高 伟，赵亚龙

（天津渤化石化有限公司，天津 300452)

丙烷脱氢制丙烯工艺及技术要点分析

高 伟，赵亚龙

（天津渤化石化有限公司，天津 300452)

随着社会进步和科技发展，在冶炼企业生产中会加工产生大量C3馏分，主要成分是丙烯和丙烷。丙烯是非常重要石化基础原料，丙烷是主要民用液化气燃料，利用催化脱氢技术可以将低附加值的丙烷及时转化为市场缺乏的丙烯原料，具有非常重要经济和社会效益。丙烷脱氢制丙烯技术进料比较单一，副产品是氢气，需要根据乙烯联合产品对于丙烯和催化裂化制剂进行丙烯生产线路管理，对比当前丙烷脱氢工艺技术，需要及时对于工艺和催化剂组成进行投资优势管理。

丙烷；脱氢制丙烯；工艺技术

1 丙烷脱氢制丙烯技术安全措施管理

1）对于安装自动化安全控制系统、安全仪表系统、有毒气体检测和报警系统中，需要及时将反应温度、压力和流量进行适当参数管理和连锁措施管理，做好加热装置关键设备，对于燃料加入适量的物料，及时对于物料出口温度和引风量进行数据参数采集，同时保证仪表安全有效性，保持对于参数足够数据管理。在操作调整过程中要严格遵守先降温后降量方式，及时控制好反应温度，避免装置温度腐蚀问题，有效提高温度装置设备和管线合金，定期对于系统做好合理管理检查，控制好原料含硫量，注意防治硫化氢的中毒，在高硫区实现彻底采样操作，还要做好对于防毒面具监护，及时做好对于采样口操作管理。

2）保证加热炉内物料合理流速同时，做好加热炉采取多个火焰和火苗燃烧管理，避免火焰直接接触导致的炉管过热问题，还应在燃料消耗中实现对于温度控制和管理，提高对于辐射交换情况结焦恶化处理，采用合理措施提高对于检查开关情况，实现对于锅炉爆炸问题预防。丙烷脱氢制丙烯装置是非常容易爆炸的化工生产装置，需要及时提高反应装置管理，保证对于丙烷脱氢生产工艺安全性，降低丙烷生产过程中危险性，进行针对性提高对于工艺安全措施管理，降低爆炸危险度提高装置安全性，促进企业安全生产管理。丙烷原料需要加热处理，保证在催化剂作用下的高转化率，要实现对于丙烯合理流动式管理，保证丙烷脱氢制丙烯工艺顺利进行。

2 丙烷产品现状分析

1）C3馏分经过气体分馏装置可以产生丙烯和丙烷两种物质，同时丙烯和丙烷产量不能满足生产负荷需要，需要及时提高对于商品丙烷销售管理，还要对于多余丙烷调整到液化气对外销售，商品丙烷销售价格和民用价值相同，这就需要分离出高纯度丙烷混合液化气组分，同时做到不至于严重浪费问题。丙烯产量较低导致了聚丙烯装置原料紧缺，使得聚丙烯装置负荷率为75%，丙烷产能过剩也会导致炼油改造工程竣工，但缺乏高附加值工业应用需要及时对外销售。

2）在丙烷脱氢制丙烯技术发展中，应不断提高对丙烷脱氢生产基础发展管理，使用丙烷在催化剂作用下实现脱氢产生丙烯。丙烷脱氢反应为强吸热反应，不断提高对于大量反应热平衡性，受到热力限制及时对反应器做好处理，不断提高温度和降低压力有利于脱氢反应，从而获得更高的丙烷转化率。

3 丙烷脱氢制丙烯Cation工艺

1）在丙烷脱氢制丙烯工艺中产品比较单一，生产成本和丙烷之间存在密切联系，主要表现是丙烯和丙烷价格之间差距，需要结合石油价格和丙烯市场发展规律，帮助企业合理调节原料发展风险，运用比较成熟的丙烷脱氢制丙烯工艺，做到对于充分运用催化剂、反应器和催化剂方法，实现工业化应用，利用Catofin工艺进行脱氢制丙烯工艺分析。

2）Catofin工艺（见图1）包括丙烷脱氢反应、产品气压缩、产品的回收和精制，采用铬/铝催化剂的多个（5～10）固定床反应器，通过顺控程序实现丙烷脱氢/热空气再生循环、主物料连续操作。在一个全循环中，要进行丙烷脱氢、蒸汽吹扫、热空气再生、抽真空、还原，开始下一次循环。在～600℃、0.05MPa左右条件下进行反应，单程转化率40%～45%。

图1 Catofin工艺流程

3）Catofin工艺主要采用的是氧化铬催化，工艺过程发生在周期性操作的固定床反应器内。多反应器系统允许主要工艺物流连续进、出料。在每个完整的循环内，汽化的丙烷进行脱氢反应，然后用蒸汽吹扫反应器，再用热空气重新加热

催化剂并烧掉反应期间沉积在催化剂上的少量焦炭。这些步骤之后进行抽真空和还原，然后开始下一个循环。反应器的热出料首先经过反应器出料蒸汽发生器，然后与反应器进料进行换热进一步降温后流入装置压缩单元。在压缩单元，反应器出料气体经产品气压缩机加压后分为气液相两部分，其中的气相部分经过低温回收单元冷却除掉大量惰性气体（氢气、氮气、一氧化碳和二氧化碳）和反应器出料中的轻烃组分，以便进行之后的产品回收和精制单元的操作。产品精制单元包括脱乙烷塔和产品分离塔，脱乙烷塔用来将乙烷和较轻组分从丙烷、丙烯和重组分物料中分离；产品分离塔将进料分离成聚合级丙烯馏出产品和以丙烷为主的塔底产品，塔底丙烷产品作为原料循环利用。

4 丙烷脱氢制丙烯Cation工艺的优点

1）基本上Oleflex和Catofin两种工艺是相同的，唯一区别就是对于脱氢和催化剂再生使用部分不同，Oleflex工艺设计主要特征是唯一能够连续丙烷脱氢工艺，采用移动床反应器模式，而且反应均匀稳定，催化剂活性也比较长，催化剂循环再生产过程中，氢气是主要稀释剂，需要运用抑制热裂解和作载热维持脱氢反应温度，然后做好对于烃类反应器的氧气再生。Catofin工艺采用多个平行固定床反应器循环操作连续工艺，开车迅速，操作可靠同时在线效率比较高，反应在真空条件下没有氢再循环，如果没有蒸汽稀释，单程转化率就比较高，可以很好降低能耗和操作费用。使用非金属催化剂，接收丙烷原料包括丙烷再生，催化剂就会损失，催化剂丙烯选择性比较高，反应器设计最优操作就是降低丙烷消耗，催化剂配合使用可很好提高催化剂寿命。

2）Catofin工艺技术最主要优点：①采用多个平行固定床反应器循环操作的连续工艺过程，开车迅速，操作可靠，在线率高；②反应在真空条件下进行，没有氢的再循环，没有蒸汽稀释，单程转化率最高，降低能耗和操作费用；③在Catofin技术中，催化剂不需要移出，从而使得操作稳定可靠；④反应器操作条件在综合考虑高转化率、反应选择性和催化剂稳定性后，进一步优化；⑤技术中使用的最新催化剂有着优异的性能，在装置生产中得到证实，催化剂不含贵金属；⑥催化剂配合使用HGM可提高选择性、延长催化剂寿命；⑦催化剂对原料的容忍性较好，可承受原料中含有一定量C4以上的重组分、承受二烯烃和炔烃，并且对含氯、含氮和含硫化合物也有较好的承受能力；⑧低温回收、产品精制和两效制冷系统高度集成，设备台数少，能耗低。

3）缺点：反应器台数多，占地面积大；多个Catofin反应器间歇操作，催化剂装填量大，对高温切换阀门可靠性要求高。

4）Catofin工艺在反应工段，丙烷通过催化剂床转化成丙烯，丙烷原料来自于分离塔塔底丙烷循环进料和脱油塔馏出丙烷一同进料，进料原料用蒸汽和热交换器加热气化，热交换器的加热源为压缩加工物原料。气化物料和反应器出料在进出料热交换器中进行换热。加热后气化物料在进料加热炉中加热后送至到反应器，然后送至装置的压缩工段。当反应器进料结束系统仍在真空条件下时，需要用蒸汽彻底吹扫反应器，将反应器内残余物料吹扫进入到压缩工段。

5 结束语

从目前丙烷生产技术发展趋势来看，丙烯工业原料工艺具有多元化和新技术发展方向，同时具有非常高的裂解深度、选择催化裂化技术和多种丙烷转化技术，作为单个来源的丙烷脱氢制丙烯技术需要及时提高针对性。对于技术广泛应用，保证丙烯增产和技术措施管理，同时经过技术发展提高对于丙烯管理合理补充。丙烯是最为非常重要的有机化工原料，有极高的工业使用价值，可以最大限度实现对于丁醇、辛醇和丙烯酸的原料分类处理。和其他化学药品不同的丙烯一般是以联产方式生产，同时需要不断提高对于丙烯催化裂化装置精炼管理，从而保证丙烷脱氢制安全生产。

[1] 孙建，余林，郝志峰，等.乙烷氧化脱氢制乙烯反应中制备方法及助剂对镍基催化剂性能的影响[J].分子催化，2007，（3）.

[2] 袁晓红，赵玉宝，金燕仙，等.LiCl/SO42-ZrO2催化剂上乙烷氧化脱氢制乙烯[J].催化学报，2006，（1）.

Analysis of Propane Dehydrogenation to Propylene Process and Technical Points

Gao Wei，Zhao Ya-long

With the development of society and the development of science and technology，a large number of C3 fractions will be produced in the production of smelting enterprises.The main components are propylene and propane，propylene is a very important raw material for petroleum，propane is the main civilian liquefied petroleum gas，Technology can be low value-added propane in a timely manner into the lack of market propylene raw materials，but also has a very important economic and social benefits.Propane dehydrogenation Propylene technology feed is relatively simple，the by-product is hydrogen，according to the ethylene joint products for propylene and catalytic cracking formulations for effective propylene production line management，compared to the current propane dehydrogenation process technology，the need for timely process and catalyst composition activities Stable investment advantage management.

propane；dehydrogenation to propylene；process technology

TQ221.212

B

1003–6490（2017）11–0139–02

2017–08–22

高伟（1984—），男，河北滦县人，工程师，主要研究方向为化工工艺。