丙烷脱氢作为丙烯专产技术，很好地弥补了原油逐渐轻质化和近年来兴起的乙烷裂解项目带来的丙烯供应缺口。国内已建成十几套丙烷脱氢装置，丙烯产能超过500万吨/年，最早的装置已运行超过5年，目前还有多套装置在规划、设计、建设阶段，预计未来2至3年内将有新一批丙烷脱氢装置陆续投产。国内采用的丙烷脱氢技术主要是移动床反应器和蓄热式固定床反应器，反应器操作压力分别基于氢气稀释条件下的微正压和真空状态。丙烷脱氢技术主要包括丙烷脱氢反应、产品分离回收和催化剂再生系统等三大部分。丙烷脱氢反应部分的核心在于反应器形式和脱氢催化剂体系的选择，丙烯产品单耗、选择性和丙烯分离回收过程的能耗水平是衡量装置经济性的主要指标，装置的稳定在线运行时间和可靠性也是至关重要的。
　　本文研究重点将集中在丙烷脱氢反应工艺气体的后续分离和产品回收过程，采用Aspen Plus化工过程模拟软件在计算机中实现过程模拟，进行工艺优化，通过折算公用工程消耗得到装置能耗水平，并对模拟结果进行有效能计算。本文第三章对国内已建装置中具有代表性的UOP Oleflex工艺的反应工艺气体分离和产品回收过程进行模拟。Oleflex工艺是丙烷在氢气稀释条件下的脱氢反应，基于移动床反应器，采用铂系贵金属载体催化剂。其工艺气体在反应器出口压力为0.4bar，含有摩尔比1∶1的稀释氢气，通过工艺气压缩机、深冷分离、脱乙烷塔、丙烯精制获得纯度99.6％的聚合级丙烯产品。在氢气稀释条件下的丙烷脱氢工艺气体增压难度较大，工艺气增压单元综合能耗大，对冷箱深冷分离依赖性高，如遇冷箱故障便会造成整体装置停车检修。制冷系统采用乙烯丙烯联合制冷，设备投资大，日常生产维护工作量大。丙烯精制塔适合采用热泵精馏流程，降低装置综合能耗。
　　本文第四章模拟中对第三章模拟进行了工艺优化，降低丙烷脱氢工艺气体分离和产品回收过程的综合能耗，提升装置稳定运行可靠性。第四章模拟借鉴了列管式固定床反应器，改用蒸汽作为工艺稀释气体，同样采用环境友好的铂系贵金属载体催化剂。在蒸汽稀释条件下的丙烷脱氢工艺气体在反应器出口压力为6.0bar，易于提升压力，工艺气压缩机单元综合能耗大幅降低。在工艺气体增压后增加了粗分离工艺，将约85％的C3组分在进入冷箱前回收直接送至下游脱乙烷塔和丙烯精制单元，剩余约15％的C3组分需在冷箱中进行回收，大幅降低后续冷箱的操作负荷和综合能耗，减小了对冷箱的依赖性，提高装置整体稳定在线运行可靠性，可实现无冷箱连续运行。制冷系统采用氨制冷系统，充分利用工艺余热。通过工艺优化省去脱乙烷塔塔顶冷凝，降低脱乙烷塔综合能耗，丙烯精制通用采用热泵精馏流程。
　　第五章中对第三章模拟和第四章模拟进行了有效能计算，综合评价两套丙烷脱氢工艺气体分离和产品回收过程的综合能耗水平、过程损失功、有效能和有效能效率，计算两套工艺实际单耗数值，分析总结两套工艺的优缺点。
　　丙烷氧化脱氢技术是丙烷脱氢技术未来研发方向之一，采用稀释蒸汽作为工艺载气，引入二段部分氧化脱氢反应器，更容易实现丙烷氧化脱氢，提升装置单程反应转化率，降低投资成本，增加整体经济性。本文研究结论可为丙烷氧化脱氢技术研究中工艺气体分离和产品回收部分提供参考。