丙烷脫氫打開(kāi)C3應(yīng)用空間

9月5日，萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司發(fā)布公告，山東省發(fā)改委已核準(zhǔn)批復(fù)其實(shí)施聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈一體化——乙烯項(xiàng)目。該項(xiàng)目以萬(wàn)華工業(yè)園丙烷洞庫(kù)的C3、丙烷脫氫副產(chǎn)乙烷為原料，裂解生產(chǎn)乙烯及丙烯、混合C4等中間產(chǎn)物。

　　此前，連云港石化有限公司320萬(wàn)噸/年輕烴綜合利用項(xiàng)目環(huán)評(píng)也進(jìn)行了二次公示。該項(xiàng)目包括年產(chǎn)250萬(wàn)噸乙烷裂解制乙烯、150萬(wàn)噸丙烷脫氫制丙烯裝置和PE、EO/EG、醋酸乙烯、環(huán)氧丙烷、丙烯腈、聚丙烯、丙烯酸及酯等下游配套裝置。

　　近年來(lái)，我國(guó)輕烴原料逐漸呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。目前，已披露的在建和擬建輕烴綜合利用項(xiàng)目超過(guò)20家，不少項(xiàng)目同時(shí)設(shè)計(jì)了C2和C3產(chǎn)業(yè)鏈裝置，而丙烷催化脫氫技術(shù)(PDH)無(wú)疑是C3利用領(lǐng)域最受關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　丙烷脫氫法優(yōu)勢(shì)凸顯

　　PDH項(xiàng)目的建設(shè)極大彌補(bǔ)了因原料輕質(zhì)化導(dǎo)致的丙烯產(chǎn)出減少。東方證券首席石化分析師趙辰指出，目前丙烷脫氫法是市場(chǎng)占有率增長(zhǎng)最快、最具前景的丙烯生產(chǎn)新技術(shù)。中國(guó)首套PDH裝置于2013年在天津投產(chǎn)，當(dāng)前中國(guó)投產(chǎn)的PDH裝置已經(jīng)達(dá)到12套，而且大多數(shù)還配套有下游的衍生物生產(chǎn)裝置。當(dāng)前全球PDH產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)1200萬(wàn)噸/年，其中中國(guó)的PDH產(chǎn)能占到全球的逾一半。

　　5月，特種化學(xué)品制造商科萊恩宣布中標(biāo)金能科技股份有限公司的項(xiàng)目合同，將與CB&I公司合作設(shè)計(jì)全球最大的丙烷脫氫裝置。該項(xiàng)目選址青島西海岸新區(qū)，建成后丙烯年產(chǎn)量將達(dá)到90萬(wàn)噸。

　　“利用先進(jìn)的CATOFIN技術(shù)建設(shè)全球最大的單一丙烷脫氫裝置與生產(chǎn)基地，可以讓我們實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和公司長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)?！苯鹉芸萍级麻L(zhǎng)秦慶平表示。

　　此前，科萊恩與徐州海鼎化工技術(shù)有限公司簽訂協(xié)議，為其60萬(wàn)噸/年丙烷脫氫裝置提供催化劑等系列技術(shù)支持。目前，全球9個(gè)采用CATOFIN技術(shù)的丙烷脫氫裝置均已成功實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)，丙烯年產(chǎn)量超過(guò)450萬(wàn)噸。

　　“長(zhǎng)期來(lái)看，丙烯價(jià)格會(huì)趨勢(shì)性上漲，丙烷脫氫工藝將逐漸彰顯優(yōu)勢(shì)?！壁w辰預(yù)測(cè)，未來(lái)全球丙烯供應(yīng)將呈現(xiàn)石腦油裂解裝置、煉油廠催化裂化裝置和PDH裝置的三足鼎立局面。

　　國(guó)產(chǎn)催化劑打破壟斷

　　在催化脫氫工藝中，所采用的催化劑一般為負(fù)載型貴金屬鉑或有毒鉻系催化劑，采用鉑系催化劑價(jià)格昂貴且原料需要深度凈化，而鉻系催化劑則對(duì)環(huán)境和人體有害。因此，開(kāi)發(fā)低成本、環(huán)保型非貴金屬催化劑一直是丙烷脫氫的一個(gè)技術(shù)難題。

　　目前，鉑基催化劑是催化脫氫的關(guān)鍵所在，相關(guān)技術(shù)被美、德等少數(shù)國(guó)家長(zhǎng)期壟斷，我國(guó)現(xiàn)有的12套丙烷脫氫法丙烯生產(chǎn)線均從國(guó)外高價(jià)引進(jìn)，催化劑也完全依賴(lài)進(jìn)口。不過(guò)這一局面有望被打破，天津大學(xué)能源化學(xué)工程團(tuán)隊(duì)日前成功研發(fā)出高效鉑基催化劑，可顯著提升丙烯的生產(chǎn)效能。

　　“誰(shuí)掌握了更高效的催化劑，誰(shuí)就掌握了烯烴工業(yè)的未來(lái)?！睋?jù)天津大學(xué)能源化學(xué)工程團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人鞏金龍教授介紹，鉑基催化劑已廣泛應(yīng)用于丙烷脫氫法生產(chǎn)丙烯，其原理是利用鉑等金屬對(duì)丙烯的“催化脫氫選擇性”來(lái)進(jìn)行提取和生產(chǎn)。天津大學(xué)能源化學(xué)工程團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高效鉑基催化劑擁有兩大全新優(yōu)勢(shì)：一是“更純”，通過(guò)高溫還原和酸洗去除助劑金屬雜質(zhì)，使催化劑形成純鉑覆蓋的核殼表面;二是“更強(qiáng)”，通過(guò)改變表面鉑的電子狀態(tài)，極大提升鉑原子催化性，從而為工業(yè)實(shí)踐中大幅度提高丙烯生產(chǎn)效率創(chuàng)造了可能。

　　據(jù)悉，該成果已從基礎(chǔ)研究角度論證了構(gòu)效關(guān)系對(duì)催化劑研究的重要價(jià)值，為鉑基催化劑應(yīng)用開(kāi)辟了新思路。

　　綜合競(jìng)爭(zhēng)力仍需考量

　　當(dāng)前，環(huán)保政策和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，也在倒逼企業(yè)走綠色環(huán)保低碳發(fā)展之路。在烷烴脫氫方面，UOP環(huán)球優(yōu)品工藝技術(shù)有限公司研發(fā)的UOP Oleflex被認(rèn)為是較好的C3/C4烷烴脫氫工藝。該公司技術(shù)經(jīng)理何劍波表示，該工藝盡量降低反應(yīng)器的用量，提高反應(yīng)器效率，降低成本，采用無(wú)毒鉑系催化劑將二氧化碳、氮氧化合物及VOCs排放量降到最低。

　　與此同時(shí)，丙烷脫氫項(xiàng)目遍地開(kāi)花，發(fā)展熱潮之下也存在進(jìn)口丙烷價(jià)格不受控制、盈利不確定性的隱憂。中石油石油化工研究院戰(zhàn)略與信息研究室主任李振宇對(duì)此表示，“十三五”期間如何實(shí)現(xiàn)原料多元化、提高產(chǎn)品附加值是行業(yè)要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

　　趙辰也指出，當(dāng)前中國(guó)所有PDH裝置所需丙烷原料都依賴(lài)于從美國(guó)或者中東進(jìn)口，不過(guò)近期中美貿(mào)易摩擦的升級(jí)也給進(jìn)口丙烷帶來(lái)了不確定性。

　　中國(guó)石油東北煉化工程公司吉林設(shè)計(jì)院高級(jí)工程師于春梅提醒企業(yè)，在產(chǎn)業(yè)鏈上，要研究目標(biāo)產(chǎn)品的區(qū)域市場(chǎng)、周邊區(qū)域有沒(méi)有下游用戶(hù)，這樣可以節(jié)省運(yùn)輸成本，提高利潤(rùn)。另一方面，一定要充分考慮副產(chǎn)品的應(yīng)用。