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1、丙烷脫氫制丙烯技術調研報告一、概述丙烯是一種重要的有機化工原料,其用量僅次于乙烯,除用于生產聚丙烯外,還是生產丙烯腈,丁醇、辛醇、環(huán)氧丙烷、異丙醇、丙苯、丙烯酸、羰基醇及壬基酚等產品的主要原料。隨著聚丙烯等衍生物需求的迅猛增長,對丙烯的需求量也逐年遞增。預計2010年世界丙烯的需求量約為8600萬噸,其增長率將超過乙烯一倍。預計2010年世界丙烯的產量約為7730萬噸,其中59%來自蒸汽裂解裝置生產乙烯的副產品,33%來自煉油廠催化裂化裝置生產汽柴油的副產品,3%由丙烷脫氫產生,5%由其他方法得到。產量與丙烯需求量相比,存在著約870萬噸的產量缺口。蒸汽裂解裝置的主要產品是乙烯,丙烯是副
2、產品。不同原料得到的產品分布差別很大,以石腦油為原料生產乙烯,每生產1噸乙烯,副產0.4-0.6噸丙烯;以乙烷為原料,生產1噸乙烯,僅副產0.04~0.06噸丙烯。但今后的發(fā)展趨勢是,石腦油的用量將從目前占裂解原料的50%以上降低到50%以下,乙烷用量將由目前的近30%上升到30%以上,這意味著從蒸汽裂解裝置得到丙烯的產量將減少,丙烯的短缺量將進一步擴大。因此,由其他來源生產丙烯就變得日益重要,這些來源主要包括采用丙烷脫氫,催化裂化裝置升級,烯烴裂解和烯烴易位技術等。丙烷催化脫氫制丙烯比烴類蒸氣裂解能產生更多的丙烯,當用蒸氣裂解生產丙烯時,丙烯收率最多只有33%,而用催化脫氫法生產丙烯,
3、總收率可達74%~86%,用唯一原料生產唯一產品,催化脫氫的設備投資比烴類蒸氣裂解低33%,并且采用催化脫氫的方法,能有效地利用液化石油氣資源使之轉變?yōu)橛杏玫南N。二、丙烯增產技術進展41丙烷脫氫制丙烯技術調研報告進入新世紀以來,世界石化原料和石化產品需求仍將持續(xù)增長,據(jù)2002年召開的第17屆世界石油大會預測,1998~2010年間,乙烯需求將由8000萬噸增加到12000萬噸,丙烯將由4500萬噸增加到8200萬噸,丁烯-1將由80萬噸增加到140萬噸,α-烯烴將由100萬噸增加到220萬噸,苯將由2700萬噸增加到4000萬噸,對二甲苯將由1400萬噸增加到3000萬噸。2000~
4、2020年間,石油用于石油化工的年均增長率為2.5%,超過石油的其他用途增長率。煉油廠的汽柴油規(guī)范將進一步強化,歐盟汽油含硫將從2000年150PPm減小到2005年50PPm、2011年10PPm,芳烴含量將從2000年42%減小到2005年35%,汽油中芳烴將尋求石油化工新用途。 為加快石油(和天然氣)化工的發(fā)展步伐,世界石化工業(yè)將進入加快研發(fā)和采用新技術的新時期。綜述未來石化工業(yè)的技術發(fā)展熱點,可歸納為:石化基礎原料烯烴增產技術將繼續(xù)發(fā)展,煉油化工一體化技術將向縱深延伸,合成氣生產燃料和化學品技術將加快推行應用,輕質烷烴活化技術將持續(xù)開發(fā),新型分離和反應技術將更快的研發(fā)和采用,生
5、物法制化工、石化產品技術將不斷拓展應用范圍,納米技術將快速在石化工業(yè)中滲透運用,高效信息化技術將向深度和廣度發(fā)展。近年來,隨著聚丙烯等下游產品需求的快速增長,以及以乙烷為原料的新建乙烯生產裝置比例的增加,丙烯資源供應逐漸呈現(xiàn)出緊張態(tài)勢。相應地,以丙烯為目的產物的生產技術研究越來越活躍,丙烯生產技術已成為當前煉油和化工重點研究方向之一。目前增產丙烯的新技術研究主要集中在4個方面:(1)改進FCC等煉油技術,挖掘現(xiàn)有裝置潛力,增產丙烯的FCC裝置升級技術;(2)充分利用煉油及乙烯裂解副產的C4-8等資源,轉化為乙烯、丙烯的低碳烯烴裂解技術、烯烴歧化技術;(3)丙烷脫氫技術;(4)以天然氣、
6、煤等為原料,生產乙烯、丙烯的甲醇制烯烴技術等。2.1增產丙烯的催化裂化(FCC)技術全球FCC裝置的生產能力約750Mt/a,通過調整原料品種、催化劑、工況和操作條件來增產丙烯的發(fā)展?jié)摿Ψ浅4?,國內外許多公司都在積極開展這方面的研究。41丙烷脫氫制丙烯技術調研報告代表性的技術有中國石化集團公司的DCC技術、UOP公司的PetroFCC技術以及新日本石油公司的HS-FCC技術等。與傳統(tǒng)的FCC相比,這類技術操作條件更為苛刻,要求反應溫度、劑油比更高,催化時間更短。PetroFCC技術以重質油(VGO)為原料,通過采用不同催化劑和助劑,可靈活調節(jié)車用燃料、丙烯產量。若使用特制ZSM-5
7、催化劑,丙烯收率達22%,乙烯收率達6%,C4烯烴及芳烴收率也均有提高,目前已有兩套裝置實現(xiàn)工業(yè)化運轉。HS-FCC技術采用下流式反應器,使得物料回混最小化,生成副產物減少,丙烯收率可達25%,已在沙特一套30bbl/d示范裝置上進行了試驗。運用這些技術,雖然汽油收率會受到一定影響,但汽油中的烯烴含量降低,質量得以提高,丙烯的產量比傳統(tǒng)FCC高2~4倍。我國煉油工業(yè)催化裂化加工能力大、摻渣比高,造成汽油中烯烴含量高,開發(fā)應用增產丙烯