導(dǎo)語：丙烷脫氫制丙烯項目技術(shù)經(jīng)濟探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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目的取舍難點。本文通過對這兩種技術(shù)工藝的介紹，從其技術(shù)特點、經(jīng)濟性等方面進行對比分析，項目方可結(jié)合自身特點和項目所在地的實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)濟分析

丙烯是用量僅次于乙烯的重要有機化工原料，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)的迅速擴大和發(fā)展，化工行業(yè)對環(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)，對丙烯的選擇性生產(chǎn)較低，同時在生產(chǎn)提純中會消耗大量的能量，對環(huán)境也不是很友好。對比各主流丙烷生產(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。同時以石油為原料的生產(chǎn)路線隨著油價的不斷提升，裂解和重整制備丙烯不再具有良好的經(jīng)濟效益，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)有較大爭議，本文將通過對比分析這兩種工藝的技術(shù)特點和經(jīng)濟性，結(jié)合各項目的實際情況提出參考建議。

1工藝簡介

1.1Oleflex工藝

Oleflex工藝是美國環(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)的移動床組成，每個移動床之間都有加熱器，給移動床物料加熱。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)定性相對較好，一般一個反應(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個固定床反應(yīng)器并聯(lián)組成，生產(chǎn)過程中各個反應(yīng)器之間可以相互切換，輪流進行再生和反應(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)定運行。

2經(jīng)濟技術(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)濟規(guī)模660kt/a的裝置測算，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)項目建設(shè)地的土地價格及項目建設(shè)期的工業(yè)品價格指數(shù)波動。

2.2裝置運行成本方面

2.2.1裝置運行周期及催化劑方面Oleflex工藝因反應(yīng)溫度相對較Catofin工藝高，催化劑需要連續(xù)再生，同時對進料的工藝指標要求也較高，國內(nèi)較多裝置在設(shè)計運行過程中達不到設(shè)計要求，反應(yīng)器在運行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在1億元左右。Catofin工藝的裝置運行較Oleflex工藝穩(wěn)定，裝置在實際運行中基本都能達到甚至略超出設(shè)計負荷，催化劑的耐中毒能力相對較強，可承受硫、氮等的雜質(zhì)[3]。Catofin工藝的裝置一般能運行4年才需要大修，同時催化劑的壽命也能達到4年。由于采用相對便宜的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工藝在實際裝置運行中，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)乙烷的量相對較多，因此Oleflex工藝在實際運行中的物料成本會相對較低，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、天然氣等價格方面的地區(qū)差異影響，Oleflex工藝在能耗方面會較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，通過對物料和能量消耗方面的對比分析可以看出，丙烷脫氫項目所在地的電力、燃料成本在一定程度上會影響項目的工藝選擇方案，例如在華東及沿海地區(qū)，電力及天然氣成本相對較高，而主要原料丙烷通過海運進口過來的成本又相對較低，副產(chǎn)物貼近市場，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)濟差異影響。

2.3業(yè)績分析

項目實際的運營業(yè)績對比更能反映出哪個工藝方面更受市場青睞，選擇可靠、成熟、業(yè)績豐富的工藝方案對項目的后期穩(wěn)定高效運行更有保障，經(jīng)濟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。未來這兩種工藝勢必會成為丙烷脫氫項目的主流選擇工藝，但孰強孰弱就現(xiàn)在來說還很難決出勝負。綜合以上分析，Catofin工藝在運行穩(wěn)定性方面及能耗方面要略優(yōu)于Oleflex工藝，同時在現(xiàn)有業(yè)績方面也優(yōu)于Oleflex工藝。若重點考慮長周期安全運行方面，應(yīng)重點選擇Catofin工藝。同時需要結(jié)合項目建設(shè)所在地的電力、能源對整體項目運行成本的影響。總體來說Catofin工藝及Oleflex工藝在運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)濟效益來看，Catofin工藝及Oleflex工藝在總投資、運行成本等差異并不是很大，Catofin工藝在能耗方面會略優(yōu)于Oleflex工藝[4]。

3結(jié)語

我國化工行業(yè)經(jīng)過幾十年來的高速發(fā)展，面對殘酷的競爭市場，在做工藝選擇比較時，企業(yè)要結(jié)合項目所在地的實際情況，根據(jù)自身的特點來選擇最合適的工藝路線，同時還要通過技術(shù)創(chuàng)新來提高自身的競爭力，實現(xiàn)效益的最大化。

參考文獻

[1]李永磊.中國丙烯的供需現(xiàn)狀及預(yù)測[J].中國石油和化工經(jīng)濟分析，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展[J].催化學(xué)報，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：銀億集團有限公司