丙烯,是一种有机化合物,分子式为C3H6,为无色、无臭、稍带有甜味的气体,易燃,燃烧时会产生明亮的火焰,在空气中的爆炸极限是2.4%~10.3%;不溶于水,易溶于乙醇、乙醚。丙烯是三大合成材料的基本原料之一,其用量最大的是生产聚丙烯。另外。丙烯可制备丙烯腈、环氧丙烷、异丙醇、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯酸及其酯类、丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。
目前丙烯主要的生产工艺有两种:一是来自蒸汽裂解制乙烯的联产;二是来自炼厂催化裂化装置的尾气。近年来由于全球丙烯需求快速增长。传统的乙烯联产和炼厂回收丙烯的产量难以满足需求,因此,从其它途径生产丙烯的重要性日益增长,例如流化催化裂化、丙烷脱氢、天然气或甲醇、烯烃转化、烯烃歧化和烯烃裂解。
流化催化裂化(FCC)
FCC装置的主要用途是将瓦斯油和重质物流转化成汽油、液化石油气(LPG)和轻质油等轻质产品。而轻质副产物流中含有3%~8%丙烯,为提高丙烯收率,一些炼厂采用添加ZSM-5等助剂的专用配方的FCC催化剂。与传统FCC操作条件相比,多产丙烯FCC工艺的反应温度较高,接触时间较短,剂油比较高,因此抑制了裂解、二次裂化、氢转移反应及结焦等二次反应的发生,得到的丙烯收率较高,可达约20%(m)。
丙烷脱氢(PDH)
丙烷脱氢制丙烯的技术采用丙烷在500~680℃下催化脱氢的方法得到丙烯。相对于传统的丙烯生产方法,丙烷脱氢制丙烯的特点是只用一种原料生产一种产品,流程简单。但由于目前的催化剂成本较高导致生产成本较高,工艺的经济性取决于丙烷与丙烯的差价,在中东等具有廉价资源优势的地区丙烷脱氢装置具有竞争力。此外,在其他裂解丙烯和炼厂丙烯不能满足需要的地区,丙烷脱氢也不失为一种选择。
甲醇制烯烃(MTO)
由甲醇转化成烯烃是另一个轻质烯烃的来源。MTO反应过程分两步。第一步甲醇反应生成二甲醚(DME)中间体,第二步DME 生成乙烯和丙烯。UOP/Hydro MTO 工艺采用高选择性的MTO-100 催化剂,此催化剂以SAPO-34 为基础,即一种孔径为3.8Å 的磷硅铝酸盐分子筛。该沸石具有类似于ZSM-5 的骨架结构,但是它可以控制酸中心的位置和强度,再加上其择形性的能力,因此可明显改进乙烯和丙烯选择性。
甲醇制丙烯(MTP)
Lurgi 油气化学公司结合一系列专用技术,致力于开发由C1 转化成有价值产品的新路线。此路线以低成本的天然气为原料,建大规模的甲醇装置,采用甲醇高选择性转化成丙烯。Lurgi 公司开发的MTP 技术的特点在于采用固定床反应器与德国SudChemie公司专用的高稳定性沸石催化剂。
烯烃转化
烯烃转化技术由其它烯烃生产轻质烯烃,目前主要有两种技术:即烯烃歧化和烯烃裂解。烯烃歧化是以乙烯和丁烯为原料生产丙烯。烯烃裂解是以裂解重质烯烃为原料制乙烯和丙烯。烯烃转化工艺往往与以上所述的其它烯烃生产技术结合在一起,从而提高了轻质烯烃产物的收率,并最大限度提高丙烯产量。