丙烷脱氢制丙烯技术分析

中国化工贸易第6卷第11期科研China chemical trade2014年4月中旬刊丙烷脱氢制丙烯技术分析(招远市安全生产检测站,山东招远265400)摘要:目前全球丙烯及其衍生物需求量不断増长,为了满足对丙烯日益増长的霨求,丙烷脱氢制丙媂技杺越来越受到重视。本文介绍了各种丙烷脱氢工艺技术的现状,主要从工程的角度,对催化脱氢工艺从操作方式、供热方式、操作条件、反应器、催化剂以及能耗和固定投资等不同方面进行对比分析,指出了各种工艺的优点和不足,并提出了发展方向关键词:丙烷丙烯脱氢工艺技术丙烯是一种重要的有杋化工原料,用于生产聚丙烯、丙烯睛、丁醇、接近等温的条件下运行,要求频繁切换,这就降低了热利用率又使系统辛醇、环氧丙烷、异丙醇、丙苯、丙烯酸等产品。目前,丙烯的供应主复杂化。移动床反应器操作连续,负荷均匀,但温度难以控制,级间加要来自石脑油裂解制乙烯和石油催化裂化过程的副产品,世界上有66%热方式如果控制不好,对选择性影响很大。流化床反应器工艺连续,传的丙烯来自烃类蒸汽裂解制乙烯装置,32%来自炼油厂催化裂化装置,热效率髙,传热过程几乎瞬间完成,转化率稳定,能够稳定地控制好床少量由丙烷脱氢和其他的烯烃转化和裂化反应得到。本文重点对各种层温度均匀,提高了选择性,存在的不足就是催化剂磨损大的问题。所以丙烷脱氢制丙烯工艺从操作方式、供热方式、操作条件、反应器、催化在开发新工艺过程中,如果解决了催化剂磨损的问题,采用流化床反应剂以及能耗和固定投资等方面进行对比和评述器将是一个重点研究方向目前已工业化的丙烷脱氢技术有UOP公司的 Reflex工艺、鲁姆斯5催化剂公司的 Catofin工艺、林德公司的 Linde工艺、菲利浦石油公司的Star工丙烷催化脱氢催化剂分为铂系催化剂和铬系催化剂。 Oleflex和Star艺、俄罗斯雅罗斯拉夫尔研究院与意大利 Snamprogetti工程公司联合开发工艺采用铂系催化剂, Catofin、 Linde和FBD-3工艺采用铬系催化剂的FBD-3脱氢工艺.,下面将分别从不同角度对其进行对比介绍由于各工艺的催化剂涉及到保密性信息,所查到的有关催化剂的信息尚1操作方式不全面,但各工艺催化剂的寿命大都在两年左右,只是操作周期上有所丙烷催化脱氢各工艺按操作方式分为间歇式操作和连续式操作。其不同。铂系催化剂具有高活性、高选择性、低磨损率的显著特点,但是中, Reflex和FBD-3工艺属于连续性工艺, Catofin、 Linde和Star工艺价格昂贵,而且传统的负载型催化剂的制备方法很难使其性能稳定。铬属于间歇式生产工艺明系催化剂对低碳烷烃的脱氢具有良好的活性且对原料中杂质的要求比较连续式操作在反应性能上要比间歇式操作优越。连续式操作,无论低,有较强的抗中毒能力、抗烯烃、抗含氧化合物,价格便宜,且无催是移动床还是流化床反应器,都能够保持反应均匀稳定,催化剂的活性化剂损失。但此类催化剂易积碳失活,稳定性较差,而且由于重金属Cr和反应温度不随反应时间的推移而改变,可以通过连续补充催化剂的方污染环境,导致其使用受到限制。式维持催化剂的稳定。从装置结构上,连续式操作只需要一些小型控制6能耗和固定投资阀门安裝在再生器管路上,减少了操作人员和维修人员的工作量。从安能耗方面,从供热方式上,内加热的能耗要低于外加热,另外,全角度上,间歇式操作需要周期性的反应器的切换,其装置设计的安全用负压、间歇操作,多反应器轮换操作等都是很主要的耗能指标。投资系数要求比较高。连续式操作也有其不可避免的缺点,如对催化剂的要方面,丙烷催化脱氢各工艺的投资是比较高的,由于工艺条件的不同,求比较高,催化剂要有较强的抗烧结能力和抗磨损能建设地点的不同都会给投资费用带来巨大的差别。2供热方式结论这五种工艺的供热方式可分为内加热式和外加热式。 Reflex通过对比可以看出,每种工艺都有它的优缺点。工艺上,采用流化Catofir和FBD-3工艺采用内加热式供热,而Star和 Linde工艺则是采用床反应器可以实现反应-再生的连续操作,并且反应温度均匀稳定,能外加热式供热。内加热过程中,无论是采用固定床还是移动床反应器,耗低,投资少,且较安全。剩下的问题就是要采用合理的反应-再生系随着反应的进行,沿催化剂床层剖面,反应温度是不断下降的。而采用统和解决催化剂磨损的问题,该问题可以通过在催化剂制备过程中表面外加热方式,反应所需热量由安装在加热炉燃烧室顶板上烧嘴喷岀燃烧覆盖一层耐磨物质得到解决。在催化剂的选择上,铬系催化剂单程转化气流提供。烧嘴的设计使热流在炉内的分布与反应器中进行的反应状况率髙,虽然因为结焦存在失活快的缺点,但是据有关文献报道,在加入相匹配,保证了在靠近催化剂床层顶部,由于反应刚开始,反应物浓度高,碱金属等助剂后,其稳定性显著提高。如果配以循环流化床反应器,控反应进行得最快,提供的热量亦最多,而在催化剂床层出口处(反应管制好反应周期,使反应和再生分开进行从而实现连续生产,完全可以实底部),反应几乎已进行完毕,烟气和管壁温度为最低。通过仔细设计现更好的工业化效果,再加上其在价格上的优势,铬系催化剂拥有更广管式炉,可使整个反应在很接近等温的条件下进行,从而大大改善了产阔的市场前景品的选择性随着全球范围内对丙烯需求量的增长,开发新型丙烷脱氢技术,扩3操作条件大生产规模迫在眉睫。但高额的产前费用严重阻碍了国内丙烷催化脱氢操作条件主要是反应温度和压力。丙烷催化脱氢是强吸热反应,反工业的发展,因此,开发出具有自主知识产权的生产工艺以及与之配套应后体积增大。就温度而言,温度高反应的转化率就高,但是温度过高的高活性催化剂是当前丙烷脱氢制丙烯工作的重点。会导致反应物裂解和催化剂结焦严重,降低选择性和催化剂活性,所以实际操作温度不能太高。因此,压力就成为起支配作用的操作参数。上参考文献述五种工艺中,只有 Catofin工艺是采用负压操作的,其余四种都采用接陈建九,史海英,汪泳丙烷脫氢制丙烯工艺技术U精细石油化工进展,200,(10):23近常压的条件下反应。 Catofin工艺负压条件确实得到了接近60%的转化28率,但这也使得下游产品的分离回收系统压缩机的压缩比增大,导致能2钱伯章增产丙烯技术及其进展合成化学,p97,5(3):246-250量消耗增大。另外,各阀门的切换处在一种负压、高温的条件下,这就3赵金立增产丙烯的技术及其进展炼油技术与工程,204,34(4):1-4带来了安全隐患。在正压条件下,虽然转化率不能那么高,但原料体积4赵万恒.低碳烷烃脱氢技术评述机化工设计,200,0(3):l13流率比较低,设备管线的尺寸也减少,从而节省了投资费用,减少了下(5吴林内烷脱氢制内烯的技木进展江苏化工,198,26(2):35游压缩机操作的压缩比,操作也比较安全6肖堂.烷烃催化脫氢生产中国煤化工4.4(2):64694反应器肖锦堂.烷烃催化脱氢生产CNMHG3):69-73Catofin、 Linde和Star工艺采用固定床反应器, Reflex工艺采用移8肖堂烷烃催化氢生产4,14(4):72-76动床反应器,FBD-3工艺采用流化床反应器。采用固定床反应器可以在9肖堂烷烃催化脱氢生产C3C4烯烃工艺(之四)天然气工业,194.14(6):6468140中国化工贸易 China Chemical Trade