丙烷脫氫制丙烯發(fā)展現(xiàn)狀與前景分析

黃格省，丁文娟，王紅秋，師曉玉，周笑洋，王偉

1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司石油化工研究院；2.中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司

0 引言

隨著中國(guó)“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略的實(shí)施，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、煉化轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐將進(jìn)一步加快，石油消費(fèi)將從“能源化”時(shí)代進(jìn)入“材料化”時(shí)代，采用傳統(tǒng)基礎(chǔ)化工原料多產(chǎn)高端化學(xué)品和新材料已是大勢(shì)所趨［1-2］。

丙烯是重要化工基礎(chǔ)原料之一，主要用于生產(chǎn)聚丙烯、環(huán)氧丙烷、丙烯腈、丙烯酸等諸多下游產(chǎn)品。近年來(lái)，中國(guó)丙烯及其下游衍生物的消費(fèi)量持續(xù)保持增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的石腦油蒸汽裂解生產(chǎn)丙烯、煉廠催化裂化副產(chǎn)丙烯路線無(wú)法滿足化工生產(chǎn)對(duì)丙烯原料的需求，而丙烷直接脫氫制丙烯（PDH）工藝，由于工藝流程短、裝置投資少、經(jīng)濟(jì)性好，得到快速發(fā)展。從原料來(lái)源看，國(guó)內(nèi)的丙烷資源量在不斷增加，但資源分布分散，運(yùn)輸成本高，且原料雜質(zhì)多難以滿足現(xiàn)有PDH工藝對(duì)原料的要求。基于這種現(xiàn)狀，采用進(jìn)口丙烷制丙烯成為滿足國(guó)內(nèi)丙烯市場(chǎng)消費(fèi)增長(zhǎng)、實(shí)現(xiàn)烯烴生產(chǎn)原料多元化、促進(jìn)煉化企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑之一。

1 全球丙烷生產(chǎn)及中國(guó)丙烷進(jìn)口與消費(fèi)現(xiàn)狀

1.1 全球主要地區(qū)丙烷生產(chǎn)及出口情況

丙烷主要來(lái)源于油田伴生氣和天然氣凝析液（NGL），全球丙烷資源主要分布在中東和北美地區(qū)，產(chǎn)量高、出口潛力大。2016—2020年中東和北美地區(qū)丙烷產(chǎn)量變化見(jiàn)圖 1。北美地區(qū)由于美國(guó)頁(yè)巖氣資源成功開(kāi)發(fā)，近 10年來(lái)丙烷產(chǎn)量一直保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2020年產(chǎn)量達(dá)到約6 200×104t。中東地區(qū)丙烷產(chǎn)量變化不大，近幾年基本維持在每年約3 500×104t。

圖1 近幾年中東和北美地區(qū)丙烷產(chǎn)量變化

1.2 中國(guó)丙烷進(jìn)口及生產(chǎn)消費(fèi)現(xiàn)狀

中國(guó)是全球丙烷消費(fèi)第一大國(guó)，受?chē)?guó)內(nèi)丙烷消費(fèi)需求帶動(dòng)，特別是隨著近年來(lái)PDH裝置的不斷投建，丙烷進(jìn)口量逐年增長(zhǎng)。中國(guó)的進(jìn)口丙烷主要來(lái)自阿聯(lián)酋、美國(guó)、卡塔爾、科威特、沙特、馬來(lái)西亞、澳大利亞等國(guó)家。2016—2020年中國(guó)丙烷和丙烯進(jìn)口量變化見(jiàn)圖2［3］。由圖2可知，2016年中國(guó)丙烷進(jìn)口量為1 162×104t，2020年達(dá)到1 500×104t。由于近年來(lái)煤制烯烴項(xiàng)目持續(xù)投產(chǎn)，加之PDH項(xiàng)目建設(shè)提速，帶動(dòng)丙烯產(chǎn)量增長(zhǎng)，中國(guó)丙烯進(jìn)口量已從2016年的290×104t降至2020年的251×104t。

圖2 近幾年中國(guó)丙烷和丙烯進(jìn)口量變化

隨著中國(guó)煉廠原油加工能力的提升和重油輕質(zhì)化的發(fā)展，煉廠副產(chǎn)的丙烷量也在逐年遞增，但一般都是企業(yè)自用（裂解制丙烯）或作為液化氣廉價(jià)銷(xiāo)售。隨著煉油量的增加和重油輕質(zhì)化的發(fā)展以及油田頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)丙烷的資源將逐漸增多。未來(lái)隨著PDH技術(shù)的不斷進(jìn)步及建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)能擴(kuò)大，丙烷進(jìn)口量還將持續(xù)增加，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到2 200×104t，如何保障進(jìn)口丙烷的貨源穩(wěn)定，受到業(yè)內(nèi)高度關(guān)注。

2 PDH技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 丙烯生產(chǎn)技術(shù)及其消費(fèi)需求現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)丙烯的工藝主要有4種：催化裂化技術(shù)，蒸汽裂解裝置副產(chǎn)丙烯技術(shù)，丙烷脫氫技術(shù)，煤或甲醇制烯烴技術(shù)。

目前，中國(guó)生產(chǎn)丙烯的主流工藝是煉廠催化裂化副產(chǎn)丙烯和蒸汽裂解制乙烯聯(lián)產(chǎn)丙烯。得益于投資門(mén)檻較低、建設(shè)周期短和生產(chǎn)成本較低等優(yōu)勢(shì)，中國(guó)PDH項(xiàng)目發(fā)展迅速，目前催化裂化副產(chǎn)丙烯占33%，蒸汽裂解占 28%，丙烷脫氫或混合脫氫制丙烯占16%，煤（甲醇）制丙烯占21%，其他占2%。

2016—2020年中國(guó)丙烯表觀消費(fèi)量變化見(jiàn)圖3。2016年中國(guó)丙烯表觀消費(fèi)量為2 832×104t，表觀自給率為89.76%，到2020年中國(guó)丙烯產(chǎn)能達(dá)到4 477×104t/a，預(yù)計(jì)到“十四五”末，中國(guó)丙烯產(chǎn)能將達(dá)到6 000×104t/a，丙烯單體將達(dá)到供需平衡。

圖3 2016—2020年中國(guó)丙烯表觀消費(fèi)量變化

2020年中國(guó)丙烯表觀消費(fèi)結(jié)構(gòu)以聚丙烯為主、占 73.5%，其次是丁辛醇、占 6.52%，環(huán)氧丙烷占5.74%，丙烯腈占5.67%，丙烯酸占3.60%，酚酮占3.44%，異丙醇占0.36%，其他占1.10%，消費(fèi)需求涵蓋建筑、汽車(chē)、包裝和紡織服裝等領(lǐng)域。

2.2 PDH工藝技術(shù)分析

目前全球PDH工藝有多種，工業(yè)上采用較多的是UOP公司的Oleflex工藝和ABB Lummus公司的Catofin工藝［4-5］。與其他生產(chǎn)丙烯的工藝路線相比，PDH技術(shù)具有流程簡(jiǎn)單、投資和運(yùn)營(yíng)成本低、建設(shè)周期短等特點(diǎn)，且產(chǎn)品成本與丙烷價(jià)格波動(dòng)有密切關(guān)系。

2.2.1 Oleflex工藝

Oleflex工藝由美國(guó) UOP公司開(kāi)發(fā)，采用鉑催化劑，在0.1 MPa、600～700 ℃條件下進(jìn)行丙烷脫氫反應(yīng)，然后經(jīng)過(guò)分離和精餾得到聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品，工藝過(guò)程分為反應(yīng)、回收和催化劑再生等3個(gè)部分。該工藝采用徑向移動(dòng)床反應(yīng)器，催化劑可連續(xù)再生，反應(yīng)均勻穩(wěn)定，丙烷單程轉(zhuǎn)化率為 35%～40%，丙烯選擇性為 84%～89%；采用鉑系催化劑，具有高活性、高選擇性和低磨損率。該工藝用氫氣作為稀釋劑，可以抑制結(jié)焦、熱裂解，并維持脫氫反應(yīng)適宜溫度。該工藝可實(shí)現(xiàn)精確的連續(xù)再生控制，確保催化劑具有長(zhǎng)久活性和穩(wěn)定性。近年來(lái)，對(duì)Oleflex工藝的改進(jìn)主要目標(biāo)是提高催化劑性能，延長(zhǎng)裝置運(yùn)行周期，降低裝置能耗。

2.2.2 Catofin工藝

Catofin工藝由美國(guó)ABB Lummus公司開(kāi)發(fā)，以C3～C5烷烴為原料經(jīng)過(guò)脫氫生產(chǎn)丙烯，工藝過(guò)程分為反應(yīng)、壓縮、回收及精制等4個(gè)部分。該工藝采用固定床和循環(huán)多反應(yīng)器系統(tǒng)，易于增加反應(yīng)器臺(tái)數(shù)以提高生產(chǎn)能力；由于該工藝使用鉻系非貴金屬催化劑，對(duì)原料要求低，且催化劑無(wú)損失，操作壓力（0.05 MPa）和溫度（540～640 ℃）較低，丙烷單程轉(zhuǎn)化率為45%～50%，丙烯選擇性高達(dá)90%。由于反應(yīng)中沒(méi)有用氫再循環(huán)和蒸氣稀釋?zhuān)档土搜b置的能耗和操作費(fèi)用。未來(lái)Catofin工藝改進(jìn)的主要目標(biāo)是開(kāi)發(fā)低Cr催化劑，提高催化劑性能，解決重金屬對(duì)催化劑的污染問(wèn)題。

2.2.3 其他工藝

德國(guó)ThyssenKrupp公司開(kāi)發(fā)的Star工藝，采用多室多管反應(yīng)器和Pt/Sn-ZnAl2O4催化劑，丙烷單程轉(zhuǎn)化率為 30%～40%，丙烯選擇性為 85%～93%，已在美國(guó)德克薩斯州54.5×104t/a的PDH裝置應(yīng)用。

德國(guó)Linde公司、巴斯夫公司與挪威國(guó)家石油公司合作開(kāi)發(fā)的PDH工藝，采用多管式固定床反應(yīng)器和Cr2O3/Al2O3催化劑，在溫度為590 ℃、壓力大于0.1 MPa的條件下，丙烯轉(zhuǎn)化率大于90%。

美國(guó)道化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的FCDh工藝，采用流化床反應(yīng)器與 Ga/Pt-Al2O3催化劑，丙烷轉(zhuǎn)化率為 43%～48%，丙烯選擇性為 92%～96%，其催化劑的穩(wěn)定性好，需要的貴金屬較少；丙烷轉(zhuǎn)化速率快，不需要?dú)錃庋h(huán)，且反應(yīng)器體積小，初始投資成本較低。

美國(guó)KBR公司開(kāi)發(fā)的K-PRO工藝，采用特有的同軸式連續(xù)反應(yīng)器和非Cr/Pt專(zhuān)有催化劑，實(shí)現(xiàn)催化劑的連續(xù)再生，丙烯選擇性為 87%～90%，丙烷轉(zhuǎn)化率為45%，并且可減少20%～30%的投資。

近年來(lái)中國(guó)多家機(jī)構(gòu)開(kāi)展了PDH技術(shù)的開(kāi)發(fā)，目前基本處于實(shí)驗(yàn)室研究或工業(yè)試驗(yàn)階段，主要有中國(guó)石油大學(xué)（華東）開(kāi)發(fā)的丙烷與丁烷聯(lián)合脫氫（ADHO）技術(shù)、中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)石化）開(kāi)發(fā)的PDH技術(shù)等。ADHO技術(shù)于2016年在山東恒源石油化工集團(tuán)完成工業(yè)化試驗(yàn)，該技術(shù)適宜丙烷、異丁烷單獨(dú)脫氫以及丙烷與丁烷混合脫氫，采用高效循環(huán)流化床反應(yīng)器及非貴金屬氧化物催化劑，實(shí)現(xiàn)烷烴脫氫及催化劑再生連續(xù)進(jìn)行。中國(guó)石化洛陽(yáng)工程公司開(kāi)發(fā)的60×104t/a移動(dòng)床PDH工藝，于2021年7月通過(guò)中國(guó)石化組織的審查，該工藝采用中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的PST-100催化劑（鉑系），其丙烷單程轉(zhuǎn)化率為32%，丙烯選擇性85%［6］。

總體來(lái)看，目前全球PDH技術(shù)成熟，其中Oleflex工藝、Catofin工藝已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，但中國(guó)PDH技術(shù)發(fā)展緩慢，仍處于研發(fā)與工業(yè)試驗(yàn)階段。主要PDH工藝技術(shù)指標(biāo)對(duì)比情況見(jiàn)表1。

表1 幾種主要PDH工藝技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

2.3 丙烷脫氫催化劑

目前工業(yè)化使用的 PDH催化劑主要包括鉑系和鉻系兩類(lèi)催化劑。金屬鉑活化 C—H鍵能力強(qiáng)，但對(duì) C—C鍵的活化能力較弱，因此是比較適宜的PDH催化劑，但其價(jià)格高昂，同時(shí)鉑催化劑對(duì)反應(yīng)原料純度的要求也較高，且在反應(yīng)過(guò)程中容易發(fā)生積炭結(jié)焦反應(yīng)，從而降低催化劑活性，對(duì)此一般采用添加助劑和使用不同的催化劑載體來(lái)抑制結(jié)焦反應(yīng)發(fā)生。鉻系催化劑的催化活性雖然優(yōu)于鉑系催化劑，其對(duì)原料純度要求也較低，價(jià)格也較低，但如果催化劑中的鉻含量較高，不僅對(duì)人體健康造成威脅，也會(huì)污染環(huán)境，因此未來(lái)鉻系催化劑的研究方向主要是降低催化劑中鉻含量，提高催化劑的活性及選擇性［7-8］。此外，單原子催化劑雖具有優(yōu)異的丙烯選擇性和穩(wěn)定性，但存在丙烷脫氫活性依舊不足的問(wèn)題，調(diào)控單原子催化劑電子結(jié)構(gòu)、提高丙烷脫氫活性是今后的研究重點(diǎn)［9］。

從PDH催化劑的具體研究發(fā)展進(jìn)程看，美國(guó)密歇根大學(xué)開(kāi)發(fā)的一種基于SiO2負(fù)載的PtSn合金納米粒子PDH催化劑，丙烷轉(zhuǎn)化率為67%，丙烯選擇性為99%，反應(yīng)過(guò)程中催化劑無(wú)積炭，也未出現(xiàn)催化劑失活現(xiàn)象［10］。

中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)出 PST-100型丙烷或異丁烷移動(dòng)床脫氫催化劑，其以氧化鋁小球?yàn)檩d體、鉑為活性組元，實(shí)現(xiàn)了活性組元和助劑的優(yōu)化分布。該催化劑與國(guó)外同類(lèi)催化劑相比，具有積炭少、選擇性及活性穩(wěn)定性高、再生性能好、催化劑強(qiáng)度高等特點(diǎn)［6］。

中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所開(kāi)展了多孔單晶高密度路易斯酸中心增強(qiáng)低溫丙烷脫氫反應(yīng)體系研究，開(kāi)發(fā)出多孔單晶Mo2N和MoN改性催化劑，采用該催化劑，在500 ℃下，丙烷轉(zhuǎn)化率為11%，丙烯選擇性為 95%［11］。

浙江大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種以孤立的硼為中心、硅氧物種與硼配位的沸石分子篩催化劑，其在丙烷氧化脫氫制丙烯過(guò)程中性能優(yōu)異。在丙烷脫氫過(guò)程中，由于傳統(tǒng)的金屬氧化物催化劑會(huì)促進(jìn)深度反應(yīng)形成碳氧化合物，降低催化劑的選擇性，最新研究發(fā)現(xiàn)，氮化硼等硼基催化劑在丙烷脫氫反應(yīng)中選擇性較高，但催化劑的催化活性和抗水穩(wěn)定性尚待提高［12］。

3 中國(guó)PDH產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)PDH現(xiàn)有產(chǎn)能和在建產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2和表3。截止到2021年上半年，中國(guó)已建成投運(yùn)PDH裝置18套，合計(jì)產(chǎn)能為818.5×104t/a。近幾年國(guó)內(nèi)對(duì)PDH項(xiàng)目投資熱情高漲，在建項(xiàng)目約有28套，大多將在2022—2023年建成，合計(jì)產(chǎn)能為1 688×104t/a。如果其中有70%的項(xiàng)目建成投運(yùn)，屆時(shí)中國(guó)PDH產(chǎn)能將達(dá)到2 000×104t/a以上，約占中國(guó)丙烯總產(chǎn)能的35%。此外尚有約28個(gè)項(xiàng)目正處于規(guī)劃階段，合計(jì)產(chǎn)能約為2 100×104t/a。總體來(lái)看，近年中國(guó)PDH項(xiàng)目處于快速增長(zhǎng)階段。

表2 中國(guó)PDH現(xiàn)有產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)

表3 中國(guó)丙烷脫氫制丙烯在建產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)

4 PDH工藝技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 投資及成本分析

根據(jù)行業(yè)相關(guān)測(cè)算結(jié)果［13］，對(duì)于規(guī)模 60×104t/a的 PDH生產(chǎn)廠，固定床工藝和移動(dòng)床工藝的總投資（包括裝置投資、公用工程投資）均在30×108～31×108元，專(zhuān)利技術(shù)服務(wù)費(fèi)（主要包括專(zhuān)利費(fèi)、工藝開(kāi)發(fā)費(fèi)、技術(shù)服務(wù)費(fèi)以及專(zhuān)利實(shí)施費(fèi)等）均在6 500×104～9 000×104元。從裝置運(yùn)行周期看，移動(dòng)床工藝的催化劑壽命約為 3.5年，裝置運(yùn)行周期為3年，而固定床工藝的催化劑壽命和裝置運(yùn)行周期均為4年。

對(duì)比兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)可知，移動(dòng)床工藝的催化劑活性較高，反應(yīng)器體積較小，因此催化劑裝填量比較少，但需使用貴金屬催化劑鉑，其對(duì)進(jìn)料純度要求苛刻；丙烷脫氫單程轉(zhuǎn)化率低，導(dǎo)致后續(xù)分離設(shè)備體積較大；反應(yīng)進(jìn)料溫度較高，反應(yīng)進(jìn)料需配氫，從而將循環(huán)丙烷中的二烯烴和炔烴進(jìn)行加氫飽和；此外催化劑再生過(guò)程需注氯，以便進(jìn)行再生尾氣的處理。固定床工藝不使用貴金屬催化劑，催化劑再生完全，丙烷脫氫單程轉(zhuǎn)化率和選擇性高；固定床反應(yīng)器體積較大、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，催化劑可在器內(nèi)再生，不會(huì)產(chǎn)生催化劑損失，且催化劑可承受C4以上重組分、烯烴和炔烴以及氮、硫等雜質(zhì)，此外固定床反應(yīng)進(jìn)料溫度低、副反應(yīng)少。從反應(yīng)、再生、轉(zhuǎn)化率、副反應(yīng)、原料適應(yīng)性以及費(fèi)用角度綜合來(lái)看，固定床工藝有一定優(yōu)勢(shì)。兩種丙烷脫氫工藝原料消耗及公用工程成本對(duì)比見(jiàn)表4［13-14］。

表4 兩種丙烷脫氫工藝原料消耗及公用工程成本對(duì)比

由表4可知，移動(dòng)床工藝與固定床工藝原料丙烷單耗相同，即生產(chǎn)1 t丙烯需要1.3 t的純丙烷原料；計(jì)入副產(chǎn)物氫氣、乙烷、丁烷等收入，固定床的原料成本（4 875元/t）略高于移動(dòng)床的原料成本（4 730元/t）。從兩種工藝的裝置能耗分析，移動(dòng)床工藝的能耗（500 kg標(biāo)油/t）高于固定床工藝能耗（400 kg標(biāo)油/t）。從兩種工藝公用工程成本（含稅）分析，移動(dòng)床工藝的公用工程成本為1 700元/t，固定床工藝為1 200元/t。

4.2 經(jīng)濟(jì)性分析

PDH工藝通常只采用丙烷一種原料生產(chǎn)一種產(chǎn)品——丙烯，丙烷原料成本通常占到丙烯生產(chǎn)總成本的80%，因此該工藝的經(jīng)濟(jì)性主要決定于丙烷和丙烯的差價(jià)，丙烷價(jià)格越低，項(xiàng)目盈利越好。從2020年1月—2021年3月中國(guó)進(jìn)口丙烯與進(jìn)口丙烷價(jià)格變化［15］（見(jiàn)圖4）可以得知，丙烷與丙烯價(jià)格在2020年2—4月由于疫情影響出現(xiàn)大幅下跌，此后隨著疫情緩解復(fù)工復(fù)產(chǎn)，價(jià)格逐漸上漲。至2021年3月，進(jìn)口丙烷價(jià)格達(dá)到620美元/t，丙烯價(jià)格為1 022美元/t，價(jià)差為402美元/t（折合人民幣2 570元/t），且在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)一直保持這種趨勢(shì)，由此可見(jiàn)PDH項(xiàng)目具有一定的盈利空間。

圖4 中國(guó)進(jìn)口丙烯與進(jìn)口丙烷價(jià)差變化

PDH工藝具體的經(jīng)濟(jì)性分析見(jiàn)表5。由表5可知，固定床工藝與移動(dòng)床工藝的丙烯生產(chǎn)成本（原料成本+公用工程成本）有一定差異，固定床工藝生產(chǎn)成本（含稅）為6 075元/t，丙烯價(jià)格按8 300元/t（2021年4月9日生意社價(jià)格）計(jì)算，產(chǎn)品毛利為2 225元/t；移動(dòng)床工藝生產(chǎn)成本（含稅）為6 430元/t，產(chǎn)品毛利為 1 870元/t。由此可見(jiàn)，采用兩種 PDH工藝，產(chǎn)品均有約2 000元/t的利潤(rùn)。

表5 PDH工藝經(jīng)濟(jì)效益分析

5 產(chǎn)業(yè)前景分析

通過(guò)上述分析可知，利用進(jìn)口丙烷生產(chǎn)丙烯是滿足中國(guó)丙烯消費(fèi)需求增長(zhǎng)的有效途徑，PDH產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景總體良好，但在今后的發(fā)展過(guò)程中也存在不小的挑戰(zhàn)，應(yīng)該引起行業(yè)人員的高度重視。

5.1 丙烷市場(chǎng)存在較大不確定性，國(guó)內(nèi)PDH項(xiàng)目投資決策須謹(jǐn)慎

PDH裝置對(duì)丙烷純度要求較高（97%以上），雜質(zhì)氣態(tài)硫含量要求100 μL/L以下。由于中國(guó)濕性油田伴生氣資源較少，丙烷主要來(lái)自煉廠副產(chǎn)，然而煉廠副產(chǎn)液化石油氣硫含量較高，因此丙烷質(zhì)量無(wú)法滿足PDH工藝原料要求，導(dǎo)致丙烷供應(yīng)高度依賴(lài)進(jìn)口［16-17］。從全球PDH的原料市場(chǎng)供需格局來(lái)看，中東地區(qū)和美國(guó)市場(chǎng)的丙烷供應(yīng)量充足，價(jià)格較為穩(wěn)定，是全球丙烷主要輸出地。從丙烷需求端來(lái)看，亞太地區(qū)消費(fèi)增長(zhǎng)全球領(lǐng)先，尤其以中國(guó)PDH項(xiàng)目消費(fèi)增速最快。今后兩三年內(nèi)，隨著中國(guó)PDH裝置的陸續(xù)投產(chǎn)，進(jìn)口丙烷需求量將進(jìn)一步增加，中東地區(qū)及美國(guó)作為中國(guó)丙烷進(jìn)口的主要來(lái)源，丙烷供應(yīng)較為充足。如果丙烷貿(mào)易正常進(jìn)行，PDH低成本模式仍將延續(xù)。但同時(shí)應(yīng)看到，受地緣政治、中美貿(mào)易摩擦等因素影響以及丙烷供應(yīng)、遠(yuǎn)洋海運(yùn)船只的緊張，丙烷市場(chǎng)存在較大不確定性，企業(yè)投資需要謹(jǐn)慎決策。

5.2 密切跟蹤丙烯的需求變化，綜合考量PDH項(xiàng)目的綜合競(jìng)爭(zhēng)力

近年來(lái)中國(guó)丙烯產(chǎn)能逐年增長(zhǎng)，自給率不斷提高，消費(fèi)缺口逐漸縮小。預(yù)計(jì)到“十四五”末，中國(guó)丙烯總產(chǎn)能會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，丙烯單體將達(dá)到供需平衡，屆時(shí)丙烯下游除了難以替代的高端產(chǎn)品外，市場(chǎng)將逐漸呈現(xiàn)供需平衡甚至供應(yīng)過(guò)剩的態(tài)勢(shì)，因此新規(guī)劃PDH項(xiàng)目需要密切關(guān)注市場(chǎng)行情變化，對(duì)裝置的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、消費(fèi)需求等進(jìn)行全面分析。從目前PDH項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，新建項(xiàng)目具有一定的盈利空間，但與催化裂化、石腦油裂解工藝相比，PDH工藝產(chǎn)品單一、產(chǎn)業(yè)鏈一體化優(yōu)勢(shì)不足，市場(chǎng)承受力較弱，從而影響PDH項(xiàng)目的整體競(jìng)爭(zhēng)力，這是企業(yè)進(jìn)行PDH項(xiàng)目投資應(yīng)予考慮的重要因素。同時(shí)，應(yīng)重視PDH生產(chǎn)過(guò)程副產(chǎn)品氫氣的高值利用。丙烯單程收率按42%計(jì)算，采用PDH工藝生產(chǎn)1 t丙烯可同時(shí)副產(chǎn)氫氣 54 kg［18］。隨著近年國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展和煉廠加氫工藝的深入應(yīng)用，PDH已成為石化企業(yè)推動(dòng)烯烴原料多元化、增產(chǎn)“藍(lán)氫”、助力煉化行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和CO2減排的一條重要途徑。

5.3 加大 PDH和 OPDH（氧化脫氫）自主技術(shù)研發(fā)力度，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

中國(guó)建成投運(yùn)的PDH裝置全部采用國(guó)外技術(shù)，核心技術(shù)受制于人，需要持續(xù)推進(jìn)自主技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。丙烷脫氫包括直接脫氫和氧化脫氫兩種反應(yīng)，前者是吸熱反應(yīng)，受熱力學(xué)平衡的限制，需要在較高的反應(yīng)溫度下才能實(shí)現(xiàn)丙烷的高效轉(zhuǎn)化，但在高溫條件下容易導(dǎo)致催化劑積炭；后者屬于放熱反應(yīng)，在較低溫度下即可實(shí)現(xiàn)丙烷的高效轉(zhuǎn)化，同時(shí)可克服催化劑積炭失活問(wèn)題，但由于有氧氣參與，更容易使丙烯深度氧化，因此如何降低丙烯的深度氧化成為丙烷氧化脫氫制丙烯技術(shù)攻關(guān)面臨的一大挑戰(zhàn)。