干貨|丙烯發展正當時 盤點八大PDH生產工藝有哪些？

   依托于丙烯消費缺口較大、下游產業鏈產品豐富等優勢，丙烯產能迅速擴張，PDH工藝因其為專產丙烯的工藝，并且成本及利潤狀況較為良好而迅速崛起。伴隨全球烯烴生產工藝多元化，傳統工藝路徑供應趨緩，PDH成為丙烯主要擴張方向。上世紀80年代末，歐洲一波蒸汽裂解裝置的關閉導致丙烯嚴重緊缺，此事件使得目標化生產得到重視，此后丙烷脫氫工藝（PDH）應運而生。目前常用的PDH工藝主要有以下幾種：

Oleflex 工藝采用徑向流移動床反應器，在 600~700℃，大于 0.1 MPa 的操作條件下，丙烷單程轉化率達到 35%~40%，丙烯選擇性為 84%~89%，并且可實現在線更換催化劑。其最新的 DeH-26 催化劑在提高水力學性能的同時將催化劑壽命延長至 4 年。Oleflex 工藝自 1990 年實現商業化，目前全球有超過 60 套裝置采用 C₃ Oleflex 技術。近年來，對 Oleflex 工藝的改進主要集中在提高催化劑性能上，同時通過對裝置的不斷改進，縮短開工時間，延長裝置運行周期，進一步減少運行消耗，提高投資回報率。

Catofin 工藝采用絕熱固定床反應器，由科萊恩（Clariant）公司提供專有 Cr₂O₃ /Al₂O₃催化劑，在540~640℃，大于 0.05 MPa 的條件下，丙烷單程轉化率為 45%~50%，選擇性大于 88%。克萊恩公司于近期推出最新的丙烷脫氫催化劑 Catofin 311，選擇性較上一代催化劑有所提高。過去兩年，全球共有 11 套新建丙烷脫氫裝置采用 Catofin 工藝。未來 Catofin 工藝將在提高催化劑性能的同時，開發低 Cr 催化劑來應對重金屬污染問題。

Star 工藝采用蒸汽稀釋的多室多管反應器，Pt/Sn-鋁酸鋅為催化劑。丙烷單程轉化率為 30%~40%，選擇性為 85%~93% 。2014 年蒂森克虜伯公司與臺塑公司簽訂合約，該技術將應用在臺塑美國德克薩斯州54.5 萬 t/a 丙烷脫氫裝置上，預計于 2020—2021 年投產。

FBD 工藝采用流化床反應器，配備反應-再生系統，應用微球 Cr₂O₃/Al₂O₃催化劑，在 580~630℃，118~147 kPa 的條件下，丙烷單程轉化率為 40%，丙烯選擇性達到 80% 。目前已應用于俄羅斯 1 套 13 萬t/a 異丁烯工業裝置，還應用于 5 套異丁烷和丙烷脫氫裝置 。

該工藝采用多管式固定床反應器，Cr₂O₃/Al₂O₃催化劑，在溫度為 590℃、壓力大于 0.1 MPa 的條件下，丙烯轉化率大于 90%。BASF 公司此后又開發了 Pt/沸石催化劑，相比第一代 Cr 系催化劑，反應單程轉化率由 32%提高至 50%，總轉化率由 91%提高至 93% 。但目前未見工業化應用報道。

ADHO 技術采用無毒、無腐蝕性的非貴金屬氧化物催化劑，并配套開發了高效循環流化床反應器。烷烴單程轉化率、烯烴收率和選擇性與 FBD 技術相當。2016 年 6 月在山東恒源石油化工集團有限公司完成工業化試驗 。

2017 年美國陶氏化學公司推出的 FCDh 技術采用流化床反應器與 Ga/少量 Pt-Al 2 O 3 催化劑，在0.13~0.17 MPa 的壓力下，轉化率為 43%~48%時，選擇性達到 92%~96%  。與目前領先的固定床 PDH 技術相比，轉化速度更快，不需要氫氣循環，需要的反應設備較小；催化劑的穩定性好，初期催化劑的負荷較低，需要的貴金屬較少；初始投資成本較低。該工藝可以與乙烯裂解裝置進行整合，2019 年陶氏公司宣布將其在美國路易斯安納州的蒸汽裂解裝置升級，采用該工藝新增 10 萬 t/a 專產丙烯產能，預計項目將在2021 年投產。

KBR 公司在 2018 年推出了新型 PDH 工藝 K-PRO，采用同軸式連續反應器非 Cr/Pt 專有催化劑，并實現催化劑的連續再生。丙烯選擇性為 87%~90%，丙烷轉化率達到45%。與固定床或移動床反應器相比，可減少20%~30%的投資 。2020年1月，亞洲1套60萬t/a PDH 獲得該技術的首次許可。

據統計，我國現存PDH裝置12套，合計產能671萬噸。目前國內對PDH項目投資熱情高漲，已有統計新建及規劃的項目總產能已接近3000萬噸。預計至2023年底，中國PDH產能保守預估將達到2000萬噸/年以上的體量級，占總產能比例將達到38%左右。

PDH工藝面臨前所未有的機遇！

來源：《現代化工》