5 265.78 m2，每667 m2耕地占有的地表水资源量为4 048.76 m2，分别是辽宁省全省平均值的6.9倍和6.3倍。爱河流域的主要河流情況及从属关系见图1。

2.1 爱河干流

爱河干流水能资源丰富，雨量充沛，集雨面积较大。其多年平均流量为107 m3/s，河道总长191 km，天然落差702 m，可利用落差180 m，水能资源理论蕴藏量为91.00 MW，其中技术可开发量为48.06 MW。合理规划开发爱河干流水能资源，不仅可为爱河流域地区的电力供应提供有力支撑，提高附近区域居民经济水平，而且对生态环境改善具有至关重要作用。

2.1.1 爱河干流中上游 爱河上游河道深切，河床比降较大，河床沙卵石覆盖层浅，降水量大且植被条件较好，具有较高开发价值。但由于此区域河道蜿蜒曲折，河床较宽，两岸阶地较平坦，耕地面积较大，同时又有公路、铁路穿过，因此开发水力资源的难度较大。爱河干流中上游共可开发水电站10座，装机容量为12.18 MW，年发电量0.39亿kW·h。目前已开发水电站7座，装机容量6.95 MW，占技术可开发量的57.1%；年发电量0.22亿kW·h，占技术可开发量的56.40%。

2.1.2 爱河干流下游 爱河下游长54 km，是辽宁省年降雨量最大的地区，水量极其充沛，而且两岸多石质高山、河道狭窄，开发水力资源的地形、地貌及工程地质、水文地质条件十分有利。目前，爱河干流下游选择四级推荐梯级开发方案，总装机容量35 MW，年发电量1.03亿kW·h

2.2 爱河主要支流

2.2.1 草河流域 草河是爱河右侧的第一大支流，流域面积2 230 km2，河流蜿蜒曲折，弯曲度较大，水量充沛，开发水能资源的自然条件较好。草河在花家堡子入爱河，河流长124.40 km。根据草河流域的自然条件（可利用落差281.2 m），结合已开发水电站的实际运行情况，预计可开发电站总装机容量19 MW，年发电量0.59亿kW·h。目前，草河流域已建电站2座，装机容量3 MW，年发电量0.9亿kW·h。总体开发程度相对较低，水能资源未能得到充分合理利用。

2.2.2 八道河流域 八道河是爱河第二大支流，流域面积950 km2，河流长93 km，在大堡镇北山坝入爱河，河流水量充沛。由于其流域面积较小，因此选择规划的电站规模也相应较小。八道河可开发电站5座，总装机容量13.29 MW，年发电量0.5亿kW·h。目前，在八道河5级梯级电站中，只有1座电站已建，装机容量仅为0.65 MW，年发电量0.02亿kW·h。

3 爱河流域水能资源开发中存在的主要问题

3.1 水能资源开发程度低

爱河流域蕴藏的水能资源十分丰富，充分利用开发将为民生、经济、生态环境等带来显著效益。但就目前开发情况看，总体开发程度较低，未能够充分利用爱河流域水能资源。

爱河流域技术可开发电站44座，装机容量90.8 MW，年发电量2.78亿kW·h。然而，现已开发及正在开发的电站仅13座，装机容量13.90 MW，占技术可开发量的15.30%；年发电量0.43亿kW·h，占技术可开发量的15.4%。由此可见，爱河流域水能资源开发利用程度相对较低。爱河流域的主要河流农村水力资源开发情况见表1。

3.2 缺少龙头水利枢纽工程

爱河流域已开发水电站均为小型水电站，缺少能起到补偿调节作用的龙头水利枢纽工程。多数小型水电站为径流式电站，调节能力差，不利于流域整体开发利用，影响了流域整体效益的发挥。

梯级电站调节能力很小，枯水期发电量显著减少；汛期水量大，弃水量同时增大，水资源浪费严重。大部分梯级电站水能利用率仅在40%～48%左右，发电设备利用率低下，发电质量较差。

4 爱河流域水能资源开发建议

水能是清洁可再生能源。开发利用水能资源，可减少开采煤炭和燃煤发电对环境的污染，有利于保护环境与生态。为充分利用水力资源，在考虑梯级开发的同时，着力考虑龙头水库电站的开发。梯级电站在龙头水库的调节作用下，发电效益将大大提高。目前，爱河流域水力资源开发程度较低，因此应在做好水能资源开发前期工作及充分考虑生态环境的前提下，科学、有序地对爱河水能资源进行开发利用，确保流域水能资源开发与生态环境保护协调统一。