中國(guó)化工貿(mào)易第6卷第11期科研China chemical trade2014年4月中旬刊丙烷脫氫制丙烯技術(shù)分析(招遠(yuǎn)市安全生產(chǎn)檢測(cè)站,山東招遠(yuǎn)265400)摘要:目前全球丙烯及其衍生物需求量不斷増長(zhǎng),為了滿足對(duì)丙烯日益増長(zhǎng)的霨求,丙烷脫氫制丙媂技杺越來(lái)越受到重視。本文介紹了各種丙烷脫氫工藝技術(shù)的現(xiàn)狀,主要從工程的角度,對(duì)催化脫氫工藝從操作方式、供熱方式、操作條件、反應(yīng)器、催化劑以及能耗和固定投資等不同方面進(jìn)行對(duì)比分析,指出了各種工藝的優(yōu)點(diǎn)和不足,并提出了發(fā)展方向關(guān)鍵詞:丙烷丙烯脫氫工藝技術(shù)丙烯是一種重要的有杋化工原料,用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯睛、丁醇、接近等溫的條件下運(yùn)行,要求頻繁切換,這就降低了熱利用率又使系統(tǒng)辛醇、環(huán)氧丙烷、異丙醇、丙苯、丙烯酸等產(chǎn)品。目前,丙烯的供應(yīng)主復(fù)雜化。移動(dòng)床反應(yīng)器操作連續(xù),負(fù)荷均勻,但溫度難以控制,級(jí)間加要來(lái)自石腦油裂解制乙烯和石油催化裂化過(guò)程的副產(chǎn)品,世界上有66%熱方式如果控制不好,對(duì)選擇性影響很大。流化床反應(yīng)器工藝連續(xù),傳的丙烯來(lái)自烴類蒸汽裂解制乙烯裝置,32%來(lái)自煉油廠催化裂化裝置,熱效率髙,傳熱過(guò)程幾乎瞬間完成,轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定,能夠穩(wěn)定地控制好床少量由丙烷脫氫和其他的烯烴轉(zhuǎn)化和裂化反應(yīng)得到。本文重點(diǎn)對(duì)各種層溫度均勻,提高了選擇性,存在的不足就是催化劑磨損大的問(wèn)題。所以丙烷脫氫制丙烯工藝從操作方式、供熱方式、操作條件、反應(yīng)器、催化在開發(fā)新工藝過(guò)程中,如果解決了催化劑磨損的問(wèn)題,采用流化床反應(yīng)劑以及能耗和固定投資等方面進(jìn)行對(duì)比和評(píng)述器將是一個(gè)重點(diǎn)研究方向目前已工業(yè)化的丙烷脫氫技術(shù)有UOP公司的 Reflex工藝、魯姆斯5催化劑公司的 Catofin工藝、林德公司的 Linde工藝、菲利浦石油公司的Star工丙烷催化脫氫催化劑分為鉑系催化劑和鉻系催化劑。 Oleflex和Star藝、俄羅斯雅羅斯拉夫爾研究院與意大利 Snamprogetti工程公司聯(lián)合開發(fā)工藝采用鉑系催化劑, Catofin、 Linde和FBD-3工藝采用鉻系催化劑的FBD-3脫氫工藝.,下面將分別從不同角度對(duì)其進(jìn)行對(duì)比介紹由于各工藝的催化劑涉及到保密性信息,所查到的有關(guān)催化劑的信息尚1操作方式不全面,但各工藝催化劑的壽命大都在兩年左右,只是操作周期上有所丙烷催化脫氫各工藝按操作方式分為間歇式操作和連續(xù)式操作。其不同。鉑系催化劑具有高活性、高選擇性、低磨損率的顯著特點(diǎn),但是中, Reflex和FBD-3工藝屬于連續(xù)性工藝, Catofin、 Linde和Star工藝價(jià)格昂貴,而且傳統(tǒng)的負(fù)載型催化劑的制備方法很難使其性能穩(wěn)定。鉻屬于間歇式生產(chǎn)工藝明系催化劑對(duì)低碳烷烴的脫氫具有良好的活性且對(duì)原料中雜質(zhì)的要求比較連續(xù)式操作在反應(yīng)性能上要比間歇式操作優(yōu)越。連續(xù)式操作,無(wú)論低,有較強(qiáng)的抗中毒能力、抗烯烴、抗含氧化合物,價(jià)格便宜,且無(wú)催是移動(dòng)床還是流化床反應(yīng)器,都能夠保持反應(yīng)均勻穩(wěn)定,催化劑的活性化劑損失。但此類催化劑易積碳失活,穩(wěn)定性較差,而且由于重金屬Cr和反應(yīng)溫度不隨反應(yīng)時(shí)間的推移而改變,可以通過(guò)連續(xù)補(bǔ)充催化劑的方污染環(huán)境,導(dǎo)致其使用受到限制。式維持催化劑的穩(wěn)定。從裝置結(jié)構(gòu)上,連續(xù)式操作只需要一些小型控制6能耗和固定投資閥門安裝在再生器管路上,減少了操作人員和維修人員的工作量。從安能耗方面,從供熱方式上,內(nèi)加熱的能耗要低于外加熱,另外,全角度上,間歇式操作需要周期性的反應(yīng)器的切換,其裝置設(shè)計(jì)的安全用負(fù)壓、間歇操作,多反應(yīng)器輪換操作等都是很主要的耗能指標(biāo)。投資系數(shù)要求比較高。連續(xù)式操作也有其不可避免的缺點(diǎn),如對(duì)催化劑的要方面,丙烷催化脫氫各工藝的投資是比較高的,由于工藝條件的不同,求比較高,催化劑要有較強(qiáng)的抗燒結(jié)能力和抗磨損能建設(shè)地點(diǎn)的不同都會(huì)給投資費(fèi)用帶來(lái)巨大的差別。2供熱方式結(jié)論這五種工藝的供熱方式可分為內(nèi)加熱式和外加熱式。 Reflex通過(guò)對(duì)比可以看出,每種工藝都有它的優(yōu)缺點(diǎn)。工藝上,采用流化Catofir和FBD-3工藝采用內(nèi)加熱式供熱,而Star和 Linde工藝則是采用床反應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)-再生的連續(xù)操作,并且反應(yīng)溫度均勻穩(wěn)定,能外加熱式供熱。內(nèi)加熱過(guò)程中,無(wú)論是采用固定床還是移動(dòng)床反應(yīng)器,耗低,投資少,且較安全。剩下的問(wèn)題就是要采用合理的反應(yīng)-再生系隨著反應(yīng)的進(jìn)行,沿催化劑床層剖面,反應(yīng)溫度是不斷下降的。而采用統(tǒng)和解決催化劑磨損的問(wèn)題,該問(wèn)題可以通過(guò)在催化劑制備過(guò)程中表面外加熱方式,反應(yīng)所需熱量由安裝在加熱爐燃燒室頂板上燒嘴噴岀燃燒覆蓋一層耐磨物質(zhì)得到解決。在催化劑的選擇上,鉻系催化劑單程轉(zhuǎn)化氣流提供。燒嘴的設(shè)計(jì)使熱流在爐內(nèi)的分布與反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)狀況率髙,雖然因?yàn)榻Y(jié)焦存在失活快的缺點(diǎn),但是據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,在加入相匹配,保證了在靠近催化劑床層頂部,由于反應(yīng)剛開始,反應(yīng)物濃度高,堿金屬等助劑后,其穩(wěn)定性顯著提高。如果配以循環(huán)流化床反應(yīng)器,控反應(yīng)進(jìn)行得最快,提供的熱量亦最多,而在催化劑床層出口處(反應(yīng)管制好反應(yīng)周期,使反應(yīng)和再生分開進(jìn)行從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),完全可以實(shí)底部),反應(yīng)幾乎已進(jìn)行完畢,煙氣和管壁溫度為最低。通過(guò)仔細(xì)設(shè)計(jì)現(xiàn)更好的工業(yè)化效果,再加上其在價(jià)格上的優(yōu)勢(shì),鉻系催化劑擁有更廣管式爐,可使整個(gè)反應(yīng)在很接近等溫的條件下進(jìn)行,從而大大改善了產(chǎn)闊的市場(chǎng)前景品的選擇性隨著全球范圍內(nèi)對(duì)丙烯需求量的增長(zhǎng),開發(fā)新型丙烷脫氫技術(shù),擴(kuò)3操作條件大生產(chǎn)規(guī)模迫在眉睫。但高額的產(chǎn)前費(fèi)用嚴(yán)重阻礙了國(guó)內(nèi)丙烷催化脫氫操作條件主要是反應(yīng)溫度和壓力。丙烷催化脫氫是強(qiáng)吸熱反應(yīng),反工業(yè)的發(fā)展,因此,開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)工藝以及與之配套應(yīng)后體積增大。就溫度而言,溫度高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率就高,但是溫度過(guò)高的高活性催化劑是當(dāng)前丙烷脫氫制丙烯工作的重點(diǎn)。會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)物裂解和催化劑結(jié)焦嚴(yán)重,降低選擇性和催化劑活性,所以實(shí)際操作溫度不能太高。因此,壓力就成為起支配作用的操作參數(shù)。上參考文獻(xiàn)述五種工藝中,只有 Catofin工藝是采用負(fù)壓操作的,其余四種都采用接陳建九,史海英,汪泳丙烷脫氫制丙烯工藝技術(shù)U精細(xì)石油化工進(jìn)展,200,(10):23近常壓的條件下反應(yīng)。 Catofin工藝負(fù)壓條件確實(shí)得到了接近60%的轉(zhuǎn)化28率,但這也使得下游產(chǎn)品的分離回收系統(tǒng)壓縮機(jī)的壓縮比增大,導(dǎo)致能2錢伯章增產(chǎn)丙烯技術(shù)及其進(jìn)展合成化學(xué),p97,5(3):246-250量消耗增大。另外,各閥門的切換處在一種負(fù)壓、高溫的條件下,這就3趙金立增產(chǎn)丙烯的技術(shù)及其進(jìn)展煉油技術(shù)與工程,204,34(4):1-4帶來(lái)了安全隱患。在正壓條件下,雖然轉(zhuǎn)化率不能那么高,但原料體積4趙萬(wàn)恒.低碳烷烴脫氫技術(shù)評(píng)述機(jī)化工設(shè)計(jì),200,0(3):l13流率比較低,設(shè)備管線的尺寸也減少,從而節(jié)省了投資費(fèi)用,減少了下(5吳林內(nèi)烷脫氫制內(nèi)烯的技木進(jìn)展江蘇化工,198,26(2):35游壓縮機(jī)操作的壓縮比,操作也比較安全6肖堂.烷烴催化脫氫生產(chǎn)中國(guó)煤化工4.4(2):64694反應(yīng)器肖錦堂.烷烴催化脫氫生產(chǎn)CNMHG3):69-73Catofin、 Linde和Star工藝采用固定床反應(yīng)器, Reflex工藝采用移8肖堂烷烴催化氫生產(chǎn)4,14(4):72-76動(dòng)床反應(yīng)器,FBD-3工藝采用流化床反應(yīng)器。采用固定床反應(yīng)器可以在9肖堂烷烴催化脫氫生產(chǎn)C3C4烯烴工藝(之四)天然氣工業(yè),194.14(6):6468140中國(guó)化工貿(mào)易 China Chemical Trade