丙烷脱氢(PDH)介绍PPT

丙烷脱氢PROPANE DEHYDROGENATION

2012年6月

提 纲一、丙烷脱氢反应机理 二、轻烃催化脱氢历史变迁 三、丙烷脱氢催化剂 四、丙烷脱氢主要工艺技术 五、丙烷脱氢的工程特点

丙烯生产技术

FCC

MTO

PDH

乙烯裂解

DCC/CPP

一、丙烷脱氢反应机理

从丙烷脱氢到丙烯 反应表观方程式：

C 3H 8 热裂解脱氢：

C 3H 6+ H 2

传统的蒸汽热裂解装置(乙烯装置),C-C和C-H打断， 生产乙烯和丙烯。温度800~920℃,转化率~93%,乙烯 收率~42%,丙烯~17%。

催化脱氢：所谓的“丙烷脱氢”,温度590~630 ℃ ,单程转化率 33%~44%,选择性~86%。

一、丙烷脱氢反应机理

丙烷脱氢制丙烯反应 平衡反应： 反应产物、副产物： H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, C4+ 热力学 性质决定： (1)吸热反应； (2)平衡常数随温度的升高而增大；适当适当的高的反 应温度 (3)分子数增加的可逆反应；反应压力越低越有利. 因此，提高反应温度和降低压力有利于反应向正方向 进行；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 。通常催化脱氢反应温度 控制在 590~630 ℃ 。

C3H8 C3H6 + H2 (吸热)

一、丙烷脱氢反应机理

温度-热裂解副反应曲线

二、轻烃催化脱氢历史变迁

轻烃催化脱氢历史变迁异丁烷脱氢 制异丁烯 正丁烷脱氢 制丁二烯 异丁烷脱氢 制异丁烯

催化剂相同，脱氢温度不同。 上世纪60年代，正丁烷脱/异丁烷脱氢盛极一时，以获得丁 二烯/异丁烯；随着热裂解制乙烯/丙烯并副产丁二烯/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。 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。

三、丙烷脱氢催化剂

丙烷脱氢催化主要有以下几种：铬系催化剂，如Catofin工艺采用的催化剂； 铂系催化剂，如Olefex工艺采用的催化剂； 氧化脱氢类催化剂。(氧化脱氢是指在催化剂作用下采用适当的氧化剂与丙烷反 应生成丙烯与水，其焓变小于零，为放热反应，无需外界 加热、节省能源，与催化脱氢过程相比，可以克服热力学 平衡的限制并降低催化剂的减活作用。该催化剂离实现工 业化尚远。)

四、丙烷脱氢主要工艺技术

目前主要几种丙烷脱氢技术

四、丙烷脱氢主要工艺技术

Catofin 流程简图

四、丙烷脱氢主要工艺技术

Oleflex流程简图

四、丙烷脱氢主要工艺技术

Star流程简图

四、丙烷脱氢主要工艺技术

几种技术明显区别 各种技术明显区别在反应，各自具有明显特点。

后续的各单元，是典型单元操作。与乙烯装置分 离单元相似，但流程相对较短。

四、丙烷

脱氢主要工艺技术

Catofin反应器简图

四、丙烷脱氢主要工艺技术

Catofin反应五步骤示意

四、丙烷脱氢主要工艺技术

UOP反应器简图