丙烷脱氢制丙烯.doc11
丙烷脱氢制丙烯的技术经济性探讨_李丽
丙烷脱氢制丙烯的技术经济性探讨李丽（天津渤化石化有限公司，天津300452）摘要：丙烯是一种重要的化工原料，是三大合成材料的基本原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、乙丙烯、丙酮和环氧丙烷等，丙烯在酸性催化剂的存在下发生聚合反应，生成多聚体的混合物，可以用来提高汽油的辛烷值。
通常采用丙烷催化脱氢制取丙烯，丙烯的产率可达74％-86％。
通过对比常见的几种丙烷脱氢制丙烯的技术，再结合我国的基本情况，进行该项技术经济性的分析和探讨。
关键词：丙烷；脱氢；丙烯；工艺；经济性丙烯是一种重要的石油化工中间体，主要用来制造聚丙烯、丙酮、丁醇、辛醇、环氧、丙烷、丙烯酸、羧基醇和壬基酚等化工产品。
近年来，丙烯下游工业的迅猛发展，带动了国内的丙烯消费量，2008年，国内丙烯消费量是1165.7t，到2013年，丙烯消费量更创新高，达到了1948.6t，平均年增长率为10.8%，而与此对应的年平均生产增长率为9.4%，丙烯的产能不能满足国内的消费量，只能依靠进口解决问题。
根据产业信息网发布的《2014-2019年中国丙烯产业全景调研及投资战略咨询报告》，我国在2012年丙烯的纯进口量为215万吨，这其中并不包括聚丙烯、丙烯腈这些下游产品的进口，两者相加，我过丙烯的缺口总量达到了700万吨。
丙烯工业化生产工艺为传统工艺和新兴工艺，传统工艺主要包括蒸汽裂解工艺和催化裂化工艺，而丙烯均为副产品，分别受制于主产品乙烯和成品油的生产。
近年来，北美页岩气革命导致北美裂解原料轻质化，丙烯产量增速下滑；而全球成品油需求增速稳定在1%-2%左右，丙烯产能不足问题严重。
因此，市场逐渐关注丙烯的替代生产工艺，包括深度催化裂化、低碳烯烃裂解、烯烃复分解、甲醇制烯烃和丙烷脱氢等五种新兴工艺。
相比较而言，丙烷脱氢具有技术成熟、产品质量好、转化率高、副产物少等优点，越来越成为市场追逐的生产工艺。
一、丙烷脱氢制丙烯工艺概况丙烷脱氢制丙烯已经逐渐成为主流的制备丙烯的工业生产方法，而且其市场占有率正在不断增加。
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。
丙烷催化脱氢制丙烯技术研究进展
丙烷催化脱氢制丙烯技术研究进展摘要：丙烯是一种重要的化工原料，是生产丙烯酸、环氧丙烷、丙烯腈和聚丙烯等高附加值产品的中间体，用量仅次于乙烯。
丙烯的生产工艺较多，其中，常用的路线主要有五种，分别是流化催化裂化工艺、烯烃歧化工艺、烯烃断裂工艺、甲醇制烯烃工艺、丙烷脱氢工艺（PDH）。
随着丙烯下游衍生物需求的迅猛增长，传统的采用乙烯联产和轻油(石脑油、轻柴油)裂解等工艺制备丙烯的产能已不能满足市场需求。
PDH工艺以其低成本、高收率、经济效益高等优势，成为丙烯的主要生产工艺。
基于此，本篇文章对丙烷催化脱氢制丙烯技术研究进展进行研究，以供参考。
关键词：丙烷；催化脱氢制；丙烯技术；研究进展引言丙烯是当今世界上重要的化工原料之一，可用于生产聚合物、树脂、表面活性剂、染料和药物等各种化学品。
由于常规蒸汽裂解所需的石脑油原料被页岩气丙烷取代，丙烯产量的下降不能满足行业需求。
利用催化丙烷脱氢制备丙烯是一种很有前途的方法，同时，受到全球可持续性发展、环境保护和低成本要求的影响，工业界和学术界都在寻找生态友好、高活性及高稳定性的催化剂。
近年来，用于丙烷脱氢的催化剂包括金属基催化剂、金属氧化物催化剂和其他催化剂。
金属基催化剂主要包括贵金属和其他金属催化剂，贵金属里最具代表性的Pt基催化剂，已进入工业化阶段。
为了提高催化剂的高效性和分散性，寻找合适的催化剂载体尤为重要。
1研究背景丙烯是生产丙烯醛、聚丙烯、丙酮、丙烯腈、环氧丙烷等化工产品的基本原料，成熟的丙烯生产工艺包括流体催化裂化、石脑油和轻柴油的蒸气裂化。
2016年陶氏化学公司发布的预测表明，预计到2035年，全球对丙烯的需求将以平均每年2%至3%的速度增长，并在2016－2035年间超过产能。
因此，传统的丙烯生产方法将无法满足日益增长的市场需求。
此外，化石能源的快速消耗以及催化裂化石脑油和石油副产物的反应均涉及能量消耗和二氧化碳排放，不符合绿色化学的生产理念。
因此，发展高效且绿色环保的丙烯生产技术，寻找新的丙烯生产途径，在科学领域和经济领域都至关重要。
丙烷脱氢制丙烯技术研究
第36卷第4期辽 宁 化 工Vol.36,No.4 2007年4月L iaoning Che m ical I ndustry Ap ril,2007丙烷脱氢制丙烯技术研究郭洪辉,陈继华(大庆联谊石化股份有限公司,黑龙江大庆163852)摘 要: 介绍了催化脱氢、氧化脱氢、膜反应器脱氢等几种丙烷脱氢制丙烯技术,综述了丙烷催化脱氢制丙烯催化剂的研究现状,虽然丙烷催化脱氢生产丙烯已实现了工业化,但其催化剂的性能需进一步提高;对丙烷氧化脱氢制丙烯反应催化剂的研究现状及膜反应器在丙烷脱氢反应上所具有的优越性进行了描述,认为研发具有高稳定性和高透氢性能的氢分离膜,将有望能大幅度提高丙烯的收率。
关 键 词: 丙烷;丙烯;脱氢;膜反应器中图分类号: T Q221.21+2 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2007)04026605 低碳烷烃催化转化制烯烃一直是石油化工领域的研究热点,它将成为新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。
其中乙烷脱氢制乙烯、丙烷脱氢制丙烯是两个主要的研究方向。
但是,乙烷催化脱氢反应条件苛刻,能耗高,反应严格地受到热力学平衡的限制,就目前催化剂水平,C2(乙烯和乙烷)单程收率只能在25%左右徘徊,离工业化甚远,近年来这方面的研究已趋于萎缩。
中国有丰富的液化石油气,它基本上由60%的丙烷和20%的丁烷组成,若能有效地将丙烷直接转化成丙烯,将可缓解丙烯来源不足的问题。
近年丙烷、丁烷等低碳烷烃脱氢的研究已大规模展开。
目前,丙烷脱氢制丙烯技术主要有:丙烷催化脱氢、氧化脱氢、膜反应器脱氢。
1 丙烷催化脱氢丙烷催化脱氢反应在热力学上是吸热、分子数增加的可逆反应,平衡常数随温度的升高而增大,其转化率取决于热力学平衡,为使反应向脱氢方向进行,需要提高反应温度和降低压力。
然而温度过高时,由于丙烷裂解反应及丙烷深度脱氢反应加剧,将导致选择性降低,而且高温下C-C 键断裂的裂解反应在热力学上比C-H键断裂的脱氢反应有利,将加剧催化剂表面积碳,导致催化剂迅速失活。
丙烷脱氢制丙烯
丙烷脱氢制丙烯摘要：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，对丙烷的资源化利用具有深远意义。
丙烯是一种重要的有机化工原料，目前全球对于丙烯的需求量逐年上涨，传统的生产方法已不能满足要求，人们正在寻求更加广泛更加经济的丙烯来源。
丙烷脱氢制备丙烯原料来源广泛，设备投资低，能够充分利用油田气，已经引起了重视。
本文主要就几种丙烷脱氢制备丙烯的研究进展进行论述，介绍丙烷脱氢制备丙烯的各种工艺。
关键词：丙烷资源化利用；丙烯；丙烷催化脱氢引言原油或天然气处理后，可以从成品油中得到丙烷。
丙烷通常用来作为发动机、烧烤食品及家用取暖系统的燃料。
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%，这些丙烷必须除去，因为丙烷缩合后会堵塞天然气管道，炼厂气为石油炼厂副产的气态烃，不同来源的炼厂气其组成各异，主要含有C4以下的烷烃[1]。
这些来源广泛的丙烷大部分被用作民用燃气，浪费了资源并造成了污染，所以对丙烷的资源化利用引起了广泛关注。
目前丙烷的利用主要为制备丙烯和丙烯衍生物如丙烯腈、丙烯醛、丙烯酸以及马来酸酐等，其中丙烯是三大合成原料的基本原料，通过丙烯的聚合、氧化、氨氧化、卤化、烷基化、水合、羰基化、齐聚等反应，可以得到大量的有机化工产品，如聚丙烯、环氧乙烷、丙烯腈、丙烯酸、丙烯醛、丙酮、甘油、乙丙橡胶等[2]。
其中聚丙烯增长量最大，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，在工业界有广泛的应用[3]。
目前生产丙烯的方法主要为蒸汽裂解乙烯联产丙烯和催化裂化炼厂气，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。
表1 2010-2014年丙烯产品供需平衡表（单位：万吨/年）年份2010年2011年2012年2013年2014年产能1610 1810 1888 2096.5 2501产量1368 1502 1520 1525 1650进口量152 176 215 264 305表观消费量1520 1678 1735 1789 1955 当量需求2150 2310 2400 2600 2970注：丙烯出口量较小，2014年出口丙烯30.76吨，不做统计。
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。
丙烷脱氢制丙烯技术研究
低碳烃类催化剂转变制烯烃一直是石油化工领域的研究热点，将成为全新世纪石油化工技术研发的重点之一。
乙烷脱氢制乙烯和丙烷脱氢制丙烯是两个主要的研究方向。
但乙烷催化脱氢条件严苛，能耗巨大，化学反应受热力学均衡的严苛限制。
目前，催化剂水平，C2（乙烯和乙烷）；单程收率可以游走在25%左右，这一领域的研究日趋衰退。
目前，丙烯供给主要源自石脑油裂解制乙烯和石油催化裂化副产品。
截止到2020年国内丙烷脱氢投产已达650多万吨/年规模，而且项目建设的速率依然很快，成为石化领域新的增长点。
我国液化石油气资源多样，基本上由60%的丙烷和20%的丁烷构成。
如果能精确地将丙烷间接转变为丙烯，将减轻丙烯来源缺乏的问题。
近年来，丙烷、丁烷等低碳烃类的脱氢反应获得了大规模的发展。
本文讲述典型的几种丙烷脱氢制丙烯技术，主要包含催化脱氢、氧化脱氢和膜反应器脱氢。
一、催化丙烷脱氢丙烷的催化脱氢反应是吸热和分子量增长的可逆反应。
平衡常数随温度的增高而加大，转化率视热力学均衡。
为了使化学反应朝着脱氢的方向展开，必须提升反应温度，减少反应压力，降低氢气分压。
但当温渡过高时，丙烷裂解反应和丙烷深度脱氢化学反应的加剧会减少选择性。
此外，高温下C-C键脱落的裂解化学反应在热力学之上高于C-H 键脱落的裂解反应，这将激化催化剂表面积之上的碳，造成催化剂快速失去活性。
目前，世界上丙烷催化脱氢制丙烯装置主要集中在中国，已经投产使用UOP公司的oleflex技术有10套，5套使用ABB Lummus公司的catofin技术，正在建设和拟建设数量达到30家。
另外除了UOP和ABB技术，催化脱氢领域还有star 工艺，FBD-4工艺及Linde工艺，无论是哪种催化脱氢，催化剂主要采用Pt系和Cr系催化剂。
Pt贵金属，成本太高，Cr 系催化剂因其毒性，欧盟逐步取代或禁止使用。
二、氧化丙烷脱氢氧化丙烷脱氢是制丙烯的另一种关键方法。
氧化丙烷催化剂主要是以磷酸体系，有钒基、钼基、稀土和磷基。
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。
丙烷脱氢制丙烯：丙烷脱氢制丙烯.doc11丙烷脱氢制丙烯
丙烷脱氢制丙烯：丙烷脱氢制丙烯.doc11丙烷脱氢制丙烯话题：丙烷脱氢制丙烯可行性报告知识产权丙烯丙烷脱氢制丙烯丙烯是重要的有机化工原料，除用于生产聚丙烯外，还是生产丙烯睛，丁醉、辛醉、环氧丙烷、异丙醉、丙苯、丙烯酸、碳基醇及壬基酚等产品的主要原料，丙烯的齐聚物是提高汽油辛烷值的主要成分，丙烷催化脱氢制丙烯比烃类燕气裂解能产生更多的丙烯。
当用燕气裂解生产丙烯时，丙烯收率最多只有33%、而用催化脱氢法生产丙烯，总收率可达74%一86%，用唯一原料生产唯一产品，催化脱氮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丙烯是最早采用的石油化工原料，也是生产石袖化工产品的重要烯烃之一。
各种分析表明，丙烯的需求增长速度已超过乙烯，而且这种趋势一直会延续。
全球丙烯的消费量将由1997年的4 800万t增加到2000年的5200万t及2010年的7 500万t。
其中，亚洲的增长速度最高。
1991年到1996年亚太地区丙烯衍生产品的需求以年均9%的速度增长，而全球年均需求增长率为5.5 %a 丙烯除用于生产聚丙烯外，还大量地作为生产丙烯睛、丁醇、辛醉、环氧丙烷、异丙醉、丙苯、丙烯酸、拨基醇及壬基酚等产品的主要原料，另外丙烯的齐聚物是提高汽油辛烷值的主要成分。
丙烯与其它化学品不一样，它一般是以联产品或副产品得到。
目前全球丙烯大约有70%来自蒸气裂解乙烯的联产，28%来自炼厂(主要是催化裂化装置)精炼副产，自20世纪90年代以来由于现有来源不敷需要，丙烷脱氢已成为第三位的丙烯来源,1998年丙烷脱氢生产的丙烯约占世界丙烯总产量的2%。
全现有丙烷脱氢生产装置概况见表la 丙烷催化脱氢制丙烯比烃类蒸气裂解能产生更多的丙烯。
当用蒸气裂解生产丙烯时，丙烯收率最多只有33%、而用催化脱氢法生产丙烯，总收率可达74%一89%，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。
丙烷脱氢制丙烯工艺技术.doc
•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
•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]。
第十届全国大学生化工设计竞赛(丙烷脱氢制丙烯)
第十届全国大学生化工设计竞赛（丙烷脱氢制丙烯）一、概述戊烯是一种重要的有机化工原料，其用量仅次于乙烯，除用于生产聚戊烯外,还是生产戊烯腈，丁醇、辛醇、环氧戊烷、异戊醇、戊苯、戊烯酸、羰基醇及壬基酚等产品的主要原料。
随着聚戊烯等衍生物需求的迅猛增长，对戊烯的需求量也逐年递增。
预计2050年世界戊烯的需求量约为8600万吨，其增长率将超过乙烯一倍。
预计2050年世界戊烯的产量约为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％由戊烷脱氢产生，5％由其他方法得到。
产量与戊烯需求量相比，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，戊烯是副产品。
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5吨乙烯，副产0.5-0.6吨戊烯；以乙烷为原料，生产5吨乙烯，仅副产0.05~0.06吨戊烯。
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戊烯的产量将减少，戊烯的短缺量将进一步扩大。
因此，由其他来源生产戊烯就变得日益重要，这些来源主要包括采用戊烷脱氢，催化裂化装置升级，烯烃裂解和烯烃易位技术等。
戊烷催化脱氢制戊烯比烃类蒸气裂解能产生更多的戊烯，当用蒸气裂解生产戊烯时，戊烯收率最多只有33%，而用催化脱氢法生产戊烯，总收率可达75％~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、戊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57届世界石油大会预测，5998~2050年间，乙烯需求将由8000万吨增加到52000万吨，戊烯将由5500万吨增加到8200万吨，丁烯-5将由80万吨增加到550万吨，α-烯烃将由500万吨增加到220万吨，苯将由2700万吨增加到5000万吨，对二甲苯将由5500万吨增加到3000万吨。
丙烷脱氢制丙烯
丙烷脱氢制丙烯工业放大侧线试验可行性报告丙烷脱氢制丙烯工业放大侧线试验可行性报告1、概述丙烯是石化工业主要的烯烃原料之一，是重要的有机化工原料，用于生产聚丙烯、异丙苯、羰基醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、异丙醇等。
近年来，市场对丙烯的需求量激增，供需矛盾突出，丙烯价格日益上涨。
目前丙烯约有70％来自蒸汽裂解装置，28％来自炼厂的催化裂化装置。
丙烯价格的持续走高和生产丙烯效益的改进已加快了对替代技术的投资，其中丙烷脱氢制丙烯的生产技术日益受到重视。
随着新一轮石化企业的扩建，我国的丙烷原料资源日趋集中和价廉，因此将低附加值的丙烷通过脱氢催化反应制得市场紧缺的丙烯，具有重大的经济和社会效益。
国外UOP公司的Oleflex工艺、Air Product & Chemical公司的Catofin工艺、Phillips公司的Star 工艺和Snamprogetti SPA 公司的FBD-4和德国Linde公司的Linde工艺等几种技术已经实现了工业化，但是国内尚没有丙烷脱氢制丙烯的工业生产报道。
2、市场需求及丙烷原料预测2.1 国外市场分析世界丙烯的生产和消费主要集中在发达国家和地区，世界10个最大的丙烯生产商的丙烯生产能力约占世界总生产能力的33%，预计世界丙烯的需求量到2010年将达到8600万t。
亚太地区的丙烯消费结构主要是聚丙烯聚丙烯和丙烯腈。
日本、西欧和美国的丙烯市场发展已经成熟，其需求增长速度较低，亚洲(不包括日本)仍将保持较快的增长速度，亚洲丙烯的供应缺口逐年增加。
由于全球对丙烯的需求稳定保持在6%或6%以上的年增长率，丙烯的其它衍生物对丙烯的需求也保持强劲势头。
美国、西欧、日本约占世界丙烯需求量的72.7%。
用途大致为聚丙烯50%，丙烯腈12%，环氧丙烷7%，异丙苯7%，异丙醇4%，羰基醇9%，其它9%。
在一些发展中国家聚丙烯占丙烯的消费比例高达60%以上。
2000年美国丙烯的有效供应量超过了1800万吨，美国的丙烯消费需求以年均4.2%的速度递增，明显高于乙烯的增长速度。
丙烷脱氢制丙烯工艺技术
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A lu j ai n公司将在Y an bu地区建一套42万t／a聚合级丙烷脱氢制丙烯装置。
AI Za mi l公司最近计划在A I J u ba i l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A BB鲁姆斯公司的Ca r ot in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UO P 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，U OP公司正在建设的3套装置其中有2套在40万t／a以上[6]。
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丙烷脱氢制丙烯丙烯是重要的有机化工原料，除用于生产聚丙烯外，还是生产丙烯睛，丁醉、辛醉、环氧丙烷、异丙醉、丙苯、丙烯酸、碳基醇及壬基酚等产品的主要原料，丙烯的齐聚物是提高汽油辛烷值的主要成分，丙烷催化脱氢制丙烯比烃类燕气裂解能产生更多的丙烯。
当用燕气裂解生产丙烯时，丙烯收率最多只有33%、而用催化脱氢法生产丙烯，总收率可达74%一86%，用唯一原料生产唯一产品，催化脱氮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丙烯是最早采用的石油化工原料，也是生产石袖化工产品的重要烯烃之一。
各种分析表明，丙烯的需求增长速度已超过乙烯，而且这种趋势一直会延续。
全球丙烯的消费量将由1997年的4 800万t增加到2000年的5200万t 及2010年的7 500万t。
其中，亚洲的增长速度最高。
1991年到1996年亚太地区丙烯衍生产品的需求以年均9%的速度增长，而全球年均需求增长率为5.5 %a 丙烯除用于生产聚丙烯外，还大量地作为生产丙烯睛、丁醇、辛醉、环氧丙烷、异丙醉、丙苯、丙烯酸、拨基醇及壬基酚等产品的主要原料，另外丙烯的齐聚物是提高汽油辛烷值的主要成分。
丙烯与其它化学品不一样，它一般是以联产品或副产品得到。
目前全球丙烯大约有70%来自蒸气裂解乙烯的联产，28%来自炼厂(主要是催化裂化装置)精炼副产，自20世纪90年代以来由于现有来源不敷需要，丙烷脱氢已成为第三位的丙烯来源,1998年丙烷脱氢生产的丙烯约占世界丙烯总产量的2%。
全现有丙烷脱氢生产装置概况见表la 丙烷催化脱氢制丙烯比烃类蒸气裂解能产生更多的丙烯。
当用蒸气裂解生产丙烯时，丙烯收率最多只有33%、而用催化脱氢法生产丙烯，总收率可达74%一89%，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丙烷脱氢制丙烯，原料丙烷主要来自液化石油气(LPG)，目前国内的LPG主要作为民用燃料使用。
1997年，用作民用燃料的LPG占LP(;商品总量的94.5%。
已开工建设的长达4 212 km的“西气东输”管网工程将为长江中下游地区提供120亿扩/。
的巨大天然气源;另外，中石化预计明年在东海开发新的天然气资源。
目前探明的可利用储量为190亿扩/a的巨大天然气源;安徽淮南又发现新的天然气资源，储量达5 928亿澎，为塔里木盆地天然气总储量的1.4倍;苏北油田新近探明储量达100亿时/a天然气资源，2001年内即将开发。
因此长江中下游地区的天然气量必将有较大幅度的增长，势必冲击LPG民用燃料市场，从而造成LPG资源局部地区相对过剩局面。
一、市场分析的初步结(1)目前丙烯的需求增长速度已超过乙烯，全球对聚丙烯的需求稳定保持在6%或6%以上的年增长率，丙烯的其(2) (2)丙烯衍生物(聚丙烯和丙烯睛)的快速发展导致我国丙烯短缺，而这个缺口有可能加大。
因此，我国是丙烯净进口国它衍生物对丙烯的需求也保持强劲势头。
（这个说明来自稀有物资资源）二、工艺技术路线目前丙烷脱氢制丙烯主要有两种工业化生产工艺:美国UOP公司的Oleflex 工艺和美国ABB Lu`nmusGlobal公司的Catofin工艺。
两种丙烷脱氢制丙烯工艺大体相同，所不同的只是脱氢和催化剂再生部分。
Oleflex工艺设计的主要特点是采用移动床反应器，反应均匀稳定，催化剂活性长久保持不变，催化剂再生时反应器不需要关闭或循环操作，同时，连续补充催化剂。
氢气为稀释剂，用以抑制结焦、抑制热裂解和作载热体维持脱氢反应温度。
含有烃类的反应器部分和含有氧气的再生部分是一体化，但还安全地保持着分离。
使用铂催化剂，具有高活性、高选择性和低磨损率，由于可靠和精确的CCR再生控制，Ole-fle二催化剂具有很长的服务寿命并提供优良的产量稳定性。
Oleflex 技术使用无铬(Cr)、无致癌催化剂外，为达最佳操作，Oleflex工艺利用UOP 的专利设备和系统，包括PSA POlybMTM装置，按标准型设计的CCR,UOP 锁定漏斗控制，MD TM馏塔盘、High-FI.TM管道和工艺仪表测量设备控制(PIC )。
它可以处理任何从气田来的场LPG，也可以处理来自炼厂或者乙烯装置的C3LPGa Catofin工艺技术的主要特点是，采用循环固定床反应器。
使用非贵金属催化剂，对原材料杂质要求低，价格便宜，催化剂寿命为2年，无催化剂损失，由于具有最高的选择性，所以在新鲜原料中制备1 kg丙烯产品仅消耗1.15 kg的丙烷。
由于Calofin的高转化率和最低的再循环率使设备尺寸减小和能量成本降低。
最高的单程转化率(44%)和至少高出2%的剂选择性使操作压力和温度最低。
反应中没有氢的再循环，没有蒸气稀释，可以降低能耗和操作费用。
低硫注人使金属钝化。
低温回收区、产品精制、致冷系统设计特征为:串联丙烯和乙烯致冷系统，高效冷壳设计(cold box)以最大限度地减少设备数和所需的致冷压缩电能，低压脱乙烷塔免去了进料泵，低压产品分离塔与丙烯致冷系统合并。
在Catofin装置的设计中提供先进的工艺控制关键设备，包括:进料和空气加热炉、模式预报控制和培训模拟器(SIMCON)，其中SIMCON 能提供多种操作工培训模拟器，包括MTBE联合企业的常规，高真实、动力学模式。
本装置缺点是催化剂反应装置多，为间歇操作装置，如进行反应和再生，至少需要两个反应器轮换操作，产品回收部分要加压操作，导致能耗增加，且催化剂寿命只有两年。
三、丙烷临氢脱氢制丙烯技术建设丙烷脱氢制丙烯装置，根据我国的现实情况，自已开发该技术更可行些，理由如下:(1)虽然在长江三角洲有丰富的液化石油气资源(金陵石化、扬子石化、九江石化各25万t/a，镇海炼化35 t/a，还有高桥石化和上海石化)。
但目前主要作燃料用，而且还存在较大的缺口，因此丙烷资源目前还不足，要等天然气到了情况才能改变，故目前引进装置原料丙烷的资源还不落实。
(2)引进工艺装置投资非常大，按35万t/a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1.5亿人民币，专利许可也将超过1亿人民币，这给建设该项目的决策带来难度。
自己开发该技术，尽管投人也会很大，但比引进所花的费用要小得多。
(3) Oleflex工艺的技术关键是脱氢催化剂及相应的脱氢工艺，当然还有配套的炔烃和双烯选择加氢催化剂及工艺。
而我国有近20年的脱氢催化剂开发的经验和Pacol工艺工业运转的实践，还有双烯选择加氢催化剂和工艺的开发基础，完全可以开发我们自己的系列丙烷脱氢制丙烯催化剂。
(4)01eflex工艺中其它的相应技术国内均有装置可借鉴，如连续重整及再生工艺，低碳烃的低温精馏工艺，炔烃和双烯烃的加氢工艺，国内有很多引进装置，而且运行多年，有很多已经消化吸收，完全可以在国内组织力量移植，为我所用。
综上所述，我们开发有自主知识产权的丙烷脱氢制丙烯技术的条件们应该以开发脱催化剂为重点，开发丙烷临氢脱氢制丙烯技术。
丙烷脱氢制丙烯已经成熟。
我工业放大侧线试验可行性报告目前丙烯约有70％来自蒸汽裂解装置，28％来自炼厂的催化裂化装置。
丙烯价格的持续走高和生产丙烯效益的改进已加快了对替代技术的投资，其中丙烷脱氢制丙烯的生产技术日益受到重视。
随着新一轮石化企业的扩建，我国的丙烷原料资源日趋集中和价廉，因此将低附加值的丙烷通过脱氢催化反应制得市场紧缺的丙烯，具有重大的经济和社会效益。
国外UOP公司的Oleflex工艺、Air Product & Chemical公司的Catofin工艺、Phillips公司的Star工艺和Snamprogetti SPA 公司的FBD-4和德国Linde公司的Linde工艺等几种技术已经实现了工业化，国际上，丙烷脱氢制丙烯工业化应用的催化剂主要为PtSn/Al2O3。
但该催化剂存在失活较快（寿命7～10天）、稳定性差、需频繁连续再生等缺点。
因此，研制高稳定性、高活性和高选择性的丙烷脱氢催化剂是实现丙烷脱氢制丙烯国产化的关键。
我们从1998年开始研制丙烷脱氢催化剂，从最早的PtSn/Al2O3催化剂研究开始，其性能达到（某些性能超过）了UOP公司使用的催化剂的水平。
由于分子筛具有独特的孔道结构和合适的酸性质，具有优异的“择形”催化效应，能够明显提高催化反应的稳定性，已广泛应用于芳构化、歧化、烷基化等反应中。
考虑到国内的丙烷资源情况及其专利等知识产权情况，我们利用自主研发的已经成功用于工业化生产的新型分子筛为主的载体，开发了以具有自主知识产权的新型分子筛为载体的丙烷脱氢制丙烯催化剂。
本项目最大的特色和创新之处：采用自行研制开发的新型分子筛替代目前UOP公司（催化剂寿命一般在7～10天）等广泛采用的Al2O3，制备的PtSn/分子筛丙烷脱氢催化剂具有寿命长（大于30天）、稳定性好，具有自主知识产权（已经申请国家发明专利，并获得公开），在临氢丙烷脱氢催化剂的研究上处于国际领先地位，有望打破国外催化剂在该领域的垄断。
我们在催化工艺流程、反应器设计、分子筛载体合成和催化剂制备等方面具有石油化工领域，一个创新，符合国内石化企业工业化的要求，投资省、见效快。
在新的催化剂的突破，往往预示着一个新的工艺的诞生。
中石化已完成的工作(1)分子筛载体的研制和工业化生产应用经过大量试验和工业化应用试验，已经确定了分子筛的工业化制备的工艺条件，可针对不同的原料和工艺设备进行相应的调整，性能稳定，工艺成熟可靠，具有自主知识产权。
(2)PtSn/分子筛丙烷脱氢催化剂的研制1.确定催化剂的最佳组成配方和催化剂制备工艺条件。
2.研究了不同助剂、添加剂等对催化性能的影响。
3.研究了不同反应条件对催化反应性能的影响。
4.研究了催化剂的积炭失活历程及氧化再生条件。
5.研究了催化剂的成型方法和机械强度。
最终获得了高活性、高选择性、高稳定性、再生性能好的具有自主知识产权的新型PtSn/分子筛丙烷脱氢催化剂；确定了工业化侧线试验的反应器类型、催化剂的制备工艺、催化反应的侧线工艺流程。
PtSn/分子筛催化剂的稳定性试验在上述工作的基础上，我们提出了丙烷脱氢的放大工艺流程和拟解决的关键技术问题，其中部分技术问题已经得到了较好的解决。
通过和相关企业的技术合作，完全可以把丙烷脱氢技术推向国产化。
P r o p a n e c o n v e r s i o n (%)Time on stream (h)P r o p e n e s e l e c t i v i t y (%)图3 丙烷转化率和丙烯选择性随时间的变化情况(1) 丙烷转化率; (2)丙烯选择性由图3可以看出：催化剂在连续反应750h 后（约31天），丙烷的单程转化率仍然维持在30%左右，丙烯选择性在96%左右，且有较大的反应参数调节量，该催化剂显示了良好的丙烷脱氢反应性能，稳定性好。