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丙烷脱氢打开C3应用空间
2018-09-19 14:17:02 来源:中国化工报 作者:【 】 浏览:5次 评论:0

  9月5日,万华化学集团股份有限公司发布公告,山东省发改委已核准批复其实施聚氨酯产业链一体化——乙烯项目。该项目以万华工业园丙烷洞库的C3、丙烷脱氢副产乙烷为原料,裂解生产乙烯及丙烯、混合C4等中间产物。


  此前,连云港石化有限公司320万吨/年轻烃综合利用项目环评也进行了二次公示。该项目包括年产250万吨乙烷裂解制乙烯、150万吨丙烷脱氢制丙烯装置和PE、EO/EG、醋酸乙烯、环氧丙烷、丙烯腈、聚丙烯、丙烯酸及酯等下游配套装置。


  近年来,我国轻烃原料逐渐呈现出多样化的特点。目前,已披露的在建和拟建轻烃综合利用项目超过20家,不少项目同时设计了C2和C3产业链装置,而丙烷催化脱氢技术(PDH)无疑是C3利用领域最受关注的焦点。


  丙烷脱氢法优势凸显


  PDH项目的建设极大弥补了因原料轻质化导致的丙烯产出减少。东方证券首席石化分析师赵辰指出,目前丙烷脱氢法是市场占有率增长最快、最具前景的丙烯生产新技术。中国首套PDH装置于2013年在天津投产,当前中国投产的PDH装置已经达到12套,而且大多数还配套有下游的衍生物生产装置。当前全球PDH产能已经超过1200万吨/年,其中中国的PDH产能占到全球的逾一半。


  5月,特种化学品制造商科莱恩宣布中标金能科技股份有限公司的项目合同,将与CB&I公司合作设计全球最大的丙烷脱氢装置。该项目选址青岛西海岸新区,建成后丙烯年产量将达到90万吨。


  “利用先进的CATOFIN技术建设全球最大的单一丙烷脱氢装置与生产基地,可以让我们实现更加优异的经济价值和公司长远发展目标。”金能科技董事长秦庆平表示。


  此前,科莱恩与徐州海鼎化工技术有限公司签订协议,为其60万吨/年丙烷脱氢装置提供催化剂等系列技术支持。目前,全球9个采用CATOFIN技术的丙烷脱氢装置均已成功实现投产,丙烯年产量超过450万吨。


  “长期来看,丙烯价格会趋势性上涨,丙烷脱氢工艺将逐渐彰显优势。”赵辰预测,未来全球丙烯供应将呈现石脑油裂解装置、炼油厂催化裂化装置和PDH装置的三足鼎立局面。


  国产催化剂打破垄断


  在催化脱氢工艺中,所采用的催化剂一般为负载型贵金属铂或有毒铬系催化剂,采用铂系催化剂价格昂贵且原料需要深度净化,而铬系催化剂则对环境和人体有害。因此,开发低成本、环保型非贵金属催化剂一直是丙烷脱氢的一个技术难题。


  目前,铂基催化剂是催化脱氢的关键所在,相关技术被美、德等少数国家长期垄断,我国现有的12套丙烷脱氢法丙烯生产线均从国外高价引进,催化剂也完全依赖进口。不过这一局面有望被打破,天津大学能源化学工程团队日前成功研发出高效铂基催化剂,可显著提升丙烯的生产效能。


  “谁掌握了更高效的催化剂,谁就掌握了烯烃工业的未来。”据天津大学能源化学工程团队负责人巩金龙教授介绍,铂基催化剂已广泛应用于丙烷脱氢法生产丙烯,其原理是利用铂等金属对丙烯的“催化脱氢选择性”来进行提取和生产。天津大学能源化学工程团队研发的高效铂基催化剂拥有两大全新优势:一是“更纯”,通过高温还原和酸洗去除助剂金属杂质,使催化剂形成纯铂覆盖的核壳表面;二是“更强”,通过改变表面铂的电子状态,极大提升铂原子催化性,从而为工业实践中大幅度提高丙烯生产效率创造了可能。


  据悉,该成果已从基础研究角度论证了构效关系对催化剂研究的重要价值,为铂基催化剂应用开辟了新思路。


  综合竞争力仍需考量


  当前,环保政策和行业标准的日益严格,也在倒逼企业走绿色环保低碳发展之路。在烷烃脱氢方面,UOP环球优品工艺技术有限公司研发的UOPOleflex被认为是较好的C3/C4烷烃脱氢工艺。该公司技术经理何剑波表示,该工艺尽量降低反应器的用量,提高反应器效率,降低成本,采用无毒铂系催化剂将二氧化碳、氮氧化合物及VOCs排放量降到最低。


  与此同时,丙烷脱氢项目遍地开花,发展热潮之下也存在进口丙烷价格不受控制、盈利不确定性的隐忧。中石油石油化工研究院战略与信息研究室主任李振宇对此表示,“十三五”期间如何实现原料多元化、提高产品附加值是行业要重点考虑的问题。


  赵辰也指出,当前中国所有PDH装置所需丙烷原料都依赖于从美国或者中东进口,不过近期中美贸易摩擦的升级也给进口丙烷带来了不确定性。


  中国石油东北炼化工程公司吉林设计院高级工程师于春梅提醒企业,在产业链上,要研究目标产品的区域市场、周边区域有没有下游用户,这样可以节省运输成本,提高利润。另一方面,一定要充分考虑副产品的应用。(刘海军)


 

 

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