亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        丙烷脫氫工藝對比

        2020-09-01 06:44:20黃燕青
        山東化工 2020年15期
        關(guān)鍵詞:工段丙烷精制

        黃燕青,陳 輝

        (廣東石油化工學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院,廣東 茂名 525000)

        丙烯是一種重要的有機(jī)化工原料,用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯腈、丁醇、辛醇、環(huán)氧丙烷、異丙醇等產(chǎn)品。目前,世界上約66%的丙烯來自烴類蒸汽裂解制乙烯裝置,32%來自煉油廠催化裂化裝置,其余由丙烷脫氫(PDH)和甲醇制烯烴(MTO/MTP)獲得[1-3]。隨著對丙烯需求量的日益增加,拓寬丙烯原料來源的生產(chǎn)工藝成為研究和產(chǎn)業(yè)化熱點(diǎn),其中丙烷脫氫制丙烯工藝最受關(guān)注[4]。丙烷脫氫制丙烯的方法主要有催化脫氫、氧化脫氫和無機(jī)膜催化脫氫,下面對這三種方法進(jìn)行簡單敘述。

        1 催化脫氫工藝

        丙烷催化脫氫反應(yīng)通常是指在反應(yīng)溫度500~650℃、壓力0.1~3.0 MPa和合適的催化條件下,使丙烷高效轉(zhuǎn)化為丙烯,副產(chǎn)氫氣,催化劑主要有鉑系和鉻系兩大類。丙烷脫氫是一個可逆、分子數(shù)增加、強(qiáng)吸熱反應(yīng),高溫低壓條件有利于丙烯的生成。目前國際上丙烷催化脫氫已工業(yè)化或成功研發(fā)的技術(shù)有:①UOP公司的Oleflex工藝;② CBI&Lummus公司的Catofin工藝;③Snamprogetti-Yarsintez公司的流化床(FBD)工藝;④Krupp Uhde的蒸汽活化重整(STAR)工藝;⑤Linde-BASF公司的LInde工藝。全球丙烷脫氫制丙烯裝置中,約60%使用Oleflex工藝,其它使用Catofin工藝,僅有一套使用STAR工藝,在我國已經(jīng)投產(chǎn)的裝置中,Oleflex工藝6套,Catofin工藝6套[5]。

        1.1 Oleflex工藝

        UOP公司的Oleflex工藝由Pacol工藝發(fā)展而來,1989年成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),是目前世界上丙烷脫氫制丙烯工業(yè)應(yīng)用最多的一種工藝,約占60%。Oleflex是一個絕熱連續(xù)工藝,采用移動床反應(yīng)器,失活催化劑在再生器中再生后可送回脫氫反應(yīng)器,主要由原料預(yù)處理工段、反應(yīng)工段、催化劑再生工段、回收精制工段組成。Oleflex工藝流程簡圖見圖1[6-7]。

        1-脫丙烷塔1#,2-脫丙烷塔2#,3-丙烷脫氫反應(yīng)器,4-產(chǎn)品氣體壓縮機(jī)入口罐,5-產(chǎn)品壓縮機(jī)一級罐,6-產(chǎn)品壓縮機(jī)二級罐,7-氯化物處理罐,8-干燥塔,9-SHP反應(yīng)器,10-脫乙烷汽提塔,11-脫乙烷精餾塔,12-丙烯精制塔圖1 Oleflex工藝流程簡圖

        (1)原料預(yù)處理工段:原料丙烷經(jīng)脫汞床、干燥床除去原料中金屬化合物汞和水,以保護(hù)Pt催化劑和設(shè)備。丙烷含量95%以上經(jīng)脫丙烷塔1#、2#后,塔頂丙烷進(jìn)入反應(yīng)工段,2#塔底回收C4及以上重組分。

        (2)反應(yīng)工段:原料丙烷或輕烴經(jīng)加熱后在脫氫反應(yīng)器內(nèi)橫向穿過催化劑床層進(jìn)行反應(yīng),催化劑在反應(yīng)器內(nèi)重力作用下自上而下流動。反應(yīng)器為移動床反應(yīng)器,由加熱爐和反應(yīng)器交替串聯(lián)布置,加熱爐提供反應(yīng)所需熱能。原料氫輕烴比大約為1∶1,液時(shí)空速為1~2 h-1,用Pt-Sn/Al2O3催化劑,氫氣作稀釋劑,用于抑制結(jié)焦和熱裂解,并作載熱體維持脫氫反應(yīng)溫度。

        (3)回收精制工段:反應(yīng)氣經(jīng)多級壓縮深冷后,經(jīng)氯化物處理罐和干燥冷凝后,丙烷、丙烯等送入SHP(選擇性加氫脫氧)反應(yīng)器脫除大部分二烯烴、炔烴,以得到聚合級丙烯產(chǎn)品。再經(jīng)脫乙烷塔、丙烯精制塔后得到產(chǎn)品精制丙烯。

        (4)催化劑再生工段:反應(yīng)后待生催化劑經(jīng)二氧化碳提升到再生器頂部料斗,含有催化劑粉塵經(jīng)集塵器回收催化劑粉末,從而回收貴金屬鉑。在重力作用下,待生催化劑在再生塔中往下流,待生催化劑上的積碳通過與二氧化碳和氧氣(約1%)燒焦再生,利用增壓氫氣返回反應(yīng)系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)催化劑連續(xù)再生。

        其工藝特點(diǎn)是采用移動床反應(yīng)器,技術(shù)成熟、催化劑能連續(xù)再生,缺點(diǎn)是采用貴金屬鉑系催化劑,對原料丙烷要求高,需要預(yù)處理。

        1.2 Catofin工藝

        Catofin工藝是ABB Lummus公司開發(fā)的C3~C5烷烴脫氫生產(chǎn)單烯烴技術(shù)。采用逆流流動固定床技術(shù),在反應(yīng)器中空氣向下、烴類向上流動,低碳烷烴在鉻催化劑上進(jìn)行脫氫生產(chǎn)丙烯,催化劑使用壽命為2~3年。主要分為丙烷脫氫、產(chǎn)品氣體壓縮、回收、精制4個工段,其工藝流程簡圖見圖2。

        1-脫油塔,2-汽化器,3-脫氫反應(yīng)器,4-產(chǎn)品氣體壓縮機(jī)入口罐,5、6、7-級間緩沖罐,8-干燥緩沖罐,9-氣體干燥器,10-緩沖罐,11-PSA多級壓縮,12-液體干燥器,13-脫乙烷塔,14-脫硫床,15-丙烷丙烯分餾塔,16-丙烯精制塔圖2 Catofin工藝流程簡圖

        其主要流程為:原料丙烷與循環(huán)丙烷混合后經(jīng)原料氣化器脫除重組分(主要為原料中C4以上的組分),然后加熱到脫氫反應(yīng)需要的溫度,進(jìn)入脫氫反應(yīng)器,在催化劑作用下發(fā)生脫氫反應(yīng)。脫氫反應(yīng)器排出料(生成氣)經(jīng)冷卻、壓縮及干燥后,氣相組分為輕質(zhì)氣,主要成分為反應(yīng)生成的氫氣及原料中C2以下組分,去PSA單元制氫氣;液相組分主要為反應(yīng)生成的丙烯及未反應(yīng)的丙烷,進(jìn)入產(chǎn)品分離塔進(jìn)一步精制后得到精制丙烯[6-7]。

        Catofin工藝由于使用非貴金屬催化劑,反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行,沒有氫的再循環(huán),沒有蒸汽稀釋,單程轉(zhuǎn)化率最高(40%~45%),降低能耗和操作費(fèi)用;采用多個平行固定床反應(yīng)器循環(huán)操作的連續(xù)工藝過程,開車迅速,操作可靠,在線率高;催化劑配合使用HGM(Heat Generation Material)提高選擇性、延長催化劑壽命。其特點(diǎn)是采用廉價(jià)的鉻系催化劑,不需要對原料進(jìn)行預(yù)處理,原料適用范圍廣。

        1.3 STAR工藝

        STAR工藝是由Philips石油公司開發(fā)的,2000年被Uhde收購并進(jìn)行改進(jìn),主要包括反應(yīng)、CO2分離、氣體分離、丙烷與丙烯分餾四個工段,其工藝流程簡圖見圖3[6-7]。其工藝特點(diǎn):采用水蒸汽作為反應(yīng)稀釋劑,能有效抑制高溫反應(yīng)過程中催化劑的積碳并能及時(shí)將積碳氧化為CO2帶出體系,反應(yīng)器操作周期較長,催化劑再生簡單。通常STAR工藝的反應(yīng)器能連續(xù)反應(yīng)7 h,然后進(jìn)行1 h的催化劑再生。由于副產(chǎn)丙炔/丙二烯減少,無需進(jìn)一步處理既滿足聚合級丙烯規(guī)格。

        1-脫丙烷塔,2-脫氫反應(yīng)器,3-分離塔,4-吸收塔,5-干燥塔,6-冷箱,7-PSA壓縮,8-脫乙烷塔,9-丙烯精制塔圖3 Star工藝流程簡圖

        1.4 Linde工藝

        Linde工藝由Linde公司與BASF公司合作開發(fā),反應(yīng)器采用多管固定床工藝,由許多根裝有催化劑的反應(yīng)管組成,反應(yīng)幾乎在等溫條件下進(jìn)行。一組反應(yīng)器一般包括三臺,其中兩臺反應(yīng)、一臺再生,反應(yīng)器進(jìn)行6 h的反應(yīng)后,再進(jìn)行3 h的再生,周期性間歇操作的方式運(yùn)行。裝置處理量可在50~250 kt/a內(nèi)變化,超過250 kt/a就需要兩套并列的反應(yīng)器系列[1]。

        Linde工藝采用BASF公司開發(fā)的Cr2O3/Al2O3催化劑,反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度為600℃,操作壓力0.15 MPa。采用水蒸汽作為反應(yīng)稀釋劑,催化劑再生需使用水蒸汽對催化劑進(jìn)行處理。原料丙烷經(jīng)反應(yīng)、壓縮分離后,輕組分經(jīng)低溫分離系統(tǒng)得到H2和乙烷組分;重組分經(jīng)干燥、分餾后,分餾塔塔底為C4以上重組分,經(jīng)丙烷丙烯分離塔、丙烯精制塔后得到精制丙烯。其工藝流程簡圖見圖4[6]。

        1、2、3-脫氫反應(yīng)器,4-壓縮機(jī),5-低溫分離系統(tǒng),6-分餾塔,7-分離塔,8-吸收塔圖4 Linde法丙烷制丙烯工藝流程圖

        該工藝具有產(chǎn)量高、裝置體積小,動力消耗低,投資少的優(yōu)點(diǎn),其丙烷的單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)到50%,丙烯選擇性最高可達(dá)93%。

        1.5 FBD工藝

        FBD工藝是Snamprogetti公司開發(fā)的流化床脫氫制異丁烯的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其技術(shù)核心是流化床反應(yīng)-再生系統(tǒng),采用類似于Ⅵ型催化裂化雙流化床反應(yīng)器技術(shù),反應(yīng)和再生分別在不同的流化床中完成。FBD工藝在反應(yīng)溫度580~630℃,壓力118~147 kPa條件下,丙烷單程轉(zhuǎn)化率為40%,丙烯選擇性為80%。反-再系統(tǒng)工藝流程可分為:反應(yīng)、催化劑再生、分離3個工段,F(xiàn)BD工藝流程簡圖見圖5[6]。

        80-反應(yīng)器,2-催化再生器,3-過濾器,4-分離器,5-煙道氣過濾器,6-干燥器,7-冷箱,8-脫丙烷塔圖5 FBD法工藝流程簡圖

        反應(yīng)工段:工藝采用直徑小于0.1 mm的Cr2O3/Al2O3小球作為催化劑,在空速100~1000 h-1,溫度560~580℃,壓力0.12~0.15 MPa條件下反應(yīng),采用了氣固逆流的進(jìn)料方式。原料丙烷經(jīng)原料汽化器、換熱器、分布器從反應(yīng)器底部進(jìn)入,高效旋風(fēng)分離器除去反應(yīng)產(chǎn)物中夾帶的催化劑粉末,產(chǎn)生富氣經(jīng)后續(xù)分離工段得到產(chǎn)品。

        催化劑再生工段:催化劑通過提升管在反應(yīng)器和再生器之間循環(huán),再生空氣經(jīng)壓縮、換熱后進(jìn)入催化再生器,再生器的溫度高達(dá)700℃以上,催化劑在再生器的停留時(shí)間約為40 min,通過在再生器中燒掉沉積在表面的少量結(jié)焦而恢復(fù)活性,再生器產(chǎn)生的熱量被催化劑帶至反應(yīng)工段釋放。

        分離工段:反應(yīng)器產(chǎn)生的富氣經(jīng)過濾器除去粉塵,經(jīng)壓縮、冷凝后經(jīng)分離器分離出氣液兩相。較輕組分從分離器進(jìn)入干燥器經(jīng)冷箱分離出輕組分,冷箱分離較重組分與分離器較重組分經(jīng)脫丙烷塔分離出丙烯、丙烷。

        該工藝的特點(diǎn)是工藝流程簡單、操作條件溫和,設(shè)備以及催化劑投資較低、運(yùn)行成本較低,可適用于不同規(guī)模的脫氫裝置,目前工業(yè)應(yīng)用較少。

        表1 典型丙烷催化脫氫工藝對比表[5,8-10]

        2 氧化脫氫工藝

        氧化脫氫工藝是在丙烷在400℃~500℃、常壓、在以V-Mg-O、稀土釩酸鹽、負(fù)載的釩氧化物、Mo-Mg-O、Ni-Mo-O、磷酸鹽類作為催化劑的放熱反應(yīng),代替丙烷直接脫氫高溫下的吸熱反應(yīng),可大大降低,能耗。根據(jù)氧化劑的不同,可分為O2氧化和CO2氧化,主反應(yīng)式分別見式1和和式2[11-12]。

        2C3H8+O2→2C3H6+H2O(式1)

        C3H8+CO2→C3H6+CO+H2O(式2)

        丙烷氧化脫氫為放熱反應(yīng),反應(yīng)不受熱力學(xué)平衡的限制,但由于反應(yīng)產(chǎn)物丙烯最弱C-H鍵鍵能(360.7 kJ/mol)小于丙烷C-H鍵鍵能(401.3 kJ/mol),故丙烯更容易被氧化。該工藝由于丙烯選擇性較低,離工業(yè)化尚有一定距離。

        3 無機(jī)膜催化脫氫工藝

        無機(jī)膜催化脫氫工藝是集催化脫氫和膜分離為一體的工藝,利用膜選擇透過性原理,將產(chǎn)物中的一種或多種從反應(yīng)區(qū)選擇性地移走,從而將反應(yīng)與分離聯(lián)為一體,突破反應(yīng)動力學(xué)平衡的限制。Chang等[13]在Pd/γ-Al2O3膜反應(yīng)器上利用Pt/K/Sn/ Al2O3催化劑對丙烷進(jìn)行脫氫反應(yīng),在20 kPa、1800 h-1、500℃、吹掃氣Ar流量為100 mL/min 的反應(yīng)條件下,丙烷在膜反應(yīng)器上的轉(zhuǎn)化率為52%,丙烯選擇性93%。在實(shí)際生產(chǎn)中,由于膜反應(yīng)器成本較高,膜的機(jī)械和熱力學(xué)穩(wěn)定性較差,易積炭沉積引起膜的中毒,目前該工藝尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化[3]。

        丙烷脫氫制丙烯不同工藝路線對比表見表2。

        表2 丙烷脫氫制丙烯不同工藝路線對比表

        4 小結(jié)

        丙烷催化脫氫具有轉(zhuǎn)化率高、選擇性好、丙烯收率高等特點(diǎn),是一條很好的拓寬丙烯原料途徑,以UOP開發(fā)的Oleflex和Lummus開發(fā)的Catofin工藝已廣泛成功工業(yè)化,但目前均存在催化劑易結(jié)焦失活等缺點(diǎn)。因此,開發(fā)活性高、選擇性好、轉(zhuǎn)化率高、熱穩(wěn)定性好、抗積碳、壽命長、副反應(yīng)低的脫氫催化劑,以提高催化效率,進(jìn)一步工藝流程優(yōu)化,提升整體經(jīng)濟(jì)性,是未來深入研究和工程化的重點(diǎn)。

        猜你喜歡
        工段丙烷精制
        逆轉(zhuǎn)脂肪肝,繞不開“精制碳水”之結(jié)
        肝博士(2024年1期)2024-03-12 08:39:04
        造氣爐改造后對系統(tǒng)的影響
        山西化工(2023年12期)2024-01-12 01:51:40
        不同分選工段瘦精煤煤質(zhì)分析與配伍性研究
        打造“多面手”班組
        北方人(2019年10期)2019-06-17 03:22:06
        減壓蒸餾應(yīng)用于粗苯工段的可行性分析
        山東冶金(2018年6期)2019-01-28 08:14:52
        流化床丙烷脫氫反應(yīng)段的模擬及優(yōu)化
        野馬追倍半萜內(nèi)酯精制工藝的優(yōu)化
        中成藥(2017年10期)2017-11-16 00:50:02
        狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)在丙烷壓縮機(jī)上的應(yīng)用
        PTA裝置精制單元預(yù)熱系統(tǒng)改造
        用丙烷作運(yùn)輸燃料對CNG構(gòu)成了挑戰(zhàn)
        日本高清一区二区三区水蜜桃| 亚洲精品夜夜夜妓女网| 日本一区二区三区丰满熟女| 国产一区二区三区最新地址| 一本之道久久一区二区三区| 国产大屁股喷水视频在线观看| 国内精品久久久人妻中文字幕| 四虎影视免费永久在线观看| 装睡被陌生人摸出水好爽| 亚洲人在线观看| 97在线视频免费| 久久精品国产亚洲av桥本有菜| 久久亚洲国产高清av一级| 国产亚洲91精品色在线| 久久精品国产久精国产爱| 中文字幕一区二区三区乱码| 亚洲妇女水蜜桃av网网站| 538任你爽精品视频国产 | 中文成人无码精品久久久不卡 | 日本边添边摸边做边爱的网站| 亚洲精品老司机在线观看| 国产亚洲av人片在线播放| 亚洲国产成人久久精品美女av| 亚洲av无码成h在线观看| 免费网站看v片在线18禁无码| 欧美熟妇色ⅹxxx欧美妇| 亚洲激情成人| 亚洲综合国产成人丁香五月小说| 激情视频国产在线观看| 亚洲丰满熟女一区二亚洲亚洲| 久久久久亚洲av无码a片| 国内精品伊人久久久久网站| 久久亚洲私人国产精品| 麻豆精品网站国产乱子伦| 日韩无码尤物视频| 国产黄色一级到三级视频| 精品国产精品三级在线专区| 黑人巨茎大战俄罗斯美女| 无码人妻丰满熟妇精品区| 亚洲av乱码一区二区三区女同| 中文字幕有码在线亚洲|