国内丙烷脱氢制丙烯项目发展分析

安全与管理丙烷脱氢（PDH）制丙烯工艺及其危险性分析吴恢庆;李笑笑;尚腾飞;吴佳亮【摘要】Propylene is an important basic organic raw material in industrial usage next to ethylene in petrochemical industry. The production methods of propylene were overviewed. In these production methods, propane dehydrogenation ( PDH) was a mainly production process, which had a high risk of fire, explosion, etc. The current main producing technologies of propane dehydrogenation to propylene were briefly introduced. Taking a device with the Oleflex technology for example, the hazard of the process on the basic of the introduction of the process was analyzed. Some safety precautions were put forward which were useful to improve the level of process safety.%丙烯是石油化工中用量仅次于丙烯的重要基础有机原料。

综述了当前几种丙烯工业生产方法，这些生产方法中，丙烷脱氢( PDH)已成为当前主流生产技术，该技术在生产过程中具有很高的火灾、爆炸危险性。

简单介绍了当前丙烷脱氢制丙烯主要工艺技术，以一套采用Oleflex技术的工艺装置为例，对该生产工艺中存在的危险性进行了分析，并提出针对性的安全防护措施，有助于提高工艺安全生产水平。

一、我国丙烯行业发展现状及特点1. 装置能力与隶属关系我国的丙烯工业是随乙烯工业的发展而日益发展壮大起来的。

多年来, 乙烯一直作为我国石化工业的龙头产品, 相应地, 丙烯则作为乙烯的联产品或炼厂副产品。

到2003年底, 我国有50余家丙烯生产工厂, 生产能力合计约为559万吨, 产量593.23万吨。

其中, 中国石化集团丙烯生产能力346.5万吨, 产量385.99万吨, 产量占全国的65.1%；中国石油集团丙烯生产能力197.1万吨, 产量194.6万吨, 产量占全国的32.8%；地方企业丙烯产量12.73万吨, 占全国的2.1%。

2003年我国丙烯产量超过10万吨的生产企业装置概况见表1。

由表1可知, 2003年我国丙烯生产能力最大的企业是燕山石化, 装置能力为45.6万吨（不包括东方乙烯）；丙烯产量最大的企业是上海石化, 产量达到53.3万吨；丙烯能力在20万吨/年以上的主要有上海石化、扬子石化、燕山石化、齐鲁石化、吉林石化、大庆石化、兰州石化和大连石化等企业, 多数工厂丙烯生产能力在5万～20万吨/年之间, 此外还有20家工厂的生产能力在1万～5万吨/年之间。

在我国丙烯生产企业所产的丙烯产品中, 乙烯装置联产的丙烯均为企业自用, 用于生产大宗的丙烯下游产品, 如聚丙烯、丙烯腈、丁辛醇、丙烯酸系列以及苯酚/丙酮等；炼厂所产的丙烯一般作为本厂小聚丙烯装置以及丙烯腈、苯酚/丙酮装置等原料, 少数企业对外向固定下游厂家销售, 国内丙烯产品的市场贸易较少。

2. 丙烯的主要来源世界上丙烯的来源有蒸汽裂解制乙烯联产丙烯、炼厂催化裂化装置干气、丙烷脱氢、甲醇制烯烃以及近年所开发的烯烃转化、烯烃易位等工艺。

2003年世界丙烯生产能力约7314万吨, 其中乙烯联产丙烯占60%, 炼厂副产丙烯占35%, 丙烷脱氢占3%, 其他占2%。

我国丙烯主要来自乙烯裂解装置和炼厂催化裂化及催化裂解装置。

2003年我国丙烯生产能力559万吨, 其中乙烯联产丙烯能力约283万吨, 占丙烯总生产能力的50.6%, 产量约287万吨, 开工率约101%；炼厂副产丙烯能力约276万吨, 占丙烯总生产能力的49.4%, 产量约306.2万吨, 开工率110%。

中国石油呼和浩特石化公司丙烷脱氢项目采用ADHO 技术中国石油呼和浩特石化公司丙烷脱氢项目采用ADHO 技术前言近年来，由于全球能源需求增长，使得新能源的开发趋势越来越受到政策重视。

然而，尽管新能源开发的步伐有所加快，传统能源仍然占据着主导地位。

石化产业作为重要的能源消耗和污染排放领域，其技术创新与发展的重要性不言而喻。

丙烷脱氢项目就是石化行业中的一项重要技术创新。

本文将以中国石油呼和浩特石化公司丙烷脱氢项目采用ADHO 技术为例，就丙烷脱氢反应的基本原理、ADHO 技术的特点以及该项目的应用现状进行简要分析和讨论。

一、丙烷脱氢反应丙烷是一种轻质烃类气体，在石化工业中具有广泛应用。

但是，由于丙烷的分子结构稳定，其能量密度较低，且不易进行氧化反应。

因此，研发一种高效能的丙烷脱氢反应成为了石化工业研究的热点问题。

丙烷脱氢反应是指将丙烷中的一个氢原子去除，转化为丙烯。

该反应是烷烃分子链裂解的一种类型，需要通过高温高压、催化剂等手段才能实现。

丙烯是石化产业中的重要原料之一，用于生产聚合物、颜料、涂料等多种化工产品。

二、ADHO 技术1.技术原理ADHO 技术是指在高温高压催化条件下，通过将丙烷与CO2 混合反应，利用C-C 键断裂，可生成丙烯和CO。

ADHO 技术通过控制氧气的摩尔比，可实现在不同反应温度下的最佳丙烯生成率。

ADHO 技术的主要催化剂为镍催化剂。

镍催化剂的载体通常采用碳纤维、纳米结构氧化锆或氧化镍等材料。

镍催化剂的活性和稳定性对反应的效果非常重要。

2.技术特点ADHO 技术相较于以往丙烷脱氢反应技术，具有以下几点特点：（1）CO2 作为反应物，不但可以降低CO2 的排放，还能提高丙烯的产率，具有环保优势；（2）ADHO 技术采用高温高压反应条件，反应速度快，具有高效性；（3）催化剂的制备技术成熟，可以实现纳米材料的制备及长时间稳定性；（4）ADHO 技术可以实现在连续反应过程中对反应环境进行动态调控，具有较强的可控性。

2012年丙烷脱氢产业
分析报告
2012年9月
目录
一、丙烯需求增长强劲 (3)
二、丙烷脱氢价差维持高位，新产能方兴未艾 (4)
三、行业发展未来走势 (6)
1、丙烯未来是否会过剩 (6)
（1）石脑油路线制丙烯 (7)
①丙烯需求增速快于乙烯 (7)
②乙烷脱氢大幅扩产 (7)
（2）炼油副产乙烯 (9)
（3）其他工艺 (10)
2、丙烷供给未来是否会不足 (11)
（1）页岩气提供了大量丙烷气 (12)
（2）中东丙烷产量增长显著 (15)
（3）用作燃气的丙烷需求日渐萎缩 (16)
四、总结 (19)
一、丙烯需求增长强劲
受益于下游需求的强劲增长，丙烯的需求增速也非常强劲，过去五年的消费量复合增长率为6%。

而过去五年产能复合增长率仅为4.5%，低于需求增速1.5%。

这也就导致丙烯过去几年价格一直维持强势。

2009-2011 年丙烯价格累计上涨402.6%，远高于同期乙烯194.5%的价格涨幅。

二、丙烷脱氢价差维持高位，新产能方兴未艾
丙烯高企的价格导致其与丙烷价差一直维持高位，基本在3000元以上。

而年初随着丙烷价格大涨，价差曾跌至2600元/吨。

但随着近期丙烯价格的上涨，丙烷脱氢的价差恢复到5300元/吨。

丙烷脱氢制丙烯摘要：丙烷广泛存在与天然气和原油中，利用方法一般都是直接做燃料，造成了资源的极大浪费，同时也污染了环境，对丙烷的资源化利用具有深远意义。

丙烯是一种重要的有机化工原料，目前全球对于丙烯的需求量逐年上涨，传统的生产方法已不能满足要求，人们正在寻求更加广泛更加经济的丙烯来源。

丙烷脱氢制备丙烯原料来源广泛，设备投资低，能够充分利用油田气，已经引起了重视。

本文主要就几种丙烷脱氢制备丙烯的研究进展进行论述，介绍丙烷脱氢制备丙烯的各种工艺。

关键词：丙烷资源化利用；丙烯；丙烷催化脱氢引言原油或天然气处理后，可以从成品油中得到丙烷。

丙烷通常用来作为发动机、烧烤食品及家用取暖系统的燃料。

天然气和石油资源中含有大量的丙烷，油田气中丙烷约占6%，液化石油气约占60%，湿天然气约占15%，这些丙烷必须除去，因为丙烷缩合后会堵塞天然气管道，炼厂气为石油炼厂副产的气态烃，不同来源的炼厂气其组成各异，主要含有C4以下的烷烃[1]。

这些来源广泛的丙烷大部分被用作民用燃气，浪费了资源并造成了污染，所以对丙烷的资源化利用引起了广泛关注。

目前丙烷的利用主要为制备丙烯和丙烯衍生物如丙烯腈、丙烯醛、丙烯酸以及马来酸酐等，其中丙烯是三大合成原料的基本原料，通过丙烯的聚合、氧化、氨氧化、卤化、烷基化、水合、羰基化、齐聚等反应，可以得到大量的有机化工产品，如聚丙烯、环氧乙烷、丙烯腈、丙烯酸、丙烯醛、丙酮、甘油、乙丙橡胶等[2]。

其中聚丙烯增长量最大，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，在工业界有广泛的应用[3]。

目前生产丙烯的方法主要为蒸汽裂解乙烯联产丙烯和催化裂化炼厂气，已经不能满足丙烯市场的缺口，所以丙烷脱氢制丙烯具有广阔的发展前景和充分的现实意义。

表1 2010-2014年丙烯产品供需平衡表（单位：万吨/年）年份2010年2011年2012年2013年2014年产能1610 1810 1888 2096.5 2501产量1368 1502 1520 1525 1650进口量152 176 215 264 305表观消费量1520 1678 1735 1789 1955 当量需求2150 2310 2400 2600 2970注：丙烯出口量较小，2014年出口丙烯30.76吨，不做统计。

15万吨/年丙烷脱氢制丙烯生产装置建设项目可行性研究报告项目编制负责人：郭兵第1页目录第一章总论 (1)1.1项目概要 (1)1.1.1项目名称 (1)1.1.2项目建设地址 (1)1.1.3项目建设性质 (1)1.1.4项目负责人 (1)1.1.5项目建设规模 (1)1.1.6项目建设期限 (2)1.1.7项目投资规模 (2)1.1.8项目资金来源 (2)1.2项目提出背景 (2)1.2.1丙烯产品市场需求旺盛 (2)1.2.2本次建设项目的提出 (3)1.3项目公司简介 (3)1.4编制依据 (4)1.5编制原则 (5)1.6研究范围 (5)1.7主要经济技术指标 (6)1.8综合评价 (6)第二章项目必要性及可行性分析 (8)2.1项目建设必要性分析 (8)2.1.1顺应我国石化产业快速发展的需要 (8)2.1.2满足当前丙烯市场需求的需要 (8)2.1.3促进当地经济发展的需要 (9)2.1.4增加劳动就业，促进社会和谐发展的需要 (9)2.2项目建设可行性分析 (9)2.2.1政策可行性 (9)2.2.2市场可行性 (10)2.2.3技术可行性 (10)2.2.4管理可行性 (11)2.3可行性分析结论 (11)第三章项目市场分析 (12)3.1我国石化产业发展分析 (12)3.1.1我国石化业发展现状 (12)3.1.1“十二五”发展形势 (12)3.2我国石化产业发展方向分析 (13)3.3广东省石化产业发展分析 (22)3.4我国丙烯产业发展状况分析 (23)3.5我国丙烯市场需求情况分析 (25)3.6丙烷脱氢制丙烯项目发展情况分析 (26)3.7市场小结 (28)第四章项目建设条件 (29)4.1项目选址 (29)4.2项目选址要求 (29)4.3建设地概述 (29)4.4地理位置 (31)4.5气候环境 (31)4.6经济环境 (32)4.7区域交通状况 (32)4.8创业投资环境 (34)第五章总体建设方案 (35)5.1项目布局原则 (35)5.2项目总平面布置 (35)5.3总平面设计 (36)5.4道路设计 (37)5.5工程管线布置方案 (37)5.5.1给排水 (37)5.5.2供电及用电能耗 (37)5.6土建方案 (38)5.6.1方案指导原则 (38)5.6.2土建方案的选择 (38)5.7主要建设内容 (38)第六章产品工艺技术 (40)6.1主要产品及规模 (40)6.2丙烷脱氢制丙烯技术 (40)6.3技术目标 (41)6.4Catofin工艺流程 (41)6.4.1反应工段 (43)6.4.2压缩工段 (44)6.4.3回收工段 (44)6.4.4精制工段 (44)6.5主要原材料来源 (45)第七章节能与环保 (46)7.1节能设计依据 (46)7.2主要节能措施 (46)7.3环保依据及设计原则 (47)7.3.1环境保护设计依据 (47)7.3.2设计原则 (47)7.4主要污染源防治措施 (47)7.5绿化措施 (49)第八章消防措施 (50)8.1设计依据 (50)8.2设计原则 (50)8.3消防措施 (50)第九章劳动安全卫生 (52)9.1设计依据 (52)9.2概况 (52)9.3劳动安全 (52)9.3.1防火防爆设计 (52)9.3.2电力 (53)9.3.3防静电防雷措施 (53)9.4劳动卫生 (54)9.4.1防暑降温 (54)9.4.2卫生 (54)9.4.3噪声 (54)9.4.4照明 (54)第十章企业组织与劳动定员 (55)10.1企业组织机构 (55)10.2生产体制和劳动定员 (55)10.3人力资源管理 (55)10.3.1员工来源 (56)10.3.2人员培训 (56)10.3.3福利待遇 (56)第十一章项目实施规划 (58)11.1建设工期的规划 (58)11.2建设工期 (58)11.3实施进度安排 (58)第十二章项目投资估算 (59)12.1投资估算依据 (59)12.2固定资产投资估算 (59)12.3流动资金估算 (60)12.4资金筹措 (60)12.5项目投资总额 (60)12.6资金使用和管理 (63)第十三章投资效益分析 (64)13.1成本效益分析 (64)13.1.1基本数据的确立 (64)13.1.2产品成本 (65)13.1.3平均产品利润与销售税金 (66)13.2财务效益分析 (66)13.2.1项目投资回收期 (66)13.2.2项目投资利润率 (66)13.2.3不确定性分析 (66)13.3综合效益评价 (69)第十四章风险分析及规避 (71)14.1项目风险因素 (71)14.1.1不可抗力因素风险 (71)14.1.2技术风险 (71)14.1.3市场风险 (71)14.1.4资金管理风险 (72)14.2风险规避对策 (72)14.2.1不可抗力因素风险规避对策 (72)14.2.2技术风险规避对策 (72)14.2.3市场风险规避对策 (73)14.2.4资金管理风险规避对策 (73)第十五章结论与建议 (74)15.1结论 (74)15.2建议 (74)附录 (75)附件1产品销售收入预测表 (75)附件2总成本表（生产成本加期间费用法） (76)附件3外购原材料表 (77)附件4外购燃料及动力费表 (78)附件5工资及福利表 (79)附件6利润和利润分配表 (80)附件7固定资产折旧费计算表 (81)附件8无形资产及递延资产摊销表 (82)附件9流动资金估算表 (83)附件10项目投资现金流量表 (84)附件11资产负债表 (86)附件12财务计划现金流量表 (87)附件13项目资本金现金流量表 (89)附件14项目资金来源及运用表 (90)第一章总论1.1项目概要1.1.1项目名称15万吨/年丙烷脱氢制丙烯生产装置建设项目1.1.2项目建设地址本项目拟建地址为广东省茂名市1.1.3项目建设性质新建项目1.1.4项目负责人XXXX总经理1.1.5项目建设规模本项目主要采用CATOFIN丙烷脱氢工艺制丙烯，达产后年设计生产能力为15万吨。

丙烷脱氢技术与应用研究摘要：近年来，为扩大丙烯供给，“丙烷脱氢”技术已逐渐引起了业界的重视。

丙烷脱氢是以丙烷为原料，通过脱氢得到丙烯。

国内和国际上广泛采用了丙烷脱氢技术（PDH）技术。

本文就一种新丙烷脱氢法（ADHO）工艺在我国的实际使用情况和技术经济效益进行了讨论，并对其在我国的发展过程中出现的一些问题作了简要的说明。

本文先详细介绍该技术的应用背景、现状和技术特征。

进而从原料供应、产品优势、经济效益等多个角度对该工艺进行了可行性分析，对该工艺在炼油企业的经济效益进行了评估，提出最大限度利用这一技术的前景。

关键词：丙烷脱氢技术；应用；经济效益1.丙烷脱氢技术简介及国内应用现状1.1丙烷脱氢技术原理传统丙烷脱氢工艺流程见图1。

原料丙烷经冷箱分离系统与氢气混合后，通过换热进入加热炉将温度加热至反应温度，再进入反应器进行脱氢，脱氢反应器为四台串联运行，反应产物经过压缩、脱氯、干燥后进入冷箱分离系统，冷箱分离系统将来自反应单元的反应产物分离为富氢的净气产品物流和富烃的液体产品物流。

该冷箱系统还将一部分富氢气与丙烷进料混合，作为反应器的混合进料送出。

充分利用富氢物流在系统内的膨胀和优化进出冷箱物流的换热。

冷箱所分离的干气，一部分作为反应产物干燥器的再生介质，一部分作为提升气体，多余部分作为燃料气体送去燃料气管网，反应产物干燥器再生尾气经碱洗后进入PSA单元产出99.99%合格氢气。

冷箱分离出来的C2+液体产品，经液体产品泵输送至脱乙烷塔系统进行C2/C3分离，脱乙烷汽提塔塔底液相进入丙烯--丙烷分离塔，塔顶得到丙烯产品。

塔底作为循环丙烷经过循环丙烷泵送至预处理系统，原料丙烷在专用催化剂的作用下，脱氢生成丙烯与副产品氢气。

反应式：C3H8→C3H6+H2ΔH=+124.3kJmol-1该反应为强吸热过程，也是平衡反应，所以，提高温度和降低压力有利于脱氢反应地进行，从而获得较高的丙烷转化率，但是过高的反应温度导致结焦问题加剧。