【丙烯】一、物化性质丙烯propylene，CAS No.115-07-1、结构式CH2=CHCH3、无色气体、带有甜味。

气体的相对密度1.46、液体的相对密度0.5139、熔点-185.2℃、沸点-47.7℃、自燃温度460℃、临界温度91.4~92.3℃、临界压力4.5~4.56MPa。

化学性质很活泼，与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限2.0%~11.1%（体积）。

丙烯是一种无色可燃气体，蒸气比空气重，能长距离移动到一个明火源并产生回火。

工业上它通常以液体形式装卸，因此当皮肤和眼睛接触到液体丙烯时会造成冷灼伤。

高浓度丙烯是一种窒息性气体。

二、技术进展丙烯的生产工艺可分为联产/副产工艺和专门工艺两大类，目前丙烯生产以乙烯装置联产品和炼厂副产品路线为主，世界上约70%的丙烯来自于蒸汽裂解装置的联产品和炼油厂的常规催化裂化装置，丙烷脱氢等专门技术的比例正逐步提高。

全球丙烯的来源如表1：表1 全球丙烯的来源（单位：%）2005年2010年2015年蒸汽裂解65 58 43催化裂化30 34 33专用装置 5 8 24合计100 100 100IHS化学在2014世界石化大会上表示，2000年世界专产丙烯产量仅占丙烯总供应量的3%，但2013年专产丙烯产量已占丙烯总供应量的14%，预计到2018年将增加至总供应量的29%。

蒸汽裂解产品丙烯收率如表2：表2 蒸汽裂解产品丙烯收率裂解原料丙烯收率%乙烷 2.6丙烷16.2正丁烷17.2石脑油16.1瓦斯油15.1乙烯裂解装置联产丙烯是全球丙烯资源最传统和最主要的来源，占全球丙烯产能的40%以上，蒸汽裂解装置生产的丙烯纯度达99.6%，通常是聚合级丙烯。

炼油厂常规催化裂化装置回收是丙烯的第二大来源，目前约占全球丙烯产能的30%以上，炼油厂生产的丙烯纯度约在70%左右，通常是炼厂级丙烯。

随着聚丙烯等下游产品需求的快速增长，以及以乙烷为原料的新建乙烯生产装置比例的增加，丙烯资源供应逐渐呈现出紧张态势。

相应地，以丙烯为目的产物的生产技术研究越来越活跃，丙烯生产技术已成为当前炼油和化工重点研究方向之一。

甲醇制烯烃（MTO）、甲醇制丙烯（MTP）、丙烷脱氢（PDH）生产丙烯、烯烃转化（易位转化）生产丙烯等专门生产丙烯的技术取得了较大发展，特别是在亚洲、中东和北美等具有资源优势的地区。

目前增产丙烯的新技术主要集中在下列几个方面：1.改进FCC（流化催化裂化）技术全球FCC装置通过调整原料品种、催化剂、工况和操作条件来增产丙烯的发展潜力非常大，国内外许多公司都在积极开展这方面的研究。

典型的催化裂化（FCC）装置每生产1吨汽油大约副产0.03～0.06 吨丙烯。

经过升级改造和采用合适的催化剂助剂之后，丙烯的产率可达到18%~20%。

近年针对FCC装置发展了多种增产丙烯的工艺技术，主要有：中国石化石油化工科学研究院(RIPP)的深度催化裂化工艺(DCC)、凯洛格一布朗路特(KBR)公司的Maxofin工艺和Superflex工艺、UOP公司的催化裂化(Petro FCC)工艺、鲁姆斯公司的选择组分催化裂化(SCC)工艺。

与传统的FCC相比，这类技术操作条件更为苛刻，要求反应温度、剂油比更高，催化时间更短。

表3 主要改进FCC炼油技术比较表技术所有者UOP公司Lummus公司中石化石科院KBR/美孚公司工艺Petro FCC SCC DCC Maxofin催化剂ZSM-5加合物ZZSM-5加合物ZSM-5 ZSM-5起始温度（℃）560 -- 530-590 565-620 压力（MpaG）0.1-0.2 -- 0.1-0.2 0.1催化剂/油（wt/wt）-- -- 10-15 10-16反应时间（秒）-- -- 5-10 1-2丙烯收率（wt%）22 18-20 18-25 20 工业化装置有-- 有--2.甲醇制烯烃（MTO）技术这项技术用甲醇生产乙烯和丙烯，经过两个步骤：第一步是把甲醇转化为二甲醚，第二步是把二甲醚脱水生成乙烯和丙烯。

主要反应如下：2CH3OH CH3OCH3+H2O6CH3OCH3C2H4+ 2C3H6+ C4H8+6H2O在生产过程中可以调节乙烯/丙烯产品的比例（在0.75～1.5之间变化）。

最早提出MTO 工艺的是美孚石油公司（Mobil），随后巴斯夫（BASF）、埃克森石油公司（Exxon）、环球石油公司（UOP）及海德鲁公司（Hydro）等相继投入开发，在很大程度上推进了MTO 的工业化。

世界上具备商业转让条件的甲醇制烯烃技术主要有：美国UOP公司和挪威Hydro公司共同开发的MTO工艺、大连化物所的DMTO工艺和中石化的S-MTO工艺等。

美国UOP公司和挪威Hydro公司于1995年合作开发成功MTO工艺。

该工艺以甲醇为原料，通过甲醇制得以乙烯和丙烯为主的烯烃产品。

按甲醇来源的不同，可以有天然气和煤两种路线。

1998年建成投产采用UOP/Hydro工艺的20万吨/年乙烯工业装置。

2008年1月，新加坡Eurochem技术公司旗下的Viva公司在尼日利亚的Lekki建设330万吨/年甲醇装置，下游配套建设MTO装置，采用UOP/Hydro的MTO技术和UOP烯烃裂解工艺技术（OCP），组成MTO-OCP技术方案。

神华包头180万吨/年煤制烯烃项目采用大连化物所的DMTO工艺于2010年5月28日全面建成，2011年1月1日起开始正式商业化运作。

2011年中石化中原石化的60万吨/年的甲醇制烯烃项目，于10月一次投料开车成功。

该项目采用中石化上海石化院、中石化工程建设公司（SEI）和燕山石化联合开发的S-MTO工艺技术。

表4 MTO技术（乙烯/丙烯产量相等时）装置的物料平衡表产品名称投入（单位：吨/日）产出（单位：吨/日）换算（万吨/年）原料甲醇5204 180 乙烯882 30.5丙烯882 30.5 混合丁烯272 9.4>C5烃100 3.5燃料气88 3.0水、焦炭、CO、CO2等2980 103.13.甲醇制丙烯（MTP）技术这项技术用甲醇生产丙烯经过两个步骤：第一步是甲醇催化转化为二甲醚（DME），第二步是二甲醚转化为丙烯。

用甲醇生产丙烯的技术开发商是德国鲁奇公司，验证装置由挪威国家石油公司和北欧化工公司合作在2001年运转。

两套生产能力各为47万吨/年的工业装置已在神华宁煤和大唐多伦运行，2014年神华宁煤第二套50万吨/年MTP也已投产。

丹麦哈尔德托普索公司也有自己开发的甲醇生产丙烯技术、安徽淮化集团与中国化学工程集团公司、清华大学两单位联合开发了流化床甲醇制丙烯（简称FMTP）技术，该技术工业化装置（1万吨丙烯）已于2009年10月投料试车并取得成功；2014年2月国内首套固定床甲醇制丙烯（S-MTP）中试装置在扬子石化取得成功。

表5 MTP装置物料平衡表（单位：万吨/年）产品名称投入产量原料甲醇166.7丙烯51.9汽油14.3液化气 5.4燃料气 1.5水93.64.丙烷脱氢（PDH）技术这项技术非常类似于甲基叔丁基醚（MTBE）生产厂所用的异丁烷脱氢生产异丁烯的技术。

实际上，一些技术开发商是从开发异丁烷脱氢开始然后再开发丙烷脱氢技术的。

UOP、鲁姆斯、伍德、林德和Snamprogette公司都对外转让这项技术。

目前世界上运转中的工业装置多数用的都是UOP公司的Oleflex工艺和美国ABB Lummus Global公司的Catofin工艺。

采用林德公司技术的一套工业装置建在西班牙的Tarragona，采用伍德公司技术的一套工业装置建在埃及。

Oleflex工艺采用4个串联移动床反应器，以Pt/Al2O3为催化剂的径流式反应器使丙烷加速脱氢。

催化剂连续再生，使用氢作为原料的稀释剂，反应温度为550～650℃，丙烯收率约为85%，氢气产率为3.6%，乙烯收率很低，通常乙烯与其它副产品一起被当作燃料烧掉给丙烯脱氢反应器提供热量，因此这一反应的产品只有丙烯。

Catofin 工艺采用逆流流动固定床技术，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。

图1 UOP 公司Oleflex 工艺流程表6 生产能力为50万吨/年丙烷脱氢装置的物料平衡表 （单位：万吨/年）产品名称 投入 产量 原料丙烷 59.7 丙烯 50 燃料气 9 液体燃料0.7表7 丙烷脱氢工艺技术比较工艺名称ABB-LummusCatofinUOP Oleflex Uhde STAR SnamprogettiFBD Linde AG 反应器 固定床 移动床 多管式 固定床 流化床多管式 固定床 反应器结构 绝热 绝热 绝热 绝热 绝热 总反应器(个) 5 3~4 物料反应器(个) 2 3~4 反应温度℃ 650 525 500~640 550~600 590 反应压力(MPa) 0.05 3.04 0.1～0.2 0.3 ≥0.1 选择性(%) 87 84 85~93 89 /转化率(%) 90(全)44(单)35~40(单) 30~40(单) 40(单) 32~50(单)93(全)单耗 1.181.221.25/ /催化剂Cr2O3/Al2O3Pt-Sn/ Al2O3贵金属/Zn-Al2O3Cr2O3/Al2O3Pt/Ca-Zn-Al2O3催化剂寿命2年4~5年再生方式切换，空气燃烧15~30min连续移出再生切换，空气燃烧，反应7h，再生1h连续移出再生流化床，空气燃烧切换，空气燃烧，反应6h，再生3h稀释未稀释H2稀释H2O稀释未稀释未稀释生产装置(套) 较多多少少5.烯烃转化（易位转化OCT）技术。

这项技术以乙烯和丁烯-2为原料生产聚合级丙烯。

第1套工业装置由鲁姆斯公司设计、由利安德公司在1985年投产。

拥有这项技术的开发商是ABB Lummus（OCT高温催化剂工艺）和Axens公司（隶属于IFP 法国石油研究院Meta-4低温催化剂工艺），现在用这项技术在运行中的工业装置比较多。

表8 100万吨/年烯烃转化（易位转化）装置的物料平衡表（单位：万吨/年）产品名称投入产出原料丁烯-2 74原料乙烯30产品丙烯100C5和重烯烃 4除了上述几种技术外，还有烯烃（C4～C8）选择性催化裂解生产丙烯的工艺，包括ExxonMobil 公司的MOI工艺、Atofina和UOP公司的OCP工艺、Arco化学公司的Superflex 工艺、Lurgi公司的Propylur工艺（即Linde公司的FBCC工艺）、旭化成公司的Omega 工艺和Sasol公司的烯烃催化裂解工艺等，中石化北京化工研究院和上海石化院也开发了相关工艺。

国外对几种增产丙烯装置的经济性评估结果表明，易位转化装置的经济效益最好，其次是丙烷脱氢，选择MTO还是选择MTP，决定于原油和甲醇的相对价格。