丙烷脱氢技术

丙烷脱氢技术

10多年来，丙烷脱氢成为工业化丙烯生产的重要工艺过程，然而，其推广应用因丙烷价值较高、工艺过程投资较大而受到某些限制。但是，丙烯需求增长和丙烯价值提高以及过程改进，致使丙烷脱氢成为有效的增产丙烯工艺，该技术对富产丙烷和短缺丙烯的地区尤为有用。丙烯需求的增速高于汽油和乙烯的需求增速，为此，常规丙烯供应和需求之间的差额将由丙烷脱氢来弥补。Nexant化学系统公司指出，前20年来，丙烯需求增速高于乙烯，在美国，丙烯需求/乙烯需求之比已由1980年0.48提高到2003年0.6，其他一些地区如中东、西欧和东亚也与此相似。

在美国，丙烯短缺通过FCC装置得到，但是世界大多数其他地区受到炼油厂结构模式的限制。另外，世界新增乙烯能力的大部分基于中东的乙烷裂解。乙烷裂解生产丙烯仅2%，而石脑油裂解生产丙烯>33%，瓦斯油裂解为39%。中东富产乙烷，有利于建设丙烷脱氢项目。

丙烷脱氢取决于经济地取得低费用的丙烷，丙烷本身占丙烷脱氢生产丙烯总费用的2/3，大多数丙烷脱氢新项目将建在中东和亚洲部分地区。

全世界现有8套丙烷脱氢装置，生产能力190万吨/年，见表1。据预测，到2010年将再建10套新装置，以增产丙烯400万吨/年。现有

几套丙烷脱氢装置正在马来西亚、沙特阿拉伯、西班牙和卡塔尔建设。卡塔尔的丙烷脱氢装置将后继25万吨/年聚丙烯装置，沙特阿拉伯的丙烷脱氢装置也将后继45万吨/年聚丙烯装置。

沙特阿拉伯已有4套丙烷脱氢装置在运转，另有4套在建设中或有投资意向。沙特聚烯烃公司（沙特国家石化公司持股75%、巴斯夫/壳牌聚烯烃联合体巴塞尔公司持股25%的合资企业）在朱拜勒的45万吨/年丙烷脱氢装置将于2004年初投产，这套将成为世界最大的丙烷脱氢装置采用鲁姆斯Catofin技术。沙特Al-Zamil集团也将采用Oleflex技术建设45万吨/年PP装置和丙烷脱氢装置，投资5.5亿美元的项目将于2007年完成。沙特国家聚丙烯公司也在考虑采用Catofin工艺建设45万吨/年丙烷脱氢和45万吨/年PP装置。鲁齐公司承接了沙特阿拉伯Alujain公司第4套丙烷脱氢项目，在沙特延布将采用UOP公司Oleflex工艺建设42万吨/年丙烷脱氢和PP装置，定于2006年三季度投产。沙特阿美公司长期提供丙烷原料，丙烯用于生产聚丙烯。

埃及Oriental石化公司也将建设35万吨/年丙烷脱氢装置，以便为二套聚丙烯装置（已有一套为12万吨/年）提供原料，投资2.25亿美元，拟采用UOP Oleflex技术，于2004年建成。世界最大的丙烷脱氢装置由巴斯夫公司于2003年4月在西班牙塔拉戈纳投运，该装置生产35万吨/年丙烯，由巴斯夫-Sonatrach Propanchem公司（巴斯夫与阿

尔及利亚Sonatrach公司的合资企业）运作。该装置采用UOP公司Oleflex脱氢技术，装置投资费用为2.4亿美元，是生产同能力丙烯的蒸汽裂解装置的1/3-1/4，而裂解装置还联产乙烯，当地不需要乙烯。表1. 世界丙烷脱氢和易位转化制丙烯能力

投产时间

公司

工艺

能力，万吨/年

1986/1993

美国莱昂得尔

易位转化

27

1990

泰国NPC

脱氢

11.5

1991

韩国Hyosung

脱氢

16.5

1992

比利时北海石化

脱氢

30

1993

马来西亚PP

脱氢

8

1994

墨西哥PEMEX

脱氢

35

1997

韩国Tae Kwang

脱氢

25

2001

马来西亚Petronas

脱氢

30

2003

西班牙Propan化学

脱氢

35

2003

美国巴斯夫-阿托菲纳

易位转化

31

2003/2004

埃及Mas

脱氢

16

2004/2005

沙特Alfasel

脱氢

35

2004/2005

沙特NIC

脱氢

45

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。某些热裂化反应限制了最大的实用温度和压力，副反应与主反应同时发生，并生成某些轻质和重质烃类，它们会以焦炭形式沉积在催化剂上。

丙烷脱氢技术主要有UOP公司Oleflex工艺、罗姆斯公司Catofin工艺、菲利浦斯公司Star工艺、林德公司PDH工艺。其中，Oleflex工艺和Catofin工艺业已工业化应用。

Oleflex工艺采用催化剂连续再生（CCR）技术，采用铂催化剂（DeH-12）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85%，氢气产率为3.6%。2003年初测算，对于生产35万吨/年聚合级丙烯的Oleflex装置，界区内投资为1.45亿美元，项目总投资2.1亿美元。生产每吨丙烯的能耗为：电力200 kwh，冷却水50 m3，燃料气（输出）5024 MJ，催化剂和化学品费用14美元。已有9套装置投运，生产丙烯和异丁烯。其中4套生产丙烯，另有2套在建设或设计中，这些装置生产丙烯总能力超过130万吨/年。

Catofin工艺采用固定床反应器，按烃类/热空气循环方式操作。工艺操作温度593-649℃、压力33.9-50.8kPa。丙烷转化率大于90%。乌德公司也开发有丙烷或丁烷脱氢工艺，采用蒸汽活化转化（STAR）技术，使用贵金属催化剂。物耗为1.2吨丙烷或丁烷/吨丙烯或丁烯，能耗为：燃料4.9GJ/t（1.18Gcal/t），冷却水（温升10℃）200m3/t，电力170 kwh/t。丙烯纯度大于99.7%。已建有2套丁烷脱氢装置。荷兰阿姆斯特丹大学开发一项新的丙烷催化氧化脱氢制丙烯工艺，该