安全与管理丙烷脱氢（PDH）制丙烯工艺及其危险性分析

安全与管理丙烷脱氢（PDH）制丙烯工艺及其危险性分析吴恢庆;李笑笑;尚腾飞;吴佳亮

【摘要】Propylene is an important basic organic raw material in industrial usage next to ethylene in petrochemical industry. The production methods of propylene were overviewed. In these production methods, propane dehydrogenation ( PDH) was a mainly production process, which had a high risk of fire, explosion, etc. The current main producing technologies of propane dehydrogenation to propylene were briefly introduced. Taking a device with the Oleflex technology for example, the hazard of the process on the basic of the introduction of the process was analyzed. Some safety precautions were put forward which were useful to improve the level of process safety.%丙烯是石油化工中用量仅次于丙烯的重要基础有机原料。综述了当前几种丙烯工业生产方法，这些生产方法中，丙烷脱氢( PDH)已成为当前主流生产技术，该技术在生产过程中具有很高的火灾、爆炸危险性。简单介绍了当前丙烷脱氢制丙烯主要工艺技术，以一套采用Oleflex技术的工艺装置为例，对该生产工艺中存在的危险性进行了分析，并提出针对性的安全防护措施，有助于提高工艺安全生产水平。

【期刊名称】《广州化工》

【年(卷),期】2016(044)014

【总页数】3页(P237-239)

【关键词】丙烷脱氢;丙烯;生产工艺;Oleflex;危险性;安全防护

【作者】吴恢庆;李笑笑;尚腾飞;吴佳亮

【作者单位】浙江省安全生产科学研究院，浙江省安全工程与技术研究重点实验室，浙江杭州 310012;浙江省安全生产科学研究院，浙江省安全工程与技术研究重点

实验室，浙江杭州 310012;浙江省安全生产科学研究院，浙江省安全工程与技术

研究重点实验室，浙江杭州 310012;浙江省安全生产科学研究院，浙江省安全工

程与技术研究重点实验室，浙江杭州 310012

【正文语种】中文

【中图分类】X937;TQ086.3

安全与管理

丙烯是一种重要的有机化工原料，其工业用量仅次于乙烯，除用于生产聚丙烯外，还是生产苯酚、丙酮、丙二醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、丁醇、辛醇以及异丙醇等产品的主要原料[1-2]。近年来，受下游衍生物需求快速增长的驱动，全球丙

烯消费量大幅提高，而丙烯产量的增速却滞后于需求的增速，丙烯市场供应存在缺口的紧张态势将延续较长时间。

当前制取丙烯主要有以下几种方法[2-3]：一是石脑油经裂解制乙烯而联产丙烯；

二是炼厂催化裂化装置所产液化气经分离制丙烯；三是丙烷脱氢制丙烯；四是利用煤制甲醇再制丙烯。曾经，丙烷脱氢制丙烯生产技术因丙烷价值较高、工程投资较大而受到限制。但是，最近十多年来，随着丙烯需求增长和价值提高以及工艺过程的改进，已使得丙烷脱氢成为有效的增产丙烯工艺之一，并且该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。

目前已工业化的丙烷脱氢制丙烯工艺技术主要有UOP公司的Oleflex工艺、Lummus公司的Catofin工艺、Krupp Uhdewcng公司的STAR工艺和Linde-

BASF-Statoil共同开发的PDH工艺等[3-4]。目前全球有20余套丙烷脱氢装置正在运行中，这些装置主要采用UOP Oleflex工艺和LummusCatofin工艺。其中：Oleflex工艺以Pt/Al2O3为催化剂，采用径流式移动床反应器使丙烷加速脱氢，

采用连续再生方式让催化剂活性保持长久不变，以氢作为原料的稀释剂用于抑制结焦和热裂解，反应温度为550～650 ℃，丙烷单程转化率为35%～40%，丙烯收

率约为84%，氢气产率为3.6%；Catofin工艺采用逆流式固定床技术，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，烃类进入催化剂床层前用热风进行预热，在650 ℃、0.05 MPa条件下反应，丙烷转化率不小于90%，丙

烯选择性超过87%，丙烯收率约为85%。上述工艺技术的主要区别主要在反应部分的处理方式和催化剂再生方式不同。

丙烷脱氢属于强吸热反应[5]，涉及丙烷、丙烯、氢气等易燃易爆物料，反应温度

超过了物料的自燃温度，具有很大的火灾、爆炸危险性，稍有不慎就可能引起燃烧、爆炸事故，造成人员伤亡和经济损失。因此，有必要对丙烷脱氢制丙烯生产工艺的火灾爆炸危险性进行分析，并提出切实可行的预防和控制事故发生的对策和措施。现以某企业一套45万吨/年的丙烷脱氢装置为例进行分析，该装置采用Oleflex工艺，以Pt/Al2O3为催化剂。装置共包括原料预处理、脱氢反应、连续催化剂再生和产品回收等4个单元。主要工艺流程为：原料丙烷通过原料预处理单元，脱除

氮化物、有机金属化合物、微量汞(ppb级)和水份后，进入脱氢反应单元催化脱氢转换为丙烯，属于强吸热反应[7]，原料丙烷通过加热炉加热至反应温度(550～

650 ℃)后进入反应器与催化剂接触反应；反应产物进入产品回收单元，先通过分

馏系统分离出将氢气分离，然后在选择性加氢反应器(SHP)中将反应生成的二烯烃、炔烃加氢饱和，以确保丙烯的纯度；最后进入脱乙烷塔、脱丙烷塔脱除乙烷等轻组分和丙烷，得到产品丙烯，轻组分作为燃料气进入厂区燃料气管网，丙烷再进入原料预处理单元循环；脱氢产生的氢气通过PSA提纯后部分供装置使用，剩余压缩