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丙烷脱氢技术 10多年来,丙烷脱氢成为工业化丙烯生产的重要工艺过程,然而,其推广应用 因丙烷价值较高、工艺过程投资较大而受到某些限制。但是,丙烯需求增长和丙 烯价值提高以及过程改进,致使丙烷脱氢成为有效的增产丙烯工艺,该技术对富 产丙烷和短缺丙烯的地区尤为有用。丙烯需求的增速高于汽油和乙烯的需求增 速,为此,常规丙烯供应和需求之间的差额将由丙烷脱氢来弥补。Nexant化学 系统公司指出,前20年来,丙烯需求增速高于乙烯,在美国,丙烯需求/乙烯需 求之比已由1980年0.48提高到2003年0.6,其他一些地区如中东、西欧和东亚 也与此相似。 在美国,丙烯短缺通过FCC装置得到,但是世界大多数其他地区受到炼油厂 结构模式的限制。另外,世界新增乙烯能力的大部分基于中东的乙烷裂解。乙烷 裂解生产丙烯仅2%,而石脑油裂解生产丙烯>33%,瓦斯油裂解为39%。中 东富产乙烷,有利于建设丙烷脱氢项目。 丙烷脱氢取决于经济地取得低费用的丙烷,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。 全世界现有8套丙烷脱氢装置,生产能力190万吨/年,见表1。据预测,到2010 年将再建10套新装置,以增产丙烯400万吨/年。现有 几套丙烷脱氢装置正在马来西亚、沙特阿拉伯、西班牙和卡塔尔建设。卡塔尔 的丙烷脱氢装置将后继25万吨/年聚丙烯装置,沙特阿拉伯的丙烷脱氢装置也将 后继45万吨/年聚丙烯装置。 沙特阿拉伯已有4套丙烷脱氢装置在运转,另有4套在建设中或有投资意向。 沙特聚烯烃公司(沙特国家石化公司持股75%、巴斯夫/壳牌聚烯烃联合体巴塞 尔公司持股25%的合资企业)在朱拜勒的45万吨/年丙烷脱氢装置将于2004年 初投产,这套将成为世界最大的丙烷脱氢装置采用鲁姆斯Catofin技术。沙特 Al-Zamil集团也将采用Oleflex技术建设45万吨/年PP装置和丙烷脱氢装置,投 资5.5亿美元的项目将于2007年完成。沙特国家聚丙烯公司也在考虑采用Catofin 工艺建设45万吨/年丙烷脱氢和45万吨/年PP装置。鲁齐公司承接了沙特阿拉 伯Alujain公司第4套丙烷脱氢项目,在沙特延布将采用UOP公司Oleflex工艺 建设42万吨/年丙烷脱氢和PP装置,定于2006年三季度投产。沙特阿美公司长 期提供丙烷原料,丙烯用于生产聚丙烯。 埃及Oriental石化公司也将建设35万吨/年丙烷脱氢装置,以便为二套聚丙烯 装置(已有一套为12万吨/年)提供原料,投资2.25亿美元,拟采用UOPOleflex 技术,于2004年建成。世界最大的丙烷脱氢装置由巴斯夫公司于2003年4月在 西班牙塔拉戈纳投运,该装置生产35万吨/年丙烯,由巴斯夫-Sonatrach Propanchem公司(巴斯夫与阿 尔及利亚Sonatrach公司的合资企业)运作。该装置采用UOP公司Oleflex脱 氢技术,装置投资费用为2.4亿美元,是生产同能力丙烯的蒸汽裂解装置的 1/3-1/4,而裂解装置还联产乙烯,当地不需要乙烯。表1.世界丙烷脱氢和易位 转化制丙烯能力 投产时间 公司 工艺 能力,万吨/年 1986/1993 美国莱昂得尔 易位转化 27 1990 泰国NPC 脱氢 11.5 1991 韩国Hyosung 脱氢 16.5 1992 比利时北海石化 脱氢 30 1993 马来西亚PP 脱氢 8 1994 墨西哥PEMEX 脱氢 35 1997 韩国TaeKwang 脱氢 25 2001 马来西亚Petronas 脱氢 30 2003 西班牙Propan化学 脱氢 35 2003 美国巴斯夫-阿托菲纳 易位转化 31 2003/2004 埃及Mas 脱氢 16 2004/2005 沙特Alfasel 脱氢 35 2004/2005 沙特NIC 脱氢 45 丙烷脱氢法是高吸热过程,高温和低压有利于在平衡状态下有较高的 烯烃浓度。某些热裂化反应限制了最大的实用温度和压力,副反应与主反应同 时发生,并生成某些轻质和重质烃类,它们会以焦炭形式沉积在催化剂上。 丙烷脱氢技术主要有UOP公司Oleflex工艺、罗姆斯公司Catofin工艺、菲利 浦斯公司Star工艺、林德公司PDH工艺。其中,Oleflex工艺和Catofin工艺业 已工业化应用。 Oleflex工艺采用催化剂连续再生(CCR)技术,采用铂催化剂(DeH-12)的4 台径流式反应器用于丙烷加速脱氢的吸热反应。丙烯产率为85%,氢气产率为 3.6%。2003年初测算,对于生产35万吨/年聚合级丙烯的Oleflex装置,界区内 投资为1.45亿美元,项目总投资2.1亿美元。生产每吨丙烯的能耗为: