石油芳烴的生產(chǎn)-對二甲苯（PX）的生產(chǎn)

甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)的反應(yīng)原理一、對二甲苯的生產(chǎn)途徑PX生產(chǎn)途徑化學過程物理過程歧化或烷基轉(zhuǎn)移C7及C9等非二甲苯芳烴組份通過歧化與烷基轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化成含有PX的混二甲苯平衡物過程C8混合芳烴異構(gòu)化將不含PX的混合二甲苯通過二甲苯異構(gòu)化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成PX平衡物后再通過吸附分離技術(shù)進行分離混合二甲苯的分離吸附分離等物理過程將混合二甲苯中的PX組份分離出來二、歧化或烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯

1、反應(yīng)原理（主反應(yīng)）芳烴歧化:一般是指兩個相同芳烴分子在催化劑作用下，一個芳烴分子的側(cè)鏈烷基轉(zhuǎn)移到另一個芳烴分子上去的過程。CH3CH3——CH3CH3——（CH3）2CH3——CH3CH3——（CH3）3221、歧化二、歧化或烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯

1、反應(yīng)原理（主反應(yīng)）烷基轉(zhuǎn)移:指兩個不同芳烴分子間發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移的過程。（2）烷基轉(zhuǎn)移CH3CH3——（CH3）2CH3——CH32二、歧化或烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯1、反應(yīng)原理（副反應(yīng)）在臨氫條件下發(fā)生加氫脫烷基反應(yīng)，生成甲烷、乙烷、丙烷、苯、甲苯、乙苯等；烷基轉(zhuǎn)移的逆過程，由二甲苯生成甲苯、三甲苯等；歧化反應(yīng)的逆過程，如苯和二甲苯生成甲苯和C9芳烴等；芳烴加氫、烴類裂解、苯烴縮聚等。二、歧化或烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯

2、操作條件

操作條件，影響生產(chǎn)的操作條件包括原料中三甲苯的濃度，反應(yīng)溫度，反應(yīng)壓力，氫油比，和空速。（1）原料中三甲苯的濃度，投入原料C9混合芳烴餾分中只有三甲苯是生成二甲苯的有效成分，所以原料C9芳烴餾分中三甲苯的濃度高低，將直接影響反應(yīng)的結(jié)果。當原料中三甲苯濃度50%左右時，生成物中C8芳烴的濃度為最大。為此應(yīng)采用三甲苯濃度高的C9芳烴作原料。二、歧化或烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯

2、操作條件（2）反應(yīng)溫度，歧化和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。由于熱效應(yīng)較小，溫度對化學平衡影響不大，而催化劑的活性一般隨反應(yīng)溫度的提高而升高。溫度升高，反應(yīng)速度加快，轉(zhuǎn)化率升高，但苯環(huán)裂解等副反應(yīng)增加，目的產(chǎn)物收率降低。溫度低，雖然副反應(yīng)少、原料損失少，但轉(zhuǎn)化率低，造成循環(huán)量大、運轉(zhuǎn)費用高。在生產(chǎn)中主要選擇能確保轉(zhuǎn)化率的溫度，當溫度為400～500℃時，相應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為40%～45%。（3）反應(yīng)壓力，此反應(yīng)無體積變化，所以壓力對平衡組成影響不明顯。但是，壓力增加既可使反應(yīng)速度加快，又可提高氫分壓，有利于抑制積炭，從而提高催化劑的穩(wěn)定性。一般選取壓力為2.6～3.5MPa。二、歧化或烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯

2、操作條件（4）氫油比主反應(yīng)雖然不需要氫，但氫的存在可抑制催化劑的積炭傾向。可避免催化劑頻繁再生，延長運轉(zhuǎn)周期，同時氫氣還可起到熱載體的作用。但是，氫量過大，反應(yīng)速度下降，循環(huán)費用增加。此外，氫油比與進料組成有關(guān)，當進料中C9芳烴較多時，由于C9芳烴比甲苯易產(chǎn)生裂解反應(yīng)，所以需提高氫油比。當C9芳烴中甲乙苯和丙苯含量高時，更應(yīng)該提高氫油比，一般氫油比(摩爾)為10：1，氫氣純度>80%。（5）空速，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率隨空速降低而升高，但當轉(zhuǎn)化率達40～45%時，其增加的速率顯著降低。此時，如空速繼續(xù)降低，轉(zhuǎn)化率增加甚微，相反導致設(shè)備利用率下降。思政小課堂

石化工匠張恒珍，她是全國優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、中國石油化工集團公司茂名分公司首席技師張恒珍；她是中專學歷，卻開創(chuàng)了以她的名字命名的裂解裝置分離系統(tǒng)操作法。思政小課堂

參與完成重大科技攻關(guān)項目２０多項，提出并參與解決影響裂解裝置長周期運行效率的瓶頸問題１３６項，為企業(yè)直接創(chuàng)造效益６１００萬元，書寫了石化工匠的傳奇。甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程以甲苯和C9芳烴為原料的歧化和烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)本和二甲苯的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有二種加壓臨氫氣法常壓不臨氫氣相法加壓臨氫氣法3.4MPa；1.14h-1甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程原料甲苯、C8芳烴及循環(huán)甲苯、循環(huán)C9芳烴和氫氣混合后，經(jīng)換熱預(yù)熱、加熱爐(1)加熱到反應(yīng)溫度（390-500℃），以3．4MPa壓力和1．14h-1空速（體）進入反應(yīng)器(2)。390-500℃絕熱式固定床反應(yīng)器390-500℃3.4MPa；1.14h-1絕熱式固定床反應(yīng)器甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程反應(yīng)原料在絕熱式固定床反應(yīng)器(2)中進行歧化和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)換熱冷卻后進入產(chǎn)品分離器(3)。進行氣液分離。

產(chǎn)品分離器分出的大部分氫氣，經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(4)壓縮返回反應(yīng)系統(tǒng)，小部分循環(huán)氣為保持氫氣純度而排放至燃料氣系統(tǒng)或異構(gòu)化裝置，并補充新鮮氫氣。甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程

產(chǎn)品分離器流出的液體去汽提塔(6)脫除輕餾分，塔底物料一部分進入再沸加熱爐，以氣液混合物返回塔中，另一部分物料經(jīng)換熱后進入白土塔(7)。甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程物料通過白土吸附，在白土塔中除去烯烴后依次進入苯塔(8)、甲苯塔(9)和二甲苯塔(10)。從苯塔和二甲苯塔頂分別餾出目的產(chǎn)品（含量＞99.8%）苯和二甲苯。甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程從甲苯塔頂和二甲苯塔側(cè)線分別得到的甲苯和C8芳烴，循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)，二甲苯塔底為C10及C10以上重芳烴。廣泛的工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗表明，歧化催化劑能在很長時間內(nèi)連續(xù)穩(wěn)定的運行性1年至幾年而不必進行催化劑再生。催化劑再生，就是就地采用簡單的碳燃燒方式。從甲苯歧化得來的二甲苯含有二甲苯異構(gòu)體，并且乙苯含少：對二甲苯含量為23～25％，間二甲苯含量為50～55％，鄰二甲苯含量為23～25％，乙苯含量僅為1～2％。歧化工藝要求在一定的氫氣氣壓下進行，以盡量防止催化劑結(jié)焦。甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程

甲苯歧化工藝的特點：甲苯歧化的獨特性就在于可以同時加工C9芳烴和甲苯。加工C9芳烴使得二甲苯生產(chǎn)的進料增加，并且改變裝置的選擇性，產(chǎn)物由苯變?yōu)槎妆?。二甲苯的收率與原料中C9芳烴的含量有很大關(guān)系歧化與烷基轉(zhuǎn)移中C9芳烴含量的變化與產(chǎn)品收率的分布情況二甲苯的收率隨著新鮮進料中C9芳烴含量的增加而增大甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程

甲苯歧化技術(shù)的進料要求：甲苯歧化工藝可使加工變化范圍從100％甲苯到100％C9的進料?？紤]到經(jīng)濟性，進料中C9的范圍最優(yōu)值為40～60％。通常，當進料中C9成份增加時，產(chǎn)品組分就向重質(zhì)芳烴轉(zhuǎn)變。歧化原料雜質(zhì)含量要求雜質(zhì)效應(yīng)限制含量非芳香烴增加裂解、增加氫耗量、降低苯純度≤重量比2%水抑制脫烷基化反應(yīng)≤10ppm總氯促進芳烴環(huán)裂化

≤1ppm總氮中和催化劑活性中心≤0.1ppm總硫影響苯產(chǎn)品質(zhì)量≤1PPm甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)工藝流程思政小課堂化工材料：足球的進化史思政小課堂化工材料：足球的進化史作為阿迪達斯足球中使用的橡膠材料，它具有無定形結(jié)構(gòu)和高交聯(lián)密度特性，并擁有良好的低溫特性，可滿足最佳的彈性和回彈性要求。與傳統(tǒng)化石原料制成的EPDM相比，它在節(jié)約資源的同時，減少了對石油基產(chǎn)品的使用?；づc我們的生活密不可分C8芳烴異構(gòu)化C8芳烴異構(gòu)化

C8芳烴二甲苯鄰二甲苯間二甲苯乙苯的混合物（C8混合芳烴）重整二甲苯裂解二甲苯歧化二甲苯異構(gòu)二甲苯典型的CCR重整甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移乙苯（EB）176對二甲苯（PX）1822間二甲苯（MX）4049鄰二甲苯（OX）2523

不同混合二甲苯來源所含組成情況（單位：wt%）C8混合芳烴異構(gòu)化的目的

為了增加對二甲苯的產(chǎn)量，最有效的方法是通過異構(gòu)化反應(yīng)，將間二甲苯及其它C8芳烴轉(zhuǎn)化為對二甲苯。異構(gòu)化的實質(zhì)

對二甲苯含量低于平衡組成的C8芳烴，通過異構(gòu)后使其接近反應(yīng)溫度及反應(yīng)壓力下的熱力學平衡組成。平衡組成與溫度有關(guān)，不論在哪個溫度下，其中對二甲苯含量并不高。C8芳烴異構(gòu)化C8混合芳烴異構(gòu)化的目的

為了增加對二甲苯的產(chǎn)量，最有效的方法是通過異構(gòu)化反應(yīng)，將間二甲苯及其它C8芳烴轉(zhuǎn)化為對二甲苯。異構(gòu)化的實質(zhì)

在生產(chǎn)中，C8芳烴異構(gòu)化工藝必須與二甲苯分離工藝聯(lián)合生產(chǎn)，才能最大限度地生產(chǎn)對二甲苯。先分離出對二甲苯，然后將余下的C8芳烴非平衡物料，通過異構(gòu)化方法轉(zhuǎn)化為對、間、鄰二甲苯平衡混合物，再進行分離和異構(gòu)。如此循環(huán)，直至C8芳烴全部轉(zhuǎn)化為對二甲苯。C8芳烴異構(gòu)化C8芳烴異構(gòu)化反應(yīng)原理主反應(yīng)C8芳烴異構(gòu)化反應(yīng)原理副反應(yīng)二甲苯、乙苯加氫烷基化，生成甲烷、乙烷、苯、甲苯等；二甲苯加氫開環(huán)裂解，最終生成低級烷烴；二甲苯、乙苯發(fā)生歧化，生成苯、甲苯、三甲苯、二乙苯等產(chǎn)物異構(gòu)化產(chǎn)物是對、間、鄰三種二甲苯異構(gòu)體混合物，還有少量的苯、甲苯及C9以上芳烴、C8非芳烴、C1～C4烷烴等。C8芳烴異構(gòu)化影響生產(chǎn)的操作條件包括原料組成，溫度，壓力，氫油比和空速原料組成水、甲醇、CO2等氧化物及堿性有機氮化物是催化劑酸性活性中心的毒物，砷、鋁和其它重金屬則是金屬活性中心的毒物。由于原料來自重整、抽提、加氫裂解汽油等裝置，若無二次污染，這些雜質(zhì)的含量是可以達到要求的。溫

度溫度降低，對二甲苯平衡濃度高，但此時反應(yīng)速度較慢，特別對于雙功能的貴重金屬催化劑來說，當溫度低于某值，產(chǎn)品則以加氫產(chǎn)物為主，二甲苯收率降低。操作條件原料組成水、甲醇、CO2等氧化物及堿性有機氮化物是催化劑酸性活性中心的毒物，砷、鋁和其它重金屬則是金屬活性中心的毒物。由于原料來自重整、抽提、加氫裂解汽油等裝置，若無二次污染，這些雜質(zhì)的含量是可以達到要求的。溫

度溫度選擇要權(quán)衡各方面，如催化劑性能等的影響和乙苯加氫，加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度也有利于乙苯異構(gòu)為二甲苯，一般選取反應(yīng)器的進口溫度為400～450℃。影響生產(chǎn)的操作條件包括原料組成，溫度，壓力，氫油比和空速操作條件C8芳烴異構(gòu)化壓力壓力對乙苯異構(gòu)化有明顯影響。氫分壓太低，易使催化劑表面積炭、失活，一般反應(yīng)壓力為1.37～2.30MPa。氫油比氫氣不僅參加加氫反應(yīng)，還可防止催化劑表面積炭。氫油比一般為6：1（分子比），氫氣濃度必須保持在80%以上，在生產(chǎn)過程中還應(yīng)不斷補加新鮮氫氣。影響生產(chǎn)的操作條件包括原料組成，溫度，壓力，氫油比和空速操作條件C8芳烴異構(gòu)化空

速若催化劑活性高，則允許空速高；催化劑活性低，空速必須降低。隨著空速提高，反應(yīng)產(chǎn)物中的對二甲苯濃度和乙苯轉(zhuǎn)化率將下降。一般空速為3.1h-1。影響生產(chǎn)的操作條件包括原料組成，溫度，壓力，氫油比和空速操作條件C8芳烴異構(gòu)化

來自二甲苯分離裝置的C8芳烴（已脫去大部分對二甲苯）與由重整裝置或歧化裝置來的補充氫氣、循環(huán)氫混合，經(jīng)換熱后全部氣化，然后進入進料加熱爐(1)。1－進料加熱爐；2－反應(yīng)器；3－冷凝器；4－循環(huán)氫氣壓縮機；5－產(chǎn)品分離器；6—白土塔；7—脫庚烷塔；8－分離器

物料加熱到反應(yīng)溫度后進入異構(gòu)化反應(yīng)器(2)，反應(yīng)器為絕熱式固定床。原料在催化劑作用下發(fā)生異構(gòu)化，反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器底部流出，與進料換熱后進入空冷器(3)冷凝冷卻到40℃。C8芳烴異構(gòu)化

再進入產(chǎn)品分離器(5)進行氣液分離。氣相部分為富氫，從產(chǎn)品分離器頂部流出，大部分經(jīng)循環(huán)壓縮機(4)返回反應(yīng)器，少部分適當處理后作為燃料。1－進料加熱爐；2－反應(yīng)器；3－冷凝器；4－循環(huán)氫氣壓縮機；5－產(chǎn)品分離器；6—白土塔；7—脫庚烷塔；8－分離器產(chǎn)品分離器底部的液相物料經(jīng)換熱后進入脫庚烷塔(7)。C8芳烴異構(gòu)化

脫庚烷塔底物料是除去輕組分后的C8芳烴。為防止反應(yīng)生成的微量烯烴帶入分離裝置，C8芳烴進入白土塔(6)除去烯烴。最后，用精餾方法除去C9以上芳烴，將所得混合二甲苯送二甲苯分離裝置