戊烷脱氢制戊烯技术调研报告

化剂（DeH-52）的径流式反应器使戊烷加速脱氢。催化剂连续再生，使用氢作为原料的稀释剂，反应温度为 550～650℃，戊烯收率约为85%，氢气产率为3.6%，乙烯收率很低，通常乙烯与其它副产品一起被当作燃料烧掉给戊烯脱氢反应器提供热量。因此这一反应的产品只有戊烯。

Catofin工艺采用逆流流动固定床技术，在反应器中空气向下、烃类向上流动，烃蒸汽在铬催化剂上脱氢。STAR工艺使用带有顶部喷射蒸汽转化装置的管状固定床反应器和一种负载于铝酸锌钙上的贵金属作催化剂，使用水蒸汽作为原料的稀释剂，反应温度为500℃，与传统工艺相比，产率可提高58%。PDH工艺采用固定床反应器，按烃类/热空气循环方式操作，反应段包括3台同样的气体喷射脱氢反应器，其中两台用于脱氢条件下操作，另一台用于催化剂再生，反应温度为590℃，压力33.9~50.8kPa。戊烷转化率大于90%。

戊烷脱氢技术具有3大优势：首先，是进料单一，产品单一（主要是戊烯）；其次，是生产成本只与戊烷密切相关，而戊烷价格与石脑油价格、戊烯市场没有直接的关联，这可以帮助戊烯衍生物生产商改进原料的成本结构，规避一些市场风险；第三，是对于戊烯供应不足的衍生物生产厂，可购进成本较低的戊烷生产戊烯，免除运输与储存戊烯的高成本支出。

与其它生产技术相比，获得同等规模的戊烯产量，戊烷脱氢技术的基建投资相对较低，目前的经济规模是35万吨/年。戊烷原料价格对生产成本影响较大，只有当戊烯与戊烷的长期平均最小价差大于200美元/吨时，工厂才能有较好的利润。中东地区戊烷资源丰富、价格稳定有利于建设戊烷脱氢厂。

2.5甲醇制烯烃技术（MTO）

在原油价格攀升，天然气或煤炭资源相对丰富的情况下，以天然气或煤为原-料生产甲醇，再以甲醇生产烯烃（MTO工艺）或以甲醇生产戊烯（MTP工艺）的技术越来越受关注。目前比较成熟的技术主要有UOP/Hydro公司的MTO工艺和Lurgi公司的MTP工艺。

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，

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当原油价格高于56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

过去几年里增产戊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5吨戊烯和乙烯（主要为戊烯），要产出58吨C4+产品，PetroFCC技术有了明显进步，每产出5吨戊烯和乙烯，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戊烯，使得每产出5吨乙烯和戊烯仅产出5.3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/年戊烯、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5吨戊烯可联产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%的戊烯。

烯烃裂解技术与MTO组合。MTO的特点是每生产5吨乙烯和戊烯，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，乙烯与戊烯收率可提高20%，达到85%～90%，戊烯与乙烯产量比增至5.75，C4+副产品几乎减少80%。通过优化MTO催化剂和MTO与烯烃裂解工艺的结合，戊烯与乙烯比可达到2.0以上。

戊烯生产必须考虑原料价格、副产利用、现有装置的使用、戊烯衍生物的

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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戊烯主要来源，炼厂副产戊烯，特别是以重质油为原料，通过FCC工艺改进生产戊烯的比重将增大。

由于一些大型甲醇生产装置的陆续建成，甲醇制戊烯（MTP）有可能成为第3种稳定的戊烯来源。受原料价格影响，预计多数戊烷脱氢制戊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，基本都建有副产戊烯的回收装置和戊烯衍生物生产装置；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，还有加工副产戊烯的成套装置，因此组合应用FCC工艺多产戊烯、烯烃裂解工艺生产戊烯等技术，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、戊烷脱氢制戊烯生产发展状况

虽然戊烷脱氢工艺工业化已有50多年，由于戊烷原料价高而戊烯产品价廉，且工艺投资成本高而受到限制。随着戊烯需求不断增长以及戊烷脱氢工艺技术的进步使戊烷脱氢制戊烯工艺有了新的市场前景。目前在用的54套工业化戊烷脱氢装置中有50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，全球戊烯产量5500万吨/年，而由戊烷脱氢和易位反应法生产戊烯量反占戊烯产量的2%～3%，大约69%的戊烯为乙烯裂解副产，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，所以传统的戊烯供需差额将不断扩大，为戊烷脱氢工艺的发展提供了机会。据Nexant Chem Systems公司分析，过去20年中戊烯增速高于乙烯增速，美国戊烯/乙烯需求比值已由5980年的0.48增加至2003年的0.65。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，其戊烯产出量仅为2%，而石脑油裂

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解装置戊烯产量为33%，柴油裂解装置戊烯产出量占39%，据Chem Systems分析，未来戊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戊烷脱氢项目的建设，由于新建乙烷裂解可以满足未来乙烯需求增长，但戊烯不断增长需求仍然得不到满足，从而为戊烷脱氢项目提供了商机。

戊烷脱氢要求低廉的戊烷原料价格方可获得经济效益，据测算，戊烷约占戊烷脱氢制戊烯总成本的2/3，因此，未来戊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，沙特在建的戊烷脱氢项目有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/年戊烷脱氢装置于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/年戊烷脱氢和聚戊烯装置，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戊烯公司考虑采用Catafin工艺建设一套45万吨/年戊烷脱氢及下游聚戊烯装置。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/年戊烷脱氢和聚戊烯装置。

另一方面，由于工艺技术进步也使戊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50万吨/年戊烷脱氢装置基建投资为5000美元/吨戊烯，而到西班牙Tarragona 的PropanChem 35万吨/年戊烷脱氢装置建设时，基建成本已降至650美元/吨戊烯。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，年产戊烯35万吨，约为同样戊烯生产能力采用蒸汽裂解器投资的5/3到5/4。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，所用的原料戊烷来自阿尔及尔。这套戊烷脱氢装置是欧洲首套采用UOPLLC的C3轻烃催化脱氢（Oleflex）技术的戊烯生产装置。以往巴斯夫公司是通过蒸汽裂解石脑油来生产乙烯和戊烯，但由于其在塔拉贡纳的装置只需要戊烯，而使用戊烷脱氢工艺比蒸汽裂解更加经济合理。在

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