近年在美国，主要由于页岩气开采的显着增加，使天然气及其伴生物——乙烯和丙烷供应上升，丙烷价格下降。与低价丙烷相耦合，乙烯生产者正在转向较轻质原料(更多的乙烷，较少的石脑油)，这就降低了裂化操作中的丙烯产率。对丙烯需求的不断增加和有低成本原料的可用性，使丙烷脱氢成为经济上较有吸引力的化工装置。
从全球视野看，最近美国的丙烷脱氢拥有最低的生产成本和最有吸引力的EBITDA(息税前利润率，约为30%)，这是由于自页岩气的开采而拥有了低成本的丙烷。来自中东进口的低成本的丙烷，使中国也拥有有利的息税前利润率(EBITDA)，约20%左右。这一原料的应用最近已被中国宣布至少将建8套丙烷脱氢(PDH)装置所证明。
据卓创资讯统计，目前我国计划建设的丙烷脱氢项目总产能达到920万吨/年，而计划在2013年投产的产能就有105万吨/年。近几年来，国内丙烷脱氢项目发展如火如荼，美国已要新建年总产能为270万吨/年的7套丙烷脱氢装置。丙烷脱氢项目已经迅速成为投资追捧的新热点。
主要工艺
丙烷脱氢法是高吸热过程，高温和低压有利于在平态下有较高的烯烃浓度。但是，某些热裂化副反应限制了最大的实用温度和相应的压力，与主反应同时发生的副反应，会生成某些轻质和重质烃类，它们会以焦炭形式沉积在催化剂上。
丙烷脱氢技术主要有UOP公司Oleflex工艺、鲁玛斯公司Catofin工艺、菲利浦斯公司Star工艺、林德公司PDH工艺。其中，Oleflex工艺和Catofin工艺业已工业化应用。
Oleflex工艺采用催化剂连续再生(CCR)技术，采用铂催化剂(DeH12)的4台径流式反应器用于丙烷加速脱氢的吸热反应。丙烯产率为85%，氢气产率为3.6%。
Catofin工艺采用固定床反应器，按烃类/热空气循环方式操作。工艺操作2013年7月5日，中石化万华烟台工业园区徐工4000吨级履带起重机正在吊装丙烷脱氢装置大型设备丙烯塔温度593-649℃、压力33.9-50.8kPa。丙烷转化率大于90%。
伍德公司推出STAR工艺用于轻质烷烃氧化脱氢为烯烃，采用蒸汽活化转化(STAR)技术。伍德收购前菲利浦斯石油公司STAR技术后，增加了第二反应步骤。STAR工艺采用铂催化剂，以锌—钙铝酸盐为载体，反应条件为580℃和0.5MPa，有蒸汽存在，因存在蒸汽使反应物分压降低，可加快转化，并减少焦炭在催化剂上的沉积。中间反应产品(丙烯、氢气和未转化丙烷)进入第二反应器，引入氧气，氧气与部分氢气生成H2O，使反应趋于平衡，并可提高丙烷转化率。氧与氢的放热反应也向进一步脱氢提供热量。STAR工艺在较高压力下运转，使用蒸汽和氧气使反应空速大大高于其他脱氢工艺。伍德公司已完成中试并推向商业化。
林德公司也推出PDH工艺，并准备推向商业化。该公司与巴斯夫合作在挪威蒙斯塔德的Statoil公司炼油厂完成中试。因采用巴斯夫的新催化剂使过程得以改进，使单程转化率达到50%，可达到较高处理量、采用较小设备和使用较低的公用工程费用，总转化率为93%。
技术改进使丙烷脱氢更为可行，第一代Oleflex装置(泰国10万吨/年装置)投资为1000美元/吨丙烯，西班牙塔拉戈纳装置(35万吨/年)的投资则降低到约650美元/吨丙烯。脱氢催化剂也不断改进，UOP和伍德公司工艺采用铂基催化剂，鲁玛斯公司工艺采用铬基催化剂。
我国进口丙烷脱氢制丙烯形势
进口甲醇制烯烃热后，进口丙烷脱氢制丙烯也热了起来。目前，我国在建拟建的进烷脱氢制丙烯装置已经超过了10套，已经签订技术协议的丙烷制丙烯合计年产能567万吨，已经开展前期工作的项目合计260万吨/年。对此要提醒企业，用进口丙烷制丙烯，在考虑有利因素的同时，必须充分考虑能否获得长期、稳定、相对低廉的丙烷原料等风险。
进口丙烷脱氢制丙烯工艺的经济性取决于丙烷与丙烯的差价，2004-2010年进烯与进口丙烷平均价差(含税)为581美元(吨价，下同)。据专家初步测算，在我国华东地区建设丙烷脱氢制丙烯装置，以2011年9月中东丙烷FOB平均价790美元，产出丙烯含税成本价为9973元(按其他制造成本及期间费用1283元)，比同期市场进烯到岸完税价10973元，便宜1000元，比同期国内12150元的丙烯价格，低2177元。
而从生产原料来看，丙烷脱氢制丙烯，要求原料丙烷纯度至少达到97%。现有国外丙烷脱氢装置，都采用湿性油田伴生气为来源的高纯低硫丙烷为原料。而我国湿性油田伴生气资源较匮乏，且国产液化气是石油炼制过程中产生的副产品，是一种杂质含量及硫含量较高的混合气体，国产液化气中丙烷质量无法满足丙烷脱氢工艺原料要求。因此，国内建设的丙烷脱氢装置，必须进国外油田伴生气为来源的非炼油厂生产的高纯度液化丙烷。
应指出，我国丙烷制丙烯合计年产能567万吨，是指丙烯产能，生产1吨丙烯产品消耗1.1吨丙烷，2013-2014年这10多套装置如果全部建成投产，所需要的丙烷就要600多万吨，目前我国进口液化丙烷约200万吨。建成时，仅用于丙烯生产的丙烷进求量就将是现在的3倍，而且只有高纯度丙烷才能脱氢制丙烯。如果国内这10多个项目全部投产，对高纯度丙烷需求的集中释放，将对全球丙烷贸易格局产生影响，直接导致进烷价格上扬。
企业上马丙烷脱氢制丙烯项目必须考虑丙烷原料长期、稳定供应问题，目前国际液化丙烷供应由为数不多的跨国贸易商垄断经营，国际贸易供应商往往不愿意与没有交易记录的公司进行类似的大宗交易，对新进入液化丙烷国际贸易的公司设置了较高的限制条件，在资信证明、存储设施、码头条件以及付款时间、方式上均有较高的要求。同时，采购多以大型冷冻船运输，装载量一般在4万吨以上，所以进化丙烷还取决于港口条件，必须拥有可停泊大型液化丙烷冷冻船的专用装卸深水码头、大型低温冷冻罐等设施，而且建设大型低温冷冻罐投资也大。
考虑到进口丙烷装货、出港、海运、入港、报关、卸载及输运等环节的不确定性，为装置长周期运行，企业应有15天的库存，即应有库存量6万吨，以790美元，就需要3亿元资金，要求企业有充足的流动资金。因此，企业上马进口丙烷制丙烯项目，应慎重考虑和科学规划，三思而后行。
来源：《石油知识》杂志作者：钱伯章