丙烷脫氫技術(shù)(PDH)

預計到2028年，全球丙烯需求將從2018年約110 Mt增長至150 Mt。煉油廠和乙烯裂解裝置的丙烯產(chǎn)量增速跟不上需求。在過去十年中，頁巖氣的出現(xiàn)從根本上改變了烯烴市場格局。乙烯裂解裝置運營商傾向于使用輕質(zhì)進料，導致丙烯產(chǎn)量相對較低而乙烯產(chǎn)量相對較高。因此，單靠傳統(tǒng)的蒸氣裂解工藝已經(jīng)無法滿足日益增長的丙烯需求。導致人們對專有丙烯生產(chǎn)技術(shù)的興趣與日俱增。在可供選擇的方案中，丙烷脫氫技術(shù)(PDH)由于其更低的總體成本和更高的丙烷原料利用率而成為發(fā)展最快的技術(shù)之一。

CATOFIN是最早也是最先進的烯烴生產(chǎn)技術(shù)之一，通過催化脫氫反應(yīng)生產(chǎn)丙烯(來自丙烷)、異丁烯(來自異丁烷)和正丁烯/丁二烯(來自正丁烷)等烯烴，并具有優(yōu)異的轉(zhuǎn)化率和選擇性。科萊恩與工藝合作伙伴魯姆斯技術(shù)(Lummus Technology)緊密合作，擁有此獨特催化工藝技術(shù)的專利所有權(quán)。隨著60多年來的持續(xù)改進，如今CATOFIN已在全球超過25家烷烴脫氫工廠成功實現(xiàn)了商業(yè)化運行。近兩年來，全球又有18個PDH新項目選用了CATOFIN技術(shù)，專利授權(quán)用戶總數(shù)達到43家。近日CATOFIN催化技術(shù)在恒力集團大連新建的混合進料烷烴脫氫工廠成功開車，這家新工廠采用了丙烷脫氫(PDH)和異丁烷脫氫(BDH)相結(jié)合的工藝技術(shù)，烯烴年產(chǎn)能超過1.0 Mt，現(xiàn)已成為全球規(guī)模最大的使用CATOFIN催化技術(shù)的工廠。

CATOFIN PDH裝置優(yōu)勢是能夠在高在線率條件下可靠運行(通常高于97%)，并且實際產(chǎn)量顯著高于設(shè)計產(chǎn)能(某些情況下高達150%，平均超過110%)。由于CATOFIN反應(yīng)在負壓中進行，較低的操作溫度可將熱裂解和副產(chǎn)物降到最低水平，因此生產(chǎn)企業(yè)的原料消耗也大大減少。與其他PDH技術(shù)相比，是一種更加清潔的工藝，任何副產(chǎn)焦炭在反應(yīng)器都會被在線清除，工廠無需停車進行除焦和清理。使用中，催化劑具有開車時間短、操作簡單和使用壽命長等優(yōu)點。

為進一步提高丙烯產(chǎn)量，科萊恩和魯姆斯憑借發(fā)熱材料(HGM)和新型催化劑解決方案等技術(shù)創(chuàng)新，繼續(xù)書寫CATOFIN的成功。HGM在催化劑床層內(nèi)部產(chǎn)生熱量，大大降低了對其他熱量來源(如再生空氣)需求。這種極具創(chuàng)新的專利材料已成功得到商業(yè)驗證，可有效提高烯烴選擇性和產(chǎn)量，并大幅降低反應(yīng)器入口空氣溫度。基于HGM的催化劑系統(tǒng)與其他能量優(yōu)化措施相結(jié)合，可減少高達35%的能耗成本和二氧化碳排放量。使用基于HGM的催化劑系統(tǒng)的另一個顯著優(yōu)點是，催化劑運行時間可以延長到4年或更長時間。擁有11項專利的基于HGM的催化劑系統(tǒng)現(xiàn)已成為新PDH裝置設(shè)計的行業(yè)標準。

技術(shù)突破是新型CATOFIN 311的問世，此催化劑已經(jīng)過工業(yè)化驗證，具有更高的選擇性和更長的使用壽命，從而進一步提高了丙烷脫氫企業(yè)的整體盈利能力。同時，其他新一代產(chǎn)品也正在緊密研發(fā)中，催化劑性能將有望得到進一步增強。

CATOFIN技術(shù)合作伙伴魯姆斯也正在研發(fā)有前景的新型解決方案，在不影響工廠產(chǎn)能和先進能量整合的情況下，將反應(yīng)器數(shù)量降至最低，從而減少固定投資。其他的優(yōu)化還包括通過HGM顯著降低空氣量，提高原料空速，從而降低運營成本。