丙烷脱氢制丙烯工艺技术.doc
丙烷脱氢制丙烯工艺[要略]
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丙烷脱氢制丙烯工艺[要略]丙烷脱氢制丙烯工艺三问“丙烷脱氢”——丙烯新工艺“丙烷脱氢”是现今国内丙烯生产新工艺的热点之一,备注市场的关注和青睐。
“丙烷脱氢”是现今国内丙烯生产新工艺的热点之一,备注市场的关注和青睐。
<<隐藏国内丙烯市场存在较大的需求缺口,为了使得下游产品市场更健康长久发展,解决原料丙烯的缺量问题,市场中跃跃欲试的企业越来越多。
目前有两个热点,其一煤化工路线,煤制烯烃;其二,丙烷脱氢。
丙烷脱氢工艺因其丙烯收率相对较高,目前备受市场关注和青睐。
目前较为成熟的丙烷脱氢工艺主要有三种:Oleflex 工艺、Catofin 工艺和 PDH 工艺。
Oleflex 工艺由 UOP 公司开发并于 1990 年实现工业化生产,工艺主要采用催化剂连续再生方法,该工艺制取丙烯的产率约为86×4%,氢气产率约为3×5%。
Catofin 工艺是由鲁姆斯等公司联合开发,可生产丙烯、异丁烯、正丁二烯等产品。
该工艺采用固定床催化反应器,并用取切换操作的方法,丙烯转化率高达 90%左右。
PDH 工艺是由德国林德公司和巴斯夫公司合作开发,主要生产丙烯和异丁烯。
该工艺采用装填催化剂的管式反应器。
目前该项目在国内仍是一片空白。
天津渤海化工集团投资建设目前国内首套、世界单套规模最大的丙烯生产装置——60 万吨/年丙烷脱氢制丙烯,项目引进鲁玛斯技术公司专有的 Catofin 脱氢技术,该项目位于天津临港工业园区内,投资 34.8 亿元,计划 2012-2013 年投产。
原料丙烷将由日本丸红提供。
面对新鲜事物,蜂拥者不乏少数,目前国内很多厂家也都在酝酿上马丙烷脱氢项目,特别是下游工厂,主要是应对棘手的原料供应问题。
想法总是好的,但是笔者心存几个疑虑,想和大家分享一下。
第一,国内尚没有成功案例。
一切为新的事物,即便天津渤海化工集团项目真能如期投产,那么从试运行到商业化运作,产品质量需要一个过程去赢得市场的认同,新的技术很有可能遇到这样或者那样的问题有待解决,这个过程可能会较长。
年产50万吨丙烷脱氢制丙烯工艺设计

年产50万吨丙烷脱氢制丙烯工艺设计年产50万吨丙烷脱氢制丙烯工艺设计一、工艺概述丙烯是一种重要的化工原料,在合成纤维、塑料、橡胶等行业中广泛应用。
本工艺设计旨在实现年产50万吨丙烷脱氢制丙烯的生产目标。
该工艺采用催化剂催化剂进行反应,通过连续流程实现高效、稳定的生产。
二、原料准备1. 丙烷:作为主要原料,通过分离和净化过程获取高纯度的丙烷。
2. 氢气:作为还原剂,通过压缩空气制取。
3. 催化剂:选择适宜的催化剂,如钼酸铵-硅铝酸盐复合物。
三、反应装置1. 反应器:采用固定床反应器,可容纳大量催化剂,并具有良好的传质和传热性能。
2. 加热系统:利用外加热方式将反应器内温度控制在适宜范围内。
3. 冷却系统:对反应后的产物进行冷却处理,以便进行后续的分离和净化。
四、工艺步骤1. 原料预处理:将丙烷经过分离和净化处理,去除杂质,提高纯度。
2. 催化剂制备:将钼酸铵和硅铝酸盐按一定比例混合,并在适宜条件下进行干燥和活化处理,制备催化剂。
3. 催化剂装填:将制备好的催化剂填充到固定床反应器中,并保证填充均匀。
4. 反应过程:将预处理好的丙烷与氢气按一定比例混合后送入反应器中,在适宜温度下进行脱氢反应。
反应生成的丙烯通过反应器底部排出。
5. 产物冷却:对排出的丙烯进行冷却处理,以便后续分离和净化操作。
五、工艺控制1. 温度控制:通过加热系统对反应器内温度进行控制,保持在适宜范围内。
2. 气体流量控制:根据设计要求设置丙烷和氢气的流量控制装置,确保进料平稳、均匀。
3. 压力控制:通过调整进料压力和排出压力,保持反应器内压力稳定。
4. 催化剂活性监测:定期对催化剂进行活性检测,根据检测结果调整催化剂的使用量和更换周期。
六、产物分离与净化1. 分离:将冷却后的产物经过分离装置进行初步分离,得到丙烯和未反应的氢气。
2. 净化:对初步分离得到的丙烯进行净化处理,去除杂质、不纯物质等,提高丙烯纯度。
3. 储存与包装:将净化后的丙烯储存于专用容器中,并进行适当的包装,以便运输和销售。
丙烷脱氢制丙烯工艺流程

丙烷脱氢制丙烯工艺流程一、引言丙烯是一种重要的石化原料,广泛应用于塑料、橡胶、纺织品等行业。
丙烷脱氢制丙烯是一种常用的工艺方法,本文将介绍该工艺的流程。
二、丙烷脱氢反应丙烷经过脱氢反应可以得到丙烯。
该反应通常在高温和催化剂的存在下进行。
催化剂通常使用铂、钯、铑等贵金属或其氧化物。
三、工艺流程1. 原料准备:将丙烷作为原料,经过净化和预热处理后,进入反应器。
2. 反应器:反应器是丙烷脱氢反应的核心设备。
在反应器中,丙烷与催化剂发生反应,生成丙烯。
反应器通常采用垂直或水平布置,具有良好的温度和压力控制系统。
3. 分离器:在反应器中生成的混合气体进入分离器。
分离器的主要作用是将混合气体中的丙烯和未反应的丙烷进行分离。
分离器通常采用冷却、压缩和蒸馏等方法进行操作,以实现组分的分离。
4. 催化剂回收:经过分离后,未反应的丙烷可以进一步回收利用。
回收的丙烷可以经过再生处理,去除杂质后重新进入反应器进行反应。
5. 产品处理:分离出的丙烯经过冷却、压缩和脱水等处理后,可以得到纯净的丙烯产品。
产品可以通过管道输送或贮存,以供后续加工或销售。
四、工艺优势1. 高产率:丙烷脱氢制丙烯的工艺可以实现高丙烯产率,提高生产效益。
2. 催化剂的选择:根据不同的工艺要求和经济考虑,可以选择不同的催化剂,以实现最优化的生产。
3. 原料资源丰富:丙烷作为石油和天然气中的主要组分,资源丰富,且价格相对较低,适合大规模生产。
4. 操作简单:丙烷脱氢制丙烯的工艺相对简单,易于操作和控制。
五、工艺改进1. 提高催化剂的选择和使用效率,降低催化剂的成本。
2. 优化反应器的设计,提高反应器的热效率和传质效率。
3. 优化产品处理流程,减少能耗和废水排放。
4. 开展催化剂的再生和废催化剂的处理技术研究,实现催化剂的循环利用和资源化。
六、工艺应用丙烷脱氢制丙烯的工艺已经在世界各地得到广泛应用。
许多石化企业都采用该工艺进行丙烯生产,以满足市场需求。
七、结论丙烷脱氢制丙烯是一种重要的工艺方法,具有高产率、资源丰富、操作简单等优势。
丙烷制脱氢丙烯工艺简介及发展概况分析

丙烷制脱氢丙烯⼯艺简介及发展概况分析丙烷制丙烯⼯艺简介及发展概况分析⼀、丙烷制丙烯简介1.优点⽐较传统的裂解技术制丙烯,丙烷脱氢技术具有三⼤优势:⾸先是进料单⼀、产品单⼀(主要是丙烯);其次,受原料价格波动影响⼩,其⽣产成本只与丙烷的市场价格有关,与⽯脑油价格、丙烯市场没有直接的关联,这可以帮助⽣产⼚家合理调节原料的成本,规避市场风险;第三,是对于外购丙烯的衍⽣物⼚家,可以通过在市场波动时,低价购进丙烷⽣产丙烯,极⼤的节省了原料和运输成本。
除此之外,丙烷脱氢技术还有以下优点:(1)来源⼴,天然⽓和⽯油资源中含有⼤量的丙烷,油⽥⽓中丙烷约占6%,液化⽯油⽓约占60%,湿天然⽓约占15%。
(2)需求⼤,⽬前全球对于丙烯的需求量逐年上涨,传统的⽣产⽅法已经不能满⾜丙烯市场的缺⼝,所以丙烷脱氢制丙烯具有⼴阔的发展前景和充分的现实意义。
(3)意义⼤,丙烷⼴泛存在与天然⽓和原油中,利⽤⽅法⼀般都是直接做燃料,造成了资源的极⼤浪费,同时也污染了环境,丙烷制丙烯对丙烷的资源化利⽤具有深远意义。
(4)技术成熟,丙烷脱氢制丙烯技术问世迄今已有20多年历史,经过不断完善,⼯业应⽤⽇趋成熟。
2.缺点(1)丙烷制丙烯装置的原料主要是以丙烷为主,⽽国内丙烷量有限,⽽且指标参差不齐,⽆法满⾜装置对丙烷的要求,装置原料需从国外进⼝。
⽬前国内进⼝⽓⼏乎全部是海运,⽽进⼝码头配套设施有限,要建设丙烷制丙烯装置,⾸先要解决的是丙烷供应。
新建和规划丙烷制丙烯项⽬,要么有其配套码头设施,要么距离液化⽓码头较近。
(2)技术⽅⾯,⽬前⽤来丙烷脱氢制丙烯的两种技术均来⾃于国外,装置规模⼤,投资⾼,建设周期相对较长,因此准⼊门槛⾼。
(3)尽管⼤量的丙烷脱氢催化剂被开发出来,但是这些催化剂的性能(活性,选择性和稳定性)仍需要提⾼。
(4)⽣产过程中会⽣成⼀些易燃、易爆物质,主要有丙烷、丙烯、氢⽓以及甲烷、少量⼄烷和⼄烯。
氢⽓作为甲类易燃物,爆炸范围宽,点⽕能量低,⾼压氢⽓泄漏遇静电就可能发⽣燃烧或爆炸;丙烷、丙烯⽐重较空⽓重,会在地⾯积累并向四周扩散,遇空⽓可形成爆炸性⽓体,遇⾼热、明⽕容易发⽣⽕灾爆炸。
45万吨年丙烷脱氢制丙烯(PDH)装置工艺操作规程(UOPC3Oleflex工艺)

45 万吨/年丙烷脱氢制丙烯(PDH)装置工艺技术规程UOP C3 Oleflex 工艺)2018 年11 月13 日1预处理工段1...2丙烷脱氢反应工段1...3催化剂再生工段4...4冷箱分离工段8...5SHP 工段 ............................................. 9..6精馏工段 (9)7PSA 工段 (10)8全厂系统(蒸汽凝液系统) ............................. 1..29丙烷低温储罐及其辅助系统 ............................. 1..210中间罐区............................................1..3.11火炬1..4..12空压站及氮气辅助系统................................1..713本项目涉及的主要化学反应............................1..91 预处理工段来自新鲜丙烷进料加热器(21E0601)的新鲜丙烷原料先进入进料保护床(21D0101-1/2),在此用树脂吸附剂除去氮化物和有机金属化合物。
这两台保护床可以通过调整进出料管道来改变两台保护床的前后。
接着丙烷原料流过汞脱除器(21D0102除汞,然后进入进料干燥器(21D0103-1/2))以脱除原料中的水分(原料中如果含水将在分离系统结冰,就可能堵塞系统。
这两台干燥器一般在系统开车时用来干燥进料,正常运行时可不用。
进料干燥器装填分子筛以从丙烷中脱除水分。
进料干燥器设计为每周再生一次,再生用干燥的丙烷气来完成,丙烷在进料干燥再生蒸发器(21E0120)中用蒸汽先加热到60 C,然后用原料干燥再生过热器(21E0122)加热到232c左右,以与丙烷进料相反的方向进入进料干燥器去再生干燥床层,然后进入进料干燥再生冷凝器(21E0102),被冷凝后送到进料干燥再生收集器(21D0104),在此水与再生丙烷分离,丙烷用进料干燥再生泵(21P010D输送到在线操作的干燥器入口,废水送至反应工段与含硫废液混合后一并送至含硫/盐污水处理装置处理。
年产50万吨丙烷脱氢制丙烯工艺设计

年产50万吨丙烷脱氢制丙烯工艺设计概述丙烯是一种重要的化工原料,广泛应用于塑料、纺织品、涂料等行业。
丙烷脱氢制丙烯是一种常见的制备丙烯的方法,该工艺具有高效、低能耗、低成本等特点。
工艺流程原料准备1.丙烷:50万吨/年;2.催化剂:选择一种高效的催化剂,如氧化铝;3.辅助剂:根据实际需要添加适量的辅助剂,如硫化钒等。
### 反应器系统4.反应器选择:选用流化床反应器进行丙烷脱氢制丙烯反应;5.反应条件:温度为500-600°C,压力为1-5 atm;6.回流装置:安装合适的回流装置,以提高反应的转化率和产物纯度。
###分离工艺7.丙烯分离:采用冷却凝固法将丙烷脱氢产生的丙烯分离出来;8.溶剂回收:在分离过程中回收使用的溶剂,以提高资源利用效率;9.污水处理:对产生的污水进行合理处理,以保护环境。
### 产品储存与输送10.储存方式:选择合适的储存方式,如罐式储罐、载船等。
按照相关规定储存和保护丙烯产品;11.输送方式:选择适当的输送方式,如管道输送、气罐运输等,确保产品安全送达目的地。
工艺优势1.高效:采用流化床反应器可以提高反应转化率,增加产品产量;2.低能耗:反应条件控制在适宜范围内,可降低能源消耗;3.低成本:选择高效的催化剂和辅助剂可以降低生产成本;4.环保:对产生的污水进行合理处理,以减少对环境的污染。
工艺改进方向1.催化剂研发:继续研究新型催化剂,提高催化效果和反应速率;2.能耗优化:通过优化反应条件和反应器设计,进一步降低能耗;3.废物资源化利用:对产生的废弃物进行资源化利用,提高资源利用率和经济效益;4.产品纯度提升:采用新的分离技术,提高产品纯度,满足不同行业的需求。
结论通过合理的工艺设计和优化,年产50万吨丙烷脱氢制丙烯工艺可以达到高效、低能耗、低成本的目标。
未来可以继续进行催化剂和工艺的研发,进一步提高工艺的经济效益和环境友好性。
丙烷脱氢制丙烯的工艺流程

丙烷脱氢制丙烯的工艺流程丙烷脱氢制丙烯,这可是化工领域里挺有趣的一个事儿呢。
咱先说说丙烷脱氢是为啥要制丙烯吧。
丙烯可是个很重要的化工原料,就像一个很受欢迎的小明星,好多化工产品都得靠它才能制造出来。
比如说咱们日常生活里常见的塑料啊,很多都是以丙烯为原料加工来的。
那丙烷呢,它比较容易获取,就像是一个藏在身边的小宝藏,等着人们去发掘它变成更有用的丙烯。
一、原料预处理。
丙烷在进入反应装置之前呀,得先进行预处理。
这就好比是给要参加比赛的选手先做个热身一样。
要把丙烷里面可能含有的杂质去除掉,比如说一些硫化物之类的东西。
硫化物就像调皮捣蛋的小坏蛋,如果不把它们弄出去,就会在后面的反应过程中捣乱,让反应不能好好进行,就像在一场精彩的演出里突然出现几个乱入的小丑,破坏整个氛围。
经过预处理后的丙烷就变得“干干净净”,可以安心去进行下一步反应啦。
二、反应部分。
接下来就是关键的反应环节啦。
丙烷要在专门的反应器里进行脱氢反应。
这个反应器就像是一个魔法小屋,丙烷在里面发生神奇的变化。
反应需要一定的温度和压力条件,就像每个魔法都需要特定的咒语和手势一样。
在这个温度和压力下,丙烷分子里的氢原子就会慢慢跑掉,从而变成丙烯。
这个过程可不容易呢,就像让一个害羞的人在大家面前慢慢敞开心扉一样,需要合适的环境和条件来促使它发生。
而且在这个反应过程中,可能还会有一些副反应产生,就像做蛋糕的时候,除了做出我们想要的蛋糕,可能还会有一点点焦糊的部分,这些副反应产生的东西也需要我们去处理。
三、产物分离。
反应完了之后,得到的是一个混合物,里面有丙烯,还有没反应完的丙烷以及一些副反应的产物。
这时候就要进行产物分离啦。
这就像是从一堆宝贝和石头里把真正的宝贝挑出来一样。
我们要把丙烯从这个混合物里分离出来,让它成为我们想要的“纯品”。
这可以通过一些特殊的分离技术来实现,比如说蒸馏之类的方法。
就像把不同颜色的小珠子通过筛子筛分开一样,把丙烯单独分离出来,这样我们就得到了我们想要的丙烯产品啦。
丙烷脱氢:生产丙烯的专用技术

装置。丙烷Байду номын сангаас氢项 目已经迅速成为投资 追捧的新热点。
宣布 至少将建8 套丙烷脱氢 ( P D H)装
置所证明。
主 要 工 艺 丙烷脱氢法是高吸热过程 ,高温和
低压有利于在平衡状态下有较高的烯烃 浓度。但是 ,某些热裂化副反应限制了
拥有了 低成 本的 丙烷 。来 自中东 进 口
降。与低价丙烷相耦合 ,乙烯生产者正 在转向较轻质原料 ( 更多的乙烷 ,较少 的石脑油 ),这就降低了裂化操作中的 丙烯产率 。对丙烯需求的不断增加和有
低成本原料的可用性 ,使丙烷脱氢成为 经济上较有吸引力的化工装置 。
的低成本 的丙烷 ,使 中国也拥有 有利
( C C R)技术 ,采 用铂催化剂 ( D e H 一
1 2)的4 台径流式反应器用于丙烷加速
脱氢的吸热反应 。丙烯产 率为8 5 %,氢
气产率为3 6 %。 C a t o i f n 工艺采用固定床反应器 ,按
烃类/ 热 空气 循环方式操作 。工艺操作
2 0 1 3 # - 7 月5 E l ,中石化 万华烟 台工业园区徐 工4 f J c l n 吨级履带起 重机正在 吊装 丙烷脱 氢装
设的丙烷脱氢项 目总产能达到9 2 0 万吨
/ 年 ,而计划在2 0 1 3 年投产 的产能就有
1 0 5 万吨/ 年。近几年来 ,国内丙烷脱氢 项 目发展如火女 日 荼 ,美国已宣布要新建 年总产能 为2 7 0 万吨/ 年的7 套丙烷脱氢
3 0 % ),这 是由于 自页岩气 的开 采而
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•1丙烷脱氢制丙烯工艺技术多产丙烯的丙烷脱氢技术具有一系列的优点:首先一套装置只生产丙烯一种产品,因此可以直接用于生产丙烯衍生物;其次,该装置的生产费用只受制于丙烷的价格;最后,丙烯衍生物装置的最合适建造地点可以不临近丙烯,建设地点灵活。
但是该技术也存在一定的缺点:丙烷脱氢是一种强吸热反应,受热力学平衡限制,单程转化率难以提高,高温又导致副反应增多,丙烯选择性低,催化剂容易结焦失活,需要及时再生,因此导致装置投资大,能耗高,生产成本高。
为了解决这些问题,正在开发丙烷氧化脱氢和采用膜反应的技术。
丙烷脱氢技术目前工业化应用不多,除了以上原因外,关键是必须有廉价的丙烷资源,否则将使该工艺无法与其他增产丙烯的技术相竞争。
丙烷脱氢技术的最大优势在于只产丙烯,在丙烷资源较多、价格稳定的中东地区的发展前景很好,也是对中东乙烷裂解装置缺少丙烯的一种补充,如沙特阿拉伯Alujain公司将在Yanbu地区建一套42万t/a聚合级丙烷脱氢制丙烯装置。
AI Zamil公司最近计划在AI Jubail地区建一套采用丙烷脱氢生产45万t/a丙烯的装置。
因此,丙烷脱氢技术在特定的地区,如中东地区等,对特定的石化厂商,具有独特的竞争力。
目前韩国、马来西亚、泰国和沙特阿拉伯等已经建成或正在建设的丙烷脱氢工业化装置有l5套以上,总生产能力已超过300万t /a。
最大丙烷脱氢装置规模为46万t/a,由沙特阿拉伯聚烯烃公司采用ABB鲁姆斯公司的Carotin工艺已于2004年在沙特阿拉伯的朱拜勒建成投产。
丙烷脱氢制丙烯技术一直在持续不断地改进。
工艺方面,主要是通过优化设计降低投资和减少操作费用、通过操作条件和设计的优化提高工艺收率。
催化剂方面,不断开发了新一代催化剂。
如UOP 公司已经开发出第四代、正在研制第五代催化剂体系。
新的催化剂体系铂含量降低,但收率和使用寿命提高。
丙烷脱氢装置规模也不断提高,工业化初期的规模为l0万t/a左右,20世纪末期达到25万t/a,到本世纪初期进一步提高到30~35万t/a,从2004年开始一些40万t/a以上的大型丙烷脱氢装置开始建设,UOP公司正在建设的3套装置其中有2套在40万t/a以上[6]。
丙烷脱氢制丙烯工艺技术主要有UOP公司的Oleflex工艺、Lummus公司Catofin工艺、Uhde公司的Star工艺、linde公司的PDH工艺、Snamprogetti—Yarsintez公司的FBD-4工艺,其主要工艺技术特点见表l。
表l丙烷脱氢工艺的基本特点[7]1.1 UOP公司的Oleflex工艺UOP公司的Oleflex工艺采用移动床工艺和Pt-Al203催化剂,催化剂可连续再生,类似炼厂连续重整装置。
反应温度550~600℃,反映压力>0.1MPa。
丙烷单程转化率35%~40%,丙烯选择性为84%。
该工艺包括反应、连续催化剂再生和产品分离工序。
通常一套装置包括4台串联反应器,各反应器之间设有加热器。
催化剂连续再生(CCR)单元有四项主要功能:烧掉催化剂上积炭,重新分配催化剂上的铂,除去过量水蒸气和还原催化剂。
反应区和再生区各自独立,以保证再生器停工时反应器可继续运行(图1)。
Oleflex工艺最新的改进是实现反应工序较低压力降,以提高收率;采用较小的加热器,以降低反应工序的费用。
近期工作集中在催化剂方面,其寿命更长,选择性更高。
由于新一代的Oleflex 催化剂具有高活性和高稳定性,允许操作空速在比原设计高20%的条件下进行,反应器可设计得更小,中间加热器操作温度还可降低。
此外,设计的改进还降低了再生部分的费用。
工业数据表明,待生催化剂上的结焦量比第一代设计的低得多,新一代再生器的大小只有第~代的一半,催化剂再生部分的设计更为合理和简单。
再生条件的优化可省去鼓风机、加热器和一些外部管道。
单箱反应器流出物压缩机的设计已在本工艺操作中得到验证,此设计方案降低了回收工序的投资和操作费用。
图10leflex丙烷脱氮装置工艺流程图(1)反应部分丙烷原料与富含氢气的循环丙烷气混合,然后加热到反应器所需的进口温度并在高选择性铂催化剂作用下反应,生成丙烯。
反应部分由径向流动式反应器、级间加热器和反应器原料一排放料热交换器组成。
脱氢反应是吸热反应,通过对前一反应器的排放料再加热,脱氢反应继续进行,反应排放料离开最后一台反应器后,与混合原料进行热交换,送到产品回收部分。
(2)产品回收部分反应器排放料(生成气)经冷却、压缩及干燥,然后被送到冷却箱;排放料在冷却箱内部分冷凝,离开冷却箱的气体分成两股:循环气和纯净气,纯净气是摩尔分数近90%的氢气,杂质主要是甲烷和乙烷。
在冷却箱中被冷凝的液体主要是丙烯和未反应丙烷的混合物,此液体被泵到下游精馏部分:潍此回收丙烯和再循环的丙烷。
(3)再生部分再生部分(见图2)和应用在Plafforming T M工艺中CCRTM装置相似。
CCRTM再生部分具有4项主要功能:烧去催化剂的焦炭,铂催化剂的重新分配,移去额外的水分及将催化剂返回到还原状态(催化剂再生)。
缓慢移动的催化剂床在通过反应器和再生器的环路中循环,常用的循环时间为5~10天。
反应部分和再生部分互相独立设计,因此即使再生器停车,也不用中断反应器内催化脱氢反应过程。
图20leflex丙烷脱氮装置再生工艺流程图Oleflex工艺首先于1990年在泰国石化公司建成装置运行。
此后在韩国、比利时、马来西亚、墨西哥等地相继建成投产,目前有3套装置在建或有投资意向,其中沙特Al-Zamil集团组建的Sahara石化公司采用0leflex技术建设45万忱聚丙烯装置和丙烷脱氢装置,投资5.5亿美元,项目将于2008年完成。
Alujain公司也授予鲁奇公司建设合同,采用0leflex技术在Yanbu建一套42万蚀丙烷脱氢和聚丙烯装置[8]。
工艺技术进步使丙烷脱氢项目的基建投资和操作费用大幅降低,据UOP介绍,使用第一代的Oleflex工艺技术(1999年泰国10万t/年装置)基建投资为1000美元/t丙烯,而到2003年西班牙Tarragona35万蚀丙烷脱氢装置建设时,基建成本已降至650美元/t丙烯。
丙烷脱氢装置引进工艺装置投资非常大,按35万妇能力的Oleflex工艺装置算,投资在20亿人民币左右,仅催化剂一次装量投资就超过l.5亿人民币,专利许可费也将超过l亿人民币[9]。
1.2 Lummus公司Catofm工艺Catofin工艺(见图3)分为4个工段:丙烷脱氢制丙烯(反应工段)、反应器排放料的压缩(压缩工段)、产品的回收和精制(回收工段和精制工段)。
Catofin工艺采用固定床和Cr2O3-A123催化剂将丙烷转化为丙烯,没有转化的丙烷循环使用,因此丙烯是单一产品。
Carotin工艺为在固定床反应器内发生的吸热反应,按循环方式操作使主物料实现连续不问断流动。
在一个全循环中,要进行烃蒸气脱氢,反应器内用蒸汽清洗、空气吹扫、预热催化剂并烧掉少量沉积在催化剂上的结焦(基于催化剂的质量分数<0.1%),然后抽真空、复原,开始另一次循环。
Catofin工艺丙烷生成丙烯的总转化率为85%,用1.18t丙烷生产1t丙烯。
图 3 Catofin丙烷脱氢工艺流程图(1)反应工段在反应工段,丙烷通过催化剂床转化成丙烯。
新鲜丙烷原料与来自产品分离塔塔底的丙烷再循环料和脱油塔塔顶馏出物合在一起作为反应器的进料原料。
进料原料用蒸汽和热交换器加热气化,热交换器的加热源为压缩和回收工段的加工物料。
气化物料与反应器排放料在原料一排放料热交换器中进行热交换后再次加热。
加热后的气化物料在进料加热炉中加热至反应温度,然后送至反应器。
反应器的热排放料与反应器原料热交换后被冷却,送至装置的压缩工段。
反应器里,烃保持在0.05MPa的绝对压力。
当系统仍在真空条件下时,用蒸汽彻底吹扫反应器,从而扫去催化剂和反应器内残余的烃并进入回收工段。
预热/再生空气由再生气涡轮机或空气压缩机提供,它们在进人反应器之前在空气加热器早预热。
再生空气除了起到燃烧催化剂以清除结焦作用外,还用来恢复床体的温度至起始的操作条件。
在再生期间,通过控制注入燃料气来补充热量,燃料气在催化剂床内燃烧。
当预热/再生完成后,反应器重新抽至真空状态,进人下一个操作周期。
引人丙烷原料之前,将富氢燃料气引人反应器,在一个很短的时间里除去催化剂床所吸附的氧并加热,这个还原步骤因为减少了进料的氧化燃烧,从而降低了原料的损耗。
反应器系统由一连串平行反应器组成,并以循环方式操作,从而形成一些反应器正投入生产,而另一些反应器则正在预热/再生,还有一些反应器在抽真空、蒸汽吹扫、重新加压、催化剂还原或阀门变动,以便统筹提高生产效率。
烃和空气连续不断地通过整个装置循环,送到每一台反应器的原料是由液压操作阀控制,这些操作阀又由中心循环定时仪来执行操作。
此液压操作闽是专门设计的,允许高频率操作且几乎不需维修。
装有主阀执行器的密封阀,当主阀处于关闭位时,.允许惰性气体密封阀盖。
当物料一旦在阀楔与阀座之间有渗漏发生时,这些密封气体可防止加工物料间的混合,惰性气体多为N2或N2和C02的混合物。
(2)压缩工段在该工段,反应器排放料被冷凝,然后压缩以适应回收工段的操作要求。
对于每个阶段,选择压缩机以最佳压缩比运行,使气体保持在低温状态下以减少聚合物的形成。
压缩机排放料蒸气被冷凝,产生的蒸气一冷凝物在低温回收闪蒸罐中被分离,而反应器排放料的冷凝物送至脱乙烷塔,未冷凝的反应器排放料蒸气则流到回收工段的低温回收装置中。
(3)回收工段在回收工段中,除去冷凝的反应器排放料中的惰性气体、氢和轻质烃,丙烷、丙烯和重组分则送到精制工段。
冷凝的反应器排放料被加以干燥并送到脱乙烷塔以除去轻质烃(甲烷、乙烷和惰性气体),未冷凝的反应器排放料流人低温回收装置,进一步冷凝并回收剩余的C3组分和重质烃,然后将回收的C3组分也送至脱乙烷塔。
脱乙烷塔的作用是从含丙烷、丙烯和重质烃的物料里分离出乙烷和轻质烃,塔顶馏出物中未冷凝的蒸气送到燃料气集气管,而塔底液体组分则流至精制工段。
(4)精制工段精制工段是用来回收高纯度丙烯产品并分离出丙烷和重质烃物料。
来自回收工段的脱乙烷塔塔底物料进入产品分离塔,塔顶馏出物是纯度(质量分数)为99.5%NN烯,丙烯再经过除硫装置脱硫’得到的高纯度丙烯产品即可送到聚丙烯装置使用;产品分离塔塔底物则回流至反粤工段作为再循环料使用。
Lummus公司catonn第一套工业装置1991年在比利时的安特卫普建成,丙烯生产能力25万讹。
第二套由沙特聚烯烃公司建在沙特Al Jubail,丙烯生产能力为45.5万t/a,2004年投产。
1.3 Uhde公司的Star工艺Uhde公司的star工艺采用固走床管式反应器和Pt-Ca-Zn-A1203催化剂,反应温度580℃,反应压力0.5MPa。