丙烷脫氫制丙烯技術(shù)分析

中國化工貿易第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(招遠市安全生產(chǎn)檢測站,山東招遠265400)摘要:目前全球丙烯及其衍生物需求量不斷増長(cháng),為了滿(mǎn)足對丙烯日益増長(cháng)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)的現狀,主要從工程的角度,對催化脫氫工藝從操作方式、供熱方式、操作條件、反應器、催化劑以及能耗和固定投資等不同方面進(jìn)行對比分析,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行,要求頻繁切換,這就降低了熱利用率又使系統辛醇、環(huán)氧丙烷、異丙醇、丙苯、丙烯酸等產(chǎn)品。目前,丙烯的供應主復雜化。移動(dòng)床反應器操作連續,負荷均勻,但溫度難以控制,級間加要來(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,對選擇性影響很大。流化床反應器工藝連續,傳的丙烯來(lái)自烴類(lèi)蒸汽裂解制乙烯裝置,32%來(lái)自煉油廠(chǎng)催化裂化裝置,熱效率髙,傳熱過(guò)程幾乎瞬間完成,轉化率穩定,能夠穩定地控制好床少量由丙烷脫氫和其他的烯烴轉化和裂化反應得到。本文重點(diǎn)對各種層溫度均勻,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、反應器、催化在開(kāi)發(fā)新工藝過(guò)程中,如果解決了催化劑磨損的問(wèn)題,采用流化床反應劑以及能耗和固定投資等方面進(jìn)行對比和評述器將是一個(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(kāi)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其進(jìn)行對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(zhù)特點(diǎn),但是中, Reflex和FBD-3工藝屬于連續性工藝, Catofin、 Linde和Star工藝價(jià)格昂貴,而且傳統的負載型催化劑的制備方法很難使其性能穩定。鉻屬于間歇式生產(chǎn)工藝明系催化劑對低碳烷烴的脫氫具有良好的活性且對原料中雜質(zhì)的要求比較連續式操作在反應性能上要比間歇式操作優(yōu)越。連續式操作,無(wú)論低,有較強的抗中毒能力、抗烯烴、抗含氧化合物,價(jià)格便宜,且無(wú)催是移動(dòng)床還是流化床反應器,都能夠保持反應均勻穩定,催化劑的活性化劑損失。但此類(lèi)催化劑易積碳失活,穩定性較差,而且由于重金屬Cr和反應溫度不隨反應時(shí)間的推移而改變,可以通過(guò)連續補充催化劑的方污染環(huán)境,導致其使用受到限制。式維持催化劑的穩定。從裝置結構上,連續式操作只需要一些小型控制6能耗和固定投資閥門(mén)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器的切換,其裝置設計的安全用負壓、間歇操作,多反應器輪換操作等都是很主要的耗能指標。投資系數要求比較高。連續式操作也有其不可避免的缺點(diǎn),如對催化劑的要方面,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,催化劑要有較強的抗燒結能力和抗磨損能建設地點(diǎn)的不同都會(huì )給投資費用帶來(lái)巨大的差別。2供熱方式結論這五種工藝的供熱方式可分為內加熱式和外加熱式。 Reflex通過(guò)對比可以看出,每種工藝都有它的優(yōu)缺點(diǎn)。工藝上,采用流化Catofir和FBD-3工藝采用內加熱式供熱,而Star和 Linde工藝則是采用床反應器可以實(shí)現反應-再生的連續操作,并且反應溫度均勻穩定,能外加熱式供熱。內加熱過(guò)程中,無(wú)論是采用固定床還是移動(dòng)床反應器,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-再生系隨著(zhù)反應的進(jìn)行,沿催化劑床層剖面,反應溫度是不斷下降的。而采用統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,鉻系催化劑單程轉化氣流提供。燒嘴的設計使熱流在爐內的分布與反應器中進(jìn)行的反應狀況率髙,雖然因為結焦存在失活快的缺點(diǎn),但是據有關(guān)文獻報道,在加入相匹配,保證了在靠近催化劑床層頂部,由于反應剛開(kāi)始,反應物濃度高,堿金屬等助劑后,其穩定性顯著(zhù)提高。如果配以循環(huán)流化床反應器,控反應進(jìn)行得最快,提供的熱量亦最多,而在催化劑床層出口處(反應管制好反應周期,使反應和再生分開(kāi)進(jìn)行從而實(shí)現連續生產(chǎn),完全可以實(shí)底部),反應幾乎已進(jìn)行完畢,煙氣和管壁溫度為最低。通過(guò)仔細設計現更好的工業(yè)化效果,再加上其在價(jià)格上的優(yōu)勢,鉻系催化劑擁有更廣管式爐,可使整個(gè)反應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(zhù)全球范圍內對丙烯需求量的增長(cháng),開(kāi)發(fā)新型丙烷脫氫技術(shù),擴3操作條件大生產(chǎn)規模迫在眉睫。但高額的產(chǎn)前費用嚴重阻礙了國內丙烷催化脫氫操作條件主要是反應溫度和壓力。丙烷催化脫氫是強吸熱反應,反工業(yè)的發(fā)展,因此,開(kāi)發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的生產(chǎn)工藝以及與之配套應后體積增大。就溫度而言,溫度高反應的轉化率就高,但是溫度過(guò)高的高活性催化劑是當前丙烷脫氫制丙烯工作的重點(diǎn)。會(huì )導致反應物裂解和催化劑結焦嚴重,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。上參考文獻述五種工藝中,只有 Catofin工藝是采用負壓操作的,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精細石油化工進(jìn)展,200,(10):23近常壓的條件下反應。 Catofin工藝負壓條件確實(shí)得到了接近60%的轉化28率,但這也使得下游產(chǎn)品的分離回收系統壓縮機的壓縮比增大,導致能2錢(qián)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(mén)的切換處在一種負壓、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)評述機化工設計,200,0(3):l13流率比較低,設備管線(xiàn)的尺寸也減少,從而節省了投資費用,減少了下(5吳林內烷脫氫制內烯的技木進(jìn)展江蘇化工,198,26(2):35游壓縮機操作的壓縮比,操作也比較安全6肖堂.烷烴催化脫氫生產(chǎn)中國煤化工4.4(2):64694反應器肖錦堂.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)床反應器,FBD-3工藝采用流化床反應器。采用固定床反應器可以在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中國化工貿易 China Chemical Trade