丙烷脱氢技术(PDH)

预计到2028年，全球丙烯需求将从2018年约110 Mt增长至150 Mt。炼油厂和乙烯裂解装置的丙烯产量增速跟不上需求。在过去十年中，页岩气的出现从根本上改变了烯烃市场格局。乙烯裂解装置运营商倾向于使用轻质进料，导致丙烯产量相对较低而乙烯产量相对较高。因此，单靠传统的蒸气裂解工艺已经无法满足日益增长的丙烯需求。导致人们对专有丙烯生产技术的兴趣与日俱增。在可供选择的方案中，丙烷脱氢技术(PDH)由于其更低的总体成本和更高的丙烷原料利用率而成为发展最快的技术之一。

CATOFIN是最早也是最先进的烯烃生产技术之一，通过催化脱氢反应生产丙烯(来自丙烷)、异丁烯(来自异丁烷)和正丁烯/丁二烯(来自正丁烷)等烯烃，并具有优异的转化率和选择性。科莱恩与工艺合作伙伴鲁姆斯技术(Lummus Technology)紧密合作，拥有此独特催化工艺技术的专利所有权。随着60多年来的持续改进，如今CATOFIN已在全球超过25家烷烃脱氢工厂成功实现了商业化运行。近两年来，全球又有18个PDH新项目选用了CATOFIN技术，专利授权用户总数达到43家。近日CATOFIN催化技术在恒力集团大连新建的混合进料烷烃脱氢工厂成功开车，这家新工厂采用了丙烷脱氢(PDH)和异丁烷脱氢(BDH)相结合的工艺技术，烯烃年产能超过1.0 Mt，现已成为全球规模最大的使用CATOFIN催化技术的工厂。

CATOFIN PDH装置优势是能够在高在线率条件下可靠运行(通常高于97%)，并且实际产量显著高于设计产能(某些情况下高达150%，平均超过110%)。由于CATOFIN反应在负压中进行，较低的操作温度可将热裂解和副产物降到最低水平，因此生产企业的原料消耗也大大减少。与其他PDH技术相比，是一种更加清洁的工艺，任何副产焦炭在反应器都会被在线清除，工厂无需停车进行除焦和清理。使用中，催化剂具有开车时间短、操作简单和使用寿命长等优点。

为进一步提高丙烯产量，科莱恩和鲁姆斯凭借发热材料(HGM)和新型催化剂解决方案等技术创新，继续书写CATOFIN的成功。HGM在催化剂床层内部产生热量，大大降低了对其他热量来源(如再生空气)需求。这种极具创新的专利材料已成功得到商业验证，可有效提高烯烃选择性和产量，并大幅降低反应器入口空气温度。基于HGM的催化剂系统与其他能量优化措施相结合，可减少高达35%的能耗成本和二氧化碳排放量。使用基于HGM的催化剂系统的另一个显著优点是，催化剂运行时间可以延长到4年或更长时间。拥有11项专利的基于HGM的催化剂系统现已成为新PDH装置设计的行业标准。

技术突破是新型CATOFIN 311的问世，此催化剂已经过工业化验证，具有更高的选择性和更长的使用寿命，从而进一步提高了丙烷脱氢企业的整体盈利能力。同时，其他新一代产品也正在紧密研发中，催化剂性能将有望得到进一步增强。

CATOFIN技术合作伙伴鲁姆斯也正在研发有前景的新型解决方案，在不影响工厂产能和先进能量整合的情况下，将反应器数量降至最低，从而减少固定投资。其他的优化还包括通过HGM显著降低空气量，提高原料空速，从而降低运营成本。