赵万恒Ξ 新疆吐哈油田甲醇厂 鄯善 838202
摘要 简要介绍丙烷、异丁烷、异戊烷脱氢技术，并以Snamprogetti流化床脱氢技术为代表进行了丙烷、异丁烷脱氢的经济分析。
关键词 低碳烷烃 脱氢 评述
1 概述
丙烯、异丁烯一般在炼油厂和化工厂中作为副产品。尽管开发和推广了多产丙烯、异丁烯的MGG、催化裂解工艺，但是，从炼油厂和化工厂副产丙烯、异丁烯的量仍然不能满足市场需求，尤其是用异丁烯醚化生产的MT BE作为低污染和高辛烷值汽油添加剂已成为世界发展最快的大宗化工产品，更使异丁烯需求与日俱增。因此，利用丙烷、异丁烷脱氢生产丙烯、异丁烯工艺在丙烷、异丁烷资源丰富的地区倍受青睐。 世界上工业化的脱氢工艺有菲利浦石油公司的ST AR工艺、联合催化和鲁姆斯公司的Catofin 工艺、UOP公司的Oleflex工艺以及俄罗斯雅罗斯拉夫尔研究院与意大利Snam progetti工程公司联合开发的Snam progetti流化床脱氢工艺。ST AR和Catofin工艺采用固定床间歇再生反应系统;Ole2 flex工艺采用移动床连 led天花灯电源续再生式反应系统；而Snam progetti工艺采用流化床反应再生系统。另外，还有Linde技术,1992年Linde与BASF曾在路德维希港进行中试,1998年该技术还参加了BASF 和阿尔及利亚S onatrach计划在西班牙T arrag ona 地区建设350kt/a丙烷脱氢项目的投标。
2 ST AR工艺
ST AR工艺(在蒸汽作用下重整技术)由菲利浦石油公司开发，用于低碳烷烃(丙烷、异丁烷)脱氢生产丙烯、异丁烯，采用蒸汽稀释烃的多室多管反应器。它用分散在铝酸锌上的铂/锡合金作催化剂；反应温度480～620℃；反应压力304～709kPa；流体空速015～10h-1；烷烃量∶稀释空气量为1∶(2～10)(摩尔比)。催化剂周期再生，采用蒸汽/空气方法，烧掉催化剂表面结焦还原活性，催化剂寿命为1～2年。反应器周期为8h，其中7h生产;1h再生。 ST AR工艺的丙烷脱氢单程转化率为30%～40%，选择性80%～90%；异丁烷脱氢单程转化率为45%～55%，选择性85%～95%。反应器出料所含热量产生蒸汽，用于精馏塔再沸和原料气化或过热。该工艺1992年实现工业化。
3 Catofin工艺
用于C3～C5烷烃脱氢的Catofin工艺是在Catadiene工艺基础上发展而来。Catadiene工艺最早用于正
丁烷脱氢生产丁二烯，是由胡得利公司开发的，后来卖给空气产品和化学品公司(APC)。这两家公司通过对Catadiene工艺的改进，联合开发了Catofin工艺,1990年空气产品和化学品公司又将Catofin技术卖给了美国催化剂公司(UCI)。
ABB Lummus Catofin工艺采用绝热固定床多个反应器系统。其催化剂为氧化铬/氧化铝体系，不用蒸汽及氢作稀释剂；反应温度520～680℃；反应压力10～70kPa；流体空速小于1h-1。丙烷脱氢单程转化率为65%，丙烯选择性为87%；异丁烷脱氢单程转化率为60%～65%，异丁烯选择性为95%。因不用氢气和蒸汽作稀释剂，催化剂床层的结焦量为新鲜物料的2%(质量分数)。
为了连续生产,Catofin工艺通常采用5台反应器，其中2台生产;2台催化剂再生;1台吹扫。
Ξ赵万恒：工程师,1990年毕业于石油大学炼制系加工专业。现从事石油、天然气化工项目的调研、咨询、论证及80kt/a甲醇建厂投产工作。获局级科技进步二等奖。:(0995)8371306。
反应—再生循环周期为15～25min，催化剂寿命为115～3年，反应所需热量主要由过热空气提供，反应热通过产生蒸汽和预热原料而被回收。
催化剂再生步骤为：蒸汽吹扫、过热空气加热(同时烧焦)、抽空、压缩。再生加热系统包括：燃气涡轮机、直燃空气加热室和废热锅炉。燃料气在空气加热室中直接燃烧，升高空气温度，经燃气涡轮机
减压。预热后的空气通入反应器，通过烧焦产生热量。反应器流出的热空气去废热锅炉，产生蒸汽就地利用或外输；而废热锅炉出来的空气由烟囱排出。
1986年首套异丁烯装置工业化。目前有5套异丁烯装置和2套丙烯装置开工生产。
4 Oleflex工艺[1]
UOP结合重烷烃脱氢的Pacol工艺和催化剂连续再生工艺(CCR)，开发了C3～C5烷烃脱氢生产烯烃的Oleflex工艺。Oleflex工艺采用多个径向流移动床反应器，串联的反应器之间设有加热器，提供脱氢反应所需的热量。反应在气相中进行，催化剂以铂为主体，反应温度为525～700℃；反应压力略高于大气压。用氢气作原料稀释剂以抑制结焦，催化剂结焦量小于原料处理量的011%(质量分数)。催化剂在反应器与再生器组成的回路中循环，实现连续再生，一个循环周期为2～7天，催化剂更换时间为2～215年。由于移动床中催化剂易磨损，因此每天要连续补充催化剂总量0102%～0105%(质量分数)的新鲜催化剂。
为达到40%转化率,Oleflex工艺异丁烷脱氢采用3台反应器，丙烷脱氢采用4台反应器。丙烷脱氢选择性为89%，异丁烷脱氢选择性为91%。反应器出料先与原料换热，然后压缩、干燥、深冷分离、精馏，未反应烷烃连同装置副产氢气循环返回反应器。
UOP Oleflex工艺是80年代开发的，自1990年实现工业化以来，已转让10套[2]。现有7套装置在运行，其中C3有2套;i-C4有4套；还有1套是混合C3/C4，其生产聚合级丙烯超过600kt/a，异丁烯超过1400kt/a。Oleflex工艺在不断发展，韩国采用第二代Oleflex丙烷脱氢技术的250kt/a 丙烯装置已于1997年4月投产。据UOP介绍，丙烯生产能力分别为300kt/a和350kt/a的两套第二代装置目前正在设计。Oleflex工艺最新的改进是实现反应工序较低压力降，以提高收率；采用较小的加热器，以降低反应工序的费用。
近期工作集中在催化剂方面，自1990年工业化以来，已有三代新的Oleflex催化剂成功地进行了工业化。从最初的DeH-6到1992年的DeH-8,1993年的DeH-10至1996年的DeH-12，其寿命更长，选择性更高。DeH-12的铂含量比DeH -10减少25%，比DeH-8减少40%，就一套经济规模装置而言，铂含量的下降可节省投资200～300万美元。由于新一代的Oleflex催化剂具有高活性和高稳定性，允许操作空速在比原设计高20%的条件下进行，反应器可设计得更小，中间加热器操作温度还可降低。此外，设计的改进还降低了再生部分的费用。工业数据表明，待生催化剂上的结焦量比第一代设计的低得多，新一代再生器的大小只有第一代的一半，催化剂再生部分的设计更为合理和简单。再生条件的优化可省去鼓风机、加热器和一些外部管道。单箱反应器流出物压缩机的设计已在本工艺操作中得到验证，此设计方案降低了回收工序的投资和操作费用。
5 Snamprogetti工艺[3]
流化床脱氢最初是前苏联由C4脱氢为合成橡胶提供原料而开发的，后来俄罗斯Y arsintez和意大利Snam progetti工程公司合作对此工艺进行改进。Snam progetti工艺的核心是反应再生系统，采用类似于I V型催化裂化双器流化床反应技术，反应再生系统简要流程如下:
新鲜原料烃经气化，与来自烯烃分离装置的循环烃类混合，被反应器出料预热后，经分布器从催化床层的底部进入反应工序。用高效旋风分离器除去反应产物中夹带的催化剂粉末，并经洗涤系统除去粉尘后，进入压缩和分离工序，从氢和副产物中分离出C3组分。催化剂通过输送管连续地在反应工序和再生器之间循环。催化剂通过再生器烧掉沉积在表面的少量结焦而恢复活性，再生器产生的热量被催化剂带至反应工序释放。
烷烃流化床脱氢技术在1957年开始商业化，催化剂开发经历了K-5、Z M-2201到新一代SPS 催化剂的过程。异丁烷脱氢工艺从1964年开始商业化，共建成运行14套装置，其中前苏联占13
套，建在陶里亚蒂、伏尔加格勒、契柯夫斯基等处，规模为40kt/a、80kt/a、120kt/a与160kt/a，而在俄罗斯的尼尔干地区建成1套80kt/a丙烷脱氢装置。另外，有20套流程类似的正丁烷和异戊烷脱氢装置已在运行。异丁烷脱氢转化率为51%，选择性为87%，反应温度550～570℃，反应压力为137kPa；丙烷单程转化率为40%，选择性为80%，反应温度580～630℃，反应压力118～147kPa。
6 俄罗斯异戊烷两步脱氢技术[3]
异戊烷两步催化脱氢生产异戊二烯是前苏联开发的技术。异戊二烯用来合成异戊橡胶，该橡胶性能与天然橡胶相似，特点是密封性好。1968年在陶里亚蒂建成第一套装置，现共有4套装置在运行。异戊烷第一步脱氢所采用的双器流化床反应再生系统及催化剂与异丁烷脱氢的相同，仅反应条件不同；第二步异戊烯脱氢使用磷酸盐催化剂固定床反应器，两反应器间歇操作，反应和再生周期性地交替进行。两次脱氢后均有废热锅炉回收热量及DMF萃取精馏塔。生产装置可分为三个独立的单元:
(1)异戊烷脱氢单元 该单元包括双器流化床反应再生系统、烟气热量回收及除尘系统，反应产物热量回收洗涤系统以及反应产物压缩、冷凝、吸收2解吸系统。第一步脱氢反应温度为500～540℃；转化率40%；选择性80%～85%；催化剂含Cr15%～20%(质量分数)。
(2)异戊烯脱氢单元 该单元包括固定床反应器及切换系统、烟气热量回收系统、反应产物热量回收系统以及反应产物压缩、冷凝、吸收2解吸系统。第二步脱氢反应温度为600～630℃；转化率40%；水蒸汽稀释比10∶1(摩尔比)，选择性86%，催化剂为磷酸盐。
(3)分离精制单元 该单元包括异戊烯2异戊烷分离系统、异戊烯2异戊二烯分离系统(包括DMF萃取精馏塔)以及粗异戊二烯精制系统。
7 经济评估
711 投资
250kt/a丙烷脱氢(Catofin工艺)全部固定资产投资为1148亿美元(约12124亿元人民币)，其中界区内9900万美元；界区外4900万美元。333kt/a异丁烷脱氢(Oleflex工艺)总投资为11429亿美元(约11181亿元人民币)，其中界区内8620万美元；界区外5670万美元。界区外投资项目包括公用工程、贮存、生产服务设施和废物处理设施，专利费未包括在内。
经与俄罗斯雅罗斯拉夫尔研究院交流，并赴俄考察后，俄方报价65kt/a丙烷脱氢(耗丙烷80kt/a，产丙烯6516kt/a)装置建设投资为3亿元，其中固定资产投资215亿元。此外，俄方按中国的设备、材料价格编制异丁烷脱氢生产60kt/a异丁烯可研报告[4]，该装置建设投资为215亿元，其中固定资产投资211亿元。
712 生产成本估算
以Snam progetti流化床工艺为代表分析丙烷脱氢和异丁烷脱氢的经济性。
生产成本估算以公用工程依托国内，按成本价购进为前提。估算依据是固定资产残值率取4%，折旧年限为15年，大修费及其它制造费分别按计提折旧固定资产值的4%和1%计，则丙烷脱氢和异丁烷脱氢的生产成本分别为313516元/t 和283711元/t，见表1。
表1 生产成本估算(以每吨产品计)
水三相点瓶
项 目
65kt/a丙烷脱氢60kt/a异丁烷脱氢
单耗单位成本(元)单耗单位成本(元)原辅材料2302122155
丙烷(96%，质
量分数)
继电器控制模块11219t219412
种子包装袋 异丁烷(96%，质
量分数)
1.1573t2083
催化剂 1.2kg1080.9kg72
动力燃料395271.7
电156kWh70.2133kWh60
高压蒸汽(413MP a) 2.9t174 1.6t96
低压蒸汽(014MP a)0.5t25
循环冷却水126m325.276m315.2
氮气100Nm36077Nm346.2
工艺空气120Nm31291Nm39.1
仪表空气30Nm3 3.626.6Nm3 3.2
燃料气 2.1G J500.71G J17
人工工资11.411.4
制造费427399
折旧费244224
大修费146140
其它制造费3735
合计313516283711
8 结语
由丙烯、异丁烯的生产成本可知，原料丙烷和异丁烷分别占生产成本的70%和73%。由于丙
(下转第36页)
这样可大大提高投标书的竞争力。需要说明的是：大部分国外工程公司在投标中国境内的工程项目时，为了降低其设备价格，提高其投标竞争力，往往大量采购国内制造商的产品。
(4)项目经理必须对各专业送交的投标书中不同章节进行通读，尤其对其中的敏感问题要做到心中有数。并要将商务标书和技术标书协调一致，保证投标文件的一致性，在规定的时限内将投标文件编制完成。
(5)在完成投标文件的编制后，并不一定着急送交，避免泄密。更重要的是应在这段时间内仔细对文件
进行复查，尽可能将差错在送交之前纠正。还应随时掌握竞争对手的最新动态，以便随时对自己的标的价格进行调整。通常只要按招标单位要求的时限内送达即可。
5 慎重回答评标者提出的问题
在招标单位收到各投标者的投标文件后，由于各投标者对标书的理解和响应程度不一，需进行评标打分。
在评标过程中，评标机构要把各投标者的报价及供货范围拉到同一水平，而投标者在投标文件中也会做一些对自己今后有利的埋伏。因此，评标机构会向投标者提出各种问题，让其澄清解释。投标者在书面回答时必须谨慎从事。应当做到问什么答什么，简洁明确。不要谈与当前问题无关的事宜，更不要向对方随便提出建议或问题，要给评标者留下一个良好可信赖的印象。
6 做好中标预测
当评标工作结束后，投标者就可进行项目中标预测，或向业主直接询问中标情况。这时，投标的工程公司就可确定是否需要进行工程项目的合同谈判准备工作，或解散项目小组。
通过以上严格的工作步骤，相信投标的中国工程公司将会大大提高国际招标工程项目的中标率。
7 结语
综上所述，中国工程公司应加快提高工程项目报价业务人员的综合素质，培养一批懂技术、懂外语、有经营头脑的专业人员。随时掌握国内外的各种工程信息，积极参与国际招标的工程项目，以尽早跨入国际大市场，取得可观的经济效益和社会效益，并带动国内其它相关产业的蓬勃发展。
(收稿日期 2000-01-26)
(上接第13页)
烯、异丁烯也可从乙烯副产和炼厂液化气中得到，因此，丙烷、异丁烷脱氢生产丙烯、异丁烯的优势主要由以下三方面决定:
(1)烯烃与烷烃有一定的差价;
433m天线(2)有丰富的丙烷、异丁烷资源可待利用;
(3)脱氢后烯烃合成的产品是市场所需要的。
参考文献
1 石油化工快报・有机原料,1998(17):4～6
2 王开岳.油气加工,1997(3):28～30
3 吐哈油田与俄罗斯雅罗斯拉夫尔研究院关于丙烷、异丁烷脱氢技术交流(内部资料)
4 俄罗斯雅罗斯拉夫尔研究院.60kt/a异丁烷脱氢可行性研究报告(内部资料)
(收稿日期 2000-01-10)
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