丙烷脱氢PDH介绍学习课程

1、一、丙烷脱氢反应机理二、丙烷脱氢主要工艺技术及特点三、工艺命脉，谁主沉浮 丙烷脱氢PROPANE DEHYDROGENATION第1页/共36页第一页，编辑于星期日：八点 五十七分。从丙烷脱氢到丙烯 反应表观方程式：C3H8 C3H6+ H2 热裂解脱氢： 传统的蒸汽热裂解装置（乙烯装置），C-C和C-H打断，生产乙烯和丙烯。温度800920，转化率93%，乙烯收率42%，丙烯17%。 催化脱氢： 所谓的“丙烷脱氢”，温度590630 ，单程转化率33%44%，选择性86%。第2页/共36页第二页，编辑于星期日：八点 五十七分。丙烷脱氢制丙烯反应热力学 性质 （1）吸热反应； （2）平衡常数随

2、温度的升高而增大； （3）分子数增加的可逆反应； 因此，提高反应温度和降低压力有利于反应向正方向进行；但反应温度过高将造成非催化热裂和深度脱氢反应加剧，导致选择性降低 。通常催化脱氢反应温度 控制在590630 。第3页/共36页第三页，编辑于星期日：八点 五十七分。温度-热裂解副反应曲线 第4页/共36页第四页，编辑于星期日：八点 五十七分。目前主要几种丙烷脱氢技术三、丙烷脱氢主要工艺技术三、丙烷脱氢主要工艺技术第5页/共36页第五页，编辑于星期日：八点 五十七分。Ol e f le x工艺 Ol e f le x工艺是UOP公司所拥有的一种烷烃脱氢专利技术， 至201 4年已建成投产 1

3、1套生产装置，总能力达37 40 k t a第6页/共36页第六页，编辑于星期日：八点 五十七分。Oleflex流程简图反应区、催化剂连续再生区、产品分离区 分馏区氢气： 稀释剂，用氢气循环以抑制结 焦、抑制热裂解和作载热体维持脱氢反应温度第7页/共36页第七页，编辑于星期日：八点 五十七分。UOP反应器简图四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第8页/共36页第八页，编辑于星期日：八点 五十七分。反应器第9页/共36页第九页，编辑于星期日：八点 五十七分。从历史变迁看脱氢工艺发展前景 上世纪60年代，正丁烷脱/异丁烷脱氢盛极一时，以获得丁二烯/异丁烯；随着热裂解制乙烯/丙烯并副产丁

4、二烯/异丁烯（即统称的乙烯装置）的发展，催化脱氢制烯烃渐渐退出市场。 近年来随着乙烯装置原料轻质化，丙烯相对的缺口增大，丙烷脱氢开始兴起。 结论：需求推动生产，丙烯属于大宗产品，需求量大尤其下游需求大据中国化工报报道仅聚丙烯：预计新增产能超过300万吨至2500万吨以上。下游需求增速约7.7%，进口量280万吨，国内产量约2000万吨，产能利用率为80%。异丁烷脱氢制异丁烯正丁烷脱氢制丁二烯异丁烷脱氢制异丁烯第10页/共36页第十页，编辑于星期日：八点 五十七分。技术技术第11页/共36页第十一页，编辑于星期日：八点 五十七分。工艺仍在改进，殊途同归，任重道远第12页/共36页第十二页，编辑于

5、星期日：八点 五十七分。谢谢！第13页/共36页第十三页，编辑于星期日：八点 五十七分。Catofin 流程简图第14页/共36页第十四页，编辑于星期日：八点 五十七分。Catofin反应五步骤示意四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第15页/共36页第十五页，编辑于星期日：八点 五十七分。Catofin反应器简图四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第16页/共36页第十六页，编辑于星期日：八点 五十七分。Star流程简图四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第17页/共36页第十七页，编辑于星期日：八点 五十七分。Star反应器简图四、丙烷脱氢主要工艺技术四

6、、丙烷脱氢主要工艺技术第18页/共36页第十八页，编辑于星期日：八点 五十七分。第19页/共36页第十九页，编辑于星期日：八点 五十七分。第20页/共36页第二十页，编辑于星期日：八点 五十七分。第21页/共36页第二十一页，编辑于星期日：八点 五十七分。脱乙烷塔四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第22页/共36页第二十二页，编辑于星期日：八点 五十七分。产品精制四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第23页/共36页第二十三页，编辑于星期日：八点 五十七分。丙烯制冷简图四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第24页/共36页第二十四页，编辑于星期日：八点 五

7、十七分。第25页/共36页第二十五页，编辑于星期日：八点 五十七分。第26页/共36页第二十六页，编辑于星期日：八点 五十七分。丙烷脱氢的工程特点（一）(Catofin PDH) 工艺参数跨度大： 温度：高温704；低温-104。 压力：负压：0.05MPa(绝)；正压：2.39MPag。 五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点第27页/共36页第二十七页，编辑于星期日：八点 五十七分。丙烷脱氢的工程特点（二） 系统复杂：（一）反应系统： 1、反应原料加热、进出料换热、余热回收（废锅）互相交错； 2、再生空气加热、再生空气换热、余热回收（废锅）互相交错。（二）压缩： 三段压缩，闭环的调温

8、水系统回收低温热能，用于产品塔塔釜加热热源。五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点第28页/共36页第二十八页，编辑于星期日：八点 五十七分。丙烷脱氢的工程特点（二）（三）产品回收（低温回收）： 目的：通过深冷方式回收碳三，同时分离氢气、甲烷等轻烃；工艺介质从常温逐级冷凝冷却到-98 ，丙烯制冷、乙烯制冷提供不同级别冷源： 丙烯压缩提供：13， -1 ， -23， -35 乙烯制冷提供：-63， -100（四）产品精制： 透平的乏汽作为塔釜热源，塔釜的再沸器便是透平的表面冷凝器。 调温水系统回收低温热能，也用于塔釜热源的一部分。五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点第29页/共36

9、页第二十九页，编辑于星期日：八点 五十七分。丙烷脱氢的工程特点（二） 系统复杂：蒸汽系统： 4.0MPag，1.0MPag，0.35MPag火炬：湿火炬（WF） ，干火炬（DF），冷火炬（CF），液体倒空系统（LD）其它： 燃料气，循环水，仪表空气，工厂空气.五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点第30页/共36页第三十页，编辑于星期日：八点 五十七分。丙烷脱氢的工程特点（四） 设备大型化，管道“设备化”。 设备管道材料复杂，高温钢（304H），普通碳钢，低温碳钢或低温合金钢（A33GR6，09MnNiDR，3.5Ni），不锈钢。 反应器衬耐火材料。 高温管道，低温管道应力计算，反应框架的结构设计，诸多机组采购技术服务，大型设备的专门设计。第31页/共36页第三十一页，编辑于星期日：八点 五十七分。五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点Catofin反应器衬里第32页/共36页第