芳烴聯合裝置歧化異構化技術探討

宋聞慧

（中國石化天津石化化工部，天津 300270）

芳烴聯合裝置歧化異構化技術探討

宋聞慧

（中國石化天津石化化工部，天津 300270）

目前芳烴的大規模工業生產使用的是芳烴聯合裝置，甲苯歧化、烷基轉移、二甲苯異構化是芳烴生產中的關鍵技術，因此主要對這三項技術原理進行了探討，介紹了芳烴聯合裝置的組合工藝流程。

芳烴聯合裝置；甲苯歧化；烷基轉移

芳烴是重要的石油化工基礎原料，在芳烴化合物中，苯、甲苯、二甲苯的產量和規模巨大，在石油化工和紡織工業應用廣泛。芳烴通過芳烴聯合裝置進行大規模工業生產，生產流程中涉及的技術有催化重整、芳烴抽提、甲苯歧化、烷基轉移、二甲苯異構化等。

1 甲苯歧化

1.1 傳統歧化技術

我國在20世紀90年代末由上海石油化工研究院開發了S-TDT生產工藝，S-TDT工藝使用HAT高效催化劑，能夠處理原料中含的C10A，生產裝置節能效果好，物耗較低，目前該工藝技術已廣泛應用于國內芳烴生產中。傳統的歧化技術經過多年發展，不斷提高進料空速，降低輕烴比例，同時不斷提高催化劑性能，提升對重質芳烴的處理效果，增加二甲苯的產量。

重芳烴苯環上的甲基只有轉移到甲苯上才能生成二甲苯，其他的多碳側鏈烷基需要通過脫烷基反應去除掉。因此，為了最大化增產二甲苯，需要保護重芳烴苯環上的甲基，最大限度的脫除乙基、丙基、丁基等多碳側鏈烷基。為了提高脫烷基效率，使用分子篩如ZSM-5、ZSM-12等作為甲苯歧化和烷基轉移的催化劑活性成分，為進一步提升催化劑的脫烷基效率及性能穩定性，可使用Pt、Re、Ni、Mo等金屬改進分子篩性能。

1.2 甲苯選擇性歧化

甲苯選擇性歧化能夠大幅降低PX分離的成本，通過擇形歧化技術提高甲苯轉化率、對位選擇性和PX收率，降低生產二甲苯的能耗，減少物料損耗。

2 重芳香烴輕質化

為提高重芳烴的利用率，通常將重芳香烴轉化成高附加值的BTX芳烴，同時使苯環和甲基達到理想比例。上海石油化工研究院開發研制的重芳烴輕質化催化劑HAT-plus，使用大孔納米分子篩為活性劑，采用貴金屬改性，納米分子篩表面積大，具有豐富的二次孔，能夠極大的方便芳烴的擴散，生成的二甲苯能夠在短時間內擴散出去，避免出現深度脫甲基反應，顯著提升重芳烴的轉化率。

重芳烴輕質化催化劑HAT-plus性能優越，不同工況下能夠有效轉化重芳香烴，C9+A含量達54%以上的原料也能有效的轉化。分子篩的酸性影響催化劑的性能，強酸中心能夠提升多碳側鏈烷基的脫基反應，同時也會導致深度脫烷基和積碳反應，使得二甲苯的收率降低。為進一步提升重芳烴的擴散速度，可對微孔分子篩進行擴孔處理，能夠顯著提高重芳烴的轉化率。

3 二甲苯異構化

二甲苯異構化能夠提高二甲苯的收率，從而提高芳烴聯合裝置的經濟性。目前常用的二甲苯異構化工藝有兩種：一種方法是使乙苯向二甲苯轉化，即乙苯轉化型異構化；另一種方法是使乙苯脫烷基生成苯，即乙苯脫烷基異構化。乙苯轉化型異構化工藝由于受到熱力學平衡影響，轉化率相對降低（不到30%），生成工藝的吸附分離和異構化單位負荷較大，導致二甲苯損失嚴重。乙苯脫烷基異構化工藝不受熱力學平衡影響，生成工藝空速高，二甲苯轉化率較高，且生成的苯產品可迅速分餾出去，解決了吸附分離單元和結晶分離單元的瓶頸限制，有利于芳烴生成裝置的大型化設計?，F階段，C8A芳烴異構化技術發展迅速，在乙苯轉化率、二甲苯收率及原料處理能力等方面取得了長足進步。

4 芳烴聯合裝置

由上述介紹可知，甲苯選擇性歧化工藝生產的二甲苯中PX質量分數較高，但是該工藝不能有效利用C9+A，且產物中苯含量較高。因此，在芳烴聯合裝置中不能簡單的使用選擇性歧化工藝取代傳統歧化工藝。國內上海石油化工研究院采用將部分甲苯進行選擇性歧化，另一部分甲苯和C9+A進行歧化與烷基轉移工藝流程，這種生產工藝既使用了甲苯選擇性歧化工藝，也能有效利用C9+A資源，但是甲苯選擇性歧化應用不夠充分。

為了進一步優化工藝流程上海石油化工研究院研發了選擇性歧化和烷基轉移組合工藝流程，該工藝流程將苯與C9+A

進行烷基轉移，生成甲苯和C8芳烴，生成的甲苯和重整生成油中的甲苯進行選擇性歧化反應，最后生成的混合二甲苯具有較高的PX濃度。采用該生產工藝使用相同的原料，PX產量增加，能夠有效降低生產成本，提高效益。使用新工藝對傳統芳烴聯合裝置改造時，關鍵是新建選擇性歧化裝置，改造成本較低。使用BAT-1001苯和C9烷基轉移催化劑能夠進一步提升效率。總之，組合工藝汲取各單項技術優勢，取得了較好的綜合效益。

[1] 孔德金，楊為民.芳烴生產技術進展[J].化工進展，2011，30（1）：16-25.

Discussion on Disproportionation and Isomerization Technology of Aromatics Combination Unit

Song Wen-hui

At present，the industrial production of aromatics is the use of aromatics combination unit，In this paper，the three technical of toluenedisproportionation，alkyl transfer and xylene isomerization are discussed，and the combined process flow of aromatics combination unit is introduced.

aromatics combination unit；toluene disproportionation；alkyl transfer

TQ221.211

B

1003–6490（2017）05–0105–01

2017–04–10

宋聞慧（1988—），女，天津人，助理工程師，主要研究方向為芳烴裝置歧化異構化。