丙烷脱氢制丙烯调研报告范文

丙烷脱氢制丙烯调研报告范文
一、概述
丙烯是一种重要的有机化工原料，其用量仅次于乙烯，除用于生产聚
丙烯外,还是生产丙烯腈，丁醇、辛醇、环氧丙烷、异丙醇、丙苯、丙烯酸、羰基醇及壬基酚等产品的主要原料。

随着聚丙烯等衍生物需求的迅猛
增长，对丙烯的需求量也逐年递增。

2022年世界丙烯的需求量约为8600
万吨，其增长率将超过乙烯一倍。

2022年世界丙烯的产量约为7730万吨，其中59％来自蒸汽裂解装置生产乙烯的副产品，33％来自炼油厂催化裂
化装置生产汽柴油的副产品，3％由丙烷脱氢产生，5％由其他方法得到。

产量与丙烯需求量相比，存在着约870万吨的产量缺口。

蒸汽裂解装置的
主要产品是乙烯，丙烯是副产品。

不同原料得到的产品分布差别很大，以
石脑油为原料生产乙烯，每生产1吨乙烯，副产0.4-0.6吨丙烯；以乙烷
为原料，生产1吨乙烯，仅副产0.04~0.06吨丙烯。

但今后的发展趋势是，石脑油的用量将从目前占裂解原料的50％以上降低到50％以下，乙烷用
量将由目前的近30％上升到30％以上，这意味着从蒸汽裂解装置得到丙
烯的产量将减少，丙烯的短缺量将进一步扩大。

74％~86％，用唯一
原料生产唯一产品，催化脱氢的设备投资比烃类蒸气裂解低33％，
并且采用催化脱氢的方法，能有效地利用液化石油气资源使之转变为有用
的烯烃。

二、丙烯增产技术进展
进入新世纪以来，世界石化原料和石化产品需求仍将持续增长，据2002年召开的第17届世界石油大会预测，1998~2022年间，乙烯需求将
由8000万吨增加到12000万吨，丙烯将由4500万吨增加到8200万吨，
丁烯-1将由80万吨增
加到140万吨，α-烯烃将由100万吨增加到220万吨，苯将由2700
万吨增加到4000万吨，对二甲苯将由1400万吨增加到3000万吨。

2000~2022年间，石油用于石油化工的年均增长率为2.5%，超过石油的其
他用途增长率。

炼油厂的汽柴油规范将进一步强化，欧盟汽油含硫将从2000年150PPm减小到2005年50PPm、2022年10PPm，芳烃含量将从
2000年42%减小到2005年35%，汽油中芳烃将寻求石油化工新用途。

为加快石油（和天然气）化工的发展步伐，世界石化工业将进入加快
研发和采用新技术的新时期。

综述未来石化工业的技术发展热点，可归纳为：石化基础原料烯烃增产技术将继续发展，炼油化工一体化技术将向纵
深延伸，合成气生产燃料和化学品技术将加快推行应用，轻质烷烃活化技
术将持续开发，新型分离和反应技术将更快的研发和采用，生物法制化工、石化产品技术将不断拓展应用范围，纳米技术将快速在石化工业中渗透运用，高效信息化技术将向深度和广度发展。

近年来，随着聚丙烯等下游产品需求的快速增长，以及以乙烷为原料
的新建乙烯生产装置比例的增加，丙烯资源供应逐渐呈现出紧张态势。

相
应地，以丙烯为目的产物的生产技术研究越来越活跃，丙烯生产技术已成
为当前炼油和化工重点研究方向之一。

目前增产丙烯的新技术研究主要集
中在4个方面：
（1）改进FCC等炼油技术，挖掘现有装置潜力，增产丙烯的FCC装
置升级技术；
（2）充分利用炼油及乙烯裂解副产的C4-8等资源，转化为乙烯、丙
烯的低碳烯烃裂解技术、烯烃歧化技术；（3）丙烷脱氢技术；
（4）以天然气、煤等为原料，生产乙烯、丙烯的甲醇制烯烃技术等。

2.1增产丙烯的催化裂化（FCC）技术
全球FCC装置的生产能力约750Mt/a，通过调整原料品种、催化剂、
工况和操作条件来增产丙烯的发展潜力非常大，国内外许多公司都在积极
开展这方面的研究。

代表性的技术有中国石化集团公司的DCC技术、UOP公司的PetroFCC
技
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术以及新日本石油公司的HS-FCC技术等。

与传统的FCC相比，这类
技术操作条件更为苛刻，要求反应温度、剂油比更高，催化时间更短。

PetroFCC技术以重质油（VGO）为原料，通过采用不同催化剂和助剂，可
灵活调节车用燃料、丙烯产量。

若使用特制ZSM-5催化剂，丙烯收率达22%，乙烯收率达6%，C4烯烃及芳烃收率也均有提高，目前已有两套装置
实现工业化运转。

HS-FCC技术采用下流式反应器，使得物料回混最小化，生成副产物减少，丙烯收率可达25%，已在沙特一套30bbl/d示范装置上
进行了试验。

运用这些技术，虽然汽油收率会受到一定影响，但汽油中的烯烃含量
降低，质量得以提高，丙烯的产量比传统FCC高2～4倍。

我国炼油工业
催化裂化加工能力大、掺渣比高，造成汽油中烯烃含量高，开发应用增产
丙烯的FCC技术，在提高油品质量的同时，为下游提供更多的低碳烯烃，
具有良好的市场前景。

2.2低碳烯烃裂解制丙烯技术
低碳烯烃裂解是将C4-8烯烃在催化剂作用下转化为丙烯和乙烯的技术，它不仅可以解决炼厂和石脑油裂解副产的C4-8的出路问题，又可以
增产高附加值的乙烯、丙烯产品，成为近年研究较为活跃的领域。

目前较
为成熟的技术主要有ATOFINA/UOP公司的OCP工艺、Lurgi公司的
Propylur工艺、Arco/KBR公司的Superfle某工艺和Mobil公司的MOI工
艺等[3]。

另外，日本旭化成公司开发了Omega工艺，以中孔沸石为催化剂，丙
烯产率为40%～60%，该技术2006年将在日本实现工业化。

中国石化上海
石油化工研究院以C4烯烃为原料，ZSM-5沸石为催化剂，丙烯收率达33%，该技术正在进行工业侧线试验。

烯烃裂解工艺，从投资费用、生产成本与综合收益来看，均是最具吸
引力的工艺。

固定床工艺流程相对简单，适于和现有蒸汽裂解结合；流化
床工艺流程相对复杂，适于建设大规模生产装置，可以纳入烯烃联合装置，也可以单独建立装置。

随着我国一批大型乙烯裂解装置的扩建与新建，
C4+烯烃资源越来越丰富，对开发出自主知识产权的烯烃裂解技术，解决
C4+烯烃副产、增产高附加值丙烯需求迫切。

3
2.3烯烃歧化制丙烯技术
烯烃歧化技术多年以前已经开发成功，只是因为近年来一些地区丙烯
价格逐步走高，这一技术又重新引起了人们的重视。

它是一种通过烯烃碳
-碳双键断裂并重新转换为烯烃产物的催化反应，目前以乙烯和2-丁烯为
原料歧化为丙烯的生产技术研究较为活跃，主要有ABBLummu公司的OCT
高温催化剂工艺和法国石油研究院（IFP）的Meta-4低温催化剂工艺。

OCT工艺采用W基催化剂和并联固定床反应器，在300～375℃，
3.0～3.5MPa条件下，当进料丁烯中2-丁烯的质量分数为50%～95%时，
丁烯转化率为85%～92%，丁烯转化为丙烯的选择性为97%。

OCT能够把蒸
汽裂解装置丙烯/乙烯比提高到1.1以上。

已有十几套工业化生产装置采
用了该工艺，已投产的上海赛科90万吨/年乙烯装置也采用了这项技术。

Meta-4工艺采用Re作催化剂和流化床反应器，在20～50℃、液相条件下，将2-丁烯和乙烯歧化生成丙烯。

2-丁烯转化率为90%，丙烯选择性大于98%，该技术已在台湾省中油公司完成中试试验。

近年来，不消耗乙烯或消耗少量乙烯的丁烯自动歧化工艺也取得了进展。

其中BASF开发的歧化工艺将1-丁烯和2-丁烯转化为丙烯和2-戊烯，然后2-戊烯和乙烯反应生成1-丁烯和丙烯。

南非SASOL公司以1-丁烯、
2-丁烯或其混合物为原料，采用C-P-WO3/SiO2为催化剂，在300～600℃、0.1-2MPa条件下，歧化生产丙烯。

烯烃歧化工艺可应用于石脑油蒸汽裂解装置增产丙烯，投资增加不多，即可提高石脑油裂解装置的丙烯/乙烯产量比，但缺点是每生产1吨丙烯，要消耗掉0.42吨乙烯，因此只有在丙烯价格高于乙烯价格、乙烯产量过
剩时才是经济可行的。

另外歧化技术不能将异丁烯以及C5-8烯烃转化为
丙烯，应用受到一定限制。

近年开发的自动歧化技术，不用或用少量乙烯，应用前景看好。

2.4丙烷脱氢制丙烯技术
丙烷脱氢是强吸热过程，可在高温和相对低压下获得合理的丙烯收率。

目前已工业化工艺主要有UOP公司的Olefle某工艺、Lummu-Houdry公司
的Catofin工艺、KruppUhdewcng公司的STAR工艺、Linde-BASF-
Statoil共同开发的PDH
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工艺等。

全球现有投产的丙烯脱氢制丙烯工业装置14套，其中10套
采用UOP公司的Olefle某工艺。

Olefle某工艺采用4个串联移动床反应器，以Pt/Al2O3为催化剂，
采用铂催化剂（DeH-12）的径流式反应器使丙烷加速脱氢。

催化剂连续再生，使用氢作为原料的稀释剂，反应温度为550～650℃，丙烯收率约为85%，氢气产率为3.6%，乙烯收率很低，通常乙烯与其它副产品一起被当
作燃料烧掉给丙烯脱氢反应器提供热量。

因此这一反应的产品只有丙烯。

Catofin工艺采用逆流流动固定床技术，在反应器中空气向下、烃类
向上流动，烃蒸汽在铬催化剂上脱氢。

STAR工艺使用带有顶部喷射蒸汽
转化装置的管状固定床反应器和一种负载于铝酸锌钙上的贵金属作催化剂，使用水蒸汽作为原料的稀释剂，反应温度为500℃，与传统工艺相比，产
率可提高18%。

PDH工艺采用固定床反应器，按烃类/热空气循环方式操作，反应段包括3台同样的气体喷射脱氢反应器，其中两台用于脱氢条件下操作，另一台用于催化剂再生，反应温度为590℃，压力33.9~50.8kPa。

丙
烷转化率大于90%。

丙烷脱氢技术具有3大优势：首先，是进料单一，产品单一（主要是
丙烯）；其次，是生产成本只与丙烷密切相关，而丙烷价格与石脑油价格、丙烯市场没有直接的关联，这可以帮助丙烯衍生物生产商改进原料的成本
结构，规避一些市场风险；第三，是对于丙烯供应不足的衍生物生产厂，
可购进成本较低的丙烷生产丙烯，免除运输与储存丙烯的高成本支出。

与其它生产技术相比，获得同等规模的丙烯产量，丙烷脱氢技术的基
建投资相对较低，目前的经济规模是35万吨/年。

丙烷原料价格对生产成
本影响较大，只有当丙烯与丙烷的长期平均最小价差大于200美元/吨时，
工厂才能有较好的利润。

中东地区丙烷资源丰富、价格稳定有利于建设丙烷脱氢厂。

2.5甲醇制烯烃技术（MTO）
在原油价格攀升，天然气或煤炭资源相对丰富的情况下，以天然气或煤为原-料生产甲醇，再以甲醇生产烯烃（MTO工艺）或以甲醇生产丙烯（MTP工艺）的技术越来越受关注。

目前比较成熟的技术主要有
UOP/Hydro公司的MTO工艺和Lurgi公司的MTP工艺。

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MTO、MTP工艺可作为以石油为原料生产烯烃的替代或补充，与原油和石脑油价格相比，天然气价格相对独立，因此利用MTO技术有利于改善原料成本结构，这对于原油资源日益紧张的我国非常有意义。

与石脑油或乙烷裂解相比，当原油价格高于16美元/bbl或乙烷价格高于3美元
/MBtu时，MTO可以提供较低的生产成本和较高的投资回报。

现有的百万吨级甲醇生产技术以及较低的生产成本为MTO装置建设创造了良好条件。

甲醇生产厂一般建在天然气产地，而MTO装置可以与甲醇厂一体化建设，也可以靠近烯烃衍生物生产厂建设。

我国石化企业可以通过购进甲醇，在现有石脑油裂解厂建设MTO装置，这样能降低投资和运行费用。

目前国内有多家企业和研究机构在开发MTO和MTP技术，但多处于小试和中试阶段。

2.6烯烃生产技术的最新进展
过去几年里增产丙烯技术取得了重大进展，这些技术各俱特色，但也存在一些不足之处，为取长补短，这些技术出现了多种应用组合，导致了工艺性能的重大改进。

烯烃裂解技术与PetroFCC技术组合。

传统的FCC装置每产出1吨丙烯和乙烯（主要为丙烯），要产出18吨C4+产品，PetroFCC技术有了明显进步，每产出1吨丙烯和乙烯，仅产出2.4吨C4+产品。

但PetroFCC 技术与OCP技术联用，可将C4+烯烃进一步转化为乙烯和丙烯，使得每产出1吨乙烯和丙烯仅产出1.3吨C4＋产品。

一套2.50M吨/年PetroFCC 装置与OCP、芳烃装置联合，可生产70万吨/年丙烯、20万吨/年乙烯、25万吨/年BT某。

烯烃裂解技术与石脑油蒸汽裂解技术组合。

烯烃裂解装置（如OCP技术）的进料可以是石脑油裂解、FCC、焦化、MTO等副产的C4-8烯烃混合物，而且烯烃裂解产生的C4-8蒸汽可以环进裂解炉进一步反应。

OCP装置每生产1吨丙烯可联产0.25吨乙烯，当它与石脑油蒸汽裂解装置一体化建设，能大大降低投资和运行费用，减少C4+副产，多产30%的丙烯。

烯烃裂解技术与MTO组合。

MTO的特点是每生产1吨乙烯和丙烯，仅产出0.2吨C4+副产品，如果再增加一套OCP装置转化较重的烯烃，乙烯与丙烯收率可提高20%，达到85%～90%，丙烯与乙烯产量比增至1.75，C4+副产品几乎减
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少80%。

通过优化MTO催化剂和MTO与烯烃裂解工艺的结合，丙烯与乙烯比可达到2.0以上。

我国炼油企业，基本都建有副产丙烯的回收装置和丙烯衍生物生产装置；炼油化工一体化企业，既有炼油部分，又有蒸汽裂解制乙烯部分，还有加工副产丙烯的成套装置，因此组合应用FCC工艺多产丙烯、烯烃裂解工艺生产丙烯等技术，具有良好的应用基础，今后必将会得以重点发展。

随着国内一系列百万吨级大型乙烯生产装置的建设，副产C4、C5资
源将越来越丰富，这将为烯烃裂解装置建设提供良好的物质基础，但国内
自主研发的技术尚需加快工业化进程。

三、丙烷脱氢制丙烯生产发展状况
虽然丙烷脱氢工艺工业化已有10多年，由于丙烷原料价高而丙烯产
品价廉，且工艺投资成本高而受到限制。

随着丙烯需求不断增长以及丙烷
脱氢工艺技术的进步使丙烷脱氢制丙烯工艺有了新的市场前景。

目前在用
的14套工业化丙烷脱氢装置中有10套为UOP的Olefle某连续移动床工
艺技术，另外4套为ABBLummuCatafin循环多反应器工艺技术。

此外，还
有伍德公司德STAR法及Snamprogetti、林德公司的工艺技术。

据报道，全球丙烯产量5500万吨/年，而由丙烷脱氢和易位反应法生
产丙烯量反占丙烯产量的2%～3%，大约69%的丙烯为乙烯裂解副产，其余
部分为炼油厂催化裂化工艺所生产。

由于新建乙烯或FCC产能主要依赖乙
烯或汽油需求增速，所以传统的丙烯供需差额将不断扩大，为丙烷脱氢工
艺的发展提供了机会。

据Ne某antChemSytem公司分析，过去20年中丙
烯增速高于乙烯增速，美国丙
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烯/乙烯需求比值已由1980年的0.48增加至2003年的0.61。

中东、西欧和东亚大体相似。

中东地区新建乙烯大多以乙烷为原料，其丙烯产出量仅为2%，而石
脑油裂解装置丙烯产量为33%，柴油裂解装置丙烯产出量占39%，据ChemSytem分析，未来丙烯供应短缺还将加剧。

UOP石化及洗涤剂部门负
责人SteveT.Baka认为中东地区乙烷原料裂解装置产能不断增加将有助于
丙烷脱氢项目的建设，由于新建乙烷裂解可以满足未来乙烯需求增长，但
丙烯不断增长需求仍然得不到满足，从而为丙烷脱氢项目提供了商机。

丙烷脱氢要求低廉的丙烷原料价格方可获得经济效益，据测算，丙烷
约占丙烷脱氢制丙烯总成本的2/3，因此，未来丙烷脱氢项目将主要集中
在中东地区，特别是沙特阿拉伯。

目前，沙特在建的丙烷脱氢项目有4个，其中由沙特国家石化工业公司与Baell合资（合资比75∶25）的沙特聚
烯烃公司建于AlJubail的45万吨/年丙烷脱氢装置于2004年初投产，为
世界最大同类装置，采用Lummu的Catafin工艺技术。

最近，Baell还与A.H.Al-Zamil集团签订谅解备忘录，将采用UOP的Olefle某工艺技术建
设一套45万吨/年丙烷脱氢和聚丙烯装置，投资额5.5亿美元，按计划将
在2007年投产。

第3个项目是沙特国家聚丙烯公司考虑采用Catafin工
艺建设一套45万吨/年丙烷脱氢及下游聚丙烯装置。

此外，Alujain公司
最近授予鲁奇公司建设合同，将采用UOP的Olefle某工艺技术在Yanbu
新建一套42万吨/年丙烷脱氢和聚丙烯装置。

另一方面，由于工艺技术进步也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Olefle某工艺技术在泰国建设
的10万吨/年丙烷脱氢装置基建投资为1000美元/吨丙烯，而到西班牙Tarragona的PropanChem35万吨/年丙烷脱氢装置建设时，基建成本已降
至650美元/吨丙烯。

更主要的是脱氢催化剂的改进，新型催化剂可以在
不增加基建投资的情况下扩大生产规模，如UOP及伍德公司的铂基催化剂、Lummu公司的铬基催化剂。

2003年4月，位于西班牙塔拉贡纳的BSP工厂开始试运行。

该装置
总投资为2.62亿美元，年产丙烯35万吨，约为同样丙烯生产能力采用蒸
汽裂解器投资的1/3到1/4。

BSP是德国巴斯夫公司和阿尔及利亚的
Sonatrach石油投资公司在西班牙塔拉贡纳合资成立的一家公司，所用的
原料丙烷来自阿尔及尔。

这套丙烷
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脱氢装置是欧洲首套采用UOPLLC的C3轻烃催化脱氢（Olefle某）
技术的丙烯生产装置。

以往巴斯夫公司是通过蒸汽裂解石脑油来生产乙烯
和丙烯，但由于其在塔拉贡纳的装置只需要丙烯，而使用丙烷脱氢工艺比
蒸汽裂解更加经济合理。

在丙烷价格为180美元/吨的情况下，使用该技
术制聚合物级丙烯的成本大约为265美元/吨，而使用蒸汽裂解石脑油来
生产相同数量的丙烯，其成本为采用Olefle某技术生产丙烯的3~4倍。

俄罗斯于2007年10月通过法律，将减少俄罗斯天然气的火炬放空量，启动联产石油气回收利用石化方案，俄天然气工业股份公司（Gazprom）
的石化子公司Sibur将引领实施。

俄罗斯在抽取原油时生产550亿立方米
/年联产石油气（APG），其中约36%放向火炬烧去。

现要求到2022年必
须利用俄罗斯APG产量的95%，仅允许5%放向火炬。

俄罗斯APG产量预计
到2022年将提高到600亿立方米。

该法律将有助于减少温室气体排放及
通过能源和石化行业提高APG利用量。

不放向火炬的APG将在加工装置内
被加工生产干气，干气供应给国内用户和工业用户，同时生产天然气凝析
液（NGL）和石脑油。

NGL在气体分馏装置中加工，生产丙烷和丁烷，用
作石化原料。

Sibur公司是俄罗斯最大的APG加工商，拥有6套APG加工装置，计
划投资17亿美元使APG加工能力提高50%，到2022年达到223亿立方米
/年。

该公司的石化原料产量将从320万吨/年提高到超过520万吨/年。

Sibur公司利用管道从Nizhnevartovk将NGL运送至该公司在Tobolk石
化联合企业的气体分馏装置，生产为丙烷和丁烷。

Sibur正在Tobolk建
设丙烷脱氢和PP联合装置，定于2022年建成。

该公司也在Tobolk计划建设110万吨/年烯烃装置，约于2022年建成。

该烯烃装置将以丙烷和丁烷为裂解原料。

Sibur公司也计划在Orenburg建设丙烷脱氢和PP联合装置，以及烯烃和聚烯烃联合装置，公司在当地拥有气体分馏装置。

埃及将在PortSaid附近新建丙烷脱氢和聚丙烯联合装置。

其中，丙烷脱氢装置丙烯设计年产规模为35万吨，采用伍德公司技术；PP装置将采用巴塞尔Spheripol技术，设计年产规模为35万吨。

该联合装置的出资方是埃及丙烯和聚丙烯公司（EPPC），这是一家由埃及Oriental石化公司和国有埃及石化持股公司按对半出资比例组建的合资公司。

由BP、埃尼和埃及天然气公司合资组建的联
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合天然气衍生物公司向EPPC提供丙烷原料。

泰国最大的能源公司PTT计划提升HMC聚丙烯年产能30万吨，并使用PTT气分装置的38万吨丙烷为原料采用丙烷脱氢技术来新增31万吨/年丙烯。

PTT预计扩能项目将于2022年二季度投入商业生产。

表1.国外丙烷脱氢制丙烯的生产能力（万吨/年）
所在地泰国罗勇马塔府
泰国马来西亚马来西亚韩国韩国比利时墨西哥中东马来西压西班牙Tarragona
埃及沙特Jubail沙特Jubail沙特Yanbu沙特Jubail埃及PortSaid 俄罗斯Tobolk
伊朗俄罗斯Orenburg
泰国合计
所属公司PTTHyoungTKIMMSBBASF/Sonatrach
Oriental国家聚丙烯公司沙特聚烯烃公司
Alujain
生产能力10.57.08.03016.5252532530353545454245353550不详31578
投产日期199019961993200119911997199119941997200120032004202220042006200 720222022建设中筹建中2022
工艺路线UOP-Olefle某UOP-Olefle某UOP-Olefle某UOP-Olefle某
UOP-Olefle某UOP-Olefle某Lummu-CatofinLummu-CatofinUOP-Olefle
某UOP-Olefle某UOP-Olefle某UOP-Olefle某Lummu-CatofinLummu-
CatofinUOP-Olefle某UOP-Olefle某伍德-Star不详不详不详UOP-
Olefle某
Sahara/Baell
EPPCSiburNPCSiburPTT
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率低于30％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。

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。

最近，有文献报导阿姆斯特丹大学开发了新型丙烷催化氧化脱氢工艺，用于丙烯工业化生产很具有发展潜力。

该工艺采用闭环催化系统，通过脱
氢产生的氢气促进反应，开发了基于铈的负载型混合金属氧化物催化剂，
该催化剂性能在500~700℃反应温度下仍保持稳定。

烷烃转化为烯烃的脱
氢路线需克服热动力学的限制，在闭环系统中，所需能量可由氢燃料提供，以有利于转向烯烃的平衡。

因为大多数载体氧化物在高反应温度下会产生
熔融问题，故基于铈的催化剂的开发是该工艺的关键。

这种Ce0.9W0.10
催化剂是极好的氧化脱氢催化剂，特别是其结焦率为零，有良好的热稳定性，选择性约为97%。

通过进一步开发，该系统可望替代现有的丙烷脱氢
技术。

4.1.3膜反应器上丙烷脱氢新技术
利用膜反应器随时分离出氢气，可以解决反应平衡限制的丙烯收率问题，致密膜如Pd膜和Pd-Ag(Ni、Cu、Rh)等合金膜，由于其透氢量大，
选择性高，受到研究者的极大重视。

对丙烷在膜反应器上的脱氢反应研究还不是很多。

Chang等在Pd/γ-
Al2O3膜反应器上利用Pt/K/Sn/A12O3催化剂对丙烷进行脱氢反应研究。

在p=20kPa、空速=1800h-1、t=500℃、吹扫气流量为10Ml/min的反应条
件下，丙烷在膜反应器上的转化率为52％，丙烯选择性93；在相同反应
条件下，丙烷在固定床上的转化率只有8.4％，丙烯选择性87.2％。

在500℃时，丙烷理论平衡转化率为20％，表明膜反应器的转化率提升到平
衡转化率的2.5倍、固定床的6倍，充分
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体现了膜反应器的优越性。

Weyten等在两种不同性能的膜上进行丙烷脱氢的对比研究。

Pd-
Ag/A12O3膜的氢通量(500℃下，压差△p=0.1MPa，氢的通量为
87mmol/m2·S)是CVI-SiO2膜的6.2倍。

Pd-Ag/A12O3膜的氮氢分离系数(a-H2/N2-3300)是CVI-SiO2膜的45倍。

利用Cr203/γ-Al2O3，催化剂在500℃下，对丙烷进行脱氢反应，结果发现丙烷流速只有在低于某一临界流速值(criticalfeedtreamvalue)才能提高丙烷的收率。

Pd-Ag膜的CFSV值为105lamol/是SiO2膜的CFSV值(16)的6.4倍。

其解释为当丙烷的流速大于CFSV值时，产生的氢气不能及时有效地透过膜扩散出去，反应仍受热力学平衡限制。

由于H2在Pd-Ag膜的通量是H2在SiO2膜的6.2倍，所以Pd-Ag膜的CFSV值比SiO2膜的CFSV值大。

由此说明在反应气气体流速、反应速率和H2在膜的扩散速率之间的关系非常重要，它们之间存在一个最佳结合点。

Yilma利用偶合反应，研究了不同组分的吹扫气对丙烷在Pd-
Ag/A12O3膜反应器上脱氢反应的影响。

发现当吹扫气分别为氮气、空气及含11％CO的氮气时，在400℃，丙烷的转化率分别为2l%、51%和38%这是由于氧气和CO把透过膜的氢气偶合氧化，结果加速了H2透过膜的速率，使平衡向产物方向移动。

在膜反应器中，由于H2的移出，加速了积炭的生成，加速催化剂活性的衰退。

因此有人提出为维持催化剂的活性，防止催化剂衰退，在反应的混合气体中保持一定的H2浓度。

Moche等用数学模型，对吹扫气流速、反应气流速和催化剂失活速率进行优化组合，得出H2的浓度必须维持在2以上的结论。

结果在反应80h内获得较高和较稳定的丙烯收率，在550℃的低空速下，丙烯收率达70％Schafer等提出膜和催化剂必须在动力学上相匹配的原则，即H2通量低的膜和低活性。