丙烷脱氢装置含硫废碱液处理技术的开发及工业应用

丙烷脱氢可行性研究报告

本报告将从丙烷脱氢反应的基本原理、反应机制、反应条件、催化剂选择、工艺优化等方面进行综述，以探讨丙烷脱氢反应的可行性及其应用前景。

一、丙烷脱氢反应的基本原理

丙烷脱氢反应是一种气相催化反应，其反应方程式如下：

C3H8 → C3H6 + H2

反应中丙烷分子中的一个氢原子被脱除，形成一个氢气分子和一个丙烯分子。这个过程需要在一定的温度和压力下进行，并且通常需要使用催化剂来提高反应速率。

二、丙烷脱氢反应的反应机制

丙烷脱氢反应的机理是一个复杂的过程，一般分为以下几个步骤：

1. 吸附-解离：丙烷分子在催化剂表面吸附，然后发生解离，形成甲烷分子和一个自由的氢原子。

2. 迁移：甲烷分子和氢原子在催化剂表面发生迁移，产生丙烷分子和一个游离的氢原子。

3. 解离：丙烷分子发生解离，形成丙烯分子和一个游离的氢原子。

三、丙烷脱氢反应的反应条件

丙烷脱氢反应需要在一定的温度和压力下进行，通常的反应条件为：

温度：500-600°C

压力：1-5 atm

催化剂：铬氧化物、铝氧化物等

在这些条件下，丙烷脱氢反应可以得到较高的产率和选择性。

四、丙烷脱氢反应的催化剂选择

在丙烷脱氢反应中，催化剂的选择对反应的效果起着关键作用。常用的催化剂包括金属氧化物、过渡金属催化剂等，其中铬氧化物是应用较为广泛的丙烷脱氢催化剂之一。铬氧化物具有高的活性和稳定性，在高温下能够有效促进丙烷的脱氢反应。

五、丙烷脱氢反应的工艺优化丙烷脱氢反应是一个复杂的工艺过程，需要考虑多个因素对反应效果的影响。在实际生产中，可以通过优化反应条件、改进催化剂性能、提高反应器设计等手段来提高丙烷脱氢反应的效率和选择性。

六、结论

本报告对丙烷脱氢反应的基本原理、反应机制、反应条件、催化剂选择和工艺优化等方面进行了综述，探讨了丙烷脱氢反应的可行性及其应用前景。丙烷脱氢是生产丙烯的重要工艺步骤，可以应用于合成树脂、合成橡胶、合成纤维和聚合物等领域，具有广阔的市场前景和应用潜力。在今后的研究中，可以进一步探讨丙烷脱氢反应的反应机理、提高反应效率和选择性的方法，以推动丙烷脱氢反应技术的研发和应用。

丙烷脱氢技术(PDH)

84工业催化2020年第6期

（

2）粘合剂硼酸

纯度应达到分析

纯，

杂含量

0.000 1%，如

杂质含量

太高将对测较大

干扰，特别是硼酸中的硫酸盐含量要在

0.

000 1%甚至更低％硼酸与样品

混保证

硼酸的％

（

3）样

片应保持的压力和时间，否

则样

片败或者难型。

参考文献：

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剂中应用的研究进展[J].硅酸盐通报,2016,35 （6）:

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Lt Zongren, Chen Xiaoquan, Liu Huanbin, et al. Progress of

工业化丙烷脱氢装置

①

目前全球有14套工业化丙烷脱氢装置，分别采用美国环球油品公司(UOP)的催化脱氢(Olefle某)连续移动床工艺和ABBLummu的CATOFIN循环多反应器系统工艺。ABBLummu公司的CATOFIN丙烷脱氢技术可以生产聚合级丙烯，是世界上丙烷脱氢主流技术之一。第一套CATOFIN丙烷脱氢装置于1992年投入运行，为Boreali（北欧化工公司）拥有，位于比利时的Kallo，规模250000公吨/年。最大的一套CATOFIN装置于2004年4月在沙特的Jubail开工投产，规模455000公吨/年。下一套即将投产的CATOFIN装置规模为455000公吨/年，也位于沙特。目前已与ABB公司进行前期的技术交流。ABBLummu公司的CATOFIN工艺主要具有以下特点：1、

采用循环固定床反应器，使用氧化铬－氧化铝催化剂将丙烷转化为丙烯，未反应的丙烷循环使用。2、

较高的单程转化率(44％)和至少高出Olefle某工艺2％的催化剂选择性使操作压力和温度较低。操作条件：反应温度650℃，反应压力0.05MPa。3、

使用非贵金属催化剂，催化剂其组分为l8％以上的氧化铬载于

γ-Al2O3上。催化剂脱氢性能稳定，丙烯总收率最高，原料消耗低，生产1t丙烯产品消耗新鲜丙烷1.18t。4、1m:L!^0P(e0{2T

②

CATOFIN工艺的高丙烷转化率降低了循环比率，降低能耗和操作费用，使设备尺寸减小从而减少投资费用。5、由于反应中没有氢的再循环，不用蒸汽稀释，降低能耗和操作费用，CATOFIN工艺能耗为0.27吨标准煤/吨丙烯产品。9U0u$C#m!p!O!~4P6、

CATOFIN工艺的副反应随主反应发生，生成了一些轻组分和重组分，以及在催化剂上结焦，催化剂必须烧焦再生。使用几个周期切换的固定床反应器来保证生产连续进行，CATOFIN工艺不同产能反应器台数有所不同，25万吨/年装置一般为5个，通常包括5台并联的固定床反应器，其中2台反应，2台催化剂再生，1台吹扫。7、

丙烷脱氢

一、概述

丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、丁辛醇、丙烯酸等产品，目前，丙烯供应主要来自石脑油裂解制乙烯和石油催化裂化。2004-2010年间，乙烯产能增长34％，而丙烯产能仅增长25％。随着丙烯下游产品需求量不断增长，丙烯资源短缺的状况还会进一步加剧。因此，近年开发扩大丙烯来源的丙烷脱氢(PDH)制丙烯生产工艺成为备受关注的热点。

二、丙烷脱氢制丙烯技术情况

丙烷脱氢制丙烯技术主要包括催化脱氢制丙烯、氧化脱氢制丙烯、膜反应器脱氢制丙烯以及CO2逆水煤气法脱氢制丙烯技术[2]。

2.1 丙烷催化脱氢技术

丙烷催化脱氢技术根据催化剂体系的不同主要有铬系催化剂、铂系催化剂。

2.1.1 铬系催化剂

丙烷催化脱氢的Catofin 工艺就采用Cr203/Al2O3催化剂，由于铬系催化剂稳定性差，且具有毒性，随着环境保护呼声的日益提高，开发低Cr含量的催化剂才有一定的前景。

2.1.2 铂系催化剂

丙烷Oleflex催化脱氢工艺，采用贵金属Pt催化剂，Pt催化剂对热更稳定，可在更苛刻条件下操作。铂催化剂对环境友好，活性较高，但其稳定性选择性还不是很理想。

2.2 丙烷氧化脱氢技术

丙烷氧化脱氢为放热反应，无需外界加热，不必向过程提供热能，可节省能源，同时反应不受热力学平衡的限制。因此氧化脱氢具有诱人的前景。但该技术面临的困难之一是在氧化脱氢的反应条件下，很容易发生丙烷的完全氧化反应，一旦发生完全氧化反应，将放出大量热量，使温度急剧上升，不仅丙烷完全氧化，而且所产生的丙烯更容易氧化成CO~CO2(因为丙烯比丙烷更不稳定)。因此，开发低温型高选择性催化剂是丙烷氧化脱氢的研究方向。

两种技术比较

丙烷催化脱氢的选择性较高，其缺点是要耗费大量的能量。若能把催化脱氢和氧化脱氢的优点结合起来，设计双功能型催化剂。在催化脱氢体系引入少量氧，氧在活化丙烷的同时实现对氢气高选择性氧化，实现化学平衡移动的同时自身提供热量。这个过程可能打破脱氢反应热力学限制，同时解决氧化脱氢反应在高烷烃转化率下的低碳烯烃选择性问题。

化学工程工艺在丙烷脱氢工艺的研究与应用技术

摘要：现阶段丙烷脱氢(PHD)国际上主要有两种主流工艺。UOP公司的Oleflex工艺为UOP公司专利技术，在压力大于0.1 MPa、温度580～650 ℃、铂催化剂作用下进行丙烷脱氢、分离和精馏，得到聚合级丙烯产品。反应中不用氢气或水蒸气作稀释剂，故可降低能耗和操作费用。分为反应、回收和催化剂再生三部分。另一种ABB公司的Lumms- Catofin工艺Catofin工艺是美国ABB

Lummus公司开发的C3～C5 烷烃脱氢生产单烯烃技术，该工艺分为反应、压缩、回收和精制4个工段，本文主要研究解析丙烷脱氢工艺中的CATOFIN反应工艺过程。

关键词：化学工程；工艺；丙烷脱氢；丙烯

一、工艺原理

CATOFIN工艺是在固定床的铬-铝催化剂上将丙烷转化为丙烯。属于高温裂解裂化工艺，经过优化选择性、转换率和能量损耗之间的关系，选择的反应条件约为600℃、绝对压力0.05MPa。生成了目标产品丙烯及副产品氢气。

二、影响脱氢反应的因素

1温度的影响

空气或烃入口温度的增加会导致反应器底部床层温度增加，这加剧了丙烷的转化，并使选择性降低，增加了焦炭的生成。温度影响的大小将随着催化剂的老化和活性而改变。在反应器热量平衡控制过程中，务必注意温度对积炭的影响。如果催化剂床未处在热平衡，并且床层温度逐渐增加，那么积炭的不成比例增加能导致床层温度以较快增长的速率上升，累积影响最终使温度失控。因此，在连续生产中，当注意到有床层温度增加的趋势时，生产装置应作出迅速的调整来修正反应器热量平衡。

2液空时速

液空时速是总的烃进料流量除以在循环的给定时刻与进料接触的催化剂总数量。液空时速不是通常可被装置操作人员用来进行装置控制的过程变量。然而，在低负荷条件下操作会导致液空时速降低。一般来说，液空时速的增加对温度的增加有反作用。液空时速的增加会降低焦炭的产生。增加液空时速也能降低转化率而且降低丙烯的瞬时产率。

丙烷脱氢技术介绍

新型丙烷/丁烷脱氢（ADHO）技术破解催化剂难题

6月22日,记者从中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室获悉,由该实验室自主研发、中国石油工程建设公司华东设计分公司设计的新型丙烷/丁烷脱氢(ADHO)技术,日前在山东恒源石油化工股份有限公司工业化试验取得成功。这项历时七年潜心研究的烷脱氢技术填补了国内空白。

新型丙烷/丁烷脱氢(ADHO)技术,是重质油国家重点实验室的又一项催化剂和反应器配套研发的重要成果。

液化油气主要由丙烷、正丁烷和异丁烷组成,将烷烃脱氢制成烯烃,不但可提高其附加值,还可副产附加值更高的氢气,提高油气资源综合利用水平。

目前,我国的丙烷、异丁烷脱氢技术全部从国外引进,工业上丙烷、异丁烷脱氢装置采用的催化剂一般为负载型贵金属铂或有毒铬系催化剂,采用铂系催化剂价格昂贵且原料需要深度净化,采用铬系催化剂则存在严重的环保问题。

开发环保型非贵金属催化剂,一直是丙烷/丁烷脱氢的一个技术难题。中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室李春义教授课题组,开发出无毒无腐蚀性的非贵金属氧化物催化剂,并为之配套开发了高效循环流化床反应器,成功实现脱氢反应、催化剂烧焦再生连续进行。山东恒源石油化工的工业化试验结果表明,烷烃的单程转化率、烯烃的收率和选择性与国内引进较多的俄罗斯Snamprogetti技术相当,填补了国内该技术领域的空白。

该技术特点很多,原料不需要预处理即可直接进装置反应,省去了脱硫、脱砷、脱铅等复杂过程;既适用于丙烷、异丁烷单独脱氢,也适用于丙烷与丁烷混合脱氢;反应与催化剂再生连续进行,生产效率高;催化剂无毒,对环境无污染;催化剂为难熔氧化物,无腐蚀性,有利于装置长周期安全稳定运行;催化剂机械强度高,剂耗低等。

丙烷脱氢技术介绍

近年来，全球丙烯需求量逐年增加，需求缺口不断增大。随着石油资源的日益短缺和重质化，单纯依靠石脑油蒸汽裂解和催化裂化已经难以填补丙烯的需求空缺。采用丙烷脱氢制丙烯技术，将低价的丙烷转化为高附加值的丙烯，解决了大量丙烷的下游处理问题，对于提高油气的综合利用水平具有重要意义。

丙烷脱氢技术与应用研究

摘要：近年来，为扩大丙烯供给，“丙烷脱氢”技术已逐渐引起了业界的重视。丙烷脱氢是以丙烷为原料，通过脱氢得到丙烯。国内和国际上广泛采用了丙烷脱氢技术（PDH）技术。本文就一种新丙烷脱氢法（ADHO）工艺在我国的实际使用情况和技术经济效益进行了讨论，并对其在我国的发展过程中出现的一些问题作了简要的说明。本文先详细介绍该技术的应用背景、现状和技术特征。进而从原料供应、产品优势、经济效益等多个角度对该工艺进行了可行性分析，对该工艺在炼油企业的经济效益进行了评估，提出最大限度利用这一技术的前景。

关键词：丙烷脱氢技术；应用；经济效益

1.丙烷脱氢技术简介及国内应用现状

1.1丙烷脱氢技术原理

传统丙烷脱氢工艺流程见图1。原料丙烷经冷箱分离系统与氢气混合后，通过换热进入加热炉将温度加热至反应温度，再进入反应器进行脱氢，脱氢反应器为四台串联运行，反应产物经过压缩、脱氯、干燥后进入冷箱分离系统，冷箱分离系统将来自反应单元的反应产物分离为富氢的净气产品物流和富烃的液体产品物流。该冷箱系统还将一部分富氢气与丙烷进料混合，作为反应器的混合进料送出。充分利用富氢物流在系统内的膨胀和优化进出冷箱物流的换热。冷箱所分离的干气，一部分作为反应产物干燥器的再生介质，一部分作为提升气体，多余部分作为燃料气体送去燃料气管网，反应产物干燥器再生尾气经碱洗后进入PSA单元产出99.99%合格氢气。冷箱分离出来的C2+液体产品，经液体产品泵输送至脱乙烷塔系统进行C2/C3分离，脱乙烷汽提塔塔底液相进入丙烯--丙烷分离塔，塔顶得到丙烯产品。塔底作为循环丙烷经过循环丙烷泵送至预处理系统，原料丙烷在专用催化剂的作用下，脱氢生成丙烯与副产品氢气。反应式：

C3H8→C3H6+H2 ΔH=+124.3kJmol-1

该反应为强吸热过程，也是平衡反应，所以，提高温度和降低压力有利于脱氢反应地进行，从而获得较高的丙烷转化率，但是过高的反应温度导致结焦问题加剧。

湿式氧化工艺处理丙烷脱氢装置含硫废碱液处理中的应用分析

发布时间：2022-06-14T16:55:06.455Z 来源：《新型城镇化》2022年12期作者：任金

[导读] 我国化工行业迅速发展，在煤、石油化工等相关工业排水过程中，包含较多废碱液废水，具有较大危害性，硫化物含量浓度高、

COD含量高，种类繁杂，具有较大毒性，同时呈现出浓烈臭味的特性，得不到及时有效处理进行直接排放的情况下，对其他水体产生较大污染，或者不通过预处理、彻底处理直接排放到污水处理厂，由于水质复杂特性造成整个生化处理系统产生较大波动。本文主要介绍废碱

液主要来源和水质特点，分析丙烷脱氢装置含硫废碱液处理中针对湿式氧化工艺的具体应用，提高处理效果，获得更多社会经济效益。

任金

山东滨华新材料有限公司山东滨州 256600

摘要：我国化工行业迅速发展，在煤、石油化工等相关工业排水过程中，包含较多废碱液废水，具有较大危害性，硫化物含量浓度高、COD含量高，种类繁杂，具有较大毒性，同时呈现出浓烈臭味的特性，得不到及时有效处理进行直接排放的情况下，对其他水体产生

较大污染，或者不通过预处理、彻底处理直接排放到污水处理厂，由于水质复杂特性造成整个生化处理系统产生较大波动。本文主要介绍

废碱液主要来源和水质特点，分析丙烷脱氢装置含硫废碱液处理中针对湿式氧化工艺的具体应用，提高处理效果，获得更多社会经济效

益。

关键词：湿式氧化工艺；丙烷脱氢装置；含硫废碱液；处理；应用

我国科学技术和社会经济迅速发展，相关行业对聚丙烯等衍生物的需求日益增加，市场对丙烯的需求量呈现出逐渐增长趋势。丙烷催化脱氢制丙烯工艺和以往生产丙烯工艺相比较，呈现出较高丙烯产率、低成本等优点，能够高效利用液化石油气资源，转变成烯烃。丙烷

脱氢工艺中，丙烷脱氢装置和催化剂再生装置形成H2S和C02的酸性废气，通过碱洗塔内相应浓度氢氧化钠溶液洗涤吸收形成废碱液，需要

相关人员合理应用湿式氧化工艺处理该含硫废碱液，进一步保证污水排放达标率。

丙烷脱氢工艺技术

丙烷脱氢是一种常见的石化工艺，用于将丙烷转化为丙烯，是丙烯的主要生产方法之一。丙烷脱氢工艺技术分为催化剂使用和非催化剂使用两种方法。

催化剂使用的丙烷脱氢工艺技术是当前广泛采用的一种方法。催化剂的选择对反应效果和产物选择性有着重要的影响。目前常用的催化剂有铂铑、钼、钯、镍等。以铂铑催化剂为例，工艺流程如下：

首先，将丙烷与催化剂进料催化剂床，反应温度一般为500-600摄氏度。丙烷分子在催化剂表面发生吸附，发生脱氢反应生成丙烯和氢气。丙烯是液态，在冷凝器中被凝结收集，而氢气则进入分离器进行回收。

在丙烷脱氢反应中，除了催化剂的选择，反应温度、压力和空速等操作条件也会对反应效果产生影响。反应温度过高，会导致催化剂热失活；反应温度过低，则反应速度过慢。一般来说，反应温度在550摄氏度左右较为适宜。

反应压力则决定了氢气的脱氢反应程度，压力越高，脱氢反应越充分。反应空速则决定了催化剂床的利用率，空速过大会导致气体通过催化剂床的时间过短，影响转化率；空速过小则会使反应床的利用率降低。

非催化剂使用的丙烷脱氢工艺技术相对较少，只在特殊情况下使用。非催化剂法主要采用高温脱氢、电子束或微波加热等方法进行丙烷脱氢反应。非催化剂法相对较简单，生产过程也相对安全，但转化率和产品选择性较催化剂法较低。

丙烷脱氢工艺技术在丙烯的生产领域有着广泛的应用。丙烯是一种重要的化工原料，广泛用于合成塑料、橡胶、化纤等各种化工产品。丙烷脱氢工艺技术的不断创新和改进，提高了丙烯的产量和质量，促进了丙烯工业的发展。

随着对丙烯需求的不断增加和对环保要求的提高，丙烷脱氢工艺技术也在不断完善。研究人员不断寻求新的催化剂和改进反应条件，以提高丙烷的转化率和丙烯的选择性，减少能耗和环境污染。

总之，丙烷脱氢工艺技术在丙烯生产领域有着重要的应用价值。催化剂使用的丙烷脱氢工艺技术是目前较为广泛采用的方法，通过选择合适的催化剂和调节反应条件，可以实现高效转化丙烷为丙烯的目的。随着技术的不断进步，丙烷脱氢工艺技术将在丙烯工业的发展中发挥更为重要的作用。

45万吨年丙烷脱氢制丙烯(PDH)装置工艺操作规程(UOP C3 Oleflex 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日目录

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

5 SHP工段 ................................................................................................. 9

6 精馏工段 ................................................................................................. 9

7 PSA工段 ............................................................................................... 10

8 全厂系统（蒸汽凝液系统） ................................................................ 12