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1、2012年5月行业专题 - 丙烷脱氢目录一、丙烷及丙烯概述11.丙烷12.丙烯2二、丙烯增产技术进展32.1增产丙烯的催化裂化（FCC）技术42.2低碳烯烃裂解制丙烯技术42.3烯烃歧化制丙烯技术52.4丙烷脱氢制丙烯技术5丙烷脱氢的优势62.5甲醇制烯烃技术（MTO）62.6烯烃生产技术的最新进展7三、丙烷脱氢制丙烯生产发展状况71.中东地区82.欧洲83.东欧94.西亚9四、丙烷脱氢制丙烯技术发展状况104.1、丙烷脱氢制丙烯技术研究状况104.1.1 丙烷催化脱氢114.1.2 丙烷氧化脱氢124.1.3 膜反应器上丙烷脱氢新技术124.1.4 二氧化碳氧化丙烷制丙烯124.1.5 结
2、语134.2 丙烷脱氢制丙烯主要生产工艺134.2.1 Oleflex工艺134.2.2 Catofin工艺134.2.3 FBD 工艺144.2.4 AG 技术144.2.5 STAR 工艺144.3 主要生产工艺技术经济性比较144.3.1 丙烯增产技术经济性比较144.3.2 丙烷脱氢制丙烯技术经济性分析15五、国内丙烯供需状况及未来预测16六、丙烷市场供需状况166.1 丙烷来源16七、全球丙烷脱氢制丙烯产业发展状况分析17一、丙烷及丙烯概述1.丙烷百科名片丙烷结构式丙烷是一个三碳的烷烃，化学式为C3H8，通常为气态，但一般经过压缩成液态后运输。原油或天然气处理后，可以从成品油中得到丙
3、烷。丙烷通常用来作为发动机、烧烤食品及家用取暖系统的燃料。在销售中，丙烷一般被称为液化石油气，其中也混有少量的丙烯、丁烷和丁烯。为了便于发现意外泄露，商用液化石油气中一般也加入恶臭的乙硫醇。中文名称： 丙烷，俗称金火焰英文名称： propaneCAS No.： 74-98-6InChI编码： InChI=1/C3H8/c1-3-2/h3H2,1-2H3 1化学式： C3H8分子结构： C原子以sp3杂化轨道成键、分子为非极性分子。分子量： 44.10主要用途：丙烷常用作烧烤、便携式炉灶和机动车的燃料。丙烷通常被用来驱动火车，公交车，叉车和出租车，也被 零售液化石油气罐用来充当休旅车和露营时取暖
4、和做饭的燃料。在北美的一些农村，人们用丙烷来填充炉灶、热水器和干手机等产热的器具。截至2000年，690万美国家庭以丙烷作为主要燃料。商用的“丙烷”燃料，或称液化石油气，是不纯的。在美国和加拿大，其主要成分是90%的丙烷外加最多5%的丁烷和丙烯以及臭味剂。这是美国和加拿大的国内标准，通常写作HD-5标准。需要注意的是，从甲烷（天然气）制备的液化石油气不包含丙烯，只有从原油精炼过程中得到的丙烷才含有。同样，在一些其他国家，比如墨西哥，丁烷的标准含量会高一些。丙烷的其他用途包括：蒸汽裂化制备基础石化产品的给料。在某些火焰喷射器中充当燃料或加压气体。生产丙醇的原料。热气球的主要燃料。半导体工业中用来
5、沉淀金刚砂混合有硅的丙烷被用作一种气枪的推进剂（销售时称作绿气），用于生存游戏中。在一些主题公园和电影拍摄里，液态的丙烷被用作一种便宜而又高能量的物质来产生爆炸或一些其他的效果。2.丙烯百科名片丙烯丙烯（propylene,CH2=CHCH3）常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量42.08，密度0.5139g/cm(20/4)，冰点-185.3，沸点-47.4。易燃，爆炸极限为2%11%。不溶于水，溶于有机溶剂，是一种属低毒类物质。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。中文名称：丙烯英文名称：propylene英文名称2：propene制冷剂名称：
6、R1270技术说明书编码：31CAS No：115-07-1InChI编码： InChI=1/C3H6/c1-3-2/h3H，1H2，2H3分子式：C3H6结构简式：CH2=CH-CH3分子量：42.081主要用途：丙烯是一种重要的有机化工原料，其用量仅次于乙烯，除用于生产聚丙烯外,还是生产丙烯腈，丁醇、辛醇、环氧丙烷、异丙醇、丙苯、丙烯酸、羰基醇及壬基酚等产品的主要原料。随着聚丙烯等衍生物需求的迅猛增长，对丙烯的需求量也逐年递增。2010年世界丙烯的需求量约为8600万吨，其增长率超过了乙烯一倍。2010年世界丙烯的产量约为7730万吨，其中59来自蒸汽裂解装置生产乙烯的副产品，33来自炼油
7、厂催化裂化装置生产汽柴油的副产品，3由丙烷脱氢产生，5由其他方法得到。产量与丙烯需求量相比，存在着约870万吨的产量缺口。蒸汽裂解装置的主要产品是乙烯，丙烯是副产品。不同原料得到的产品分布差别很大，以石脑油为原料生产乙烯，每生产1吨乙烯，副产0.4-0.6吨丙烯；以乙烷为原料，生产1吨乙烯，仅副产0.040.06吨丙烯。但今后的发展趋势是，石脑油的用量将从目前占裂解原料的50以上降低到50以下，乙烷用量将由目前的近30上升到30以上，这意味着从蒸汽裂解装置得到丙烯的产量将减少，丙烯的短缺量将进一步扩大。因此，由其他来源生产丙烯就变得日益重要，这些来源主要包括采用丙烷脱氢，催化裂化装置升级，烯烃
8、裂解和烯烃易位技术等。丙烷催化脱氢制丙烯比烃类蒸气裂解能产生更多的丙烯，当用蒸气裂解生产丙烯时，丙烯收率最多只有33%，而用催化脱氢法生产丙烯，总收率可达7486，用唯一原料生产唯一产品，催化脱氢的设备投资比烃类蒸气裂解低33，并且采用催化脱氢的方法，能有效地利用液化石油气资源使之转变为有用的烯烃。二、丙烯增产技术进展进入新世纪以来，世界石化原料和石化产品需求仍将持续增长，据2002年召开的第17届世界石油大会预测，19982010年间，乙烯需求将由8000万吨增加到12000万吨，丙烯将由4500万吨增加到8200万吨，丁烯-1将由80万吨增加到140万吨，-烯烃将由100万吨增加到220万
9、吨，苯将由2700万吨增加到4000万吨，对二甲苯将由1400万吨增加到3000万吨。20002020年间，石油用于石油化工的年均增长率为2.5%，超过石油的其他用途增长率。炼油厂的汽柴油规范将进一步强化，欧盟汽油含硫将从2000年150PPm减小到2005年50PPm、2011年10PPm，芳烃含量将从2000年42%减小到2005年35%，汽油中芳烃将寻求石油化工新用途。 为加快石油（和天然气）化工的发展步伐，世界石化工业将进入加快研发和采用新技术的新时期。综述未来石化工业的技术发展热点，可归纳为：石化基础原料烯烃增产技术将继续发展，炼油化工一体化技术将向纵深延伸，合成气生产燃料和化学品技
10、术将加快推行应用，轻质烷烃活化技术将持续开发，新型分离和反应技术将更快的研发和采用，生物法制化工、石化产品技术将不断拓展应用范围，纳米技术将快速在石化工业中渗透运用，高效信息化技术将向深度和广度发展。近年来，随着聚丙烯等下游产品需求的快速增长，以及以乙烷为原料的新建乙烯生产装置比例的增加，丙烯资源供应逐渐呈现出紧张态势。相应地，以丙烯为目的产物的生产技术研究越来越活跃，丙烯生产技术已成为当前炼油和化工重点研究方向之一。目前增产丙烯的新技术研究主要集中在4个方面：（1）改进FCC等炼油技术，挖掘现有装置潜力，增产丙烯的FCC装置升级技术；（2）充分利用炼油及乙烯裂解副产的C4-8等资源，转化为乙
11、烯、丙烯的低碳烯烃裂解技术、烯烃歧化技术；（3）丙烷脱氢技术；（4）以天然气、煤等为原料，生产乙烯、丙烯的甲醇制烯烃技术等。2.1增产丙烯的催化裂化（FCC）技术全球FCC装置的生产能力约750Mt/a，通过调整原料品种、催化剂、工况和操作条件来增产丙烯的发展潜力非常大，国内外许多公司都在积极开展这方面的研究。代表性的技术有中国石化集团公司的DCC技术、UOP公司的PetroFCC技术以及新日本石油公司的HS-FCC技术等。与传统的FCC相比，这类技术操作条件更为苛刻，要求反应温度、剂油比更高，催化时间更短。PetroFCC技术以重质油（VGO）为原料，通过采用不同催化剂和助剂，可灵活调节车用
12、燃料、丙烯产量。若使用特制ZSM-5催化剂，丙烯收率达22%，乙烯收率达6%，C4烯烃及芳烃收率也均有提高，目前已有两套装置实现工业化运转。HS-FCC技术采用下流式反应器，使得物料回混最小化，生成副产物减少，丙烯收率可达25%，已在沙特一套30bbl/d示范装置上进行了试验。运用这些技术，虽然汽油收率会受到一定影响，但汽油中的烯烃含量降低，质量得以提高，丙烯的产量比传统FCC高24倍。我国炼油工业催化裂化加工能力大、掺渣比高，造成汽油中烯烃含量高，开发应用增产丙烯的FCC技术，在提高油品质量的同时，为下游提供更多的低碳烯烃，具有良好的市场前景。2.2低碳烯烃裂解制丙烯技术低碳烯烃裂解是将C4
13、-8烯烃在催化剂作用下转化为丙烯和乙烯的技术，它不仅可以解决炼厂和石脑油裂解副产的C4-8的出路问题，又可以增产高附加值的乙烯、丙烯产品，成为近年研究较为活跃的领域。目前较为成熟的技术主要有ATOFINA/UOP公司的OCP工艺、Lurgi公司的Propylur工艺、Arco/KBR公司的Superflex工艺和Mobil公司的MOI工艺等3。另外，日本旭化成公司开发了Omega工艺，以中孔沸石为催化剂，丙烯产率为40%60%，该技术2006年将在日本实现工业化。中国石化上海石油化工研究院以C4烯烃为原料，ZSM-5沸石为催化剂，丙烯收率达33%，该技术正在进行工业侧线试验。烯烃裂解工艺，从投
14、资费用、生产成本与综合收益来看，均是最具吸引力的工艺。固定床工艺流程相对简单，适于和现有蒸汽裂解结合；流化床工艺流程相对复杂，适于建设大规模生产装置，可以纳入烯烃联合装置，也可以单独建立装置。随着我国一批大型乙烯裂解装置的扩建与新建，C4+烯烃资源越来越丰富，对开发出自主知识产权的烯烃裂解技术，解决C4+烯烃副产、增产高附加值丙烯需求迫切。2.3烯烃歧化制丙烯技术烯烃歧化技术多年以前已经开发成功，只是因为近年来一些地区丙烯价格逐步走高，这一技术又重新引起了人们的重视。它是一种通过烯烃碳-碳双键断裂并重新转换为烯烃产物的催化反应，目前以乙烯和2-丁烯为原料歧化为丙烯的生产技术研究较为活跃，主要有
15、ABB Lummus公司的OCT高温催化剂工艺和法国石油研究院（IFP）的Meta-4低温催化剂工艺。OCT工艺采用W基催化剂和并联固定床反应器，在300375， 3.03.5MPa条件下，当进料丁烯中2-丁烯的质量分数为 50%95%时，丁烯转化率为85%92%，丁烯转化为丙烯的选择性为97%。OCT能够把蒸汽裂解装置丙烯/乙烯比提高到1.1以上。已有十几套工业化生产装置采用了该工艺，已投产的上海赛科90万吨/年乙烯装置也采用了这项技术。Meta-4工艺采用Re作催化剂和流化床反应器，在2050、液相条件下，将2-丁烯和乙烯歧化生成丙烯。2-丁烯转化率为90%，丙烯选择性大于98%，该技术已在台湾省中油公司完成中试试验。近年来，不消耗乙烯或消耗少量乙烯的丁烯自动歧化工艺也取得了进展。其中BASF开发的歧化工艺将1-丁烯和2-丁烯转化为丙烯和2-戊烯，然后2-戊烯和乙烯反应生成1-丁烯和丙烯。南非SASOL公司以1-丁烯、2-丁烯或其混合物为原料，采用Cs-P-WO3
