年产10万吨丙烯精制塔工艺设计(4)

1.1.1 丙烯的理化性质 丙烯室温下为无色透明、略微有微甜的气体。分子量42.08,液态密度0.5052g/cm3(4℃),气体密度1.899(0℃,大气压下)冰点87.85K,沸点


1.1.1 丙烯的理化性质

丙烯室温下为无色透明、略微有微甜的气体。分子量42.08,液态密度0.5052g/cm3(4℃),气体密度1.899(0℃,大气压下)冰点87.85K,沸点225.75。它能麻醉人体,在1088.15K、一个大气压下全部分解。易燃,爆炸极限为2.05%~11.10%。与水分层,易溶于有机溶剂,是一种毒性较低的物质。丙烯主要用于生产聚丙烯(C3H6)n、C2H3CN、异丙醇、COMe2和环氧丙烷等。

1.1.2 丙烯的危险性

健康危害:该化学物质是一种普通的麻醉剂,会导致人窒息。急性中毒:吸入丙烯可引起意识丧失。

超过0.15的浓度,需半小时

超过0.24的浓度,需180秒;

达到0.35-0.4时,只需要30秒钟;

超过0.4时,仅需7秒钟,并引起呕吐。

慢性影响:长期接触会导致头晕、人体缺乏力道、全身不舒服、无法集中精神。同时,有可能会影响消化道系统的功能。

环境危害:会导致水资源,泥土,空气的污染。

燃爆危险:本品属于易燃气体。

1.2 丙烯的生产技术

目前,生产C3H6的方法主要有五类,分别是:丙烷脱氢生产丙烯(PDH)、Methanol烯烃生产(MTP)、烯烃歧化与裂解、催化裂化(FCC)技术,蒸汽裂解化技术。

(1)蒸汽裂解技术:将石油中的烷烃在1050K以上的高温 和H2O蒸气发生化学键断裂或者将氢脱去,同时还有其他的副反应,以制取C3H6,C2H4等低分子烯烃。该技术的生产反应设备一般为管式加热炉,石油和水蒸气经预热后入加热炉炉管,在1000K的温度下发生反应,通过急速冷冻装置和深冷分离装置,获得产品。蒸汽裂解是C3H6等低分子烯烃的主要生产方法,是我国石油工业的基础。蒸汽裂解技术的目的是生产C2H4,C3H6作为C2H4生产的副产品。 丙烯收率随着原料相对分子质量增大而变大。生产C2H4的原料是石油的情况下,副产品丙烯占乙烯的比率在50%左右。

(2)催化裂化(FCC)技术:石油提炼厂C3H6中的主要来自FCC技术。其中FCC技术生产的C3H6约占炼厂C3H6的96.5%,是C3H6的重要来源。大分子的油在高温和催化剂的作用下裂化,并得到经过裂化后的气体。裂化所获得的石油气中含有大量的C3H6。在使用FCC生产的过程中,通过改变工艺的状况来达到增产C3H6的目的。催化裂化生产C3H6的技术随着目的的不同,大致分为两类:第一类是为C3H6而开发,裂解温度在823~853K;第二类是为生产乙烯/丙烯而设计,操作温度1000K,原料为经过降压后的柴油类譬如霍尼韦尔的佩特罗FCC工艺。C3H6产量可以被FCC技术可较大幅度地提高,但是会被原料制约。大多数增产C3H6技术都是以减少汽油生产和中间馏分生产作为代价,而无法增产汽油。

(3)烯烃歧化与裂解:烯烃歧化是通过将烯烃中的碳碳双键断裂并重新转换构造后变为为新的烯烃的化学反应,烯烃歧化生产C3H6技术目前开发最多的是以C2H4和顺丁烯为原料反应生成C3H6,最具代表性的技术有Lummus公司开发的OCT工艺和IFP Energies Nouvelles开发的米塔-4工艺。烯烃裂解是将C2H4蒸汽裂解装置中联产的碳4烯烃组分裂解为C2H4和C3H6的催化反应。烯烃裂解与烯烃歧化的共同特点是将经济获益较低的烯烃反应得到经济收益较高的C2H4和C3H6。不同的是烯烃裂解反应中碳5组分会随着碳4组分一同转化,1-丁烯不会被同分异构化, 反应过程中不仅无C2H4的减少而且C2H4会增加。目前已开发出的技术有凯洛格布朗路特的超福莱克斯工艺、Lurgi Company的PROPYLUR工艺、上述的OCP工艺、Exxon Mobil Corporation的MOI工艺以及asahi-kasei的奥米加工艺。

(4)丙烷脱氢(PDH)技术:1990年以来, C3H8脱氢制C3H6一直是获取C3H6资源的重要途径之一。目前,PDH技术主要有有UOP公司的Oleflex工艺,Lummus公司的CATOFIN工艺,林德-巴斯夫公司的PDH工艺,斯纳姆普罗吉帝-雅馨特泽的FBD工艺和特鲁普伍德公司的星工艺。工业应用最多的是Oleflex工艺和Ca-tofin工艺。C3H8脱氢制C3H6装置会限制原料的纯度(C3H8纯度97%,S单质的含量在90μL/L 以下),现有国外装置都采用天然气为来源的高纯度丙烷低含量S单质为原料。而国内C3H8脱氢装置基本来自于国外炼油厂生产的进口C3H8。近期卫星石化公司和Japan Astomos公司、Sojitz以及South Korea的液态丙烷气公司签订合同,在2014年从三家公司各进口三批次20000吨丙烷,总计180000吨。