二甲苯工藝及生產(chǎn)

徐 虎，朱乃璽，唐 立，焦曉東

（中國石油四川石化有限責(zé)任公司，四川成都 611930）

二甲苯工藝及生產(chǎn)

徐 虎，朱乃璽，唐 立，焦曉東

（中國石油四川石化有限責(zé)任公司，四川成都 611930）

二甲苯作為合成塑料與纖維的重要原料之一，對其生產(chǎn)工藝進行研究以提高生產(chǎn)效率已經(jīng)成為國內(nèi)外的研究熱點。通過介紹二甲苯生產(chǎn)規(guī)程中的各種工藝技術(shù)，分析這些不同技術(shù)之間的生產(chǎn)區(qū)別、發(fā)展現(xiàn)狀與優(yōu)缺點。研究中發(fā)現(xiàn)，芳烴聯(lián)產(chǎn)、甲苯歧化與甲苯-甲醇烷基化這三種二甲苯生產(chǎn)工藝的比較中，甲苯-甲醇烷基化相比其他兩種工藝具有能耗低、工藝路線簡單、廉價易得的優(yōu)點。這種二甲苯工藝與生產(chǎn)過程具有較好的環(huán)保效果，因此能預(yù)測未來具有較好的發(fā)展前景。但是其生產(chǎn)所需的高溫條件需要未來研制出耐高溫的催化劑以促進二甲苯的生產(chǎn)需求。

二甲苯；工藝；生產(chǎn)；甲苯-甲醇烷基化

二甲苯作為基礎(chǔ)的化學(xué)原料，其發(fā)揮的作用越來越不可替代，只有通過對其工藝與生產(chǎn)過程進行不斷改進，才能夠適應(yīng)目前的社會需求。二甲苯中用量最大的產(chǎn)品便是對二甲苯，也是芳烴產(chǎn)品的組成之一，可以用來制作生產(chǎn)聚酯。因此，對二甲苯工藝及生產(chǎn)的研究也就可以轉(zhuǎn)化為對二甲苯的研究。

1 芳烴聯(lián)產(chǎn)

芳烴聯(lián)產(chǎn)工藝是以石腦油為原料經(jīng)過分離、提純等一系列的過程得到的對二甲苯產(chǎn)品，并得到其他較高附加值產(chǎn)品的過程。芳烴聯(lián)產(chǎn)需要歧化、二甲苯分流、二甲苯異構(gòu)化、吸附分離以及抽提蒸餾5個單元才能完成，這項工業(yè)較為成熟，廣泛運用于國內(nèi)各大化工企業(yè)。主要的優(yōu)點體現(xiàn)在原料為重整油，因此可以有效實現(xiàn)資源的利用率，以及在生產(chǎn)過程中還可以得到許多附加值較高的副產(chǎn)品。但也具有一定的缺陷，主要表現(xiàn)在分離過程比較復(fù)雜，由于需要使用多個生產(chǎn)單元，因次生產(chǎn)過程缺乏靈活性，并且目前石油資源的匱乏造成石腦油的供應(yīng)有障礙，生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)較多的有害物質(zhì)，對環(huán)境造成一定程度的傷害。

2 甲苯歧化

甲苯歧化是指以甲苯為原料在一定條件下的各種反應(yīng)之后得到的產(chǎn)品為二甲苯和其他的副產(chǎn)物，并通過烷基化轉(zhuǎn)移生產(chǎn)的過程。甲苯歧化在一定程度上可以看作是在芳烴聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，將石腦油轉(zhuǎn)換成原料較為簡單的甲苯，因此可以在很大程度上減少甲苯的分離過程，對芳烴聯(lián)產(chǎn)的過程進行了簡化，還可以有效提高產(chǎn)品的純度以及生產(chǎn)效率。這種工藝也在國內(nèi)很多化工企業(yè)中得以運用，并且生產(chǎn)技術(shù)以及催化劑的運用可以達到國際先進水平。從這個角度可以看出，甲苯歧化在工藝上是比較成熟的。UOP公司推出的UOP Tatoray甲苯歧化工藝是最為典型的工藝技術(shù)，目前，我國運用的13套甲苯歧化生產(chǎn)裝置中，就有10套使用了Tatoray工藝。甲苯歧化的主要優(yōu)點體現(xiàn)在其原料的適應(yīng)性較廣，具有較強的操作彈性，并且其工藝流程相對簡單，國內(nèi)的技術(shù)比較成熟。氣化產(chǎn)品的苯質(zhì)量很高，乙苯的含量低，歧化產(chǎn)品的分布具有可調(diào)節(jié)性，并且也已研制出高效的催化劑。甲苯歧化工藝的缺陷也是存在的，主要是對甲苯的需求量很大，而且其工藝過程中的副反應(yīng)較強，對最后產(chǎn)品的分離較為困難。

3 甲苯-甲醇烷基化

甲苯-甲醇烷基化工藝是運用甲苯、甲醇在一定條件下，通過催化劑的催化作用產(chǎn)生烷基化反應(yīng)的過程。這種工藝可分為原料預(yù)處理、烷基化反應(yīng)、原料的循環(huán)回收以及分離提純4個步驟。通過使用分子篩催化劑可以將產(chǎn)出率達90%以上。這個過程中需要使用氮氣、氫氣或者水蒸氣作為反應(yīng)的載氣。這種工藝的詳細步驟為，將甲苯與甲醇先蒸發(fā)完畢，然后混合入氫氣，經(jīng)過加熱過程之后，送入甲基化反應(yīng)器，從而促使得到二甲苯以及其他的副產(chǎn)物。反應(yīng)器流出的物質(zhì)在通過換熱冷卻過程之后，將各種有機產(chǎn)品冷凝。將剩余的一氧化碳、二氧化碳等氣相產(chǎn)物與有機液體在分離罐中進行分離，有用氣體進行循環(huán)使用，將其余的氣體作為副產(chǎn)物燃料排放出去。

甲苯-甲醇烷基化工藝的主要優(yōu)點體現(xiàn)在相比其他兩種工藝，能耗降低很多，主要的原材料簡單易得、來源豐富、廉價，生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)品主要為混合二甲苯，并且工藝路線極其簡單，具有很強的操作性。但這種工業(yè)也存在著一定的缺陷，雖然甲苯-甲醇烷基化工藝是一種比較先進的工藝，但是所需的反應(yīng)需要較高的終溫，如果操作失誤則會造成催化劑失活以及結(jié)焦，因此需要提高對高溫位熱量的回收技術(shù)。并且這種工藝對高溫回收設(shè)備以及高溫反應(yīng)器的材質(zhì)要求很嚴(yán)格，由于在外加溫的過程中甲醇會對設(shè)備造成很強的腐蝕性，因此整個工藝的設(shè)備造價較高，而且催化劑的研究還需要完善。

4 結(jié)束語

通過對以上芳烴聯(lián)產(chǎn)、甲苯歧化與甲苯-甲醇烷基化三種二甲苯工藝的分析過程中，在比較各工藝的優(yōu)缺點之后，甲苯-甲醇烷基化工藝是最先進、最環(huán)保、高效率、低能耗的工藝。因此，在綜合環(huán)境友好型、安全性、可操作性之后，認(rèn)為甲苯-甲醇烷基化工藝最具發(fā)展前景。但仍需有效改善工藝過程中不利因素，將缺點轉(zhuǎn)化為優(yōu)點，以提高該工藝的競爭力。

[1] 曹晶華，劉鋒波，張碧容，等.對二甲苯典型生產(chǎn)工藝的比較[J].化工生產(chǎn)與技術(shù)，2015，（4）：47-51+10.

X y l e n e T e c h n o l o g y a n d P r o d u c t i o n

Xu Hu，Zhu Nai-xi，Tang Li，Jiao Xiao-dong

The development of social economy has led to the increasing demand for energy.As one of the important raw materials of synthetic plastics and fi ber，xylene has become one of the research hotspots at home and abroad to study its production technology to improve production efficiency.This article mainly through the introduction of xylene production process in a variety of process technology，analysis of these different technologies between the production differences，development status and advantages and disadvantages.In the study found that aromatics，toluene disproportionation and toluene-methanol alkylation of these three xylene production process comparison，toluene-methanol alkylation compared to the other two processes with low energy consumption，the process route is simple，Cheap and easy to get a little bit.This xylene process and the production process has a good environmental effect，it can predict the future has good prospects for development.However，the high temperature conditions required for its production require future development of high temperature resistant catalysts to promote xylene production requirements.

xylene；process；production；toluene-methanol alkylation

TQ241.13

A

1003-6490（2017）08-0112-01

2017-06-06

徐虎（1986—），男，四川成都人，助理工程師，主要從事石油化工工作。