丙烷脫氫PDH介紹學(xué)習(xí)課程

1、一、丙烷脫氫反應(yīng)機(jī)理二、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)及特點(diǎn)三、工藝命脈，誰主沉浮 丙烷脫氫PROPANE DEHYDROGENATION第1頁/共36頁第一頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。從丙烷脫氫到丙烯 反應(yīng)表觀方程式：C3H8 C3H6+ H2 熱裂解脫氫： 傳統(tǒng)的蒸汽熱裂解裝置（乙烯裝置），C-C和C-H打斷，生產(chǎn)乙烯和丙烯。溫度800920，轉(zhuǎn)化率93%，乙烯收率42%，丙烯17%。 催化脫氫： 所謂的“丙烷脫氫”，溫度590630 ，單程轉(zhuǎn)化率33%44%，選擇性86%。第2頁/共36頁第二頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)熱力學(xué) 性質(zhì) （1）吸熱反應(yīng)； （2）平衡常數(shù)隨

2、溫度的升高而增大； （3）分子數(shù)增加的可逆反應(yīng)； 因此，提高反應(yīng)溫度和降低壓力有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行；但反應(yīng)溫度過高將造成非催化熱裂和深度脫氫反應(yīng)加劇，導(dǎo)致選擇性降低 。通常催化脫氫反應(yīng)溫度 控制在590630 。第3頁/共36頁第三頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。溫度-熱裂解副反應(yīng)曲線 第4頁/共36頁第四頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。目前主要幾種丙烷脫氫技術(shù)三、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)三、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)第5頁/共36頁第五頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。Ol e f le x工藝 Ol e f le x工藝是UOP公司所擁有的一種烷烴脫氫專利技術(shù)， 至201 4年已建成投產(chǎn) 1

3、1套生產(chǎn)裝置，總能力達(dá)37 40 k t a第6頁/共36頁第六頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。Oleflex流程簡圖反應(yīng)區(qū)、催化劑連續(xù)再生區(qū)、產(chǎn)品分離區(qū) 分餾區(qū)氫氣： 稀釋劑，用氫氣循環(huán)以抑制結(jié) 焦、抑制熱裂解和作載熱體維持脫氫反應(yīng)溫度第7頁/共36頁第七頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。UOP反應(yīng)器簡圖四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)第8頁/共36頁第八頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。反應(yīng)器第9頁/共36頁第九頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。從歷史變遷看脫氫工藝發(fā)展前景 上世紀(jì)60年代，正丁烷脫/異丁烷脫氫盛極一時(shí)，以獲得丁二烯/異丁烯；隨著熱裂解制乙烯/丙烯并副產(chǎn)丁

4、二烯/異丁烯（即統(tǒng)稱的乙烯裝置）的發(fā)展，催化脫氫制烯烴漸漸退出市場。 近年來隨著乙烯裝置原料輕質(zhì)化，丙烯相對的缺口增大，丙烷脫氫開始興起。 結(jié)論：需求推動(dòng)生產(chǎn)，丙烯屬于大宗產(chǎn)品，需求量大尤其下游需求大據(jù)中國化工報(bào)報(bào)道僅聚丙烯：預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能超過300萬噸至2500萬噸以上。下游需求增速約7.7%，進(jìn)口量280萬噸，國內(nèi)產(chǎn)量約2000萬噸，產(chǎn)能利用率為80%。異丁烷脫氫制異丁烯正丁烷脫氫制丁二烯異丁烷脫氫制異丁烯第10頁/共36頁第十頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。技術(shù)技術(shù)第11頁/共36頁第十一頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。工藝仍在改進(jìn)，殊途同歸，任重道遠(yuǎn)第12頁/共36頁第十二頁，編輯于

5、星期日：八點(diǎn) 五十七分。謝謝！第13頁/共36頁第十三頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。Catofin 流程簡圖第14頁/共36頁第十四頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。Catofin反應(yīng)五步驟示意四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)第15頁/共36頁第十五頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。Catofin反應(yīng)器簡圖四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)第16頁/共36頁第十六頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。Star流程簡圖四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)第17頁/共36頁第十七頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。Star反應(yīng)器簡圖四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)四

6、、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)第18頁/共36頁第十八頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。第19頁/共36頁第十九頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。第20頁/共36頁第二十頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。第21頁/共36頁第二十一頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。脫乙烷塔四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)第22頁/共36頁第二十二頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。產(chǎn)品精制四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)第23頁/共36頁第二十三頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。丙烯制冷簡圖四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)四、丙烷脫氫主要工藝技術(shù)第24頁/共36頁第二十四頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五

7、十七分。第25頁/共36頁第二十五頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。第26頁/共36頁第二十六頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。丙烷脫氫的工程特點(diǎn)（一）(Catofin PDH) 工藝參數(shù)跨度大： 溫度：高溫704；低溫-104。 壓力：負(fù)壓：0.05MPa(絕)；正壓：2.39MPag。 五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)第27頁/共36頁第二十七頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。丙烷脫氫的工程特點(diǎn)（二） 系統(tǒng)復(fù)雜：（一）反應(yīng)系統(tǒng)： 1、反應(yīng)原料加熱、進(jìn)出料換熱、余熱回收（廢鍋）互相交錯(cuò)； 2、再生空氣加熱、再生空氣換熱、余熱回收（廢鍋）互相交錯(cuò)。（二）壓縮： 三段壓縮，閉環(huán)的調(diào)溫

8、水系統(tǒng)回收低溫?zé)崮埽糜诋a(chǎn)品塔塔釜加熱熱源。五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)第28頁/共36頁第二十八頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。丙烷脫氫的工程特點(diǎn)（二）（三）產(chǎn)品回收（低溫回收）： 目的：通過深冷方式回收碳三，同時(shí)分離氫氣、甲烷等輕烴；工藝介質(zhì)從常溫逐級冷凝冷卻到-98 ，丙烯制冷、乙烯制冷提供不同級別冷源： 丙烯壓縮提供：13， -1 ， -23， -35 乙烯制冷提供：-63， -100（四）產(chǎn)品精制： 透平的乏汽作為塔釜熱源，塔釜的再沸器便是透平的表面冷凝器。 調(diào)溫水系統(tǒng)回收低溫?zé)崮?，也用于塔釜熱源的一部分。五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)第29頁/共36

9、頁第二十九頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。丙烷脫氫的工程特點(diǎn)（二） 系統(tǒng)復(fù)雜：蒸汽系統(tǒng)： 4.0MPag，1.0MPag，0.35MPag火炬：濕火炬（WF） ，干火炬（DF），冷火炬（CF），液體倒空系統(tǒng)（LD）其它： 燃料氣，循環(huán)水，儀表空氣，工廠空氣.五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)第30頁/共36頁第三十頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。丙烷脫氫的工程特點(diǎn)（四） 設(shè)備大型化，管道“設(shè)備化”。 設(shè)備管道材料復(fù)雜，高溫鋼（304H），普通碳鋼，低溫碳鋼或低溫合金鋼（A33GR6，09MnNiDR，3.5Ni），不銹鋼。 反應(yīng)器襯耐火材料。 高溫管道，低溫管道應(yīng)力計(jì)算，反應(yīng)框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，諸多機(jī)組采購技術(shù)服務(wù)，大型設(shè)備的專門設(shè)計(jì)。第31頁/共36頁第三十一頁，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十七分。五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)五、丙烷脫氫的工程特點(diǎn)Catofin反應(yīng)器襯里第32頁/共36頁第