丙烷脱氢装置工艺流程

丙烷脱氢装置工艺流程 Prepared on 24 November 2020

本项是一台年产60 万吨丙烯的丙烷脱氢装置（PDH），采用的丙烷脱氢装置引进美国 CB&I LUMMUS 公司的 CATOFIN 丙烷脱氢制丙烯工艺，该工艺采用高效的铬系催化剂和 HGM 材料；具有丙烷转换率高、丙烯选择性好、原料适应性强及装置在线率高等优点，是目前丙烷脱氢制丙烯的先进技术之一。CATOFIN PDH工艺通过固定床反应器，在氧化铬-氧化铝催化剂上将丙烷转换为丙烯。未转化的丙烷将被分离并且循环利用，丙烯是唯一的主产品。

PDH装置规模大，PDH装置操作条件比较复杂，导致设备规格大型化。设备大型化对设备设计、制造、检验等都会带来很多不利问题。根据基础设计开工报告可知，PDH装置设备涉及反应器、塔器、容器、换热器、压缩机、透平、泵和过滤器等诸多类型。统计各设备的数量装置大型设备就有199台，并且绝大多数为国外进口设备。根据PDH的工艺物料的特性，本装置属于甲类生产装置，生产过程中涉及的主要物料为丙烷、丙烯、乙烯、装置尾气和天然气。这些物料都属于易燃、易爆的物质，乙烯、氢气、共聚单体均属甲类火灾危险物质。这些物质一旦泄漏与空气或氧化物接触，形成爆炸混合气体，极易引发火灾爆炸事故。因此，火灾、爆炸是本装置的主要危险，防泄漏、防火、防爆是装置安全生产工作的重点。

丙烯工艺流程主要包括物料反应，产物压缩分离及尾气回收和产品提纯三个大的部分。PDH装置规模大，PDH装置操作条件比较复杂，导致设备规格大型化。设备大型化对设备设计、制造、检验等都会带来很多不利问题。根据基础设计开工报告可知，PDH装置设备涉及反应器、塔器、容器、换热器、压缩机、透平、泵和过滤器等诸多类型。统计各设备的数量装置大型设备就有199台，并且绝大多数为国外进口设备。根据PDH的工艺物料的特性，本装置属于甲类生产装置，生产过程中涉及的主要物料为丙烷、丙烯、乙烯、装置尾气和天然气。这些物料都属于易燃、易爆的物质，乙烯、氢气、共聚单体均属甲类火灾危险物质。这些物质一旦泄漏与空气或氧化物接触，形成爆炸混合气体，

极易引发火灾爆炸事故。因此，火灾、爆炸是本装置的主要危险，防泄漏、防火、防爆是装置安全生产工作的重点

首先，新鲜丙烷进料与来自产品分离塔的循环丙烷以及脱油塔顶的丙烷混合后，送入进料汽化器。汽化后的原料气被多个换热器逐步加热，最终在进料加热炉中加热至反应所需温度（约600℃）后送入反应器。在反应器负压操作条件下，丙烷发生脱氢反应，生成丙烯、氢气以及少量副产物。由于脱氢反应为吸热反应，需不断补充热量，CATOFIN工艺由八台反应器以循环的方式操作，任何时候有3台反应器反应，3台预热/再生，2台抽蒸汽吹扫、真空、催化剂还原。一个完整的循环过程大概需要24分钟，每台反应器都重复着相同的循环过程。这样一个过程就确保了整个反应的连续性。

然后，反应器出口产品气经过逐步冷却后，进入压缩工段。压缩机分为三段各级之间设有冷却器。在进入产品压缩机之前，产品气先经循环水冷却。为确保压缩机每段出口温度低于聚合温度，压缩机每段的压比要选择合适。产品压缩机三段出口的水或凝液都要经分离罐分离，再送出界区前还要送至废水汽提塔进行处理。压缩机第三段出口气经过循环水冷却，再经丙烯冷剂冷却至 16℃后，送至产品干燥床分液罐。液体烃在送入脱乙烷塔之前，首先要送至脱乙烷塔进料干燥床进行干燥。未凝的气体经产品干燥床干燥后，进入低温回收段。

低温回收单元采用丙烯、乙烯冷剂逐步冷却、冷凝反应产物，用于除去产物中氢气，氮气，一氧化碳、二氧化碳以及轻烃（如甲烷和乙烷）。这些尾气部分用于催化剂还原，剩余部分送至PSA(变压吸附技术)装置回收氢气，经PSA处理后的废气可作为燃料气和干燥床的再生气。冷凝后的丙烷、丙烯和重组份送至脱乙烷塔。

最后，产品精制部分由两个精馏系统组成，即脱乙烷塔和产品分离塔。脱乙烷塔用于分离乙烷及更轻的组分。脱乙烷塔顶的轻组分作为燃料气送入装置内燃料气管网，塔底碳三则送入产品分离塔。产品分离塔采用双塔操作，从脱乙烷塔底来的碳三和由界区外来的丙烷原料进料一起直接送入一塔，以分离丙烯和丙烷，一塔塔底的丙烷循环回反应单元，二塔塔顶的聚合级丙烯则送至下游装置或罐区。