丙烷脱氢制丙烯工艺流程.doc

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1、丙烷脱氢制丙烯工艺流程丙烷脱氢制丙烯技术及经济分析隐藏丙烷脱氢制丙烯经济及技术分析许艺金陵石油化工有限责任公司,106204摘要丙烯是重要有机化工原料,除用于生产聚丙烯外,还是生产丙烯睛,丁醉、辛醉、环氧丙烷、异丙醉、丙苯、丙烯酸、碳基醇及壬基酚等产品主要原料,丙烯齐聚物是提高汽油辛烷值主要成分,丙烷催化脱氢制丙烯比烃类燕气裂解能产生更多丙烯。当用燕气裂解生产丙烯时,丙烯收率最多只有3%、3而用催化脱氢法生产丙烯,总收率可达7%一6用唯一原料生产唯一产品,48%,催化脱氮设备投资比烃类蒸气裂解低3%。并且采用催化脱氢方法,3能有效地利用液化石油气资源使之转变为有用烯烃。关健词丙烷丙烯脱氢丙烯是

2、最早采用石油化工原料,也是生产石袖化工产品重要烯烃之一。各种分析表明,丙烯需求增长速度已超过乙烯,而且这种趋势一直会延续。全球丙烯消费量将由19年49780万t0增加到20年50万t000020及21年7万t50。其中, 0亚洲增长速度最高。19年到19年亚太地区丙烯91 96衍生产品需求以年均9%速度增长,而全球年均需求增长率为55.%a丙烯除用于生产聚丙烯外,还大量地作为生产丙烯睛、丁醇、辛醉、环氧丙烷、异丙醉、丙苯、丙烯酸、拨基醇及壬基酚等产品主要原料,另外丙烯齐聚物是提高汽油辛烷值主要成分。丙烯和其它化学品不一样,它一般是以联产品或副产品得到。目前全球丙烯大约有7%来自蒸气裂0解乙烯联

3、产,82%来自炼厂(主要是催化裂化装置精炼副产,0自2世纪9年代以来由于现有来源不敷0需要,丙烷脱氢已成为第三位丙烯来源,9年丙189烷脱氢生产丙烯约占世界丙烯总产量2%。全、户、加小户,球现有丙烷脱氢生产装置概况见表l a丙烷催化脱氢制丙烯比烃类蒸气裂解能产生更多丙烯。当用蒸气裂解生产丙烯时,丙烯收率最多只有3%、3而用催化脱氢法生产丙烯,总收率可达7%一9用唯一原料生产唯一产品,48%,催化脱氢设备投资比烃类蒸气裂解低3。并且采用催化脱3氢方法,能有效地利用液化石油气资源使之转变为有用烯烃。衰1丙煌脱兔生产装i概况表t所在地2 0年第1卷第3037期化学公司和德国B S A F公司,其它均

4、为大石油公司。112国外消费及供需预刚.由于全球对丙烯需求稳定保持在66%或%以上年增长率,丙烯其它衍生物对丙烯需求也保生产能力/va 万压0持许可证公司马来西亚韩国UoP UOP UOP UoP工艺路线16石olds吟olch ole fixCatofin如Olds投产日期199310j 199119901性兀6199119941997泰国比利时工o-wLr.m川q.UOP扭西哥中东丙烷脱氢制丙烯,原料丙烷主要来自液化石油气(P目前国内LG主要作为民用燃料使用。LG,P 17用作民用燃料LG占L(商品总量9年,9P P;9.45%。已开工建设长达4k221m“西气东输”待强劲势头。据统计,9

5、年全球丙烯生产能力(179不包括中国大陆538t为48.万,消费量约为44 0万3t,需求速度比16年增加5599.%。美国、西欧、日本约占世界丙烯需求量7.%。用途大致为聚丙烯2 75%,0丙烯睛1%,2环氧丙烷7异丙苯7异丙醇%,%,4碳基醇9其它9%,%,%。在一些发展中国家聚丙烯占丙烯消费比例高达6%以上。0总之全球丙烯需求仍将保持较快增长势头,供需分布格局不会发生大变化,01年丙烯消20费需求在5万t200以上,0年丙烯消费需求将为2506万t0080, 1年全球丙烯需求量可达到7万0到2500t。而未来丙烯新增生产能力不能满足快速增长丙烯需求,未来l年世界将面临丙烯原料短缺局0面。

6、12国内丙烯生产及市场分析.121国内丙烯生产现状.管网工程将为长江中下游地区提供1亿扩/巨20。大天然气源;另外,中石化预计明年在东海开发新天然气资源。前探明可利用储量为1亿扩/目90a巨大天然气源;安徽淮南又发现新天然气资源,储量达598亿澎,2为塔里木盆地天然气总储量14苏北油田新近探明储量达10时/天然气.倍;0亿a资源,0年内即将开发。因此长江中下游地区210天然气量必将有较大幅度增长,势必冲击LG民P用燃料市场,从而造成LG资源局部地区相对过剩P局面。目前我国丙烯当要来源是乙烯厂和炼厂副产11国外丙烯生产及市场分析.111国外丙烯生产现状.189年全球丙烯产量约为420万t,90/

7、世界a丙烯生产和消费仍主要集中在发达国家和地区,如16美国、9年,9西欧和日本约占世界丙烯产量7,1个最大丙烯生产商丙烯生产能力3世界0约占世界总生产能力3%,3这些厂商中除美国道品。2世纪6年代初,00我国着手开发从炼厂气中回收丙烯技术。17年兰化公司首次引进国外石油91裂解装置,开创了我国乙烯厂联产丙烯原料历史。189年开始,7陆续在全国各大炼油厂建立丙烯回收生产装置、0到2世纪9年代初,0共有3家炼厂丙烯8回收装置投入生产。其间还有江苏丹阳化肥厂,江苏常州石化厂,青岛石化厂采用国内技术建立重油热裂解装置,上海石化总厂塑料厂,兰化公司石化厂和北京化工四厂采用国内技术建立轻柴油热裂解装置,使

8、我国小型丙烯生产厂家达4余家,0其丙烯生产能力约4万t o8/a17年我国燕山石化公司引进第一套轻柴油裂93解乙烯装置,使我国丙烯生产走向大型化,前为到目止,大型乙烯装置主要有:上海石化总厂、燕山石化公司、大庆石化总厂、扬子石化公司、巴陵石化公司、吉化公司和抚顺石化公司等。19年中国石化总公司97系统丙烯生产能力为250万“, 7.6a全国丙烯生产能力超过了30t a1万/a万方数据122.国内丙烯供需分析19年国内丙烯产量为27 6万ta19951./,9年丙9烯产量已达到353万t,7./年均增长率达2.%0a416 (2丙烯衍生物(聚丙烯和丙烯睛快速发展导致我国丙烯短缺,而这个缺口有可能

9、加大。因此,我国是丙烯净进口国,丙烯进口量逐年增加,9年丙199烯进口量为92 520年16t0(9,-2月共进口丙烯33 23t0,其中还未包括其它渠道进口丙烯数量。1 5189年一9年我国丙烯消费量也同样在增长,991 9年全国丙烯表观消费量为208万t,9年956./ 18a9增加到428万t平均每年增长6.t194., 07万o9年9全国丙烯进口量为%2500129 t0年-月共进口丙,2烯332193t9年同期比增长率为857%0,9和8.5o我国丙烯主要用来生产聚丙烯,丙烯睛,丙酮,丁醇、辛醇、异丙醉、异丙苯和环氧丙烷等,在我国丙烯消费中,p占其总消费量5%,p5丙烯睛为1%,辛3

10、丁、醉为8环氧丙烷及其它约占2%。近年国内丙烯%,4主要下游产品产量情况见表2:表2近年我国丙始主要下游产品产.(t万年份目前丙烷脱氢制丙烯主要有两种工业化生产工艺:美国U P O公司Oee工艺和美国A B n u l x l f B Ls u m Goa公司Cti工艺。l l b af on两种丙烷脱氢制丙烯工艺大体相同,所不同只是脱氢和催化剂再生部分。Oee工艺设计主要特点是采用移动床反应l x l f聚丙烯10.4913.86丙始肺丁、辛醉1996年1997年1998年年增长率%23.03285.53206.4783.27228.骋51环级丙烷132.154.2.16203.6.45J2

11、t1 6278.920年我国丙烯表观需求量和需求量分别为027万“和67t,0年丙烯表观需求量和需69。5万/25a0求量分别为均1万t和87t o7, 057/a7万/1年20a99年丙烯表观需求和需求年均增长率分别为90.%和9222.%.年若我国大型和中型乙烯改造基00本完成,我国乙烯生产能力约6万t,20/按开工率a9%产量约为58“。按丙烯/0计,5万a乙烯收率均为05计算,.2我国由乙烯装置得到丙烯产量为205万t o7/1年我国大约4%丙烯来自a996炼油厂,0220年炼厂丙烯产量估计为16t,0年我国丙烯4万/22a0产量约为46t,3万/国内满足率为6.%,a64这低于179

12、年丙烯自给率(27。因此,02年国内97.% 20丙烯供需仍有较大差距。13市场分析初步结论.从以上分析可得到如下结论:(1目前丙烯需求增长速度已超过乙烯,全球对聚丙烯需求稳定保持在6%或6%以上年增长率,丙烯其它衍生物对丙烯需求也保持强劲势头。2000年丙烯消费需求将在520万t0以上,20年将为60580万1000,1年将达到7 0万t250。未来10年,世界将面临丙烯原料短缺局面。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。含有烃类反应器部分和含有氧气再生部分是一

13、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C R C再生控制,l O-e l催化剂具有很长服务寿命并提供优良产量f二e稳定性。O fx l e技术使用无铬(r、e l C无致癌催化剂。另外,为达最佳操作,lfx Oee工艺利用U P专利设l O备和系统,PA l M M包括S P y T装置,Ob按标准型设计CR U P锁定漏斗控制,D馏塔盘、i-C, O MT M Hg h F M I管道和工艺仪表测量设备控制(I.T P。它可以C处理任何从气田来场LG也可以处理来自炼厂或P,者乙烯装置CLG3P a Cti工艺技术主要特点是,af on采用循环

14、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无催化剂损失,年,由于具有最高选择性,所以在新鲜原料中制备1丙烯k g产品仅消耗11k丙烷。由于Cl n.g5af高转化o i率和最低再循环率使设备尺寸减小和能量成本降低。最高单程转化率(4和至少高出24%催化剂选择性使操作压力和温度最低。反应中没有氢再循环,没有蒸气稀释,可以降低能耗和操作费用。低硫注人使金属钝化。低温回收区、产品精制、致冷系统设计特征为:串联丙烯和乙烯致冷系统,高效冷壳设计(l bx以最大限度地减少设备数和所需cdo o致冷压缩电能,低压脱乙烷塔免去了进料泵,低压产万方数据化I商情(r e rao

15、 i C I T d Io tn.a n m i n.f品分离塔和丙烯致冷系统合并。在Ct n af装置设o i计中提供先进工艺控制关键设备,包括:进料和空气加热炉、模式预报控制和培训模拟器(IC N,S O其M中S CN能提供多种操作工培训模拟器,IO M包括M B联合企业常规,TE 高真实、动力学模式。本装置缺点是催化剂反应装置多,为间歇操作装置,如进行反应和再生,至少需要两个反应器轮换操作,产品回收部分要加压操作,导致能耗增加,且催化剂寿命只有两年。20年第1卷第3037期费也将超过1亿人民币,这给建设该项目决策带来难度。自己开发该技术,尽管投人也会很大,但比引进所花费用要小得多。(e工

16、艺技术关键是脱氢催化剂及相应3O f x l e l脱氢工艺,当然还有配套炔烃和双烯选择加氢催化剂及工艺。而我国有近2年脱氢催化剂开发0经验和P c工艺工业运转实践,al o还有双烯选择加氢催化剂和工艺开发基础,完全可以开发我们自己系列丙烷脱氢制丙烯催化剂。(1e工艺中其它相应技术国内均有装40 e x l f置可借鉴,如连续重整及再生工艺,低碳烃低温精烷临氢脱氢制丙烯技术建设丙烷脱氢制丙烯装置,根据我国现实情况,自已开发该技术更可行些,理由如下:( 1虽然在长江三角洲有丰富液化石油气资源(金陵石化、扬子石化、九江石化各2万t,5/镇海炼a化3t,5还有高桥石化和上海石化/a。但目前主要作燃料用,而且还存在较大缺口,因此丙烷资源目前还不足,要等天然气到了情况才能改变,前引故目进装置原料丙烷资源还不落实。( 2引进工艺装置投资非常大,3按5万t能力/aO f x l e工艺装置算,e l投资在2亿人民币左右,0仅催化剂一次装量投资就超过15.亿人民币,专利许可馏工艺,炔烃和双烯烃加氢工艺,国内有很多引进装置,而且运行多年,有很多已经消化吸收， 完全可以 在国内组织力量移植 ， 为我所用。 综上所述， 我们开发有自主知识产权丙烷脱氢 制丙烯 技术条件已经成熟。我们应该以开发脱氢 催化剂为重点， 开发丙 烷临氢脱氢制丙烯技术。