一、概述丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、丁辛醇、丙烯酸等产品，目前，丙烯供应主要来自石脑油裂解制乙烯和石油催化裂化。

2004-2010年间，乙烯产能增长34％，而丙烯产能仅增长25％。

随着丙烯下游产品需求量不断增长，丙烯资源短缺的状况还会进一步加剧。

因此，近年开发扩大丙烯来源的丙烷脱氢(PDH)制丙烯生产工艺成为备受关注的热点。

二、丙烷脱氢制丙烯技术情况丙烷脱氢制丙烯技术主要包括催化脱氢制丙烯、氧化脱氢制丙烯、膜反应器脱氢制丙烯以及CO2逆水煤气法脱氢制丙烯技术[2]。

2.1 丙烷催化脱氢技术丙烷催化脱氢技术根据催化剂体系的不同主要有铬系催化剂、铂系催化剂。

2.1.1 铬系催化剂丙烷催化脱氢的Catofin 工艺就采用Cr203/Al2O3催化剂，由于铬系催化剂稳定性差，且具有毒性，随着环境保护呼声的日益提高，开发低Cr含量的催化剂才有一定的前景。

2.1.2 铂系催化剂丙烷Oleflex催化脱氢工艺，采用贵金属Pt催化剂，Pt催化剂对热更稳定，可在更苛刻条件下操作。

铂催化剂对环境友好，活性较高，但其稳定性选择性还不是很理想。

2.2 丙烷氧化脱氢技术丙烷氧化脱氢为放热反应，无需外界加热，不必向过程提供热能，可节省能源，同时反应不受热力学平衡的限制。

因此氧化脱氢具有诱人的前景。

但该技术面临的困难之一是在氧化脱氢的反应条件下，很容易发生丙烷的完全氧化反应，一旦发生完全氧化反应，将放出大量热量，使温度急剧上升，不仅丙烷完全氧化，而且所产生的丙烯更容易氧化成CO~CO2(因为丙烯比丙烷更不稳定)。

因此，开发低温型高选择性催化剂是丙烷氧化脱氢的研究方向。

两种技术比较丙烷催化脱氢的选择性较高，其缺点是要耗费大量的能量。

若能把催化脱氢和氧化脱氢的优点结合起来，设计双功能型催化剂。

在催化脱氢体系引入少量氧，氧在活化丙烷的同时实现对氢气高选择性氧化，实现化学平衡移动的同时自身提供热量。

这个过程可能打破脱氢反应热力学限制，同时解决氧化脱氢反应在高烷烃转化率下的低碳烯烃选择性问题。

最近，有文献报导阿姆斯特丹大学开发了新型丙烷催化氧化脱氢工艺，用于丙烯工业化生产很具有发展潜力。

通过进一步开发，该系统可望替代现有的丙烷脱氢技术。

2.3 膜反应丙烷脱氢技术利用膜反应器随时分离出氢气，可以解决反应平衡限制的丙烯收率问题，比如致密膜、合金膜，由于其透氢量大，选择性高，受到研究者的极大重视。

但对丙烷在膜反应器上的脱氢反应研究还不是很多。

2.4 二氧化碳氧化丙烷制丙烯技术利用CO2对丙烷进行氧化脱氢的研究还刚刚起步，这方面的研究工作还需要进一步加强。

综上所述，氧化脱氢制丙烯技术选择性差、转化率不占优势，国内外未见工业化示范装置报道。

膜反应器脱氢制丙烯以及CO2逆水煤气法脱氢制丙烯技术刚刚处于研究起步阶段，存在问题较多。

丙烷催化脱氢制丙烯技术由于选择性和转化率较好，是当前的研究和应用重点。

三、国内外生产工艺应用与进展3.1国外丙烷脱氢制丙烯生产工艺开发丙烷催化脱氢工艺成功的主要有UOP公司的Oleflex工艺和Lummus 公司的Catofin工艺，其他的还有(FBD)工艺、(STAR)工艺，林德公司的PDH 工艺[3]。

目前丙烷脱氢制丙烯实现工业化的生产工艺是Oleflex和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。

3.1.1 Oleflex工艺UOP公司的Oleflex工艺是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25万吨/年丙烯的联合装置采用第二代Oleflex技术。

目前，全世界Oleflex丙烷脱氢制丙烯总生产能力达250万吨/年。

Oleflex工艺利用富含丙烷的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。

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。

丙烷单程转化率为35％-40％，丙烯选择性为84％，丙烯产率约为85%，氢气产率约为3.6% 。

该技术烯烃收率稳定，催化剂再生方法理想，催化剂使用寿命长，装填量少，但移动床技术复杂，投资和动力消耗较高。

图1 UOP公司Oleflex工艺流程3.1.1.1 反应部分3.1.1.2 产品回收部分3.1.1.3 再生部分3.1.2 Catofin工艺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320万吨/年。

图4 ABB Lummus公司Catofin工艺流程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。

采用铬/铝催化剂，固定床反应器，烃类/热空气循环方式操作，产品是单一的丙烯，采用多个反应器连续操作。

该技术丙烷的转化率≥90 %，丙烯选择性超过87%，Catofin工艺丙烯产率是1吨丙烯／1.18吨丙烷。

Catofin工艺是通过铬-铝催化剂固定床将丙烷转化为丙烯，没有转化的丙烷循环使用，因此丙烯是单一产品。

3.1.2.1 反应工段3.1.2.2 压缩工段3.1.2.3 回收工段3.1.2.4 精制工段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。

3.1.3 FBD 工艺FBD工艺是在俄罗斯开发的一种丙烷脱氢工艺。

3.1.4 AG 技术Linde与BASF合作开发的一种技术，该技术具有产量高、装置体积小、基建要求低等特点。

3.1.5 STAR 工艺STAR工艺是由Philips石油公司开发，与其他丙烷脱氢工艺相比，STAR工艺具有催化剂用量少、反应器体积小等优点。

表1 丙烷脱氢工艺技术比较3.2国内丙烷脱氢制丙烯生产工艺国内对丙烷脱氢技术的研究比较晚，也没有成熟的工业化生产技术。

石德先等在CN101003458A专利[5]中介绍了一种丙烷脱氢制丙烯的方法，主要是催化剂方面的研究。

另有报道，山东科技大学在这一块已自己的一整套工业化技术。

四、工业化装置情况4.1国外丙烷脱氢装置情况目前，全球投用的丙烷脱氢装置有20余套，其中有13套为UOP的Oleflex 连续移动床工艺技术，另外4套装置为ABB Lummus的Catafin循环多反应器工艺技术，此外，还有l套装置为伍德公司的STAR法工艺技术(见表2)。

表2. 国外丙烷脱氢制丙烯的生产能力（万吨/年）陶氏化学4月25日宣布，计划建设一套丙烷脱氢制丙烯装置，2015年投产， 6月份阿布扎比炼油公司（Takreer）宣布决定采用UOP公司工艺技术建设一套大型丙烷脱氢制丙烯装置，设计丙烯生产能力50万吨/年，预计2013年底投产，9月底哈萨克斯坦宣布将投资约60亿美元建设多个石化投项目，包括在西部城市阿特劳（Atyrau）市建50万吨/年丙烷脱氢制丙烯项目，预定在2015年投产，俄罗斯西布尔（Sibur）公司日前也宣布，旗下的Tobolsk聚合物子公司将在俄罗斯Tobolsk采用UOP公司技术建设51万吨/年丙烷脱氢制丙烯装置，该装置将于2012年第三季度建成，埃及联合东方石化（OPC）10月10日宣布，计划在2015年底之前新建一套25万吨/年丙烷脱氢装置。

4.2国内丙烷脱氢装置情况据统计，在全球的丙烯需求中，中国市场占到了15%以上，并且消费量还在以每年约5%～6%的速度增长。

国内虽已开展了丙烷、丁烷等低碳烷烃脱氢的研究，但还没有成型的丙烷脱氢生产装置。

6月26日，渤化集团天津渤化石化有限公司60万吨/年丙烷脱氢制丙烯项目开工建设，这是目前国内首套、世界单套规模最大的丙烷脱氢制丙烯生产装置，采用美国鲁姆斯公司专利技术，计划2013年6月建成。

其他企业也纷纷宣布将投资丙烷脱氢项目。

今年5月中国软包装集团宣布，计划在福建省福清石化科技园新建２００万吨/年丙烷脱氢制丙烯装置，预计在2014年投产。

浙江聚龙石油化工有限公司丙烷脱氢装置预计将于2013年启动，届时将年产丙烯45万吨。

8月5日浙江海越股份发布公告称，与ABBLummusGlobal公司签订了宁波PDH装置的技术许可和工程技术服务合同，建设138万吨丙烷和混合碳四利用项目。

9月份东华能源股份与江苏飞翔化工股份、江苏华昌化工股份签署三方合资协议，拟共同投资设立张家港扬子江石化有限公司，共同投资120万吨的丙烷脱氢生产丙烯装置。

另据普氏新闻报道称，中国烟台万华聚氨酯计划2013年投产在山东烟台新建的75万吨/年丙烷脱氢制丙烯装置，该装置将使用UOP的Oleflex工艺技术。

五、市场前景及效益分析中国有较丰富的液化石油气，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。

与其它生产技术相比，获得同等规模的丙烯产量，丙烷脱氢技术的基建投资相对较低，目前的经济规模是35万吨/年。

丙烷原料价格对生产成本影响较大，只有当丙烯与丙烷的长期平均最小价差大于200美元/吨时，工厂才能有较好的利润。

目前国内丙烷价格为6250-6600元/吨，丙烯价格为10800元/吨，投资空间很广。

丙烷脱氢装置引进工艺装置投资非常大，按35万吨/年能力的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，专利许可费也将超过l亿人民币。

丙烷脱氢取决于经济地取得低价丙烷，丙烷本身占丙烷脱氢生产丙烯总费用的2/3，大多数丙烷脱氢新项目将建在中东和亚洲部分地区。

六、存在的问题丙烷脱氢制丙烯技术还存在一些缺点，如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，因此导致装置投资较大，能耗大，生产成本高。

已建成投产的工业化装置均存在或多或少的技术难题亟待解决。

丙烷脱氢技术引进工艺装置投资较大，按35万吨/年能力的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，专利许可费也将超过l亿人民币。

丙烷脱氢技术目前工业化应用并不广泛，除了技术上原因外，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。

目前国内丙烷市场供应商主要有：大庆石化、大庆炼化、锦州石化、大连石化、哈尔滨炼厂、克拉玛依石化等，但供应量非常有限，大宗丙烷需求目前尚需依赖进口。

丙烷原料的来源多在海湾地区，目前该地区已建成、正在建设或筹备建设的丙烷脱氢装置有多套，今后该地区对外输出的丙烷量必然逐年减少，势必造成依赖原料进口的丙烷脱氢装置的运营成本提高。

七、结论丙烷催化脱氢制丙烯比烃类蒸气裂解能产生更多的丙烯。