丙烷脱氢制丙烯工艺流程

丙烷脱氢制丙烯技术及经济分析 <<隐藏

丙烷脱氢制丙烯经济及技术分析许艺〔金陵石油化工有限责任公司，１０６２０４）摘要丙烯是重要的有机化工原料，除用于生产聚丙烯外，还是生产丙烯睛，丁醉、辛醉、环氧丙烷、异丙醉、丙苯、丙烯酸、碳基醇及壬基酚等产品的主要原料，丙烯的齐聚物是提高汽油辛烷值的主要成分，丙烷催化脱氢制丙烯比烃类燕气裂解能产生更多的丙烯。当用燕气裂解生产丙烯时，丙烯收率最多只有３％、３而用催化脱氢法生产丙烯，总收率可达７％一６用唯一原料生产唯一产品，４８％，催化脱氮的设备投资比烃类蒸气裂解低３％。并且采用催化脱氢的方法，３能有效地利用液化石油气资源使之转变为有用的烯烃。关健词丙烷丙烯脱氢丙烯是最早采用的石油化工原料，也是生产石袖化工产品的重要烯烃之一。各种分析表明，丙烯的需求增长速度已超过乙烯，而且这种趋势一直会延续。全球丙烯的消费量将由１９年的４９７８０万ｔ０增加到２０年的５０万ｔ００００２０及２１年的７万ｔ５０。其中，０亚洲的增长速度最高。１９年到１９年亚太地区丙烯９１９６衍生产品的需求以年均９％的速度增长，而全球年均需求增长率为５５．％ａ丙烯除用于生产聚丙烯外，还大量地作为生产丙烯睛、丁醇、辛醉、环氧丙烷、异丙醉、丙苯、丙烯酸、拨基醇及壬基酚等产品的主要原料，另外丙烯的齐聚物是提高汽油辛烷值的主要成分。丙烯与其它化学品不一样，它一般是以联产品或副产品得到。目前全球丙烯大约有７％来自蒸气裂０解乙烯的联产，８２％来自炼厂（主要是催化裂化装置）精炼副产，０自２世纪９年代以来由于现有来源不敷０需要，丙烷脱氢已成为第三位的丙烯来源，９年丙１８９烷脱氢生产的丙烯约占世界丙烯总产量的２％。全、户、加 ‘小户，球现有丙烷脱氢生产装置概况见表ｌａ丙烷催化脱氢制丙烯比烃类蒸气裂解能产生更多的丙烯。当用蒸气裂解生产丙烯时，丙烯收率最多只有３％、３而用催化脱氢法生产丙烯，总收率可达７％一９用唯一原料生产唯一产品，４８％，催化脱氢的设备投资比烃类蒸气裂解低３。并且采用催化脱３氢的方法，能有效地利用液化石油气资源使之转变为有用的烯烃。衰１丙煌脱兔生产装ｉ概况表ｔ所在地２０年第１卷第３０３７

期化学公司和德国的ＢＳＡＦ公司，其它均为大石油公司。１１２国外消费及供需预刚．．由于全球对丙烯的需求稳定保持在６６％或％以上的年增长率，丙烯的其它衍生物对丙烯的需求也保生产能力／ｖａ万压０持许可证公司马来西亚韩国ＵｏＰＵＯＰＵＯＰＵｏＰ工艺路线１６石ｏｌｄｓ吟ｏｌｃｈｏｌｅｆｉｘＣａｔｏｆｉｎ如Ｏｌｄｓ投产日期１９９３１０ｊ１９９１１９９０１性兀６１９９１１９９４１９９７泰国比利时工ｏ－ｗＬｒ．ｍ川　ｑ．ＵＯＰ扭西哥中东丙烷脱氢制丙烯，原料丙烷主要来自液化石油气（Ｐ）目前国内的ＬＧ主要作为民用燃料使用。ＬＧ，Ｐ１７用作民用燃料的ＬＧ占Ｌ（商品总量的９年，９ＰＰ；９．４５％。已开工建设的长达４ｋ２２１ｍ的“ 西气东输” 待强劲势头。据统计，９年全球丙烯生产能力（１７９不包括中国大陆）５３８ｔ为４８．万，消费量约为４４０万３ｔ，需求速度比１６年增加５５９９．％。美国、西欧、日本约占世界丙烯需求量的７．％。用途大致为聚丙烯２７５％，０丙烯睛１％，２环氧丙烷７异丙苯７异丙醇％，％，４碳基醇９其它９％，％，％。在一些发展中国家聚丙烯占丙烯的消费比例高达６％以上。０总之全球丙烯需求仍将保持较快的增长势头，供需的分布格局不会发生大的变化，０１年的丙烯消２０〕费需求在５万ｔ２００以上，０年丙烯消费需求将为２５０６万ｔ００８０，１年全球丙烯需求量可达到７万０到２５００ｔ。而未来的丙烯新增生产能力不能满足快速增长的丙烯需求，未来ｌ年世界将面临丙烯原料短缺的局０面。１２国内丙烯的生产及市场分析．１２１国内丙烯的生产现状．．管网工程将为长江中下游地区提供１亿扩／的巨２０。大天然气源；另外，中石化预计明年在东海开发新的天然气资源。前探明的可利用储量为１亿扩／目９０ａ的巨大天然气源；安徽淮南又发现新的天然气资源，储量达５９８亿澎，２为塔里木盆地天然气总储量的１４苏北油田新近探明储量达１０时／天然气．倍；０亿ａ资源，０年内即将开发。因此长江中下游地区的２１０）天然气量必将有较大幅度的增长，势必冲击ＬＧ民Ｐ用燃料市场，从而造成ＬＧ资源局部地区相对过剩Ｐ局面。目前我国丙烯当要来源

是乙烯厂和炼厂的副产１１国外丙烯的生产及市场分析．１１１国外丙烯的生产现状．．１８９年全球丙烯的产量约为４２０万ｔ，９０／世界ａ丙烯的生产和消费仍主要集中在发达国家和地区，如１６美国、９年，９西欧和日本约占世界丙烯产量的７，１个最大的丙烯生产商的丙烯生产能力３世界０约占世界总生产能力的３％，３这些厂商中除美国道品。２世纪６年代初，００我国着手开发从炼厂气中回收丙烯的技术。１７年兰化公司首次引进国外石油９１裂解装置，开创了我国乙烯厂联产丙烯原料的历史。１８９年开始，７陆续在全国各大炼油厂建立丙烯回收生产装置、０到２世纪９年代初，０共有３家炼厂丙烯８回收装置投入生产。其间还有江苏丹阳化肥厂，江苏常州石化厂，青岛石化厂采用国内技术建立重油热裂解装置，上海石化总厂塑料厂，兰化公司石化厂和北京化工四厂采用国内技术建立轻柴油热裂解装置，使我国小型丙烯生产厂家达４余家，０其丙烯生产能力约４万ｔｏ８／ａ１７年我国燕山石化公司引进第一套轻柴油裂９３解乙烯装置，使我国丙烯生产走向大型化，前为到目止，大型乙烯装置主要有：上海石化总厂、燕山石化公司、大庆石化总厂、扬子石化公司、巴陵石化公司、吉化公司和抚顺石化公司等。１９年中国石化总公司９７系统的丙烯生产能力为２５０万 “ ，７．６ａ全国丙烯生产能力超过了３０ｔａ１万／ａ万方数据１２２．．国内丙烯供需分析１９年国内丙烯产量为２７６万ｔａ１９９５１．／，９年丙９烯产量已达到３５３万ｔ，７．／年均增长率达２．％０ａ４１６（）２丙烯衍生物（聚丙烯和丙烯睛）的快速发展导致我国丙烯短缺，而这个缺口有可能加大。因此，我国是丙烯净进口国，丙烯进口量逐年增加，９年丙１９９烯进口量为９２５　２０年１６ｔ０（９，）－２月共进口丙烯３３２３ｔ０，其中还未包括其它渠道进口的丙烯数量。１５１８９年一９年我国丙烯的消费量也同样在增长，９９１９年全国丙烯表观消费量为２０８万ｔ，９年９５６．／１８ａ９增加到４２８万ｔ平均每年增长６．ｔ１９４．，０７万ｏ９年９全国丙烯进口量为％２５　００１２９ｔ０年－月共进口丙，２烯３３２１９３ｔ９年同期比的增长率为８５７％０，

９和８．５ｏ我国丙烯主要用来生产聚丙烯，丙烯睛，丙酮，丁醇、辛醇、异丙醉、异丙苯和环氧丙烷等，在我国的丙烯消费中，ｐ占其总消费量的５％，ｐ５丙烯睛为１％，辛３丁、醉为８环氧丙烷及其它约占２％。近年国内丙烯％，４主要下游产品产量情况见表２：表２近年我国丙始主要下游产品产．（ｔ万）年份目前丙烷脱氢制丙烯主要有两种工业化生产工艺：美国ＵＰＯ公司的Ｏｅｅ工艺和美国ＡＢ　ｎｕｌｘｌｆＢＬ‘ ｓｕｍＧｏａ公司的Ｃｔｉ工艺。ｌｌｂａｆｏｎ两种丙烷脱氢制丙烯工艺大体相同，所不同的只是脱氢和催化剂再生部分。Ｏｅｅ工艺设计的主要特点是采用移动床反应ｌｘｌｆ聚丙烯１０．４９１３．８６丙始肺丁、辛醉１９９６年１９９７年１９９８年年增长率％２３．０３２８５．５３２０６．４７８３．２７２２８．骋５１环级丙烷１３２．１５４．２．１６２０３．６．４５Ｊ２ｔ１６２７８．９２０年我国丙烯表观需求量和需求量分别为０２７万 “ 和６７ｔ，０年丙烯表观需求量和需６９。５万／２５ａ０求量分别为均１万ｔ和８７ｔｏ７，０５７／ａ７万／１年２０ａ９９年丙烯表观需求和需求的年均增长率分别为９０．％和９２２２．％．年若我国大型和中型乙烯的改造基００本完成，我国乙烯的生产能力约６万ｔ，２０／按开工率ａ９％产量约为５８ “ 。按丙烯／０计，５万ａ乙烯收率均为０５计算，．２我国由乙烯装置得到的丙烯产量为２０５万ｔｏ　７／１年我国大约４％的丙烯来自ａ９９６炼油厂，０２２０年炼厂丙烯产量估计为１６ｔ，０年我国丙烯４万／２２ａ０产量约为４６ｔ，３万／国内满足率为６．％，ａ６４这低于１７９年的丙烯自给率（２７。因此，０２年国内９７．％）２０丙烯供需仍有较大差距。１３市场分析的初步结论．从以上分析可得到如下结论：（）１目前丙烯的需求增长速度已超过乙烯，全球对聚丙烯的需求稳定保持在６％或６％以上的年增长率，丙烯的其它衍生物对丙烯的需求也保持强劲势头。２０００年丙烯的消费需求将在５２０万ｔ０以上，２０年将为６０５８０万１０００，１年将达到７０万ｔ２５０

。未来１０年，世界将面临丙烯原料短缺的局面。器，反应均匀稳定，催化剂活性长久保持不变，催化剂再生时反应器不需要关闭或循环操作，同时，连续补充催化剂。氢气为稀释剂，用以抑制结焦、抑制热裂解和作载热体维持脱氢反应温度。含有烃类的反应器部分和含有氧气的再生部分是一体化，但还安全地保持着分离。使用铂催化剂，具有高活性、高选择性和低磨损率，由于可靠和精确的ＣＲＣ再生控制，ｌＯ－ｅｌ催化剂具有很长的服务寿命并提供优良的产量ｆ二ｅ稳定性。Ｏｆｘｌｅ技术使用无铬（ｒ、ｅｌＣ）无致癌催化剂。另外，为达最佳操作，ｌｆｘＯｅｅ工艺利用ＵＰ的专利设ｌＯ备和系统，ＰＡ　ｌＭＭ包括ＳＰｙＴ装置，Ｏｂ按标准型设计的ＣＲＵＰ锁定漏斗控制，Ｄ馏塔盘、ｉ－Ｃ，ＯＭＴＭＨｇｈＦＭＩ管道和工艺仪表测量设备控制（Ｉ）．ＴＰ。它可以Ｃ处理任何从气田来的场ＬＧ也可以处理来自炼厂或Ｐ，者乙烯装置的ＣＬＧ３ＰａＣｔｉ工艺技术的主要特点是，ａｆｏｎ采用循环固定床反应器。使用非贵金属催化剂，对原材料杂质要求低，价格便宜，催化剂寿命为２无催化剂损失，年，由于具有最高的选择性，所以在新鲜原料中制备１　丙烯ｋｇ产品仅消耗１１ｋ的丙烷。由于Ｃｌｎ．ｇ５ａｆ的高转化ｏｉ率和最低的再循环率使设备尺寸减小和能量成本降低。最高的单程转化率（４和至少高出２４％）％的催化剂选择性使操作压力和温度最低。反应中没有氢的再循环，没有蒸气稀释，可以降低能耗和操作费用。低硫注人使金属钝化。低温回收区、产品精制、致冷系统设计特征为：串联丙烯和乙烯致冷系统，高效冷壳设计（ｌｂｘ以最大限度地减少设备数和所需的ｃｄ）ｏｏ致冷压缩电能，低压脱乙烷塔免去了进料泵，低压产万方数据化Ｉ商情（ｒｅｒａｏｉＣＩＴｄＩｏｔｎ．）ａｎｍｉｎ．ｆ品分离塔与丙烯致冷系统合并。在Ｃｔｎａｆ装置的设ｏｉ计中提供先进的工艺控制关键设备，包括：进料和空气加热炉、模式预报控制和培训模拟器（ＩＣＮ，ＳＯ）其Ｍ中ＳＣＮ能提供多种操作工培训模拟器，ＩＯＭ包括ＭＢ联合企业的常规，ＴＥ高真实、动力学模式。本装置缺点是催化剂反应装置多，为间歇操作装置，如进行反应和再生，至少需要两个反应器轮换操作，产品回收部分要加压操作，导致能耗增加，且催化剂寿命

只有两年。２０年第１卷第３０３７期费也将超过１亿人民币，这给建设该项目的决策带来难度。自己开发该技术，尽管投人也会很大，但比引进所花的费用要小得多。（）　ｅ工艺的技术关键是脱氢催化剂及相应３Ｏｆｘｌｅｌ的脱氢工艺，当然还有配套的炔烃和双烯选择加氢催化剂及工艺。而我国有近２年的脱氢催化剂开发的０经验和Ｐｃ工艺工业运转的实践，ａｌｏ还有双烯选择加氢催化剂和工艺的开发基础，完全可以开发我们自己的系列丙烷脱氢制丙烯催化剂。（）１ｅ工艺中其它的相应技术国内均有装４０ｅｘｌｆ置可借鉴，如连续重整及再生工艺，低碳烃的低温精烷临氢脱氢制丙烯技术建设丙烷脱氢制丙烯装置，根据我国的现实情况，自已开发该技术更可行些，理由如下：（）１虽然在长江三角洲有丰富的液化石油气资源（金陵石化、扬子石化、九江石化各２万ｔ，５／镇海炼ａ化３ｔ，５还有高桥石化和上海石化）／ａ。但目前主要作燃料用，而且还存在较大的缺口，因此丙烷资源目前还不足，要等天然气到了情况才能改变，前引故目进装置原料丙烷的资源还不落实。（）２引进工艺装置投资非常大，３按５万ｔ能力／ａ的Ｏｆｘｌｅ工艺装置算，ｅｌ投资在２亿人民币左右，０仅催化剂一次装量投资就超过１５．亿人民币，专利许可馏工艺，炔烃和双烯烃的加氢工艺，国内有很多引进装置，而且运行多年，有很多已经消化吸收，完全可以在国内组织力量移植，为我所用。综上所述，我们开发有自主知识产权的丙烷脱氢制丙烯技术的条件已经成熟。我们应该以开发脱氢催化剂为重点，开发丙烷临氢脱氢制丙烯技术。