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。

此外，生产过程还会产生有毒有害物质，主要为氯气和硫化氢，氯气主要用在CCR再生时的Pt分散，氯为高毒物质，常温常压为气体，易经呼吸道，眼睛，皮肤等进入人体导致人中毒，严重时造成人员死亡;硫化氢主要来自于高温管道保护剂二甲.基二硫的分解，作为高毒物质，H2S易经呼吸道进入人体，引起中枢神经系统机能改变，导致人员中毒伤亡。

PDH主要物料危险特性见表1。

3.主要原材料由于国内丙烷主要来源于炼厂气或者液化气，含量低而且储存分散，硫含量也较高，所以用于丙烷脱氢制丙烯装置的丙烷原料主要依赖中东进口。

进口丙烷主要来自油田伴生气和湿性天然气凝析液。

此部分丙烷纯度较高。

4.主要用途（1）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。

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。

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。

（2）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。

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。

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。

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。

市场需求方面，随着我国居民消费结构的不断升级，对丙烯各类深加工产品的需求将不断增长。

按照消费分类，丙烯下游主要行业包括聚丙烯、丁辛醇、环氧丙烷、丙烯腈、苯酚和丙烯酸。

其中，丙烯用量最大的是生产聚丙烯，约占68%。

中国丙烯行业下游消费结构占比统计情况聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，具有良好的物理性能和化学性能，加工性能良好，被广泛应用于农业、工业、卫生、医药、日常生活用品等领域。

我国聚丙烯主要消费领域为拉丝、共聚、注塑、薄膜、纤维等。

中国聚丙烯行业下游主要应用占比统计情况（3）氢气作为清洁能源，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。

氢是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和还原剂，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。

--氢气在轻工业中的应用在轻工业中，使用氢气对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化--氢气在石油化工产业的应用氢气广泛用于石油化工、冶金、钢铁、食品、石油、医疗卫生等领域,但在石油化工产业的作用最为明显。

石油化学加工过程中,氢气是炼油工业和化学工业的基本原料之一,利用加氢工艺可以改善石油化学品的质量,增加最有价值的石油化学品的产量,减少重油残渣和焦油的生产,降低结碳量,提高石油加工厂的适应性,从石油加工废物中可以得到很多有价值的石油化学产品,净化一系列产品,除去有害杂质。

石油炼制过程中,氢气主要用于石脑油加氢脱硫、粗柴油加氢脱硫、燃料油加氢脱硫、改善飞机燃料的燃烧性能和加氢裂化等方面;在石油化工领域,氢气主要用于C3馏分加氢、汽油加氢、C6～C8馏分加氢脱烷基以及生产环己烷等方面。

催化重整加氢是为除去石脑油中的硫化物、氮化物、铅和砷等杂质,是石油炼制工业中最早使用的过程。

加氢裂化是在氢气存在下进行的催化裂化过程,反应主要特征是C-C键断裂。

选择性加氢主要用于高温裂解产物,对乙烯馏分进行气相加氢,对丙烯馏分采用液相加氢。

加氢精制是除去有害化合物的过程，除硫化氢、硫醇、总硫之外，炔烃、烯烃、金属和准金属等均可在加氢过程中除去。

此外，氢具有高燃料性以及清洁性，航天工业常使用液氢作为燃料，汽车工业中也加大了对于使用氢气的新能源汽车的研发。

根据中国氢能联盟统计，中国2018年氢气产量约为2100万吨，换算热值占终端能源总量的份额为 2.7%。

目前中国处于氢能市场发展初期，氢气年均需求约2200万吨，2030年中国将处于氢能市场发展中期，氢气年均需求将达到3500万吨，预计到2050年，处于氢能市场发展远期的中国氢气需求量将达到6000万吨，换算热值占终端能源总量的份额达到10%。

5.主要工艺和生产流程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。

开发丙烷催化脱氢工艺成功的有: UOP公司的Oleflex工艺、Lummus公司的 Catofin工艺、Snamprogetti公司的流化床( FBD)工艺、Uhde的蒸汽活化重整( STAＲ)工艺、林德公司的PDH工艺。

采用较多的是美国UOP公司的Oleflex工艺和Lummus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。

（1）、Oleflex 工艺UOP公司的Oleflex工艺是20世纪80年代开发的，1990年首先在泰国实现了工业化，1997年4月韩国投产250 kt/a丙烯的联合装置采用第2代Oleflex技术。

目前,全世界Oleflex丙烷脱氢制丙烯总生产能力达2500 kt /a。

在国内烟台万华建成最大的750 kt/a PDH 装置。

Oleflex工艺利用富含丙烷的液化气( LPG )作原料，在压力为3.04 MPa，温度为525℃,铂催化剂作用下脱氢，经分离和精馏得到聚合级丙烯产品。

进料前需要预处理。

Oleflex采用移动床技术，由反应区、催化剂连续再生区、产品分离区和分馏区组成。

将预处理的C3液化气原料进入脱丙烷塔中，C3液化气中一些丁烷或较重组分从脱丙烷塔底部排出，脱丙烷塔塔顶馏出物送入Oleflex装置，生产出富含丙烯的液体产品和富含氢气的气体产品。

纯净氢气可直接输出，浓缩成化学级产品，也可作为联合装置内的燃料。

来自 Oleflex 装置的液体产品送入选择氢化( SHP )装置，除去二烯烃、乙炔。

SHP 产品送入脱乙烷塔，除去在Oleflex装置生成的或新鲜C3液化气含有的轻质尾气，以及溶解在Oleflex液体产品中或进入SHP装置的少量氢气。

脱乙烷塔底部纯净的产品直接送到丙烷－丙烯(P－P)分离塔，在此把丙烯产品和未转化丙烷分开。

在P－P 分离塔底部的未转化丙烷经过C3液化气原料脱丙烷塔循环到Oleflex装置。

P－P分离塔出来的丙烯产品纯度通常达99.5%～99.8%。

丙烯产率约为85%，氢气产率约为3.6%。

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 CCR再生控制，Oleflex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。

该技术移动床技术复杂，投资和动力消耗较高。

为了增强Oleflex工艺的竞争能力，UOP公司进行了多次改进，主要集中在催化剂方面，已有DeH－8、DeH－10、DeH－12等3代新催化剂工业化，DeH－12催化剂在选择性和寿命有较大的提高，铂含量比DeH－10少25%，比DeH－8少40%。

使用新催化剂操作空速提高20%，减小反应器尺寸，待再生催化剂上的焦含量低，可使再生器体积缩小50%，可减少投资，降低成本。

（2）、Catofin 工艺Lummus公司的Catofin工艺是ABB Lummus公司开发的 C3～C5烷烃脱氢生产单烯烃技术。

目前，全世界有10家采用Catofin工艺生产烯烃，生产量超过3200 kt/a。

Catofin工艺分为 4个工段: 丙烷脱氢制丙烯、反应器排放料的压缩、产品的回收和精制。

Catofin工艺利用逆流流动技术改变了反应物料流向，空气向下、烃类直接向上，能以较少的原料获得较多的产品，从而减少了投资及操作费用。

采用铬/铝催化剂，其组分包括质量分数大于 18% 的氧化铬，这种催化剂的脱氢性能稳定，烷烃转化率高，循环量少，每100t丙烷原料可制得 76～86 t丙烯。