丙烷脱氢制丙烯技术调研报告
MTO、MTP工艺可作为以石油为原料生产烯烃的替代或补充，与原油和石脑油价格相比，天然气价格相对独立，因此利用MTO技术有利于改善原料成本结构，这对于原油资源日益紧张的我国非常有意义。与石脑油或乙烷裂解相比，当原油价格高于16美元/bbl或乙烷价格高于3美元/MBtu时，MTO可以提供较低的生产成本和较高的投资回报。
现有的百万吨级甲醇生产技术以及较低的生产成本为MTO装置建设创造了良好条件。甲醇生产厂一般建在天然气产地，而MTO装置可以与甲醇厂一体化建设，也可以靠近烯烃衍生物生产厂建设。我国石化企业可以通过购进甲醇，在现有石脑油裂解厂建设MTO装置，这样能降低投资和运行费用。目前国内有多家企业和研究机构在开发MTO和MTP技术，但多处于小试和中试阶段。
2.6烯烃生产技术的最新进展
过去几年里增产丙烯技术取得了重大进展，这些技术各俱特色，但也存在一些不足之处，为取长补短，这些技术出现了多种应用组合，导致了工艺性能的重大改进。
烯烃裂解技术与PetroFCC技术组合。传统的FCC装置每产出1吨丙烯和乙烯（主要为丙烯），要产出18吨C4+产品，PetroFCC技术有了明显进步，每产出1吨丙烯和乙烯，仅产出2.4吨C4+产品。但PetroFCC技术与OCP技术联用，可将C4+烯烃进一步转化为乙烯和丙烯，使得每产出1吨乙烯和丙烯仅产出1.3吨C4＋产品。一套2.50M吨/年PetroFCC装置与OCP、芳烃装置联合，可生产70万吨/年丙烯、20万吨/年乙烯、25万吨/年BTX。
烯烃裂解技术与石脑油蒸汽裂解技术组合。烯烃裂解装置（如OCP技术）的进料可以是石脑油裂解、FCC、焦化、MTO等副产的C4-8烯烃混合物，而且烯烃裂解产生的C4-8蒸汽可以?环进裂解炉进一步反应。OCP装置每生产1吨丙烯可联产0.25吨乙烯，当它与石脑油蒸汽裂解装置一体化建设，能大大降低投资和运行费用，减少C4+副产，多产30%的丙烯。
烯烃裂解技术与MTO组合。MTO的特点是每生产1吨乙烯和丙烯，仅产出0.2吨C4+副产品，如果再增加一套OCP装置转化较重的烯烃，乙烯与丙烯收率可提高20%，达到85%～90%，丙烯与乙烯产量比增至1.75，C4+副产品几乎减
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少80%。通过优化MTO催化剂和MTO与烯烃裂解工艺的结合，丙烯与乙烯比可达到2.0以上。
丙烯生产必须考虑原料价格、副产利用、现有装置的使用、丙烯衍生物的生产等问题。今后，新建乙烯装置联产及炼厂副产仍将是新增丙烯主要来源，炼厂副产丙烯，特别是以重质油为原料，通过FCC工艺改进生产丙烯的比重将增大。
由于一些大型甲醇生产装置的陆续建成，甲醇制丙烯（MTP）有可能成为第3种稳定的丙烯来源。受原料价格影响，预计多数丙烷脱氢制丙烯生产装置将在中东建设。烯烃歧化反应需消耗乙烯，发展受到一定制约。
我国炼油企业，基本都建有副产丙烯的回收装置和丙烯衍生物生产装置；炼油化工一体化企业，既有炼油部分，又有蒸汽裂解制乙烯部分，还有加工副产丙烯的成套装置，因此组合应用FCC工艺多产丙烯、烯烃裂解工艺生产丙烯等技术，具有良好的应用基础，今后必将会得以重点发展。
随着国内一系列百万吨级大型乙烯生产装置的建设，副产C4、C5资源将越来越丰富，这将为烯烃裂解装置建设提供良好的物质基础，但国内自主研发的技术尚需加快工业化进程。
三、丙烷脱氢制丙烯生产发展状况
虽然丙烷脱氢工艺工业化已有10多年，由于丙烷原料价高而丙烯产品价廉，且工艺投资成本高而受到限制。随着丙烯需求不断增长以及丙烷脱氢工艺技术的进步使丙烷脱氢制丙烯工艺有了新的市场前景。目前在用的14套工业化丙烷脱氢装置中有10套为UOP 的Oleflex连续移动床工艺技术，另外 4套为 ABB Lummus Catafin 循环多反应器工艺技术。此外，还有伍德公司德STAR法及 Snamprogetti、林德公司的工艺技术。
据报道，全球丙烯产量5500万吨/年，而由丙烷脱氢和易位反应法生产丙烯量反占丙烯产量的2%～3%，大约69%的丙烯为乙烯裂解副产，其余部分为炼油厂催化裂化工艺所生产。由于新建乙烯或FCC产能主要依赖乙烯或汽油需求增速，所以传统的丙烯供需差额将不断扩大，为丙烷脱氢工艺的发展提供了机会。据Nexant Chem Systems公司分析，过去20年中丙烯增速高于乙烯增速，美国丙
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烯/乙烯需求比值已由1980年的0.48增加至2003年的0.61。中东、西欧和东亚大体相似。
中东地区新建乙烯大多以乙烷为原料，其丙烯产出量仅为2%，而石脑油裂解装置丙烯产量为33%，柴油裂解装置丙烯产出量占39%，据Chem Systems分析，未来丙烯供应短缺还将加剧。UOP石化及洗涤剂部门负责人Steve T.Bakas认为中东地区乙烷原料裂解装置产能不断增加将有助于丙烷脱氢项目的建设，由于新建乙烷裂解可以满足未来乙烯需求增长，但丙烯不断增长需求仍然得不到满足，从而为丙烷脱氢项目提供了商机。
丙烷脱氢要求低廉的丙烷原料价格方可获得经济效益，据测算，丙烷约占丙烷脱氢制丙烯总成本的2/3，因此，未来丙烷脱氢项目将主要集中在中东地区，特别是沙特阿拉伯。目前，沙特在建的丙烷脱氢项目有4个，其中由沙特国家石化工业公司与Basell合资（合资比75∶25）的沙特聚烯烃公司建于Al Jubail的45万吨/年丙烷脱氢装置于2004年初投产，为世界最大同类装置，采用Lummus的Catafin工艺技术。最近，Basell还与A.H.Al-Zamil集团签订谅解备忘录，将采用UOP 的Oleflex工艺技术建设一套45万吨/年丙烷脱氢和聚丙烯装置，投资额5.5亿美元，按计划将在2007年投产。第3个项目是沙特国家聚丙烯公司考虑采用Catafin工艺建设一套45万吨/年丙烷脱氢及下游聚丙烯装置。此外，Alujain公司最近授予鲁奇公司建设合同，将采用UOP 的Oleflex工艺技术在Yanbu新建一套42万吨/年丙烷脱氢和聚丙烯装置。
另一方面，由于工艺技术进步也使丙烷脱氢项目的基建投资和操作费用大幅降低，据UOP介绍，使用第一代的Oleflex工艺技术在泰国建设的10万吨/年丙烷脱氢装置基建投资为1000美元/吨丙烯，而到西班牙Tarragona 的PropanChem 35万吨/年丙烷脱氢装置建设时，基建成本已降至650美元/吨丙烯。更主要的是脱氢催化剂的改进，新型催化剂可以在不增加基建投资的情况下扩大生产规模，如UOP及伍德公司的铂基催化剂、Lummus公司的铬基催化剂。
2003年4月，位于西班牙塔拉贡纳的BSP工厂开始试运行。该装置总投资为2.62亿美元，年产丙烯35万吨，约为同样丙烯生产能力采用蒸汽裂解器投资的1/3到1/4。BSP是德国巴斯夫公司和阿尔及利亚的Sonatrach石油投资公司在西班牙塔拉贡纳合资成立的一家公司，所用的原料丙烷来自阿尔及尔。这套丙烷
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脱氢装置是欧洲首套采用UOPLLC的C3轻烃催化脱氢（Oleflex）技术的丙烯生产装置。以往巴斯夫公司是通过蒸汽裂解石脑油来生产乙烯和丙烯，但由于其在塔拉贡纳的装置只需要丙烯，而使用丙烷脱氢工艺比蒸汽裂解更加经济合理。在丙烷价格为180美元/吨的情况下，使用该技术制聚合物级丙烯的成本大约为265美元/吨，而使用蒸汽裂解石脑油来生产相同数量的丙烯，其成本为采用Oleflex技术生产丙烯的3~4倍。
俄罗斯于2007年10月通过法律，将减少俄罗斯天然气的火炬放空量，启动联产石油气回收利用石化方案，俄天然气工业股份公司（Gazprom）的石化子公司Sibur将引领实施。俄罗斯在抽取原油时生产550亿立方米/年联产石油气（APG），其中约36%放向火炬烧去。现要求到2011年必须利用俄罗斯APG产量的95%，仅允许5%放向火炬。俄罗斯APG产量预计到2011年将提高到600亿立方米。该法律将有助于减少温室气体排放及通过能源和石化行业提高APG利用量。 不放向火炬的APG将在加工装置内被加工生产干气，干气供应给国内用户和工业用户，同时生产天然气凝析液（NGL）和石脑油。NGL在气体分馏装置中加工，生产丙烷和丁烷，用作石化原料。
Sibur公司是俄罗斯最大的APG加工商，拥有6套APG加工装置，计划投资17亿美元使APG加工能力提高50%，到2011年达到223亿立方米/年。该公司的石化原料产量将从320万吨/年提高到超过520万吨/年。Sibur公司利用管道从Nizhnevartovsk将NGL运送至该公司在Tobolsk石化联合企业的气体分馏装置，生产为丙烷和丁烷。Sibur正在Tobolsk建设丙烷脱氢和PP联合装置，定于2010年建成。该公司也在Tobolsk计划建设110万吨/年烯烃装置，约于2013年建成。该烯烃装置将以丙烷和丁烷为裂解原料。Sibur公司也计划在Orenburg建设丙烷脱氢和PP联合装置，以及烯烃和聚烯烃联合装置，公司在当地拥有气体分馏装置。
埃及将在PortSaid附近新建丙烷脱氢和聚丙烯联合装置。其中，丙烷脱氢装置丙烯设计年产规模为35万吨，采用伍德公司技术；PP装置将采用巴塞尔Spheripol技术，设计年产规模为35万吨。该联合装置的出资方是埃及丙烯和聚丙烯公司（EPPC），这是一家由埃及Oriental石化公司和国有埃及石化持股公司按对半出资比例组建的合资公司。由BP、埃尼和埃及天然气公司合资组建的联
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合天然气衍生物公司向EPPC提供丙烷原料。
泰国最大的能源公司PTT计划提升HMC聚丙烯年产能30万吨，并使用PTT气分装置的38万吨丙烷为原料采用丙烷脱氢技术来新增31万吨/年丙烯。PTT预计扩能项目将于2009年二季度投入商业生产。
表1. 国外丙烷脱氢制丙烯的生产能力（万吨/年）
所在地 泰国罗勇马塔府
泰国 马来西亚 马来西亚 韩国 韩国 比利时 墨西哥 中东 马来西压 西班牙Tarragona
埃及 沙特Jubail 沙特Jubail 沙特Yanbu 沙特Jubail 埃及PortSaid 俄罗斯Tobolsk
伊朗 俄罗斯Orenburg
泰国 合计
所属公司 PTT Hyosung TKI MMSB BASF/Sonatrach
Oriental 国家聚丙烯公司 沙特聚烯烃公司
Alujain
生产能力 10.5 7.0 8.0 30 16.5 25 25 3 25 30 35 35 45 45 42 45 35 35 50 不详 31 578
投产日期 1990 1996 1993 2001 1991 1997 1991 1994 1997 2001 2003 2004 2008 2004 2006 2007 2009 2010 建设中 筹建中 2009
工艺路线 UOP-Oleflex UOP-Oleflex UOP-Oleflex UOP-Oleflex UOP-Oleflex UOP-Oleflex Lummus-Catofin Lummus-Catofin UOP-Oleflex UOP-Oleflex UOP-Oleflex UOP-Oleflex Lummus-Catofin Lummus-Catofin UOP-Oleflex UOP-Oleflex 伍德-Star 不详 不详 不详 UOP-Oleflex
Sahara/Basell
EPPC Sibur NPC Sibur PTT
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