丙烷的工業(yè)應(yīng)用

1、丙烷的工業(yè)應(yīng)用二、丙烷的工業(yè)應(yīng)用：1.丙烷的主要用途：丙烷常用作燒烤、便攜式爐灶和機(jī)動(dòng)車的燃料。丙烷通常被用來驅(qū)動(dòng)火車，公交車，叉車和出租車，也被用來充當(dāng)休旅車和露營(yíng)時(shí)取暖和做飯的燃料。在北美的一些農(nóng)村，人們用丙烷來填充爐灶、熱水器和干手機(jī)等產(chǎn)熱的器具。截至2000年，690萬(wàn)美國(guó)家庭以丙烷作為主要燃料商用的“丙烷”燃料，或稱液化石油氣，是不純的。在美國(guó)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劑。這是美國(guó)和加拿大的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，通常寫作HD-5標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是，從甲烷（天然氣）制備的液化石油氣不包含丙烯，只有從原油精煉過程中得到的丙烷才含有。同樣，在一些其他國(guó)家，比如墨西

2、哥，丁烷的標(biāo)準(zhǔn)含量會(huì)高一些。2.丙烷的工業(yè)用途：目前隨著工業(yè)的發(fā)展，丙烷逐漸成為一種重要的石油化工原料。在石油化工上，丙烷可作為蒸汽裂化制備基礎(chǔ)石化產(chǎn)品的給料；由于丙烷與丙烯之間存在著巨大的價(jià)格差，而且丙烷資源豐富，目前全球很多公司紛紛研究用丙烷作原料生產(chǎn)丙烯和丙烯腈的工藝。三、丙烷一次氨氧化制丙烯腈：丙烷氨氧化工藝早在20世紀(jì)50年代和60年代初就開始被研究。由丙烷氨氧化直接生產(chǎn)丙烯腈關(guān)鍵在于開發(fā)使丙烷活化的催化劑（釩/銻氯化物），丙烯腈收率可望達(dá)到約55%。進(jìn)行丙烷制丙烯腈工藝開發(fā)的有旭化成、BP和三菱化學(xué)公司，三井東壓化學(xué)、羅納-普朗克、巴斯夫、空氣產(chǎn)品和日本觸媒化成等公司也在開發(fā)此工藝

3、。淺野化學(xué)公司已將小試放大到中試。三菱化學(xué)公司和BOC氣體公司也在日本建設(shè)了中試裝置，三菱化學(xué)開發(fā)的催化劑以鉬、釩、碲的氧化物為基礎(chǔ)，其中含少量鈮和銻。旭化成和三井公司也在投入研究。BP公司也在開發(fā)丙烷生產(chǎn)丙烯腈工藝，并在美國(guó)得州綠湖中試成功，BP開發(fā)的催化劑以釩和銻的氧化物為基礎(chǔ)，以錫和鈦為助劑?？赏?8年內(nèi)建成20-25萬(wàn)噸/年裝置。國(guó)內(nèi)外丙烷一次氨氧化制丙烯腈工業(yè)化如下表：表1.國(guó)內(nèi)外丙烷一次氨氧化制丙烯腈的生產(chǎn)能力（萬(wàn)噸/年）時(shí)間所屬公司生產(chǎn)能力計(jì)劃投產(chǎn)日期工藝路線對(duì)現(xiàn)有丙烯制丙烯腈工藝改造韓國(guó)Tongsuh石化公司（旭化成的全資子公司）72007年1月20日日本旭化成2008年泰國(guó)

4、的MapTaPhut公司（旭化成的合資公司）202011年7月日本旭化成表2丙烯腈生成方法的經(jīng)濟(jì)概況丙烯氨氧化法丙烷法氧氣氧化法空氣氧化法基礎(chǔ)專利BP+AsahiBPMitsubishi物料丙烯丙烷丙烷氧化空氣氧氣空氣供給原料成本，美分/kg43.5418.118.1總投資，百萬(wàn)美元334.5381.5396.3原材料成本，美元/kg0.58880.59540.7298副產(chǎn)品消耗，美元/kg(0.0412)(0.0780)(0.0705)包裝費(fèi)，美元/kg0.03080.02310.0315可變成本，美元/kg0.57850.47000.4442固定價(jià)，美元/kg0.07690.08710.0

5、875現(xiàn)價(jià)，美元/kg0.65540.55710.5002貶值，美元/kg0.12300.14020.145710%回收，美元/kg0.12280.13990.1455總成本，美元/kg0.90120.83730.7914注：1.美國(guó)GuifCoast,1997年二季度27.22萬(wàn)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對(duì)3種生產(chǎn)方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和概括，其相關(guān)數(shù)據(jù)都是來自美國(guó)GulfCoast，以27.22萬(wàn)t/a、1997年第2季度為準(zhǔn)。丙烯氨氧化法總投資較丙烷轉(zhuǎn)化法低，丙烷轉(zhuǎn)化法因使用的原料為丙烷（丙烷價(jià)格為18

6、.1美分/kg，丙烯43.54美分/kg）而成本較低，從成本上來看丙烷法占優(yōu)勢(shì)，但丙烷法會(huì)產(chǎn)生較丙烯氨氧法更多的HCN,而HCN會(huì)明顯增加副產(chǎn)物的消耗，從這一點(diǎn)來看，還要看生產(chǎn)廠家對(duì)HCN是否有大的需求，丙烷法也是獲得大量HCN的途徑以便來生產(chǎn)所需要的衍生物（如美國(guó)Cytec為生產(chǎn)丙酮氰醇-甲基丙烯酸酯；孟山都為生產(chǎn)一些其它的化學(xué)品中間體）。對(duì)于丙烯法使用的催化劑繼續(xù)改進(jìn)以及其它的改進(jìn)，每一個(gè)百分點(diǎn)的提高，都使丙烷生產(chǎn)AN的經(jīng)濟(jì)性增加了困難，但是這項(xiàng)技術(shù)在遠(yuǎn)東是很有發(fā)展前途的，那兒的丙烷比丙烯更容易得到。該項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模為25-27.5萬(wàn)t/a。表3列出生產(chǎn)丙烯腈3種方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。表3

7、丙烯腈生產(chǎn)過程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)丙烯氨氧化法丙烷法氧氣氧化法空氣氧化法裝置規(guī)模/萬(wàn)ta-127.2227.2227.22地點(diǎn)USGCUSGCUSGC負(fù)荷率，%100100100總生產(chǎn)資金，百萬(wàn)美元267.6305.2317其它項(xiàng)目消耗，百萬(wàn)美元66.976.379.3總投資，百萬(wàn)美元334.9381.5396.3資產(chǎn)周轉(zhuǎn)金，百萬(wàn)美元25.726.025.4原材料單耗，kg/kg丙烯1.0291丙烷1.3661.5165氨0.43000.56000.5600H2SO40.07690.15390.1390催化劑及化學(xué)品，美分/kg0.02990.03300.0299副產(chǎn)品單產(chǎn)，kg/kgHCN0.083

8、50.15880.1434硫酸銨0.10170.20330.1836乙腈0.00930.01770.0160動(dòng)力，kwh/kg0.15430.19970.1944冷卻水，m3/kg333530358加熱水，m3/kg00.830.83循環(huán)水，t/kg2.552.5蒸汽，600Psip，t/kg0.66-0.240.44環(huán)保費(fèi)，美元/kg0.0130.0130.013人員343434以丙烷為原料制造丙烯腈的研究工作要追溯到1961年，那時(shí)已有研究者從熱力學(xué)上證實(shí)了它的可能性，之后，孟山都、ICI、三井東壓和三菱化學(xué)公司開始研究工業(yè)化的應(yīng)用。然而，獲得最大進(jìn)展的仍是BP/Sohio。表3列出BP丙

9、烷氨氧化的工藝條件。1997年5月，BP公司宣布丙烷氨氧化一步法生產(chǎn)丙烯腈示范裝置成功運(yùn)行。并稱新工藝比傳統(tǒng)丙烯法生產(chǎn)成本降低20%，而且丙烯酸之類的副產(chǎn)少，產(chǎn)出更多的高價(jià)值產(chǎn)品乙腈和氫氰酸。幾乎同時(shí)，日本三菱化學(xué)（MCC）和BritishOxygenCo（BOC）也聲稱開發(fā)成功丙烷氨氧化制丙烯腈新工藝。MCC開發(fā)的新催化劑，其選擇性高于BP，而BOC則提供選擇性烴類分離回收和循環(huán)未反應(yīng)丙烷技術(shù)。表4BP丙烷氨氧化工藝條件工藝條件丙烷/氨/氧/水5/1/2/1溫度/c440-550壓力psi1-15停留時(shí)間/s0.05-5單程轉(zhuǎn)化率，%14-15丙烷凈化損耗，2總選擇性，%丙烯腈66HCN10

10、乙腈2-由于丙烷價(jià)格的優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)本世紀(jì)初將建以丙烷為原料的生產(chǎn)裝置，丙烷氨氧化工藝也將隨裝置增多和改進(jìn)而得到完善。四、丙烷脫氫制丙烯：目前我國(guó)丙烷脫氫尚無(wú)規(guī)?；a(chǎn)的例子，但在建裝置總產(chǎn)能初步統(tǒng)計(jì)已經(jīng)達(dá)到610萬(wàn)噸左右，丙烷脫氫所需原料丙烷純度要求在97%以上，并且總硫含量在l00ppm以下。現(xiàn)有國(guó)外丙烷脫氫裝置，都采用濕性油田伴生氣為來源的高純低硫丙烷為原料。而我國(guó)濕性油田伴生氣資源較匱乏，且國(guó)產(chǎn)液化氣是石油煉制過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，是一種雜質(zhì)含量及硫含量較高的混合氣體，國(guó)產(chǎn)液化氣中丙烷質(zhì)量無(wú)法滿足丙烷脫氫工藝原料要求因此，國(guó)內(nèi)建設(shè)的丙烷脫氫裝置，必須進(jìn)口以國(guó)外油田伴生氣為來源的非煉油廠生產(chǎn)的

11、高純度液化丙烷。丙烷脫氫要求低廉的丙烷原料價(jià)格方可獲得經(jīng)濟(jì)效益，據(jù)測(cè)算，丙烷約占丙烷脫氫制丙烯總成本的2/3；據(jù)UOP介紹，1996年使用第一代的Oleflex工藝技術(shù)在泰國(guó)建設(shè)的10萬(wàn)噸/年丙烷脫氫裝置基建投資為I000美兀/噸丙烯，2003年而到西班牙Tarragona的PropanChem35萬(wàn)噸/年丙烷脫氫裝置建設(shè)時(shí)，基建成本已降至650美元/噸丙烯。表5.國(guó)外丙烷脫氫制丙烯的生產(chǎn)能力（萬(wàn)/噸年）所在地所屬公司生產(chǎn)能力投產(chǎn)日期工藝路線泰國(guó)羅勇馬塔府PTT10.51990UOP-Oleflex泰國(guó)7.01996UOP-Oleflex馬來西亞8.01993UOP-Oleflex馬來西亞30

12、2001UOP-Oleflex韓國(guó)Hyosung16.51991UOP-Oleflex韓國(guó)TKI251997UOP-Oleflex比利時(shí)251991Lummus-Catofin墨西哥31994Lummus-Catofin中東251997UOP-Oleflex馬來西壓MMSB302001UOP-Oleflex西班牙TarragonaBASF/Sonatrach352003UOP-Oleflex埃及Oriental352004UOP-Oleflex沙特Jubail國(guó)家聚丙烯公司452008Lummus-Catofin沙特Jubail沙特聚烯烴公司452004Lummus-Catofin沙特Yanb

13、uAlujain422006UOP-Oleflex沙特JubailSahara/Basell452007UOP-Oleflex埃及PortSaidEPPC352009伍德-Star俄羅斯TobolskSibur352010不詳伊朗NPC50建設(shè)中不詳俄羅斯OrenburgSibur不詳籌建中不詳泰國(guó)PTT312009UOP-Oleflex合計(jì)578表6.目前準(zhǔn)備上丙烷脫氫制丙烯的生產(chǎn)能力（萬(wàn)噸/年）時(shí)間所屬公司生產(chǎn)能力計(jì)劃投產(chǎn)日期工藝路線2011年4月25日（宣布）陶氏集團(tuán)752015德國(guó)UOP-C3Oleflex2011年6月阿布扎比煉油公司（Takreer）502013年底阿聯(lián)酋UOP-C

14、3Oleflex2011年9月（宣布）薩克斯坦5020152011年9月底（宣布）俄羅斯西布爾（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）埃及聯(lián)合東方石化（OPC）252015PDH裝置2011年5月17日（開工）福建中國(guó)軟包裝集團(tuán)80X22013年一期2015年二期UOP-C3Oleflex2011年6月25日（開工）渤化集團(tuán)天津渤化石化有限公司602013.6.30Lummus-Catofin2011年9月（開工）長(zhǎng)江天化丙烯聯(lián)合體項(xiàng)目落戶江蘇南通如皋長(zhǎng)江鎮(zhèn)652013.7擬采用UOP-C3Oleflex2011年8月3日（宣布）浙江聚龍石油化工