芳烃的生产

芳烃的生产

芳烃(苯、甲苯、二甲苯)是重要的有机化工原料，其产量和规模仅次于乙烯和丙烯。对二甲苯(PX)则是近年来在芳烃产品中最受关注，产量增长最快的产品。PX的85%用于生产聚酯原料——精对苯二甲酸(PTA)。 我国PTA消费量以年均19.8%的高速增长，2005年消费量已达1164.5万吨。同时，PTA产量也以年均18.5%的速度递增，2005年已达514.8万吨。但供应缺口依然较大，2005年的进口依存度高达55.8%。

伴随PTA需求的增长，原料PX的消费量也不断增长。2005年我国PX 消费量已达384.1万吨，自2000年以来年均增长率高达21.5%。但与消费相比，我国的PX生产相对滞后，2000年以来的年均增长率为11.9%，仅及消费增长率的一半左右。尽管2005年我国PX产量为223.3万吨，较2004年的188万吨增长18.8%，但仍与实际消费需求相距甚远。因此，国内PX供应日趋紧张，进口依存度已从2000年的14.0%上升至2005年的41.9%。截至2005年底，我国共有10套联合芳烃生产装置，总产能约265万吨/年。目前，新建、扩建及已获批准的项目有7个，新增产能430万吨/年。此外，尚有一些拟建项目，累计产能340万吨/年以上。因此，2010年国内至少可形成PX产能700万吨/年，如满负荷生产，届时国内PX自给率可达80%以上，PX供应紧张的局面将得以大大缓解。

目前，芳烃的大规模生产是通过现代化的芳烃联合装置来实现的，它的主要原料是由炼油厂生产的石脑油，炼油厂的石脑油主要来自常压蒸馏、加氢裂化等装置。此外，乙烯生产中也从裂解汽油加氢装置副产一部分芳烃，但数量较少。典型的芳烃联合装置包括石脑油加氢、重整芳烃生产装置，以及芳烃转化和芳烃分离装置。芳烃转化和芳烃分离装置有芳烃抽提、甲苯歧化和烷基转移、二甲苯异构化、二甲苯吸附分离等装置。经过这一系列装置的加工，最终的主产品就是对二甲苯（PX）和苯（B）。PX对石脑油的总收率可达到40％左右，苯的总收率约为15％。其他的副产品主要有氢气、液化气、重整碳5、抽余油（可进一步加工为各种溶剂油）、碳10芳烃、焦油。

分装置介绍如下：

催化重整

催化重整是芳烃生产的主要方法之一，石脑油加氢装置是为催化重整提供精制原料避免重整催化剂中毒的。催化重整可将低辛烷值的石脑油转化为高辛烷值的燃料或苯、甲苯、二甲苯等芳烃产品。催化重整按催化剂的再生方式主要分为半再生(固定床)和连续再生(移动床)两种方式。近年来，随着催化重整从以生产汽油为主转向以生产芳烃为主及重整装置大型化的发展，采用低压连续再生工艺的重整技术已占据主导地位。低压连续再生工艺的重整技术可使芳烃总收率达到80％以上。

截至2005年底，我国已开工的连续再生催化重整装置共19套，总加工能力1239万吨/年。

芳烃抽提

芳烃抽提装置是利用芳烃、非芳烃在特定溶剂中的溶解度的不同把芳烃从重整产物中分离出来。芳烃抽提目前主要有两种工艺，即液-液抽提工艺和萃取蒸馏工艺。液-液抽提工艺多应用于同时收回苯、甲苯和二甲苯工况；萃取蒸馏工艺则适合于从高芳烃含量的原料生产高纯度的单一芳烃，或同时生产苯与甲苯。目前，应用最广泛的是以环丁砜为溶剂的Sulfolane工艺。芳烃抽提装置，苯、甲苯和二甲苯的回收率均在99.0 %以上。

甲苯歧化与烷基转移

来自催化重整和裂解汽油的芳烃混合物中甲苯和C9A含量一般在40%-60%，为充分利用甲苯和C9A资源，甲苯歧化和烷基转移工艺的目的是将价值低廉的甲苯和C9A通过甲苯歧化和甲苯与C9A的烷基转移反应生成更有应用价值的苯和二甲苯。甲苯歧化与烷基转移技术于1969年工业化，目前我国有13套甲苯歧化与烷基转移生产装置运行，其中有10套采用的是UOP公司的Tatoray工艺。

歧化生成的二甲苯呈热力学平衡分布，PX、间二甲苯(MX)与邻二甲苯(OX)三者之间的比例一般为25：50：25。在总转化率为46%下，B+X选择性90%，B/X 1.5 。

二甲苯异构化

从催化重整油和裂解汽油以及甲苯歧化和烷基转移获得的C8芳烃中，PX含量仅为混合二甲苯总量的1/4左右，且含有乙苯。为最大限度地生产PX，需将其他C8芳烃通过异构化反应生成PX。我国现有10套二甲苯异构化生产装置，其中9套采用UOP技术，1套采用IFP技术。所用催化剂绝大部分为国产SKI系列。

对二甲苯分离

对二甲苯分离主要有两种方法，即结晶法和模拟移动床液相吸附分离技术，现有芳烃联合装置多采用后者。UOP公司 的Parex液相吸附分离工艺于1971年实现工业化，至今已有76套装置采用该技术。目前，Parex工艺采用ADS-27吸附剂，在PX纯度为99.9%的前提下，收率可达97%。

其他的芳烃生产技术主要有轻烃芳构化技术（将LPG馏分、轻石脑油馏分、轻烯烃及天然气等轻烷烃原料转化为芳烃），甲苯甲醇烷基化制高产率PX。但尚不完全成熟，处于工业化试验研究阶段。

注：有关统计数据截止到2005年底。