丙烷脱氢PDH介绍教案.pptx

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1、会计学1丙烷脱氢丙烷脱氢PDH介绍介绍一、丙烷脱氢反应机理一、丙烷脱氢反应机理二、丙烷脱氢主要工艺技术及特点二、丙烷脱氢主要工艺技术及特点三、工艺命脉，谁主沉浮三、工艺命脉，谁主沉浮 丙烷脱氢丙烷脱氢PROPANE DEHYDROGENATION第1页/共36页从丙烷脱氢到丙烯从丙烷脱氢到丙烯n n反应表观方程式：反应表观方程式：C3H8 C3H6+H2n n热裂解脱氢：热裂解脱氢：传统的蒸汽热裂解装置（乙烯装置），传统的蒸汽热裂解装置（乙烯装置），C-CC-C和和C-HC-H打断，生打断，生产乙烯和丙烯。温度产乙烯和丙烯。温度800920800920，转化率，转化率93%93%，乙烯收，乙烯

2、收率率42%42%，丙烯，丙烯17%17%。n n催化脱氢：催化脱氢：所谓的所谓的“丙烷脱氢丙烷脱氢”，温度，温度590630590630 ，单程转化率，单程转化率33%44%33%44%，选择性，选择性86%86%。第2页/共36页丙烷脱氢制丙烯反应热力学丙烷脱氢制丙烯反应热力学丙烷脱氢制丙烯反应热力学丙烷脱氢制丙烯反应热力学 性质性质性质性质 （1 1）吸热反应；）吸热反应；（2 2）平衡常数随温度的升高而增大；）平衡常数随温度的升高而增大；（3 3）分子数增加的可逆反应；）分子数增加的可逆反应；因此，提高反应温度和降低压力有利于反应向正方向进，提高反应温度和降低压力有利于反应向正方向进行

3、；但反应温度过高将造成非催化热裂和深度脱氢反应行；但反应温度过高将造成非催化热裂和深度脱氢反应加剧，导致选择性降低加剧，导致选择性降低 。通常催化脱氢反应温度。通常催化脱氢反应温度 控制在控制在590630 590630 。第3页/共36页温度温度温度温度-热裂解副反应曲线热裂解副反应曲线热裂解副反应曲线热裂解副反应曲线 第4页/共36页目前主要几种丙烷脱氢技术目前主要几种丙烷脱氢技术三、丙烷脱氢主要工艺技术三、丙烷脱氢主要工艺技术第5页/共36页Ol e f le x工艺工艺n n Ol e f le x工艺是UOP公司所拥有的一种烷烃脱氢专利技术，至201 4年已建成投产 1 1套生产装置

4、，总能力达37 40 k t a第6页/共36页Oleflex流程简图流程简图反应区、催化剂连续再生区、产品分离区 分馏区氢气：稀释剂，用氢气循环以抑制结 焦、抑制热裂解和作载热体维持脱氢反应温度第7页/共36页UOP反应器简图四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第8页/共36页反应器第9页/共36页从历史变迁看脱氢工艺发展前景从历史变迁看脱氢工艺发展前景n n上世纪上世纪6060年代，正丁烷脱年代，正丁烷脱/异丁烷脱氢盛极一时，以获得异丁烷脱氢盛极一时，以获得丁二烯丁二烯/异丁烯；随着热裂解制乙烯异丁烯；随着热裂解制乙烯/丙烯并副产丁二烯丙烯并副产丁二烯/异丁烯（即统称的乙烯装置

5、）的发展，催化脱氢制烯烃异丁烯（即统称的乙烯装置）的发展，催化脱氢制烯烃渐渐退出市场。渐渐退出市场。n n近年来随着乙烯装置原料轻质化，丙烯相对的缺口增大，近年来随着乙烯装置原料轻质化，丙烯相对的缺口增大，丙烷脱氢开始兴起。丙烷脱氢开始兴起。n n结论：需求推动生产，丙烯属于大宗产品，需求量大尤结论：需求推动生产，丙烯属于大宗产品，需求量大尤其下游需求大据其下游需求大据 中国化工报中国化工报 报道仅报道仅聚丙烯：预计新增产聚丙烯：预计新增产能超过能超过300300万吨至万吨至25002500万吨以上。下游需求增速约万吨以上。下游需求增速约7.7%7.7%，进口量进口量280280万吨，国内产量

6、约万吨，国内产量约20002000万吨，产能利用率为万吨，产能利用率为80%80%。异丁烷脱氢制异丁烯正丁烷脱氢制丁二烯异丁烷脱氢制异丁烯第10页/共36页技术技术第11页/共36页工艺仍在改进，殊途同归，任重道远第12页/共36页谢谢！第13页/共36页Catofin 流程简图流程简图第14页/共36页Catofin反应五步骤示意四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第15页/共36页Catofin反应器简图四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第16页/共36页Star流程简图流程简图四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第17页/共36页Star反应器简图四

7、、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第18页/共36页第19页/共36页第20页/共36页第21页/共36页脱乙烷塔脱乙烷塔四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第22页/共36页产品精制产品精制产品精制产品精制四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第23页/共36页丙烯制冷简图四、丙烷脱氢主要工艺技术四、丙烷脱氢主要工艺技术第24页/共36页第25页/共36页第26页/共36页丙烷脱氢的工程特点（一）丙烷脱氢的工程特点（一）(Catofin PDH)(Catofin PDH)n n工艺参数跨度大：工艺参数跨度大：工艺参数跨度大：工艺参数跨度大：温度：高温温度：高

8、温704704；低温；低温-104-104。压力：负压：压力：负压：0.05MPa(0.05MPa(绝绝)；正压：；正压：2.39MPag2.39MPag。五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点第27页/共36页丙烷脱氢的工程特点（二）丙烷脱氢的工程特点（二）n n系统复杂系统复杂系统复杂系统复杂：（一）反应系统：（一）反应系统：1 1、反应原料加热、进出料换热、余热回收（废锅）互相、反应原料加热、进出料换热、余热回收（废锅）互相交错；交错；2 2、再生空气加热、再生空气换热、余热回收（废锅）互、再生空气加热、再生空气换热、余热回收（废锅）互相交错。相交错。（二）压缩：（二）压缩：三段压

9、缩，闭环的调温水系统回收低温热能，用于产品塔三段压缩，闭环的调温水系统回收低温热能，用于产品塔塔釜加热热源。塔釜加热热源。五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点第28页/共36页丙烷脱氢的工程特点（二）丙烷脱氢的工程特点（二）（三）产品回收（低温回收）：（三）产品回收（低温回收）：目的：通过深冷方式回收碳三，同时分离氢气、甲烷等轻目的：通过深冷方式回收碳三，同时分离氢气、甲烷等轻烃；烃；工艺介质从常温逐级冷凝冷却到工艺介质从常温逐级冷凝冷却到-98-98 ，丙烯制冷、乙烯，丙烯制冷、乙烯制冷提供不同级别冷源：制冷提供不同级别冷源：丙烯压缩提供：丙烯压缩提供：1313，-1-1 ，-23-

10、23，-35-35 乙烯制冷提供：乙烯制冷提供：-63-63，-100-100（四）产品精制：（四）产品精制：透平的乏汽作为塔釜热源，塔釜的再沸器便是透平的表面透平的乏汽作为塔釜热源，塔釜的再沸器便是透平的表面冷凝器。冷凝器。调温水系统回收低温热能，也用于塔釜热源的一部分。调温水系统回收低温热能，也用于塔釜热源的一部分。五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点第29页/共36页丙烷脱氢的工程特点（二）丙烷脱氢的工程特点（二）n n系统复杂系统复杂系统复杂系统复杂：蒸汽系统：蒸汽系统：4.0MPag4.0MPag，1.0MPag1.0MPag，0.35MPag0.35MPag火炬：火炬：湿火

11、炬（湿火炬（WFWF），干火炬（，干火炬（DFDF），），冷火炬（冷火炬（CFCF），液体倒空系统（），液体倒空系统（LDLD）其它：其它：燃料气，循环水，仪表空气，工厂空气燃料气，循环水，仪表空气，工厂空气.五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点第30页/共36页丙烷脱氢的工程特点（四）丙烷脱氢的工程特点（四）n n设备大型化，管道设备大型化，管道“设备化设备化”。n n设备管道材料复杂，高温钢（设备管道材料复杂，高温钢（304H304H），普通碳钢，），普通碳钢，低温碳钢或低温合金钢（低温碳钢或低温合金钢（A33GR6A33GR6，09MnNiDR09MnNiDR，3.5Ni3.5Ni），不锈钢。），不锈钢。n n反应器衬耐火材料。反应器衬耐火材料。n n高温管道，低温管道应力计算，反应框架的结构高温管道，低温管道应力计算，反应框架的结构设计，诸多机组采购技术服务，大型设备的专门设计，诸多机组采购技术服务，大型设备的专门设计。设计。第31页/共36页五、丙烷脱氢的工程特点五、丙烷脱氢的工程特点Catofin反应器衬里第32页/共36页第33页/共36页第34页/共36页第35页/共36页