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