丙烷脫氫制丙烯工藝技術

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1、·1丙烷脫氫制丙烯工藝技術多產(chǎn)丙烯的丙烷脫氫技術具有一系列的優(yōu)點：首先一套裝置只生產(chǎn)丙烯一種產(chǎn)品，因此可以直接用于生產(chǎn)丙烯衍生物；其次，該裝置的生產(chǎn)費用只受制于丙烷的價格；最后，丙烯衍生物裝置的最合適建造地點可以不臨近丙烯，建設地點靈活。但是該技術也存在一定的缺點：丙烷脫氫是一種強吸熱反應，受熱力學平衡限制，單程轉(zhuǎn)化率難以提高，高溫又導致副反應增多，丙烯選擇性低，催化劑容易結焦失活，需要及時再生，因此導致裝置投資大，能耗高，生產(chǎn)成本高。為了解決這些問題，正在開發(fā)丙烷氧化脫氫和采用膜反應的技術。丙烷脫氫技術目前工業(yè)化

2、應用不多，除了以上原因外，關鍵是必須有廉價的丙烷資源，否則將使該工藝無法與其他增產(chǎn)丙烯的技術相競爭。丙烷脫氫技術的最大優(yōu)勢在于只產(chǎn)丙烯，在丙烷資源較多、價格穩(wěn)定的中東地區(qū)的發(fā)展前景很好，也是對中東乙烷裂解裝置缺少丙烯的一種補充，如沙特阿拉伯Alujain公司將在Yanbu地區(qū)建一套42萬t／a聚合級丙烷脫氫制丙烯裝置。AIZamil公司最近計劃在AIJubail地區(qū)建一套采用丙烷脫氫生產(chǎn)45萬t／a丙烯的裝置。因此，丙烷脫氫技術在特定的地區(qū)，如中東地區(qū)等，對特定的石化廠商，具有獨特的競爭力。目前韓國、馬來西亞、泰國

3、和沙特阿拉伯等已經(jīng)建成或正在建設的丙烷脫氫工業(yè)化裝置有l(wèi)5套以上，總生產(chǎn)能力已超過300萬t／a。最大丙烷脫氫裝置規(guī)模為46萬t／a，由沙特阿拉伯聚烯烴公司采用ABB魯姆斯公司的Carotin工藝已于2004年在沙特阿拉伯的朱拜勒建成投產(chǎn)。丙烷脫氫制丙烯技術一直在持續(xù)不斷地改進。工藝方面，主要是通過優(yōu)化設計降低投資和減少操作費用、通過操作條件和設計的優(yōu)化提高工藝收率。催化劑方面，不斷開發(fā)了新一代催化劑。如UOP公司已經(jīng)開發(fā)出第四代、正在研制第五代催化劑體系。新的催化劑體系鉑含量降低，但收率和使用壽命提高。丙烷脫氫裝

4、置規(guī)模也不斷提高，工業(yè)化初期的規(guī)模為l0萬t／a左右，20世紀末期達到25萬t／a，到本世紀初期進一步提高到30～35萬t／a，從2004年開始一些40萬t／a以上的大型丙烷脫氫裝置開始建設，UOP公司正在建設的3套裝置其中有2套在40萬t／a以上[6]。丙烷脫氫制丙烯工藝技術主要有UOP公司的Oleflex工藝、Lummus公司Catofin工藝、Uhde公司的Star工藝、linde公司的PDH工藝、Snamprogetti—Yarsintez公司的FBD-4工藝，其主要工藝技術特點見表l。表l丙烷脫氫工藝的基

5、本特點[7]1．1UOP公司的Oleflex工藝UOP公司的Oleflex工藝采用移動床工藝和Pt-Al203催化劑，催化劑可連續(xù)再生，類似煉廠連續(xù)重整裝置。反應溫度550～600℃，反映壓力>0．1MPa。丙烷單程轉(zhuǎn)化率35％～40％，丙烯選擇性為84％。該工藝包括反應、連續(xù)催化劑再生和產(chǎn)品分離工序。通常一套裝置包括4臺串聯(lián)反應器，各反應器之間設有加熱器。催化劑連續(xù)再生(CCR)單元有四項主要功能：燒掉催化劑上積炭，重新分配催化劑上的鉑，除去過量水蒸氣和還原催化劑。反應區(qū)和再生區(qū)各自獨立，以保證再生器停工時反應器

6、可繼續(xù)運行(圖1)。Oleflex工藝最新的改進是實現(xiàn)反應工序較低壓力降，以提高收率；采用較小的加熱器，以降低反應工序的費用。近期工作集中在催化劑方面，其壽命更長，選擇性更高。由于新一代的Oleflex催化劑具有高活性和高穩(wěn)定性，允許操作空速在比原設計高20％的條件下進行，反應器可設計得更小，中間加熱器操作溫度還可降低。此外，設計的改進還降低了再生部分的費用。工業(yè)數(shù)據(jù)表明，待生催化劑上的結焦量比第一代設計的低得多，新一代再生器的大小只有第～代的一半，催化劑再生部分的設計更為合理和簡單。再生條件的優(yōu)化可省去鼓風機、加

7、熱器和一些外部管道。單箱反應器流出物壓縮機的設計已在本工藝操作中得到驗證，此設計方案降低了回收工序的投資和操作費用。圖10leflex丙烷脫氮裝置工藝流程圖(1)反應部分丙烷原料與富含氫氣的循環(huán)丙烷氣混合，然后加熱到反應器所需的進口溫度并在高選擇性鉑催化劑作用下反應，生成丙烯。反應部分由徑向流動式反應器、級間加熱器和反應器原料一排放料熱交換器組成。脫氫反應是吸熱反應，通過對前一反應器的排放料再加熱，脫氫反應繼續(xù)進行，反應排放料離開最后一臺反應器后，與混合原料進行熱交換，送到產(chǎn)品回收部分。(2)產(chǎn)品回收部分反應器排放

8、料(生成氣)經(jīng)冷卻、壓縮及干燥，然后被送到冷卻箱；排放料在冷卻箱內(nèi)部分冷凝，離開冷卻箱的氣體分成兩股：循環(huán)氣和純凈氣，純凈氣是摩爾分數(shù)近90％的氫氣，雜質(zhì)主要是甲烷和乙烷。在冷卻箱中被冷凝的液體主要是丙烯和未反應丙烷的混合物，此液體被泵到下游精餾部分：濰此回收丙烯和再循環(huán)的丙烷。(3)再生部分再生部分(見圖2)和應用在PlafformingTM工藝中CCRT