導(dǎo)語(yǔ)：丙烷脫氫制丙烯項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】目前已大規(guī)模商業(yè)化的丙烷脫氫（PDH）裝置主要采用UOP公司的Oleflex工藝和ABBLummus公司的Catofin工藝，這兩種工藝的選擇成為很多新上丙烷脫氫項(xiàng)目的取舍難點(diǎn)。本文通過對(duì)這兩種技術(shù)工藝的介紹，從其技術(shù)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行對(duì)比分析，項(xiàng)目方可結(jié)合自身特點(diǎn)和項(xiàng)目所在地的實(shí)際情況選擇有利于自己的工藝路線。

【關(guān)鍵詞】丙烷脫氫；技術(shù)工藝；經(jīng)濟(jì)分析

丙烯是用量?jī)H次于乙烯的重要有機(jī)化工原料，是生產(chǎn)環(huán)氧丙烷、聚丙烯、丙烯酸、丙烯腈、丁醇等下游產(chǎn)品的主要原料。隨著全球化工工業(yè)的迅速擴(kuò)大和發(fā)展，化工行業(yè)對(duì)環(huán)氧丙烷、聚丙烯、丙烯酸等化學(xué)品需求量不斷增加，丙烯作為其上游主要原料，需求量也在不斷提高[1]?，F(xiàn)有工業(yè)化生產(chǎn)丙烯的路線主要有原油催化裂解、蒸汽裂解、煤制烯烴和丙烷的催化脫氫。而催化裂解、蒸汽裂解、煤制烯烴的生產(chǎn)路線大多是多種烯烴共產(chǎn)，對(duì)丙烯的選擇性生產(chǎn)較低，同時(shí)在生產(chǎn)提純中會(huì)消耗大量的能量，對(duì)環(huán)境也不是很友好。對(duì)比各主流丙烷生產(chǎn)工藝（見表1）可以看出丙烷脫氫工藝生產(chǎn)等量丙烯所需的原料最少。同時(shí)以石油為原料的生產(chǎn)路線隨著油價(jià)的不斷提升，裂解和重整制備丙烯不再具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，而丙烷脫氫制丙烯工藝的產(chǎn)品單一性較好，其分離成本低，原料來源簡(jiǎn)單，因此丙烷脫氫工藝的工業(yè)化應(yīng)用已越來越廣泛。目前在時(shí)間范圍內(nèi)丙烷脫氫制丙烯的工藝主要有Oleflex工藝、Catofin工藝、STAR工藝、FBD工藝和Linde-BASF工藝，但大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的主要還是Oleflex工藝和Catofin工藝，國(guó)內(nèi)的大型丙烷脫氫裝置也都基本采用Oleflex工藝和Catofin工藝，而這兩種工藝的選擇問題一直在行業(yè)內(nèi)有較大爭(zhēng)議，本文將通過對(duì)比分析這兩種工藝的技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合各項(xiàng)目的實(shí)際情況提出參考建議。

1工藝簡(jiǎn)介

1.1Oleflex工藝

Oleflex工藝是美國(guó)環(huán)球油品公司（UOP）研究開發(fā)的，其工藝采用氧化鋁基Pt系催化劑，加以Sn為助劑，反應(yīng)壓力在0.1MPa~0.3MPa，反應(yīng)的溫度控制在525~700℃范圍[2]。該工藝的脫氫單程轉(zhuǎn)化率在40%左右，產(chǎn)物的丙烯收率在85%左右，副產(chǎn)的氫氣收率在3.5%左右。Oleflex工藝主要由丙烷催化反應(yīng)部分，催化劑連續(xù)再生部分和分離提純部分組成。其工藝的核心部分是由串聯(lián)的移動(dòng)床組成，每個(gè)移動(dòng)床之間都有加熱器，給移動(dòng)床物料加熱。催化反應(yīng)部分出來的粗產(chǎn)品，經(jīng)過冷卻、壓縮、干燥、冷卻后輸送至分離提純部分，最終得到需要的產(chǎn)品純度。Oleflex工藝的氧化鋁基Pt系催化劑的穩(wěn)定性相對(duì)較好，一般一個(gè)反應(yīng)周期為5~10d，失活后的催化劑在催化劑再生部分通入氯氣和惰性氣體的混合氣體去掉表面積碳恢復(fù)催化劑的活性。Oleflex工藝采用流化床串聯(lián)方式，催化劑可以連續(xù)移動(dòng)循環(huán)使用，使生產(chǎn)線得以連續(xù)生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。

1.2Catofin工藝

Catofin工藝是美國(guó)Lummus公司研究開發(fā)的，其最早是用于生產(chǎn)異丁烯，隨著異丁烯產(chǎn)量的減少，該工藝逐步被用于丙烷脫氫制丙烯，其工藝采用CrOx/Al2O3催化劑，反應(yīng)壓力在0.02MPa~0.05MPa，反應(yīng)的溫度控制在540~630℃范圍。該工藝的脫氫單程轉(zhuǎn)化率在40%左右，產(chǎn)物的丙烯收率在85%左右。Catofin工藝主要由丙烷脫氫反應(yīng)部分、尾氣壓縮部分、丙烷和丙烯回收部分和產(chǎn)品精制提純部分組成。Catofin工藝的核心部分是由5個(gè)固定床反應(yīng)器并聯(lián)組成，生產(chǎn)過程中各個(gè)反應(yīng)器之間可以相互切換，輪流進(jìn)行再生和反應(yīng)工藝，以此來確保反應(yīng)器一直處于丙烷催化脫氫狀態(tài)，保證后續(xù)工段的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

2經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

2.1總投資方面

Oleflex工藝及Catofin工藝的丙烷脫氫制丙烯工藝的總體投資差異不大，按現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)規(guī)模660kt/a的裝置測(cè)算，總投資均在30億元左右。其中Oleflex工藝由于需要大量的高壓蒸汽，因此在公用工程方面的投資會(huì)較Catofin工藝高，但Catofin工藝在主裝置方面需要規(guī)格較大的固定床反應(yīng)器，因此在占地面積及投資方面又會(huì)增加投資，總體而言O(shè)leflex工藝和于Catofin工藝在總投資方面差異不大，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)地的土地價(jià)格及項(xiàng)目建設(shè)期的工業(yè)品價(jià)格指數(shù)波動(dòng)。

2.2裝置運(yùn)行成本方面

2.2.1裝置運(yùn)行周期及催化劑方面Oleflex工藝因反應(yīng)溫度相對(duì)較Catofin工藝高，催化劑需要連續(xù)再生，同時(shí)對(duì)進(jìn)料的工藝指標(biāo)要求也較高，國(guó)內(nèi)較多裝置在設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，反應(yīng)器在運(yùn)行3年后就必須大修，其催化劑的使用壽命基本也在3年左右。同時(shí)Oleflex工藝采用Pt這種貴金屬催化劑，一套660kt/a丙烷脫氫裝置的年平均催化劑使用費(fèi)在1億元左右。Catofin工藝的裝置運(yùn)行較Oleflex工藝穩(wěn)定，裝置在實(shí)際運(yùn)行中基本都能達(dá)到甚至略超出設(shè)計(jì)負(fù)荷，催化劑的耐中毒能力相對(duì)較強(qiáng)，可承受硫、氮等的雜質(zhì)[3]。Catofin工藝的裝置一般能運(yùn)行4年才需要大修，同時(shí)催化劑的壽命也能達(dá)到4年。由于采用相對(duì)便宜的CrOx/Al2O3催化劑，一套660kt/a丙烷脫氫裝置的年平均催化劑費(fèi)用可控制在5000萬元。2.2.2物料及能量消耗方面在物料消耗成本方面Oleflex工藝及Catofin工藝在實(shí)際裝置運(yùn)行中，綜合的丙烷單耗差異不大，均在1.15左右，但Oleflex工藝的副產(chǎn)乙烷的量相對(duì)較多，因此Oleflex工藝在實(shí)際運(yùn)行中的物料成本會(huì)相對(duì)較低，噸均成本影響在200元左右。能耗方面由于Oleflex工藝需要大量消耗高壓蒸汽，考慮到電、循環(huán)水、天然氣等價(jià)格方面的地區(qū)差異影響，Oleflex工藝在能耗方面會(huì)較Catofin工藝噸均成本高300元左右。當(dāng)然這主要也是取決于各地區(qū)天然氣、蒸汽等方面的綜合成本。因此，通過對(duì)物料和能量消耗方面的對(duì)比分析可以看出，丙烷脫氫項(xiàng)目所在地的電力、燃料成本在一定程度上會(huì)影響項(xiàng)目的工藝選擇方案，例如在華東及沿海地區(qū)，電力及天然氣成本相對(duì)較高，而主要原料丙烷通過海運(yùn)進(jìn)口過來的成本又相對(duì)較低，副產(chǎn)物貼近市場(chǎng)，上下游產(chǎn)業(yè)鏈豐富，這就需要權(quán)衡兩者的利弊和經(jīng)濟(jì)差異影響。

2.3業(yè)績(jī)分析

項(xiàng)目實(shí)際的運(yùn)營(yíng)業(yè)績(jī)對(duì)比更能反映出哪個(gè)工藝方面更受市場(chǎng)青睞，選擇可靠、成熟、業(yè)績(jī)豐富的工藝方案對(duì)項(xiàng)目的后期穩(wěn)定高效運(yùn)行更有保障，經(jīng)濟(jì)效益才能最終得以體現(xiàn)。目前采用Oleflex工藝擬建、在建及投產(chǎn)套數(shù)達(dá)到了39套，而Catofin工藝擬建、在建及投產(chǎn)套數(shù)也有21套，兩種工藝的投產(chǎn)數(shù)量正在不斷快速增長(zhǎng)。未來這兩種工藝勢(shì)必會(huì)成為丙烷脫氫項(xiàng)目的主流選擇工藝，但孰強(qiáng)孰弱就現(xiàn)在來說還很難決出勝負(fù)。綜合以上分析，Catofin工藝在運(yùn)行穩(wěn)定性方面及能耗方面要略優(yōu)于Oleflex工藝，同時(shí)在現(xiàn)有業(yè)績(jī)方面也優(yōu)于Oleflex工藝。若重點(diǎn)考慮長(zhǎng)周期安全運(yùn)行方面，應(yīng)重點(diǎn)選擇Catofin工藝。同時(shí)需要結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)所在地的電力、能源對(duì)整體項(xiàng)目運(yùn)行成本的影響?？傮w來說Catofin工藝及Oleflex工藝在運(yùn)行可靠成熟度方面都已完全過關(guān)，工藝設(shè)備的制作難度基本都相差不大。從總體經(jīng)濟(jì)效益來看，Catofin工藝及Oleflex工藝在總投資、運(yùn)行成本等差異并不是很大，Catofin工藝在能耗方面會(huì)略優(yōu)于Oleflex工藝[4]。

3結(jié)語(yǔ)

我國(guó)化工行業(yè)經(jīng)過幾十年來的高速發(fā)展，面對(duì)殘酷的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，在做工藝選擇比較時(shí)，企業(yè)要結(jié)合項(xiàng)目所在地的實(shí)際情況，根據(jù)自身的特點(diǎn)來選擇最合適的工藝路線，同時(shí)還要通過技術(shù)創(chuàng)新來提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

參考文獻(xiàn)

[1]李永磊.中國(guó)丙烯的供需現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)[J].中國(guó)石油和化工經(jīng)濟(jì)分析，2012（12）：36-39.

[2]張玉新，祁小亮.丙烷催化脫氫制丙烯工藝研究分析[J].化工管理，2017（35）：38.

[3]胡忠攀，楊丹丹，王政，等.丙烷直接脫氫催化劑的研究進(jìn)展[J].催化學(xué)報(bào)，2019，40（9）：1233-1254.

[4]戚萌，洪生，劉杰夫，等.丙烷裂解于丙烷脫氫路線經(jīng)濟(jì)及安全性分析[J].石油煉制與化工，2018，49（11）：96-101.

作者：江魯奔 單位：銀億集團(tuán)有限公司