丙烷脫氫項目技術(shù)及經(jīng)濟性分析

1、丙烷脫氫項目技術(shù)及經(jīng)濟性分析丙烯是僅次于乙烯的重要石油化工基本原料，除合成聚丙烯（PP）外，丙烯還可用于生產(chǎn)成丙烯腈、丁辛醇、異丙醇、苯酚和丙酮、丙烯酸及其脂類等眾多下游產(chǎn)品，正逐步取代傳統(tǒng)的材料如鋼鐵、木材、棉及棉制品等，長遠看，國內(nèi)外市場需求仍然旺盛，隨著丙烷脫氫技術(shù)趨于成熟，特別是近年來，隨著世界非常規(guī)天然資源開發(fā)獲得突破，獲得長期、穩(wěn)定、相對低廉的丙烷資源成為可能，使丙烷脫氫(PDH)制丙烯項目有較強競爭力，引發(fā)巨頭紛紛投資，成為行業(yè)發(fā)展的熱點。一、丙烯增產(chǎn)技術(shù)進展1、丙烯增產(chǎn)技術(shù)有5類（1）烴類蒸汽裂解生產(chǎn)丙烯時，丙烯收率最多只有33%。（2）改進FCC等煉油技術(shù)，增產(chǎn)丙烯FCC裝置

2、升級技術(shù)；（4）丙烷脫氫技術(shù)； 比烴類蒸汽裂解能產(chǎn)生更多的丙烯，用催化脫氫法生產(chǎn)丙烯，總收率7486，用唯一原料生產(chǎn)唯一產(chǎn)品，設(shè)備投資比蒸汽裂解低33，有效地利用液化石油氣資源使之轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫南N。（5）以天然氣、煤等為原¬料，生產(chǎn)乙烯、丙烯的甲醇制烯烴技術(shù)等。2、增產(chǎn)丙烯的催化裂化（FCC）技術(shù)與傳統(tǒng)的FCC相比，這類技術(shù)操作條件更為苛刻，要求反應(yīng)溫度、劑油比更高，催化時間更短。代表性的技術(shù)有中國石化集團公司的DCC技術(shù)和北京石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的催化熱裂解（ CPP技術(shù)），其中后者工藝技術(shù)已于2001年6月通過由中國石油化工集團技術(shù)開發(fā)中心和中國石油天然氣集團科技發(fā)展部共同組織

3、的鑒定。2009年8月28日，被列為國家乙烯（丙烯）工業(yè)新原料來源示范項目的中國藍星沈陽化工集團50萬噸/年催化熱裂解（CPP）制乙烯項目（以下簡稱CPP項目）在沈陽成功投產(chǎn)。3、低碳烯烴裂解制丙烯技術(shù)該技術(shù)是將C4-8烯烴在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為丙烯和乙烯的技術(shù)，不僅解決煉廠和石腦油裂解副產(chǎn)C4-8出路問題，又增產(chǎn)高附加值乙烯、丙烯產(chǎn)品。目前較為成熟的技術(shù)主要有：ATOFINA/UOP公司的OCP工藝；Lurgi公司的Propylur工藝；Arco/KBR公司的Superflex工藝；Mobil公司的MOI工藝；以及日本旭化成公司的Omega工藝（中孔沸石為催化劑，丙烯產(chǎn)率為40%60%），20

4、06年在日本實現(xiàn)工業(yè)化；中國石化上海石油化工研究院以C4烯烴為原料，ZSM-5沸石為催化劑，丙烯收率達33%。4、烯烴歧化制丙烯技術(shù)該技術(shù)是通過烯烴碳-碳雙鍵斷裂并重新轉(zhuǎn)換為烯烴產(chǎn)物的催化反應(yīng)，以乙烯和2-丁烯為原¬料歧化為丙烯技術(shù)研究主要有：（1） ABB Lummus公司的OCT高溫催化劑工藝。采用W基催化劑和并聯(lián)固定床反應(yīng)器，300375， 3.03.5MPa條件下，進料丁烯中2-丁烯質(zhì)量分數(shù) 50%95%，丁烯轉(zhuǎn)化率85%92%，丁烯轉(zhuǎn)化為丙烯的選擇性為97%。OCT能夠把蒸汽裂解裝置丙烯/乙烯比提高到1.1以上。有十幾套工業(yè)生產(chǎn)裝置，上海賽科90萬噸/年乙烯裝置也采用了該技

5、術(shù)。（2） 法國石油研究院（IFP）的Meta-4低溫催化劑工藝。Meta-4工藝采用Re作催化劑和流化床反應(yīng)器，在2050、液相條件下，將2-丁烯和乙烯歧化生成丙烯。2-丁烯轉(zhuǎn)化率為90%，丙烯選擇性大于98%，該技術(shù)已在臺灣省中油公司完成中試試驗。5、丙烷脫氫制丙烯技術(shù)丙烷脫氫制丙烯技術(shù)目前已工業(yè)化，且成為第三大丙烯生產(chǎn)路線。工藝主要有:（1）UOP公司的Oleflex工藝，連續(xù)移動床工藝技術(shù);（2）Lummus-Houdry公司的Catofin工藝，循環(huán)多反應(yīng)器工藝技術(shù)；（3）伍德公司Krupp Uhdewcng的STAR工藝法；（4）Snamprogetti、林德公司Linde-BAS

6、F-Statoil共同開發(fā)的PDH工藝。全球現(xiàn)有投產(chǎn)的丙烯脫氫制丙烯工業(yè)裝置14套，其中10套采用UOP公司的Oleflex工藝。 4套為 ABB Lummus的 Catafin工藝 ，兩種丙烷脫氫制丙烯工藝大體相同，所不同的只是脫氫和催化劑再生部分。6、甲醇制烯烴技術(shù)該技術(shù)以天然氣或煤為原¬料生產(chǎn)甲醇，再以甲醇生產(chǎn)烯烴（MTO工藝）或丙烯（MTP工藝）的技術(shù)越來越受關(guān)注。目前比較成熟的技術(shù)主要有UOP/Hydro公司的MTO工藝；中國DMTO技術(shù)和Lurgi公司的MTP工藝。二、丙烷脫氫制丙烯生產(chǎn)發(fā)展狀況1、國外丙烷脫氫制丙烯裝置全球已經(jīng)投產(chǎn)和在建的裝置有20余套，全部建成后的產(chǎn)能

7、規(guī)模將達到670多萬噸。2、國外丙烷脫氫制丙烯裝置最新動態(tài)據(jù)化工在線統(tǒng)計，截止2011年年底，國外新有7家公司宣布建設(shè)丙烷脫氫項目：（1）陶氏化學(xué)4月25日宣布，于德州Freeport的丙烷脫氫(PDH)項目，2015年投產(chǎn)，由福陸公司設(shè)計服務(wù) 。還考慮再建一套丙烯生產(chǎn)裝置，可能于2018年開車。（2）2011年6月阿布扎比煉油公司(Takreer)宣布：用UOP技術(shù)建一套丙烷脫氫制丙烯裝置，丙烯生產(chǎn)能力50萬噸/年，2013年投產(chǎn)。（3）9月底哈薩克斯坦宣布投資約60億美元建多個項目，包括在阿特勞(Atyrau)的50萬噸/年丙烷脫氫制丙烯項目，2015年投產(chǎn)。（4）埃及聯(lián)合東方石化（OPC

8、）2011年10月宣布，25萬噸/年丙烷脫氫（PDH）裝置2015年底投產(chǎn)，將現(xiàn)有的聚丙烯能力擴大至22萬噸/年。PDH裝置生產(chǎn)的丙烯將供聚丙烯裝置（蘇伊士西北灣工業(yè)區(qū)16萬噸/年聚丙烯），項目可研已完成。（5）PetroLogistics公司旗下位于休斯頓丙烷脫氫（PDH）裝置于2010年第三季度投產(chǎn)。丙烯能力約54.5萬噸/年。能生產(chǎn)不定比例的化學(xué)級、聚合級丙烯。化學(xué)級丙烯的含量較多，具有生產(chǎn)更多市場需求的“目的”丙烯的功能。（來源：Chem Week雜志，2010年6月）（6)俄羅斯西布爾(Sibur)公司日前宣布，旗下Tobolsk聚合物子公司將在俄羅斯Tobolsk采用UOP技術(shù)建設(shè)

9、51萬噸/年P(guān)DH制丙烯裝置，該PDH和PP聯(lián)合裝置將于2012年第三季度建成。3、國內(nèi)情況據(jù)有關(guān)報道統(tǒng)計，截止2011年底，國內(nèi)已有9家公司宣布丙烷脫氫項目：（1) 2011年5月17日，中國軟包裝集團投資150億元的中景80萬噸聚丙烯項目在福清石化科技園開工。年生產(chǎn)160萬噸聚丙烯樹脂和三期總計200萬噸丙烷脫氫制丙烯。（2) 2011年6月25日，渤化集團天津渤化石化有限公司60萬噸丙烷脫氫制丙烯項目開工建設(shè)，2013年6月建成。據(jù)2010年9月報道：項目釆用由魯姆斯技術(shù)公司轉(zhuǎn)讓的Catofin脫氫技術(shù)。項目位于天津渤?；@區(qū)，采用魯姆斯Catofin脫氫專利技術(shù)，以丙烷為原料，經(jīng)催化

10、脫氫、壓縮、低溫分離、產(chǎn)品精餾等工藝過程，生產(chǎn)聚合級丙烯。項目總投資348億元。（3) 2011年7月15日，江蘇長江天然氣化工有限公司年產(chǎn)丙烯65萬噸的丙烯聯(lián)合體項目落戶江蘇南通如皋長江鎮(zhèn)。（4) 2011年8月3日浙江聚龍石油化工有限公司（嘉興獨山港區(qū)）建設(shè)年產(chǎn)丙烯45萬噸丙烷脫氫制丙烯裝置，UOP技術(shù)，于2013年建成。（5）2011年8月5日海越股份公告，控股子公司寧波海越新材料有限公司利用138萬噸丙烷和混合碳四建設(shè)丙烷脫氫裝置。目前，已與魯姆斯技術(shù)公司簽訂了寧波丙烷脫氫裝置的技術(shù)許可和工程技術(shù)服務(wù)合同。（6）中國煙臺萬華聚氨酯計劃2013年投產(chǎn)在山東煙臺新建的75萬噸/年丙烷脫氫制

11、丙烯裝置，據(jù)中化新網(wǎng)2011年10月24日報道：該裝置將使用UOP的Oleflex工藝技術(shù)。（7）2011年9月東華能源股份與江蘇飛翔化工股份、江蘇華昌化工股份簽署三方合資協(xié)議，擬共同投資設(shè)立張家港揚子江石化有限公司，建設(shè)120萬噸丙烷脫氫制丙烯裝置，分兩期建設(shè)。（8) 江蘇海利化工利用UOP技術(shù)建設(shè)51萬噸/年丙烷脫氫裝置。（9) 紹興三元化工利用UOP技術(shù)建設(shè)45萬噸/年丙烷脫氫裝置。三、丙烷脫氫制丙烯技術(shù)發(fā)展狀況1、概述丙烷脫氫制丙烯技術(shù)問世迄今已有20多年歷史，經(jīng)過不斷完善，工業(yè)應(yīng)用日趨成熟。開發(fā)丙烷催化脫氫工藝成功的有：UOP公司的Oleflex工藝；Lummus公司的Catofin

12、工藝；Snamprogetti公司的流化床(FBD)工藝；Uhde的蒸汽活化重整(STAR)工藝；林德公司的PDH工藝。目前丙烷脫氫制丙烯實現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)工藝有美國UOP公司的Oleflex工藝和美國ABB Lummus Global公司的Catofin工藝。兩種丙烷脫氫制丙烯工藝大體相同，所不同的只是脫氫和催化劑再生部分。2. UOP公司的Oleflex工藝Oleflex工藝是80年代開發(fā)的，1990年首先在泰國實現(xiàn)了工業(yè)化，1997年4月韓國投產(chǎn)25萬噸/年丙烯的聯(lián)合裝置采用第二代Oleflex技術(shù)。目前，全世界Oleflex丙烷脫氫制丙烯總生產(chǎn)能力達250萬噸/年。3、Lummus公司的

13、Catofin工藝Catofin工藝是ABB Lummus公司開發(fā)的C3C5烷烴脫氫生產(chǎn)單烯烴技術(shù)。目前，全世界有10家采用Catofin工藝生產(chǎn)烯烴，生產(chǎn)量超過320萬噸/年。4、 丙烷脫氫工藝技術(shù)比較四、丙烷脫氫技術(shù)項目經(jīng)濟性分析1、全球丙烯消費結(jié)構(gòu)在全球范圍內(nèi)，丙烯主要用于生產(chǎn)聚丙烯，占到全球丙烯需求的58%；丙烯腈（10%）；羰基醇類（8%）；環(huán)氧丙烷（7%）;異丙苯（6%）;一些較小用途，制丙烯齊聚物、異丙醇和精細化學(xué)品。2、我國丙烯消費趨勢在我國，丙烯大部分用于生產(chǎn)聚丙烯，約占丙烯總消費量的70%，還有部分用于生產(chǎn)丙烯腈、環(huán)氧丙烷等其他化工產(chǎn)品。今后聚丙烯將依然是丙烯最大衍生物，其

14、消耗的丙烯占丙烯總需求量的比例將進一步提高。為滿足腈綸及ABS樹脂生產(chǎn)需求，我國將繼續(xù)擴大丙烯腈生產(chǎn)能力，其對丙烯的消費量仍將在丙烯消費結(jié)構(gòu)中保持較高的比例。3、丙烷脫氫制丙烯成本丙烷約占丙烷脫氫制丙烯總成本的2/3，因此，未來丙烷脫氫項目將主要集中在中東地區(qū)，特別是沙特阿拉伯。據(jù)統(tǒng)計，2004-2009年我國丙烯、丙烷進口月均差價476美元/t（見表3），項目具有良好的投資收益率，初步測算在我國華東地區(qū)建設(shè)丙烷脫氫裝置，當丙烷原料價格為729美元/t時（2010年1-4月進口平均價格），初步測算產(chǎn)出丙烯含稅成本價為9381元/t（除主要原料外，其它制造成本及期間費用1283元/t），相比同期市場進口丙烯10249元/t便宜868元/t左右。丙烷原料的來源多在海灣地區(qū)，目前該