甲苯甲醇烷基化反应选择性合成高浓度对二甲苯技术可提高甲苯利用率

大连理工大学科技成果——甲苯选择歧化制取对二甲苯
一、产品和技术简介
对二甲苯是聚脂的原料，也是重要的化工原料，目前市场上对它的需求量很大，供不应求，现有工业上甲苯歧化生产苯和二甲苯的工艺，不能选择性生成对二甲苯，并且需要进行混合二甲苯分离和二甲苯异构化等复杂工艺过程。

采用改性的沸石分子筛催化剂进行甲苯歧化反应，可直接制取高浓度的对二甲苯，是目前工业生产的四倍，且不需异构化和分离工艺，简化了生产流程，节省了能源和投资。

反应温度：510~540℃甲苯质量空速：4.5~5h-1
运转时间：200h反应压力：0.4MPa
甲苯转化率为14~19%氢油化：H2／甲苯=6（摩尔比）
对二甲苯浓度：93~96％
二、应用范围
本技术是采用改性的沸石分子筛为催化剂，用于甲苯选择歧化反应，性能稳定，甲苯转化率达14~19%，产品中对二甲苯浓度达93~96%，对二甲苯浓度超过热力学平衡值的四倍，若应用于聚脂工业生产，可不需异构化和分离工艺，从而缩短了工艺流程，可节约能源和降低成本，该项工艺添补了国内空白。

反应器、进料泵、空压机、精馏塔、冷却器等。

甲苯可用工业品级，催化剂由大连理工大学工业催化剂研究所提供。

三、规模与投资：
简化工艺流程，节省投资。

本降低，节约能源。

四、提供技术的程度和合作方式：
中试，合作开发。

工艺方案的选择及论证3.1对二甲苯生产工艺选择及比较3.1.1对二甲苯的生产工艺1、由石油制取原油根据馏程不同被切割成不同组分，其中可用于制取甲苯和对二甲苯的馏分被称为“直馏轻质石脑油”，包括从戊烷到终沸点在105℃～170℃之间的所有馏分，这些馏分就是传统工艺中用于生产石油轻芳烃的原料。

用轻质石脑油生产对二甲苯的一般流程是：首先生产石油芳烃BTX(苯、甲苯、二甲苯)馏分，然后经过芳烃转化将苯、甲苯等其它芳烃转换为二甲苯，然后再从混合二甲苯中分离出对二甲苯。

（1）BTX的制取以石脑油为原料制取粗BTX的方法主要有两种：催化裂化和催化重整。

得到的粗BTX是芳烃非芳烃的混合物，再通过萃取精馏、共沸精馏、选择性变压吸附、结品分离和络合物分离等方法便可以得到纯芳烃。

催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，其主要原料是重质馏分油，主要是直馏减压馏分油(VGO)，也包括焦化重馏分油(CGO，通常需加氢精制)，经过反再系统、分馏系统、吸收稳定系统得到干气、汽油、柴油、重质油及焦炭，副产物为芳烃。

通常情况下，每生产1t乙烯可产出约1t裂解汽油，其中苯质量分数约为29．1％，BTX总质量分数可高达58．8％。

在催化裂化工艺中，芳香烃的苯核在工艺条件下十分稳定，但是连接在苯核上的烷基侧链则很容易断裂生成小分子烯烃，而且断裂的主要位置就是侧链和苯核连接的键上。

可见，催化裂化副产的C8、C9芳烃主要来自多侧链和长侧链烷基苯的脱烷基反应．同时环烷烃的脱氢反应和烯烃的芳构化反应也会贡献出一些BTX。

催化重整是一个以汽油(主要是直馏汽油)为原料生产高辛烷值汽油及轻芳烃(苯、甲苯、二甲苯)的重要炼油过工程，同时也产生相当数量的副产氢气。

美国UOP公司于1949年开发了活性高稳定性好的铂催化剂，提高了烷烃转化率同时加长了开车周期，从而使催化重整工艺有了极大的发展。

到上世纪80年代初期，该法提供的BTX占世界芳烃总量的65％。

（2）芳烃转化上文中已经提到过，BTX中甲苯及C9芳烃在工业中的需求量与苯和二甲苯相比很少，附加值较低，如将其转换为高附加值的二甲苯，则可实现极大的经济效益。

甲苯甲醇烷基化制PX 技术的开发优势曹劲松　张军民(陕西煤化工技术工程中心有限公司,西安710075)许　磊　刘中民(中国科学院大连化学物理研究所,116023)摘　要:　甲苯甲醇烷基化生产PX 联产低碳烯烃技术可实现在一种催化剂上高选择性生产PX 和低碳烯烃(乙烯和丙烯)。

文章对该工艺的特点进行了分析,认为该技术先进可靠,在芳烃联合装置中并联采用可达到增产对二甲苯、提高原料甲苯利用率、降低能耗、增加效益的目的,而且产品方案灵活,环保安全,是未来最为经济、可行的对二甲苯生产技术路线。

关键词:　甲苯　甲醇　烷基化　对二甲苯　开发文章编号:　1674-1099　(2010)01-0008-03 中图分类号:T Q32515 文献标识码:　A收稿日期:2010201218。

作者简介:曹劲松,男,1969年出生,硕士,高级工程师,现从事化工新技术开发工作。

对二甲苯(PX )是石化工业的基本有机原料之一,在化纤、合成树脂、农药、医药、高分子材料等众多领域有着广泛的用途[1]。

由于PX 需求量日益增长,直接从重整油和裂解汽油中抽提和分离得到的PX 已远不能满足需求[2]。

当前芳烃联合装置的一个目标是增加二甲苯的产率,同时减少苯的产率。

受热力学平衡的限制,在二甲苯混合物中通常间二甲苯(MP )的含量较高,而工业需求量较大的PX 含量却较低,所以工业上常常采用甲苯歧化和烷基转移、C 8芳烃异构化等技术手段增产PX [3]。

另外,为了充分利用重芳烃资源,一些公司还开发了重芳烃脱烷基工艺,并应用于芳烃联合装置中。

但是上述工艺都是以各种芳烃为原料增产PX 的技术,况且高纯度PX 仍然需要经过复杂的分离才能获得。

为了避开二甲苯分离的技术障碍,必须开发PX 选择性接近100%的催化剂和新工艺,从根本上改进PX 生产方法。

而甲苯甲醇烷基化技术将是高选择性生产PX 的最经济的途径,已引起了人们的广泛兴趣和极大关注。

1　甲苯甲醇烷基化工艺技术特点国外许多大公司都投入了大量的人力、物力进行甲苯甲醇选择性烷基化制PX 技术的开发研究。

年产10万吨甲苯甲醇烷基化制对二甲苯反应器设计一、前言甲苯甲醇烷基化制对二甲苯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于塑料、涂料、染料等领域。

年产10万吨的生产规模需要设计合理的反应器以保证生产效率和产品质量。

二、反应器类型选择对于甲苯甲醇烷基化制对二甲苯反应器，常用的反应器类型包括批式反应器、连续流动反应器和循环流化床反应器。

考虑到生产规模较大，需要高效稳定地进行生产，连续流动反应器和循环流化床反应器更适合该工艺。

三、连续流动反应器设计1. 反应物进料系统（1）进料泵：选择耐腐蚀性能好的离心泵或隔膜泵。

（2）进料管道：采用316L不锈钢管道或玻璃钢管道。

（3）进料预热：将进料预热至适宜温度，可采用板式换热器或壳管式换热器。

2. 反应系统（1）反应釜：选择316L不锈钢材质，内衬聚四氟乙烯或玻璃钢。

（2）反应催化剂：选择高效稳定的固定床催化剂，如钌催化剂。

（3）反应温度：控制在120-140℃左右。

3. 产物出料系统（1）产物出料泵：选择耐腐蚀性能好的离心泵或隔膜泵。

（2）产物出料管道：采用316L不锈钢管道或玻璃钢管道。

4. 安全措施（1）加热方式：采用电加热或蒸汽加热，避免使用明火加热。

（2）压力控制：设置安全阀和压力表，确保反应器内部压力不超过规定范围。

四、循环流化床反应器设计1. 反应物进料系统同连续流动反应器设计中的反应物进料系统。

2. 反应系统（1）循环流化床反应器采用固定床催化剂，如钌催化剂。

（2）循环流化床反应器内部需要设置气体分布板和排气系统，以保证气体均匀分布并排出不必要的气体。

3. 产物出料系统同连续流动反应器设计中的产物出料系统。

4. 安全措施（1）加热方式：采用电加热或蒸汽加热，避免使用明火加热。

（2）压力控制：设置安全阀和压力表，确保反应器内部压力不超过规定范围。

五、总结针对年产10万吨甲苯甲醇烷基化制对二甲苯的生产规模，可以选择连续流动反应器或循环流化床反应器进行设计。