混合碳四芳构化生产芳烃研究

芳构化装置一、装置简介芳构化装置，主要原料混合碳四液化气，产品有轻芳烃、重芳烃，民用液化气等。

原料混合碳四液化气，通过原料加热炉加热后，在反应器内与催化剂接触，经过低聚、环化，脱氢芳构化反应生成粗芳烃混合物，经过吸收稳定系统分离成合格的民用液化气和混合芳烃，再通过分馏分离成轻芳和碳9以上重芳烃。

装置区共有油、气罐16台，水储罐2台，其中地下密闭排放罐1台，机泵20台套。

为了防止污染环境和对操作人员造成损害，装置区所有排放的有机液体均排往密闭排放罐，然后根据情况再进行处理和排放。

二、工艺原理反应部分：轻烃芳构化的机理十分复杂。

一般认为，轻烃在分子筛的酸中心上芳构化反应时经历下列步骤：a）通过在酸中心上发生化学吸附生成正碳离子得到活化；b)正碳离子进一步脱氢和裂解生成乙烯、丙烯、丁烯和戊烯。

这些小烯烃是芳烃分子的建筑单元。

这步反应属于吸热反应；c）小烯烃分子在B酸中心上低聚（二聚、三聚）生成C6-C8烯烃，后者再通过异构化和环化生成芳烃前体（带6元环的前体）。

这步反应属于强放热反应；d）芳烃前体在L酸中心上通过脱氢生成苯、甲苯和C8芳烃等。

这步反应属于吸热反应。

在上述反应中，原料在酸中心上生成正碳离子的步骤最为关键。

它决定了芳构化反应的活性和选择性。

C3-C8之间的轻烃分子都可以在催化剂的酸中心上通过脱氢和裂解生成乙烯、丙烯、丁烯和戊烯。

当反应温度和催化剂的酸度相同时，从不同碳数的轻烃原料出发，可以得到具有同样热力学平衡分布的乙烯、丙烯、丁烯和戊烯。

由于基本建筑单元的种类和浓度分布相近，所以从不同碳数的轻烃原料出发都可以得到苯、甲苯和C8芳烃等产物，并且原料对芳烃产物的分布影响不大。

但是，若两种芳构化原料的碳数不同（如C3、C4、C5、C6、C7、C8）、结构不同（如直链烃、支链烃和环烷烃）和碳-碳键饱和程度不同（如烷烃、单烯烃、二烯烃），则其芳构化的活性、热效应和芳烃产率会有一定差别。

一般来说，碳数越小的原料在酸中心上生成正碳离子越困难，其芳构化活性越低；在同碳数下，烯烃比烷烃更容易生成正碳离子，因而其活性较高；另外，异构烷烃因可以生成相对稳定的叔碳正碳离子，因此其芳构化活性高于正构烷烃。

一种芳烃的制备方法芳烃是一类含有芳香环结构的碳氢化合物，具有特殊的香气和化学性质。

制备芳烃的方法有多种，其中最常见的是通过烃的芳构化反应或者芳构化裂解反应来制备芳烃。

下面将介绍一种常见的芳烃制备方法，芳构化反应。

芳构化反应是通过烃分子中的脱氢反应，使其芳烃环结构的碳原子排列成为芳环的反应过程。

芳构化反应包括芳构化裂解反应和芳构化合成反应。

芳构化裂解反应是指通过在高温下断裂烷烃分子结构中饱和键的碳氢原子，同时在另一侧生成一个或多个芳构化馏分（芳烃），也称之为骨架重排反应。

芳构化合成反应是指通过在适当条件下，将脂肪烃分子中的饱和键和不饱和键发生反应，使其结构成为芳烃的反应过程。

一种常用的芳烃制备方法是通过芳构化裂解反应来制备芳烃。

具体步骤如下：1.首先选择一种适合的烃作为原料，通常选择的烃包括石油中的烷烃、烯烃或者环烷烃。

2.将选定的烃原料送入反应器中，加入适量的催化剂和反应条件下的温度和压力。

3.在高温下进行芳构化裂解反应，烃分子中的饱和键断裂，形成新的芳烃分子。

4.收集和分离产物，通过蒸馏等方法纯化芳烃产品。

5.最后检测产品的纯度和性质，符合要求后即可作为芳烃产品使用。

芳构化裂解反应通常需要一定的反应条件，包括较高的反应温度和压力，以及适量的催化剂。

常用的催化剂有氧化钼、氧化钒、氧化钨等金属氧化物。

通过优化反应条件和催化剂种类，可以提高芳构化裂解反应的产率和选择性。

除了芳构化裂解反应，还可以通过其他方法来制备芳烃，如芳构化合成反应、芳构化氧化反应等。

这些方法在实际生产中根据不同的需要和条件进行选择，并进行反应条件和催化剂等方面的优化，以提高芳烃产品的产率和品质。

总的来说，芳烃的制备方法有多种，其中芳构化裂解反应是一种常见且有效的方法。

通过选择适当的烃原料、催化剂和反应条件，可以制备出高纯度的芳烃产品，满足不同领域的需求。

在今后的研究和生产中，可以进一步优化芳烃制备的方法，提高产率和节约能源，促进芳烃产业的发展和应用。

2万吨/年醚后碳四生产混合芳烃项目建议书目录1、项目提出的背景及意义 (3)2、产品方案与生产规模 (4)3、工艺技术方案 (5)4、经济效益分析 (6)5、环境保护 (7)6、劳动安全卫生 (8)7、消防方案 (9)8、自控方案 (10)9、工厂制度和定员 (11)10、投资估算及资金来源 (12)1、项目提出的背景及意义混合芳烃（BTX）广泛用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及各种精细化学品，是最基础的化工原料。

据预测，在2005- 2010年间，全球苯、甲苯和二甲苯的平均需求增长率将分别达到4.4%、3-4%和5.4%，而同期中国对苯、甲苯和二甲苯的需求增长率将高达16%、8.2%和19.1%。

近年来，由于芳烃下游产品发展迅速，国内外市场对于芳烃的需求持续增长,我国已经是‘三苯’的净进口国。

今后我国每年的芳烃缺口为苯200万吨，甲苯100万吨，二甲苯230-300万吨。

目前，BTX主要来源于蒸汽裂解制乙烯工艺和贵金属铂重整工艺，此二工艺均需用石脑油（石油的轻馏分）为原料；按照现有生产模式，增产芳烃需要相应地增加原油处理量。

我国现在的原油消费量已达3.8亿多吨，其中一半靠进口解决。

如果继续按原有技术路线增产芳烃产品来满足不断增长的市场需求，就意味着我国对进口石油的依赖度越来越大。

这对国家能源安全是一个重大挑战。

因此，积极开发新技术以拓展芳烃的生产原料来源，对于支撑我国的国民经济持续发展和保障我国的能源安全都具有积极意义。

我国炼化企业副产的大量醚后碳四、裂解碳五、重整拔头油和芳烃抽余油等低碳烃资源尚未得到合理利用。

目前，我国巨大的醚后碳四资源还主要是作为民用燃料烧掉。

由于我国石油资源紧缺、大量依赖进口，加之近年来进口原油价格居高不下，因此低碳烃资源有效利用率低已经严重影响了相关行业的总体经济效益。

我国西部大开发战略和‘西气东输’工程的顺利实施，以及从煤出发合成二甲醚（用作管道煤气、汽柴油代用品）技术的大规模使用，表明醚后碳四终将被管道天然气等廉价燃料逐渐挤出民用燃料市场。

浅析芳烃生产过程中的轻烃芳构化与催化重整技术应用发布时间：2021-11-29T02:53:07.113Z 来源：《科学与技术》2021年8月24期作者：宋闻慧[导读] 随着市场上对芳烃的需求量不断增加，常规使用石脑油生产的芳烃的工艺不能满足市场需求。

宋闻慧中国石化天津分公司化工部摘要：随着市场上对芳烃的需求量不断增加，常规使用石脑油生产的芳烃的工艺不能满足市场需求。

开发轻质芳烃异构化与催化重整技术工艺，将轻质芳烃作为原料，通过芳构化与催化重整处理，得到芳烃产品，是一种投资少、见效快的工艺路线，对于提升芳烃产品产量、降低生产成本具有重要意义。

关键词：芳烃生产；轻质芳烃异构化；催化重整1 前言轻质芳烃是指苯、甲苯、二甲苯等化工原料，它们是生产高辛烷值汽油的重要组分。

以前传统的芳烃生产工艺使用石脑油作为原材料，然后对石脑油进行催化重整，得到芳烃产品。

芳烃是用途广泛的化工原料，塑料和化纤工业的快速发展，促进了市场对芳烃的需求，而全世界的芳烃主要来自炼厂的重整装置。

随着市场上对芳烃的需求量不断增加，常规使用石脑油生产的工艺不能满足市场需求，石脑油原料供应不足。

乙烯裂解汽油加氢抽提和碳四、碳五芳构化技术也是生产芳烃的重要技术手段，乙烯裂解芳烃是乙烯装置的副产品，但乙烯裂解原料主要是石脑油，而且芳烃分离的技术也和重整芳烃分离技术相同，所以可以认为绝大部分芳烃来自石脑油制芳烃技术，随着石油资源的日趋枯竭，石脑油不能满足需求。

为此，开发轻烃原料生产芳烃的工艺，将轻烃作为生产原料，通过对轻烃芳构化处理，得到芳烃产品，对于提升芳烃产品产量，降低生产成本具有重要意义。

2 催化重整技术原理对于重整技术而言，现在一般指的是催化重整，是石油炼制和石油化工主要过程之一。

它是在一定温度、压力、临氢和催化剂存在的条件下，使石脑油转变成富含芳烃的重整生成油，并副产氢气的过程。

催化重整包括环烷烃脱氢、烷烃环化脱氢、异构化、加氢裂化及积碳等反应。

2019年5月第50卷第5期加工工艺石油炼制与化工petroleum processing and petrochemicals碳四怪芳构化生产混合芳怪技术开发及工业应用李吉春，景 丽，王小强，王 玫（中国石油兰州化工研究中心，兰州730060）摘要：中国石油兰州化工研究中心研究开发了碳四4芳构化生产混合芳4技术,并在河南濮阳恒润石化公司200 kt/a 碳四4芳构化生产混合芳4装置工业应用，结果表明：以烯4质量分数为41.91%的碳四4为原料，在反应温 度为400 C 、反应压力为2. 0 MPa %进料体积空速为1. 0 h 1的临氢反应条件下,碳四烯4转化率为99.02%,干气产率为1. 94%,液化气收率为53. 90%，汽油组分收率为40.11%,汽油RON 为94〜96,柴油组分收率为4. 05% ；液相产物中 芳4质量分数为56. 48% ,其中苯质量分数为2. 01%,苯质量分数为11. 58%匚甲苯质量分数为19. 00% $关键词：碳四4 芳构化混合芳4以碳四4为原料，在催化剂作用下，通过芳构化反应生产混合芳4是近年来迅速发展起来的一 项大规模利用碳四资源的新技术。

英国BP 公司 和美国U0P 公司联合开发的Cyclar 技术是世界上最早报道开发的碳四4芳构化技术[1],该技术 采用镣改性HZSM-5分子筛催化剂，以碳四4为原料生产混合芳4$为克服催化剂失活问题,Cyclar 工艺采用U0P 公司移动床反应的连续再生技术,并建成30 kt/a 工业示范装置投产$ 20世纪90年代末，国内开展了碳四4芳构化技术研究"6'$中国石化洛阳石化工程公司开发了碳四4 芳构化生产混合芳4技术，建成50 kt/a 工业装置投产7$中国科学院大连化学物理研究所开发出 碳四4芳构化生产高辛烷值汽油组分技术，建成 广西玉柴石化公司200 kt/a 工业装置投产8$世界 工的 4芳构化Cyclar, Z-Forming , M 2-forming , Aroforming , Zeo- forming X 艺技术等。

分析碳四制芳烃技术选择最佳制作方案摘要：随着经济的发展，近几年我国对于芳烃的需求大增，但我国由于技术的局限性对于C4烃的利用率很低。

本文通过讲解和对比混合碳四芳构化反应制芳烃、芳烃抽提分离工艺技术及BTX抽提技术的不同，然后结合实际生产需求，提出最优的混合碳四制芳烃的方案。

关键词：碳四制芳烃碳四芳构化萃取精馏近几年随着我国化工企业的发展，苯、甲苯、二甲苯的产量日益提升，但是同我国对于化工原料的需求相比，还是存在巨大差异，市场仍出现了供不应求的现象。

苯、甲苯、二甲苯（三者混合简称为BTX，即轻质芳烃）是极其重要的化工原料，这些原料的生产技术和产量标志着一个国家石油化工水平的高低。

在炼化石油和生产乙烯工程中，会产生大量的C4烃，但我国由于技术的限制导致C4烃类直接燃烧掉，造成资源浪费。

所以，研究合理利用C4烃资源已经迫在眉睫。

当前，我国轻质芳烃主要在催化重整、裂解汽油和焦化轻油中得到。

由于大量扩建苯乙烯、苯酚、苯胺、环已酮等生产装置，导致我国对于芳烃的需求大幅增加。

因此，研究开发利用现有资源生产苯、甲苯、二甲苯等芳烃有不可预量的市场前景。

本文就利用丁烯、丁二烯、丁烷等碳四原料，通过芳构化和芳烃抽提精馏工艺过程生产轻质芳烃进行探讨。

一、碳四芳构化工艺和选择轻烃芳构化技术是利用改性的分子筛催化剂将低分子的烃类直接催化重整转化为轻质芳烃的一种新型的石油加工技术。

芳构化技术具有催化剂稳定、设备投资建设少、操作费用低的优点。

并且反应产物可以根据需求进行调整，提高反应产物的利用率。

1.碳四烃芳构化反应原理低碳烃类在催化剂的作用下芳构化过程较为复杂，烷烃、烯烃芳构化过程要经过脱氢、加氢、裂解聚合、环化等过程，由此可以看出芳构化反应是一个复杂的过程。

烯烃和烷烃首先要活化成正碳离子，烯烃在较低温度下即可活化，烷烃则要经过高温处理。

然后正碳离子经过聚合和异构化环化成为芳烃前体，再经过脱氢和氢转移完成芳构化反应。

脱氢是吸热反应，氢转移是放热反应。

碳四芳构化技术
碳四芳构化技术是一种重要的有机合成方法，可以将含有苯环的化合物转化为碳碳键数较多的多环芳烃。

该技术在有机合成领域具有广泛的应用，可以用于制备药物、农药、染料等重要化学品。

碳四芳构化技术的核心是通过碳四芳中间体的形成和断裂来实现多环芳烃的构建。

碳四芳中间体是指具有四个芳环的化合物，通过在芳环上引入取代基和在四个芳环之间形成碳碳键，可以构建出复杂的多环芳烃结构。

在碳四芳构化技术中，常用的反应条件包括高温、高压和催化剂的存在。

高温和高压可以提供足够的能量和动力，促使反应的进行。

催化剂则能够加速反应速率，提高反应的选择性和效率。

碳四芳构化技术的应用范围广泛。

在药物合成中，碳四芳构化技术可以用于合成多环芳烃骨架，从而制备出具有生物活性的药物分子。

在农药和染料的合成中，碳四芳构化技术可以用于构建特定结构的多环芳烃，从而赋予化合物特殊的性质和功能。

碳四芳构化技术还可以用于合成光电材料、液晶材料等功能性材料，以及有机电子器件、光学器件等高科技产品。

它的应用前景非常广阔，对于推动有机合成化学的发展具有重要意义。

在碳四芳构化技术的发展过程中，研究人员不断探索新的反应体系
和催化剂，以提高反应的效率和选择性。

同时，他们还致力于优化反应条件，减少催化剂的使用量，降低反应的成本和对环境的影响。

总结起来，碳四芳构化技术是一种重要的有机合成方法，可以用于构建多环芳烃结构。

它在药物合成、农药合成、染料合成等领域具有广泛的应用。

随着研究的深入，碳四芳构化技术的效率和选择性将不断提高，为有机合成化学的发展带来新的机遇和挑战。

C4烃类芳构化制芳烃反应的研究的开题报告
一、选题背景及研究意义
芳族化合物是一类广泛存在于天然物质和合成材料中的化合物，其
中的多环芳烃因具有稳定性和生物毒性等特殊性质而引起了人们的广泛
关注。

C4烃类芳构化制芳烃反应是一种常用的制备多环芳烃的方法，具
有高效、经济、环保等优点。

因此，研究该反应的催化机理和反应条件
对深入理解多环芳烃基础性质及其应用具有重要意义。

二、前人研究综述
C4烃类芳构化制芳烃反应已经被广泛研究，在很多论文中可以看到其在工业生产中的应用。

研究者们通过控制反应温度、反应压力、反应
物比例和添加辅助催化剂等手段，有效地提高了反应的产率和选择性。

近年来，一些新型催化剂的开发和合成方法的改进也为该反应的研究提
供了新的思路和方法。

三、研究内容及方法
本研究选用C4烷基在催化剂作用下与芳烃进行反应来制备多环芳烃，通过改变不同的反应条件和添加不同的辅助催化剂探究反应的机理和影
响因素。

主要的研究方法包括催化剂的合成、反应物的制备和物质分析等。

四、研究预期成果
通过该研究，可以进一步深入理解C4烃类芳构化制芳烃反应的催化机理和影响因素，为探究多环芳烃的性质及应用提供基础性的研究。

同时，也可以为催化剂的设计和合成提供有益的参考和指导。

炼厂碳四综合利用的探讨刘真温志刚王金波气分MTBE车间目前，碳四烃主要作为工业和民用燃料使用，但近年来，由于原油价格的不断上涨，该资源作为普通燃料销售的经济性值得考虑。

据报道，我国对碳四馏分的利用率约为16％，远比国外低，而美国、日本、西欧等对碳四烃的综合利用率分别为80％、64％、60％；此外，自2004年我国西气东输管线正式开通以来，全国有十多个省市开始使用天然气，这样就使得原来用作燃料的碳四馏分中有一部分被天然气替代，为碳四资源的有效利用创造了条件。

因此，拓展碳四馏分的化工利用，进一步将其加工成为高附加值的产品，具有非常重要的意义。

1 我厂碳四烃的利用现状我厂的液化石油气主要来自FCC装置，脱硫后经气分装置的脱丙烷塔将碳二碳三与碳四分离，分离出的碳四进入MTBE装置，碳四中的异丁烯与甲醇反应生成MTBE(甲基叔丁基醚)，剩余未反应的碳四组分作为民用液化气销售。

表1为我厂碳四馏分的组成(m％)。

表1 碳四组分组成从表1可以看出碳四组分中正丁烯(顺丁烯和反丁烯)的含量最高为32.65%(w%)，异丁烷含量次之为30.61%(w%)，异丁烯为18.68%(w%)，正丁烷为10.78%(w%)。

如果按照气分装置在2012年全年产出5.60万吨的碳四计算，那么其中含有1.83万吨的正丁烯和1.71万吨的异丁烷。

目前，我厂仅对异丁烯组分进行了有效利用，碳四的综合利用率仅为18.68%(w%)，如果能将正丁烯或异丁烷进行开发利用，碳四的综合利用率可达到50%～82%。

炼厂的经济技术指标会得到进一步地提升。

2 碳四组分的分离实现碳四烃的综合利用，最大的困难在于将碳四烃各组分有效分离以达到规定的纯度要求。

混合碳四烃中的1-丁烯、异丁烯和丁二烯沸点接近，化学性质活泼，需要用特殊方法分离，正丁烷、异丁烷和2-丁烯可以采用普通精馏方法分离。

碳四组分物性表如表2所示。

表2 碳四组分物性2.1 丁二烯的分离由于l,3-丁二烯与1-丁烯的沸点相差仅1.76℃，如采用精馏的方法原料中的丁二烯绝大部分要进入1-丁烯产品中，所以丁二烯的分离可以采用萃取精馏法，根据所用溶剂的不同，分离方法有乙腈法(ACN法)、二甲基甲酰胺法(DMF法)和N一甲基吡咯烷酮法(NMP法)三种。

煤制烯烃混合碳四的利用探讨张兴山李亚弟（神华新疆化工有限公司，新疆乌鲁木齐831404）摘要：煤制烯烃是煤化工应用的重要方向，煤制烯烃的副产物混合碳四。

混合碳四中主要组分进行利用分析，利用其生产石油树脂、乙烯、丙烯、丁烯-1、己烯-1、甲乙酮、聚丁烯-1、2-丙基庚醇等不同反应途径的工艺流程、反应原理及工业化进程，为煤制烯烃中混合碳四的利用提供了方向。

关键词：煤制烯烃混合碳四；丁烯-1；丁烯-2经过十年的大力发展煤化工，煤化工产业初具规模，神华包头、神华宁煤和大唐多伦煤制烯烃项目的工业化示范成功，煤制烯烃呈现快速的增长，特别是煤制油、煤基新材料、煤制天然气等项目的开工生产，工艺相对成熟。

煤制烯烃的主要工艺包括空分装置生产煤气化所需的氧气和氮气，煤气化装置将原料煤和氧气在气化炉内部分氧化生成氢气、一氧化碳、二氧化碳为主要组成的粗合成气，净化装置有变换和低温甲醇洗、硫回收工段，将部分粗煤气通过变换以便使合成气的氢气和一氧化碳的比例调整为2左右，满足甲醇合成装置的要求，净化是出去粗煤气中的杂质气，硫化氢转化为硫磺。

甲醇合成单元将合成气在催化剂下转化为甲醇。

甲醇制烯烃装置是甲醇在催化剂和一定条件下反应生成烯烃，烯烃分离单元将生成的烯烃分离出乙烯、丙烯、混合碳四、混合碳五。

聚乙烯和聚丙烯装置将乙烯和丙烯进行聚合反应。

混合碳四进行不同工艺的深加工处理。

如何充分利用混合碳四，进行深加工产品开发，提高附加值，创造新的效益增长点，成为人们关注的热点。

本文主要对煤制烯烃副产混合碳四中的主要成分进行分析，混合碳四深加工的8个生产方案：作原料；合成石油树脂；裂解生成丙烯和乙烯；生产聚丁烯-1；生产2-丙基庚醇；生产MTBE；为混合碳四的利用提供方向。

1煤制烯烃混合碳四组分煤制烯烃工艺过程中主要产生的产物是乙烯和丙烯，副产的混合碳四主要有异丁烷和正丁烷、异丁烯、丁烯-1、丁烯-2，其中丁烯-1和丁烯-2是主要成分，其质量含量可以达到25.33%和66.59%。