重芳烴利用研究

劉忠衛

(中國石油化工股份有限公司安慶分公司,安徽 安慶 246002)

高沸點芳烴溶劑是一種由C9和C10重芳烴的同分異構體組成的系列溶劑，與相應的烷烴溶劑相比，高沸點芳烴溶劑油具有溶解性強、氣味小、化學物理性質穩定、乳化性能好、揮發速度適中等優點[1]。

在石油化工企業中，乙烯裂解裝置、催化重整裝置和對二甲苯裝置都副產大量的重芳烴。這些重芳烴中包含多烷基苯等單環芳烴，以及萘、聯苯甚至三環四環的稠環芳烴，是極其寶貴的芳烴資源。我國對重芳烴的利用起步較晚，同時受國內工藝技術開發程度的影響，企業普遍存在加工深度不夠、經濟效益不太理想的狀況，大部分重芳烴作為汽柴油調合組分燒掉，這是一種極大的浪費[2-4]。

1 試驗部分

1.1 主要原料及試劑

試驗所用的試劑如表1所示，所用試劑均為分析純。

表1 試驗試劑

1.2 試驗儀器

試驗所用到的主要實驗儀器如表2所示。

表2 實驗儀器

1.3 分析方法

2 結果與討論

2.1 原料重芳烴組成

2.2 烷基化試劑和催化劑選擇

以對苯二甲醇、苯乙烯和乙二醇為烷基化試劑，考察在反應時間8 h，反應溫度80 ℃的條件下不同酸性催化劑的催化效果(見表3)。

由表3的實驗結果可知：以對苯二甲醇為烷基化試劑時，對甲苯磺酸的催化效果較好；以苯乙烯做烷基化試劑時，對甲苯磺酸、硫酸、三氯化鋁以及三氯化鐵等酸性催化劑均有一定的催化效果，其中硫酸的催化效果較好；以乙二醇做烷基化試劑時，各種酸性催化劑的催化效果均不理想。

表3 催化劑對收率的影響 %

2.3 工藝條件考察

2.3.1 不同反應溫度對收率的影響

以對苯二甲醇為烷基化試劑、對甲苯磺酸為催化劑，以苯乙烯為烷基化試劑、硫酸為催化劑，考察原料芳烴與對苯二甲醇物質的量比為2∶1時，在不同溫度下反應8 h的反應結果(見表4)。

表4 不同反應溫度對收率的影響

由表4考察結果可知：在原料芳烴與對苯二甲醇物質的量為2∶1，反應時間為8 h條件下，以對苯二甲醇為烷基化試劑、對甲苯磺酸為催化劑，反應溫度為80 ℃時，240 ℃以上餾分收率較高；以苯乙烯為烷基化試劑、硫酸為催化劑，反應溫度為100 ℃時，得到的240 ℃以上餾分收率最佳。

2.3.2 不同反應時間對收率的影響

以對苯二甲醇為烷基化試劑、對甲苯磺酸為催化劑，以苯乙烯為烷基化試劑、硫酸為催化劑，考察原料芳烴與對苯二甲醇物質的量比為2∶1，反應溫度固定在80 ℃的條件下，反應時間對試驗的影響(見表5)。

表5 不同反應時間對收率的影響

由表5考察結果可知：在原料芳烴與對苯二甲醇的比值、溫度相同的條件下，以對苯二甲醇為烷基化試劑、對甲苯磺酸為催化劑，以苯乙烯為烷基化試劑、硫酸為催化劑，反應8 h后，反應時間對240 ℃以上餾分收率影響均不大。

2.3.3 原料比例對收率的影響

以對苯二甲醇為烷基化試劑、對甲苯磺酸為催化劑，以苯乙烯為烷基化試劑、硫酸為催化劑，考察反應溫度80 ℃，反應時間8 h條件下，原料芳烴與對苯二甲醇物質的量比對試驗結果的影響(見表6)。

由表6考察結果可知：以對苯二甲醇為烷基化試劑、對甲苯磺酸為催化劑，以苯乙烯為烷基化試劑、硫酸為催化劑，兩者均是在原料芳烴與對苯二甲醇物質的量比2∶1，反應溫度80 ℃，反應時間8 h的條件下，240 ℃以上餾分收率最佳。

表6 原料比例對收率的影響

綜上所述，以對苯二甲醇為烷基化試劑，最佳工藝條件為：對甲苯磺酸為催化劑，原料芳烴與對苯二甲醇物質的量比為2∶1，反應時間為8 h，反應溫度為80 ℃。以苯乙烯為烷基化試劑，最佳工藝條件為：硫酸為催化劑，原料芳烴與苯乙烯物質的量比為2∶1，反應溫度100 ℃，反應時間8 h。

2.4 導熱油及芳烴溶劑油指標

在上述兩個條件下分別合成液體芳烴樹脂，經蒸餾得到≤215 ℃、215～240 ℃和≥240 ℃餾分。

參照標準GB/T 29497—2013，對切割得到的兩個≤215℃餾分的各項指標進行測試，結果見表7。

通過對溶劑油各項指標的測試，從合成的芳烴樹脂中分離出的≤215 ℃餾分符合SA-1500型號溶劑油的各項指標。

參照《熱傳導液》標準(SHT 0677—1999)，對兩個240 ℃以上餾分的各項指標進行測試，結果見表8。

表7 高沸點芳烴溶劑油檢測結果

表8 導熱油檢測結果

通過測試，從合成的芳烴樹脂中分離出的240 ℃以上的餾分符合L-QB 240型號導熱油的各項指標。

2.5 利用方案

圖1 綜合利用方案

3 結論

(2)以對苯二甲醇為烷基化試劑，最佳工藝條件為：對甲苯磺酸為催化劑，原料芳烴與對苯二甲醇物質的量比為2∶1，反應時間為8 h，反應溫度為80 ℃。以苯乙烯為烷基化試劑，最佳工藝條件為：硫酸為催化劑，原料芳烴與苯乙烯物質的量比為2∶1，反應溫度為100 ℃，反應時間為8 h。從合成的芳烴樹脂中分離出的≤215 ℃餾分符合GB/T 29497—2013中SA-1500型號溶劑油的各項指標，≥240 ℃餾分符合SHT 0677—1999中L-QB240型號導熱油的各項指標。