对二甲苯工艺
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2015-7-12
主要化学方程式
甲苯择形歧化主要方程式：
2C7 H8 C6 H6 C8 H12
2015-7-12
甲苯择形歧化发展情况
PX- PLUS 工艺由美国UOP公司开发并于1996年实现工业化。 原料：甲苯。
2015-7-12
设计前期准备
1.工艺确定：选用甲苯择形歧化。 2.年产量确定：30万吨/年、设备运转时间330天、日产量定为 910吨/天。 3.厂址选择：南京化学工业园区。 4.原料：甲苯。 5.产品：对二甲苯（PX）和苯。 6.工艺单元确定：反应单元、精馏单元和产品分离单元。 7.模拟计算软件：Aspen plus Cup-tower 智能选泵软件。
2015-7-12
LTD 技术由美国 Mobil Chem Co 公司开发。 所用原料：甲苯。 工艺特点：操作条件一般、用ZSM-系列催化剂。
2015-7-12
沸石催化剂介绍
沸石催化剂：内部具有独特的交叉孔道结构，具有大的外表面积， 有较强的吸附和转化分子的能力，表面原子周围缺少相邻的原子， 从而能够使反应物分子易于扩散并与活性中心接触引发催化反应， 化学活性强。
2015-7-12
甲苯/甲醇中试装置
2015-7-12
工艺三分析
优点： 1.对二甲苯选择性比较高。（一般高达95%以上） 2.经济效益较高，生产1吨PX消耗甲苯约为一吨。
缺点： 1.
2015-7-12
工艺之四
甲苯选择性歧化。（选用） 所选原料：甲苯。
2015-7-12
相关背景简介
2015-7-12
2015-7-12
2.提供具有高性能的产品。具体包括：高性能催化剂、吸附剂和 能够提高工艺性能和可靠性的设备。
2015-7-12
部分催化剂
2015-7-12
部分吸附剂
2015-7-12
芳烃（Sorbex）分离设备
2015-7-12
工艺一分析
优点： 1.工艺技术成熟。 2.原料易得，体系化程度高。 3.原料利用率较高，获得副产可应用于其他领域。 缺点： 1.工艺过程复杂，工艺路线长。 2.传统工艺生成PX的转化率不高。 3.制备需要的过程设备多，发生反应过程较为复杂。
甲苯/甲醇烷基转移制对二甲苯。 所用原料：甲苯/甲醇（乙醇）。
2015-7-12
主要化学方程式
甲苯/甲醇烷基化主要化学反应：
C7 H8 +CH3OH C8 H10 H 2O
2015-7-12
反应所需催化剂
经过磷改性的ZSM-5沸石催化剂。 经过镁改性的ZSM-5沸石催化剂。 催化剂改性：主要对沸石催化剂的酸性（主要是用来异构化和裂 解 ）和孔结构进行调节，常用的孔道修饰方法是在分子筛孔道 内引入一种或两种氧化物。 在一定的操作条件下，甲苯转化率接近40%，对二甲苯（PX） 选择性可达90%以上。
择形催化（Shaped-selective catalysis）是1960年Weisz和 Frilette在相关沸石分子筛研究中首次提出，之后就陆续出现对该 工艺的改进和优化。 分子筛：具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架 ，内部具有 孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相互连接，分子由 孔道经过。 择形作用：分子筛具有一种或多种大小分立的孔径，其孔径具有 分子大小的数量级，分子穿透分子筛孔口受到限制而产生择形作 用。
2015-7-12
反应所需催化剂
目前，已工业化的甲苯歧化催化剂有Y型沸石、丝光沸石（HM） 和ZSM-5沸石，应用最多的是ZSM-5沸石和丝光沸石催化剂。
在一定操作条件下，甲苯的转化率为48%左右，对二甲苯（PX） 接近热力学分布。
2015-7-12
国外相关技术
Tatoray 技术由美国 UOP 公司与日本 TORAY公司联合开发的, 并于 1969 年实现工业化。 所用原料：甲苯/碳九芳烃。 工艺特点：副反应少、芳烃收率在97%以上，转化率在40%左右。
对二甲苯（PX）制取工艺
2014年“中国石化-三井化学杯”
2015-7-12
设计要求
为某一大型综合化工企业设计一座采用清洁技术生产工艺制取对 二甲苯（PX）
2015-7-12
相关背景
1.对二甲苯（PX）是源自石油、煤。天然气、生物质资源的重要 基础有机化工产品，主要用作生产精对苯二甲酸（PTA）和对苯 二甲酸二甲酯（DMT）的原料。
2015-7-12
2.国际关于对二甲苯（PX）的需求逐年增加，一般年均增长在 6%以上。同时其产能也持续增长，年均增长各地区不一但也保 持一个较高的增速，一般年均增长在7%~13%左右。亚洲、北美、 欧洲是PX主要生产地区。
2015-7-12
3.国内由于纺织工业的迅速发张，PX的生产一直保持增势，然而 产能仍然不能满足需求。2012年，我国PX生产能力883万吨， 产量775万吨，净进口量达610万吨，全年PX消费量达1385万吨， 较上年增长22.3%。，对外依存度高达50%以上。
辽阳石化
洛阳石化 齐鲁石化 乌石化 福建石化
辽宁
洛阳 山东 乌鲁木齐 泉州
70
21.5 8 106.5 70
2005年
2000年 1989年 1997年和2010年 2009年
福佳大化
中海油惠州
大连
惠州
70
80
2009年
2009年
2015-7-12
生产PX工艺技术背景
随着新型催化剂的发展生产PX的工艺技术呈现多样化发展，其 中包括甲苯歧化、烷基异构化、甲苯/甲醇烷基转移、甲苯/碳九 芳烃或苯烷基转移等。 所用原料：一般为石脑油。
2015-7-12
说明
石脑油：是一部分石油轻馏分的泛称，主要成分为烷烃的 C5~C11成分。 混合二甲苯中的异构体：指对二甲苯（PX）、间二甲苯（MX）、 邻二甲苯（OX） 热力学平衡：指反应之后生成的混合二甲苯中三种异构体含量 PX ：MX：OX=0.25:0.5:0.25。 PX分离技术：一般利用结晶或模拟移动床吸附分离技术（UOP Parax工艺）。
2015-7-12
工艺二分析
优点： 1.原料易得。 2.工艺成熟（上世纪六七十年代开始）。 3.可以处理重质芳烃碳九，转化成经济效益更高的产物。 缺点： 1.生成对二甲苯的选择性较低。 2.由于对二甲苯在混合二甲苯中的含量较低，在分离单元耗 能会增加。
2015-7-12
工艺之三
2015-7-12
4.中国生产对二甲苯（PX）的企业一般是中石化、中石油，中海 油等大型国有石化企业。
2015-7-12
中国生产对二甲苯（PX）主要企业
我国主要对二甲苯（PX）生产企业 企业名称 镇海炼化 金陵石化 扬子石化 天津石化 上海石化 青岛丽东 地区 宁波镇海 南京 南京 天津 上海 青岛 现有能力（万吨/年） 65 60 80 39 100 70 投产时间 2003年 2008年 1986年和2006年 2000年 1985年和2009年 2007年
2015-7-12
工艺之一
1.典型的传统PX生产方法——从石脑油催化重整生成热力学平衡 的混合二甲苯，通过相应的分离技术将PX从沸点与之相同的异 构体混合物中分离。
石脑油：是一部分石油轻馏分的泛称，主要成分为烷烃的C5~C11成分。 混合二甲苯中的异构体：指对二甲苯（PX）、间二甲苯（MX）、邻二甲苯 （OX） 热力学平衡：指反应之后生成的混合二甲苯中三种异构体含量PX ：MX： OX=0.25:0.5:0.25。 PX分离技术：一般利用结晶或模拟移动床吸附分离技术（UOP Parax工艺）。
UOP（美国全球石油公司）简介
UOP是Honeywell公司旗下的一家子公司，是一个在研究开发、 技术许可、工艺工程、设备设计、技术服务以及在生产先进材料、 专用催化剂和吸附剂等方面拥有自主技术的跨国公司。 UOP官网
2015-7-12
2015-7-12
UOP涉及领域
1.提供工艺解决方案。具体项目包括：炼油技术、石油化工、气 体处理和生物燃料。
2015-7-12
工艺之二
甲苯歧化和甲苯/碳九烷基转移制对二甲苯。 所用原料：源自文库苯/碳九芳烃。
2015-7-12
主要化学反应
歧化反应：两个相同的芳烃分子，在催化剂作用下，一 个分子的侧链发生烷基转移。
主要化学方程式： 2C7 H8 C6 H6 C8 H12
烷基转移反应：两个不同的芳烃分子，在催化剂作用下， 一个分子侧链烷基转移到另一个分子上。 主要化学方程式： C H C H 2C H 7 8 9 12 8 12
进料量确定。 用Aspen plus 模拟。
2015-7-12
进料模拟
2015-7-12
进料数据
2015-7-12
2015-7-12
反应单元
1.设备：固定床。 2.催化剂：甲苯择形歧化催化剂SD-1（上海石化院）。 3.催化剂催化效果：甲苯转化率30.7%;PX对位选择性93.0%。 4.操作条件：反应温度 450℃ ;反应压力 2.1MPa;氢烃比 1.8mol/mol。
2015-7-12
反应单元
2015-7-12
工艺一具体单元
1.加氢预处理单元。 2.催化重整单元。 3.芳烃抽提单元。 4.甲苯歧化与烷基转移单元。 5.混合二甲苯精馏单元。 6.对二甲苯（PX）分离单元。（现在一般用UOP Parex 吸附分离技术） 7.二甲苯同分异构体异构化单元。
2015-7-12
主要化学方程式
甲苯择形歧化主要方程式：
2C7 H8 C6 H6 C8 H12
2015-7-12
甲苯择形歧化发展情况
PX- PLUS 工艺由美国UOP公司开发并于1996年实现工业化。 原料：甲苯。
2015-7-12
设计前期准备
1.工艺确定：选用甲苯择形歧化。 2.年产量确定：30万吨/年、设备运转时间330天、日产量定为 910吨/天。 3.厂址选择：南京化学工业园区。 4.原料：甲苯。 5.产品：对二甲苯（PX）和苯。 6.工艺单元确定：反应单元、精馏单元和产品分离单元。 7.模拟计算软件：Aspen plus Cup-tower 智能选泵软件。
2015-7-12
LTD 技术由美国 Mobil Chem Co 公司开发。 所用原料：甲苯。 工艺特点：操作条件一般、用ZSM-系列催化剂。
2015-7-12
沸石催化剂介绍
沸石催化剂：内部具有独特的交叉孔道结构，具有大的外表面积， 有较强的吸附和转化分子的能力，表面原子周围缺少相邻的原子， 从而能够使反应物分子易于扩散并与活性中心接触引发催化反应， 化学活性强。
2015-7-12
甲苯/甲醇中试装置
2015-7-12
工艺三分析
优点： 1.对二甲苯选择性比较高。（一般高达95%以上） 2.经济效益较高，生产1吨PX消耗甲苯约为一吨。
缺点： 1.
2015-7-12
工艺之四
甲苯选择性歧化。（选用） 所选原料：甲苯。
2015-7-12
相关背景简介
2015-7-12
2015-7-12
2.提供具有高性能的产品。具体包括：高性能催化剂、吸附剂和 能够提高工艺性能和可靠性的设备。
2015-7-12
部分催化剂
2015-7-12
部分吸附剂
2015-7-12
芳烃（Sorbex）分离设备
2015-7-12
工艺一分析
优点： 1.工艺技术成熟。 2.原料易得，体系化程度高。 3.原料利用率较高，获得副产可应用于其他领域。 缺点： 1.工艺过程复杂，工艺路线长。 2.传统工艺生成PX的转化率不高。 3.制备需要的过程设备多，发生反应过程较为复杂。
甲苯/甲醇烷基转移制对二甲苯。 所用原料：甲苯/甲醇（乙醇）。
2015-7-12
主要化学方程式
甲苯/甲醇烷基化主要化学反应：
C7 H8 +CH3OH C8 H10 H 2O
2015-7-12
反应所需催化剂
经过磷改性的ZSM-5沸石催化剂。 经过镁改性的ZSM-5沸石催化剂。 催化剂改性：主要对沸石催化剂的酸性（主要是用来异构化和裂 解 ）和孔结构进行调节，常用的孔道修饰方法是在分子筛孔道 内引入一种或两种氧化物。 在一定的操作条件下，甲苯转化率接近40%，对二甲苯（PX） 选择性可达90%以上。
择形催化（Shaped-selective catalysis）是1960年Weisz和 Frilette在相关沸石分子筛研究中首次提出，之后就陆续出现对该 工艺的改进和优化。 分子筛：具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架 ，内部具有 孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相互连接，分子由 孔道经过。 择形作用：分子筛具有一种或多种大小分立的孔径，其孔径具有 分子大小的数量级，分子穿透分子筛孔口受到限制而产生择形作 用。
2015-7-12
反应所需催化剂
目前，已工业化的甲苯歧化催化剂有Y型沸石、丝光沸石（HM） 和ZSM-5沸石，应用最多的是ZSM-5沸石和丝光沸石催化剂。
在一定操作条件下，甲苯的转化率为48%左右，对二甲苯（PX） 接近热力学分布。
2015-7-12
国外相关技术
Tatoray 技术由美国 UOP 公司与日本 TORAY公司联合开发的, 并于 1969 年实现工业化。 所用原料：甲苯/碳九芳烃。 工艺特点：副反应少、芳烃收率在97%以上，转化率在40%左右。
对二甲苯（PX）制取工艺
2014年“中国石化-三井化学杯”
2015-7-12
设计要求
为某一大型综合化工企业设计一座采用清洁技术生产工艺制取对 二甲苯（PX）
2015-7-12
相关背景
1.对二甲苯（PX）是源自石油、煤。天然气、生物质资源的重要 基础有机化工产品，主要用作生产精对苯二甲酸（PTA）和对苯 二甲酸二甲酯（DMT）的原料。
2015-7-12
2.国际关于对二甲苯（PX）的需求逐年增加，一般年均增长在 6%以上。同时其产能也持续增长，年均增长各地区不一但也保 持一个较高的增速，一般年均增长在7%~13%左右。亚洲、北美、 欧洲是PX主要生产地区。
2015-7-12
3.国内由于纺织工业的迅速发张，PX的生产一直保持增势，然而 产能仍然不能满足需求。2012年，我国PX生产能力883万吨， 产量775万吨，净进口量达610万吨，全年PX消费量达1385万吨， 较上年增长22.3%。，对外依存度高达50%以上。
辽阳石化
洛阳石化 齐鲁石化 乌石化 福建石化
辽宁
洛阳 山东 乌鲁木齐 泉州
70
21.5 8 106.5 70
2005年
2000年 1989年 1997年和2010年 2009年
福佳大化
中海油惠州
大连
惠州
70
80
2009年
2009年
2015-7-12
生产PX工艺技术背景
随着新型催化剂的发展生产PX的工艺技术呈现多样化发展，其 中包括甲苯歧化、烷基异构化、甲苯/甲醇烷基转移、甲苯/碳九 芳烃或苯烷基转移等。 所用原料：一般为石脑油。
2015-7-12
说明
石脑油：是一部分石油轻馏分的泛称，主要成分为烷烃的 C5~C11成分。 混合二甲苯中的异构体：指对二甲苯（PX）、间二甲苯（MX）、 邻二甲苯（OX） 热力学平衡：指反应之后生成的混合二甲苯中三种异构体含量 PX ：MX：OX=0.25:0.5:0.25。 PX分离技术：一般利用结晶或模拟移动床吸附分离技术（UOP Parax工艺）。
2015-7-12
工艺二分析
优点： 1.原料易得。 2.工艺成熟（上世纪六七十年代开始）。 3.可以处理重质芳烃碳九，转化成经济效益更高的产物。 缺点： 1.生成对二甲苯的选择性较低。 2.由于对二甲苯在混合二甲苯中的含量较低，在分离单元耗 能会增加。
2015-7-12
工艺之三
2015-7-12
4.中国生产对二甲苯（PX）的企业一般是中石化、中石油，中海 油等大型国有石化企业。
2015-7-12
中国生产对二甲苯（PX）主要企业
我国主要对二甲苯（PX）生产企业 企业名称 镇海炼化 金陵石化 扬子石化 天津石化 上海石化 青岛丽东 地区 宁波镇海 南京 南京 天津 上海 青岛 现有能力（万吨/年） 65 60 80 39 100 70 投产时间 2003年 2008年 1986年和2006年 2000年 1985年和2009年 2007年
2015-7-12
工艺之一
1.典型的传统PX生产方法——从石脑油催化重整生成热力学平衡 的混合二甲苯，通过相应的分离技术将PX从沸点与之相同的异 构体混合物中分离。
石脑油：是一部分石油轻馏分的泛称，主要成分为烷烃的C5~C11成分。 混合二甲苯中的异构体：指对二甲苯（PX）、间二甲苯（MX）、邻二甲苯 （OX） 热力学平衡：指反应之后生成的混合二甲苯中三种异构体含量PX ：MX： OX=0.25:0.5:0.25。 PX分离技术：一般利用结晶或模拟移动床吸附分离技术（UOP Parax工艺）。
UOP（美国全球石油公司）简介
UOP是Honeywell公司旗下的一家子公司，是一个在研究开发、 技术许可、工艺工程、设备设计、技术服务以及在生产先进材料、 专用催化剂和吸附剂等方面拥有自主技术的跨国公司。 UOP官网
2015-7-12
2015-7-12
UOP涉及领域
1.提供工艺解决方案。具体项目包括：炼油技术、石油化工、气 体处理和生物燃料。
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工艺之二
甲苯歧化和甲苯/碳九烷基转移制对二甲苯。 所用原料：源自文库苯/碳九芳烃。
2015-7-12
主要化学反应
歧化反应：两个相同的芳烃分子，在催化剂作用下，一 个分子的侧链发生烷基转移。
主要化学方程式： 2C7 H8 C6 H6 C8 H12
烷基转移反应：两个不同的芳烃分子，在催化剂作用下， 一个分子侧链烷基转移到另一个分子上。 主要化学方程式： C H C H 2C H 7 8 9 12 8 12
进料量确定。 用Aspen plus 模拟。
2015-7-12
进料模拟
2015-7-12
进料数据
2015-7-12
2015-7-12
反应单元
1.设备：固定床。 2.催化剂：甲苯择形歧化催化剂SD-1（上海石化院）。 3.催化剂催化效果：甲苯转化率30.7%;PX对位选择性93.0%。 4.操作条件：反应温度 450℃ ;反应压力 2.1MPa;氢烃比 1.8mol/mol。
2015-7-12
反应单元
2015-7-12
工艺一具体单元
1.加氢预处理单元。 2.催化重整单元。 3.芳烃抽提单元。 4.甲苯歧化与烷基转移单元。 5.混合二甲苯精馏单元。 6.对二甲苯（PX）分离单元。（现在一般用UOP Parex 吸附分离技术） 7.二甲苯同分异构体异构化单元。
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