丙烷的工业应用

1、丙烷的工业应用二、丙烷的工业应用：1.丙烷的主要用途：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，也被用来充当休旅车和露营时取暖和做饭的燃料。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

2、哥，丁烷的标准含量会高一些。2.丙烷的工业用途：目前随着工业的发展，丙烷逐渐成为一种重要的石油化工原料。在石油化工上，丙烷可作为蒸汽裂化制备基础石化产品的给料；由于丙烷与丙烯之间存在着巨大的价格差，而且丙烷资源丰富，目前全球很多公司纷纷研究用丙烷作原料生产丙烯和丙烯腈的工艺。三、丙烷一次氨氧化制丙烯腈：丙烷氨氧化工艺早在20世纪50年代和60年代初就开始被研究。由丙烷氨氧化直接生产丙烯腈关键在于开发使丙烷活化的催化剂（钒/锑氯化物），丙烯腈收率可望达到约55%。进行丙烷制丙烯腈工艺开发的有旭化成、BP和三菱化学公司，三井东压化学、罗纳-普朗克、巴斯夫、空气产品和日本触媒化成等公司也在开发此工艺

3、。浅野化学公司已将小试放大到中试。三菱化学公司和BOC气体公司也在日本建设了中试装置，三菱化学开发的催化剂以钼、钒、碲的氧化物为基础，其中含少量铌和锑。旭化成和三井公司也在投入研究。BP公司也在开发丙烷生产丙烯腈工艺，并在美国得州绿湖中试成功，BP开发的催化剂以钒和锑的氧化物为基础，以锡和钛为助剂。可望在78年内建成20-25万吨/年装置。国内外丙烷一次氨氧化制丙烯腈工业化如下表：表1.国内外丙烷一次氨氧化制丙烯腈的生产能力（万吨/年）时间所属公司生产能力计划投产日期工艺路线对现有丙烯制丙烯腈工艺改造韩国Tongsuh石化公司（旭化成的全资子公司）72007年1月20日日本旭化成2008年泰国

4、的MapTaPhut公司（旭化成的合资公司）202011年7月日本旭化成表2丙烯腈生成方法的经济概况丙烯氨氧化法丙烷法氧气氧化法空气氧化法基础专利BP+AsahiBPMitsubishi物料丙烯丙烷丙烷氧化空气氧气空气供给原料成本，美分/kg43.5418.118.1总投资，百万美元334.5381.5396.3原材料成本，美元/kg0.58880.59540.7298副产品消耗，美元/kg(0.0412)(0.0780)(0.0705)包装费，美元/kg0.03080.02310.0315可变成本，美元/kg0.57850.47000.4442固定价，美元/kg0.07690.08710.0

5、875现价，美元/kg0.65540.55710.5002贬值，美元/kg0.12300.14020.145710%回收，美元/kg0.12280.13990.1455总成本，美元/kg0.90120.83730.7914注：1.美国GuifCoast,1997年二季度27.22万t/a；2.丙烯43.54美分/kg,丙烷18.1美分/kg,氨24.80美分/kg,HCN49.16美分/kg。表1对3种生产方式进行经济分析和概括，其相关数据都是来自美国GulfCoast，以27.22万t/a、1997年第2季度为准。丙烯氨氧化法总投资较丙烷转化法低，丙烷转化法因使用的原料为丙烷（丙烷价格为18

6、.1美分/kg，丙烯43.54美分/kg）而成本较低，从成本上来看丙烷法占优势，但丙烷法会产生较丙烯氨氧法更多的HCN,而HCN会明显增加副产物的消耗，从这一点来看，还要看生产厂家对HCN是否有大的需求，丙烷法也是获得大量HCN的途径以便来生产所需要的衍生物（如美国Cytec为生产丙酮氰醇-甲基丙烯酸酯；孟山都为生产一些其它的化学品中间体）。对于丙烯法使用的催化剂继续改进以及其它的改进，每一个百分点的提高，都使丙烷生产AN的经济性增加了困难，但是这项技术在远东是很有发展前途的，那儿的丙烷比丙烯更容易得到。该项技术的经济规模为25-27.5万t/a。表3列出生产丙烯腈3种方法的技术经济指标。表3

7、丙烯腈生产过程技术经济指标丙烯氨氧化法丙烷法氧气氧化法空气氧化法装置规模/万ta-127.2227.2227.22地点USGCUSGCUSGC负荷率，%100100100总生产资金，百万美元267.6305.2317其它项目消耗，百万美元66.976.379.3总投资，百万美元334.9381.5396.3资产周转金，百万美元25.726.025.4原材料单耗，kg/kg丙烯1.0291丙烷1.3661.5165氨0.43000.56000.5600H2SO40.07690.15390.1390催化剂及化学品，美分/kg0.02990.03300.0299副产品单产，kg/kgHCN0.083

8、50.15880.1434硫酸铵0.10170.20330.1836乙腈0.00930.01770.0160动力，kwh/kg0.15430.19970.1944冷却水，m3/kg333530358加热水，m3/kg00.830.83循环水，t/kg2.552.5蒸汽，600Psip，t/kg0.66-0.240.44环保费，美元/kg0.0130.0130.013人员343434以丙烷为原料制造丙烯腈的研究工作要追溯到1961年，那时已有研究者从热力学上证实了它的可能性，之后，孟山都、ICI、三井东压和三菱化学公司开始研究工业化的应用。然而，获得最大进展的仍是BP/Sohio。表3列出BP丙

9、烷氨氧化的工艺条件。1997年5月，BP公司宣布丙烷氨氧化一步法生产丙烯腈示范装置成功运行。并称新工艺比传统丙烯法生产成本降低20%，而且丙烯酸之类的副产少，产出更多的高价值产品乙腈和氢氰酸。几乎同时，日本三菱化学（MCC）和BritishOxygenCo（BOC）也声称开发成功丙烷氨氧化制丙烯腈新工艺。MCC开发的新催化剂，其选择性高于BP，而BOC则提供选择性烃类分离回收和循环未反应丙烷技术。表4BP丙烷氨氧化工艺条件工艺条件丙烷/氨/氧/水5/1/2/1温度/c440-550压力psi1-15停留时间/s0.05-5单程转化率，%14-15丙烷净化损耗，2总选择性，%丙烯腈66HCN10

10、乙腈2-由于丙烷价格的优势，预计本世纪初将建以丙烷为原料的生产装置，丙烷氨氧化工艺也将随装置增多和改进而得到完善。四、丙烷脱氢制丙烯：目前我国丙烷脱氢尚无规模化生产的例子，但在建装置总产能初步统计已经达到610万吨左右，丙烷脱氢所需原料丙烷纯度要求在97%以上，并且总硫含量在l00ppm以下。现有国外丙烷脱氢装置，都采用湿性油田伴生气为来源的高纯低硫丙烷为原料。而我国湿性油田伴生气资源较匮乏，且国产液化气是石油炼制过程中产生的副产品，是一种杂质含量及硫含量较高的混合气体，国产液化气中丙烷质量无法满足丙烷脱氢工艺原料要求因此，国内建设的丙烷脱氢装置，必须进口以国外油田伴生气为来源的非炼油厂生产的

11、高纯度液化丙烷。丙烷脱氢要求低廉的丙烷原料价格方可获得经济效益，据测算，丙烷约占丙烷脱氢制丙烯总成本的2/3；据UOP介绍，1996年使用第一代的Oleflex工艺技术在泰国建设的10万吨/年丙烷脱氢装置基建投资为I000美兀/吨丙烯，2003年而到西班牙Tarragona的PropanChem35万吨/年丙烷脱氢装置建设时，基建成本已降至650美元/吨丙烯。表5.国外丙烷脱氢制丙烯的生产能力（万/吨年）所在地所属公司生产能力投产日期工艺路线泰国罗勇马塔府PTT10.51990UOP-Oleflex泰国7.01996UOP-Oleflex马来西亚8.01993UOP-Oleflex马来西亚30

12、2001UOP-Oleflex韩国Hyosung16.51991UOP-Oleflex韩国TKI251997UOP-Oleflex比利时251991Lummus-Catofin墨西哥31994Lummus-Catofin中东251997UOP-Oleflex马来西压MMSB302001UOP-Oleflex西班牙TarragonaBASF/Sonatrach352003UOP-Oleflex埃及Oriental352004UOP-Oleflex沙特Jubail国家聚丙烯公司452008Lummus-Catofin沙特Jubail沙特聚烯烃公司452004Lummus-Catofin沙特Yanb

13、uAlujain422006UOP-Oleflex沙特JubailSahara/Basell452007UOP-Oleflex埃及PortSaidEPPC352009伍德-Star俄罗斯TobolskSibur352010不详伊朗NPC50建设中不详俄罗斯OrenburgSibur不详筹建中不详泰国PTT312009UOP-Oleflex合计578表6.目前准备上丙烷脱氢制丙烯的生产能力（万吨/年）时间所属公司生产能力计划投产日期工艺路线2011年4月25日（宣布）陶氏集团752015德国UOP-C3Oleflex2011年6月阿布扎比炼油公司（Takreer）502013年底阿联酋UOP-C

14、3Oleflex2011年9月（宣布）萨克斯坦5020152011年9月底（宣布）俄罗斯西布尔（Sibur）公司旗下的Tobolsk聚合物子公司512012年三季度UOP-C3Oleflex2011年10月10日（宣布）埃及联合东方石化（OPC）252015PDH装置2011年5月17日（开工）福建中国软包装集团80X22013年一期2015年二期UOP-C3Oleflex2011年6月25日（开工）渤化集团天津渤化石化有限公司602013.6.30Lummus-Catofin2011年9月（开工）长江天化丙烯联合体项目落户江苏南通如皋长江镇652013.7拟采用UOP-C3Oleflex2011年8月3日（宣布）浙江聚龙石油化工