化工毕业设计 轻烃芳构化
轻烃芳构化技术及应用
轻烃芳构化技术及应用近几年来,随着石油资源的日益减少,将丰富廉价的轻烃,转变为高附加值的苯、甲苯、二甲苯（BTX）的研究已成为当今重要的研究课题和热点问题。
轻烃芳构化是近年来发展起来的一种生产芳烃的新工艺，用于生产芳烃或高辛烷值汽油的调和组分。
轻烃芳构化基本机理是低碳烯烃在固体酸表面活化成正碳离子，然后转化为低碳烯烃中间物种，再低度共聚生成六碳至九碳烯烃等低聚物。
低聚物再通过环化、异构化和脱氢等反应步骤生成芳烃。
轻烃芳构化技术主要为非临氢，有两种工艺路线。
一种是芳烃型芳构化工艺路线，原料可以为轻烯烃和碳3以上烷烃，包括炼厂气、液化气、混合C4、裂解C5、油田轻烃等。
主要产物是以三苯为主的芳烃（液相产品芳烃含量98%以上），反应温度较高（高于500℃），不仅可以转化碳四中的烯烃，同时碳四烷烃也可以得到转化，缺点是会产生较多的干气（15%左右）。
另一种是汽油型芳构化工艺路线，以高辛烷值汽油调合组分作为目的产物，原料可以为直馏汽油、加氢焦化汽油、轻石脑油、混合碳四、液化石油气等，反应温度较低（一般300-450℃），干气产量较低（低于2%），所得汽油辛烷值较高（RON 85-93或更高）。
国外在上世纪八十年代开始低碳烃的芳构化技术研究，陆续开发出以LPG为原料的移动床芳构化Cyclar工艺（UOP/BP）、采用固定床的M2-Forming工艺(Mobil)和Aroforming工艺（IFP）等轻烃芳构化技术。
20世纪80年代初，国内开始对轻烃芳构化催化剂进行探索。
华东理工大学和山西煤化所分别对金属改性的ZSM - 5 沸石用于轻烃芳构化进行研究；抚研院以富含丁烯的C4 馏分、丙烷及混合C3 为原料,在改性的HZSM- 5沸石催化剂上进行了芳构化反应考察。
上世纪90年代，中国石化有关研究机构、大连理工大学等单位也分别开发了各自的轻烃芳构化技术。
轻烃芳构化技术目前主要有以下三个方面的应用：1）直馏石脑油芳构化改质生产高辛烷值汽油调合组分；由于直馏石脑油芳构化改质的汽油收率远低于直馏石脑油进催化重整的汽油收率，因此直馏石脑油芳构化改质技术仅仅适用于没有催化重整装置的炼油企业，技术的推广应用受到较大的限制。
工艺知识芳构化
工艺知识芳构化工艺知识装置概况：1、轻油芳构化装置，产品较重终馏点较高2、装置改造，利用稳定塔再上溶剂油装置生产溶剂油3、由于分离溶剂油的可操作性，改为利用溶剂油装置对轻油芳构化原料进行预处理脱除重组分---拔精粗200#4、正值经济危机之际，原料油涨价而汽油降价，进行液化气芳构化流程改造，再利用溶剂油装置脱轻柴5、为了更加容易控制反应器床层温度进行反应器改造，并更换R101B/D催化剂为液化气芳构化的专用催化剂为了更加容易，期间进行的小流程改造不断；大家也看到了，改造的地方也比较多，都是为了操作稳定容易减少劳动强度与损耗，希望大家在以后的操作生产中能提出更好的流程改造方案。
1、富压机中间冷却器退油2、溶剂油装置的脱丁烷塔顶放空至罐区3、V110放空改至液化气外送线4、吸收塔干气调节阀前改至液化气外送至液化气产品罐给罐区补压，调节阀后补压；由于液化气芳构化的催化剂不同，分阀前阀后补压5、烧焦再生的补风线加调节阀控制补风量，补风管线加粗防冻6、再生系统加放空调节阀改造，空压机入口加调节阀7、P301、P302外送合在一起；P303外送与P305合在一起，P304外送与P306合在一起8、仪表风分净化风与非净化风两条线，烧焦用非净化风9、V101加放空调节阀10、V106向V101压油流程11、脱色塔进料的分布器堵，改用脱己烷塔当脱色塔使用液化气芳构化的理论知识：用富含烯烃（丁烯）的液化气作为原料，在反应器进行液化气芳构化轻油芳构化的主要反应是：裂化、齐聚、环化、脱氢液化气芳构化的主要反应为：叠合反应（属齐聚反应）此反应为强放热反应，所以反应器床层温度是温升而不是温降，有效地控制床层温度是重点；还进行环化、脱氢反应。
叠合反应是指两个或者两个以上的烯烃分子生成一个高分子量的烯烃的过程。
原料中烯烃含量越高，反应放出的温度越多，床层温度越高，反应周期缩短。
液化气芳构化的影响因素：1、原料组成对芳构化反应的影响随着原料中烯烃含量的增加，液体收率和芳烃增加，干气产率下降。
浅析芳烃生产过程中的轻烃芳构化与催化重整技术应用
浅析芳烃生产过程中的轻烃芳构化与催化重整技术应用发布时间：2021-11-29T02:53:07.113Z 来源：《科学与技术》2021年8月24期作者：宋闻慧[导读] 随着市场上对芳烃的需求量不断增加，常规使用石脑油生产的芳烃的工艺不能满足市场需求。
宋闻慧中国石化天津分公司化工部摘要：随着市场上对芳烃的需求量不断增加，常规使用石脑油生产的芳烃的工艺不能满足市场需求。
开发轻质芳烃异构化与催化重整技术工艺，将轻质芳烃作为原料，通过芳构化与催化重整处理，得到芳烃产品，是一种投资少、见效快的工艺路线，对于提升芳烃产品产量、降低生产成本具有重要意义。
关键词：芳烃生产；轻质芳烃异构化；催化重整1 前言轻质芳烃是指苯、甲苯、二甲苯等化工原料，它们是生产高辛烷值汽油的重要组分。
以前传统的芳烃生产工艺使用石脑油作为原材料，然后对石脑油进行催化重整，得到芳烃产品。
芳烃是用途广泛的化工原料，塑料和化纤工业的快速发展，促进了市场对芳烃的需求，而全世界的芳烃主要来自炼厂的重整装置。
随着市场上对芳烃的需求量不断增加，常规使用石脑油生产的工艺不能满足市场需求，石脑油原料供应不足。
乙烯裂解汽油加氢抽提和碳四、碳五芳构化技术也是生产芳烃的重要技术手段，乙烯裂解芳烃是乙烯装置的副产品，但乙烯裂解原料主要是石脑油，而且芳烃分离的技术也和重整芳烃分离技术相同，所以可以认为绝大部分芳烃来自石脑油制芳烃技术，随着石油资源的日趋枯竭，石脑油不能满足需求。
为此，开发轻烃原料生产芳烃的工艺，将轻烃作为生产原料，通过对轻烃芳构化处理，得到芳烃产品，对于提升芳烃产品产量，降低生产成本具有重要意义。
2 催化重整技术原理对于重整技术而言，现在一般指的是催化重整，是石油炼制和石油化工主要过程之一。
它是在一定温度、压力、临氢和催化剂存在的条件下，使石脑油转变成富含芳烃的重整生成油，并副产氢气的过程。
催化重整包括环烷烃脱氢、烷烃环化脱氢、异构化、加氢裂化及积碳等反应。
2万吨甲醇芳构化工段工艺设计
2万吨甲醇芳构化工段工艺设计2万吨甲醇芳构化工段工艺设计一、工艺概述甲醇芳构化是将甲醇与催化剂反应，生成苯、二甲苯等芳香烃的过程。
本工艺设计旨在实现每年产出2万吨的芳香烃产品。
主要包括原料处理、反应系统、分离系统和产品处理四个部分。
二、原料处理1. 甲醇净化从甲醇储罐中取出的甲醇经过净化处理，包括脱水、脱硫和脱氯等步骤，以提高反应的纯度和催化剂的稳定性。
2. 催化剂制备选择合适的催化剂制备方法，如浸渍法或沉淀法，将活性组分与载体混合，并进行干燥和活化处理，以获得高效的催化剂。
三、反应系统1. 反应器选择选择适合芳构化反应的反应器，常用的有固定床反应器和流动床反应器。
根据产能要求和经济性考虑，确定合适尺寸和数量。
2. 反应条件控制控制反应温度、压力和催化剂的投料速率，以实现高效的反应转化率和选择性。
通常反应温度为350-450℃，压力为0.1-0.5MPa。
3. 反应过程控制建立稳定可靠的自动控制系统，监测和调节反应温度、压力和催化剂投料速率等参数，以确保反应过程的安全性和稳定性。
四、分离系统1. 气体分离将反应器出口气体经过冷却、减压、冷凝等步骤进行分离，得到芳香烃气体产品。
其中包括苯、二甲苯等组分。
2. 液体分离将反应器出口液体经过冷却、闪蒸等步骤进行分离，得到芳香烃液体产品。
其中包括苯、二甲苯等组分。
五、产品处理1. 产品储存将芳香烃气体和液体产品分别储存在相应的储罐中，并对储罐进行密封和防爆处理，确保产品质量和安全。
2. 产品检测与质量控制对芳香烃产品进行物理性质、化学成分和杂质含量等方面的检测，以确保产品达到相关标准要求。
3. 产品包装与出库将芳香烃产品按照规定的包装要求进行包装，并进行记录和标识，以便于出库和销售。
六、安全环保措施1. 设立安全阀、压力传感器等安全设备，确保反应系统的安全运行。
2. 定期对催化剂进行检测和更换，以维持反应的高效性和稳定性。
3. 对废气进行处理，采用吸附剂或催化剂等方法进行净化，以减少对环境的污染。
轻烃芳构化工艺技术进展
轻烃芳构化工艺技术进展作者：刘为来源：《商情》2013年第33期【摘要】本文将在对于国内外比较典型的轻烃芳构化工艺技术进行分析介绍的基础上，通过进行不同分子筛催化剂金属改性与反应条件对于催化剂芳烃构化性能的影响，以及轻烃芳构化反应机理的分析，实现对于轻烃芳构化工艺技术中沸石分子筛芳烃构化催化剂的改进发展与优化方向的分析论述。
【关键词】轻烃芳生产构化工艺技术沸石分子筛发展方向在化工行业生产中，芳烃是一种生产产量以及生产规模仅仅落后于乙烯、丙烯的重要的有机化工原料。
芳烃生产以及芳烃衍生物在实际化工生产中的应用非常广泛和普遍，比如塑料以及化纤、橡胶等化工产品以及一些精细化学品生产中，都有对于芳烃及其衍生物的应用实现。
随着石油化工行业的不断发展以及炼油技术的提升，目前，芳烃构化生产中以石油作为原料的芳烃生产，不仅国外以达到98%的水平，并且国内芳烃构化生产中以石油作为原料的情况也达到了85%以上，规模速度发展非常快。
轻烃是一种以C5为主的烷烃或者是单烯烃化合物，它是石油开采以及炼制过程出现的副产品。
通常情况下，轻烃主要来源于石化生产以及天然气田、油田开采生产与炼油实现过程中。
轻烃芳构化是在社会经济技术进步以及石油资源短缺情况下，发展起来的一种芳烃生产新工艺。
本文将对于轻烃芳的构化工艺技术以及进展进行分析论述。
一、轻烃芳构化以及主要工艺技术介绍（一）轻烃芳构化分析轻烃芳构化是在社会经济以及生产技术发展推动下，同时加上石油资源紧缺状况严重，在近几年逐渐发展起来的一种芳烃生产的新工艺，在实际化工生产中主要是用来进行芳烃或者是高辛烷值汽油调和组成的生产实现。
轻烃芳构化主要是指通过使用HZSM-5沸石分子筛作为构化生产的催化剂活性组分，实现对于重整抽余油以及重整拔头油、焦化汽油、直馏汽油、热裂解C5馏分、热裂解汽油液化石油气、油田凝析油等轻烃，转化成芳烃的一个工艺过程。
（二）轻烃芳构化主要工艺技术介绍轻烃芳构化实现最早是由英国的Cyclar芳烃构化工艺，在建立示范装置并在工业生产应用实现为标志的。
轻烃芳构化生产芳烃
6
纯利润
2043.15
六、结论
1、轻烃经改质后，改质后液体收率为51％，液 化气产率为30％。 2、轻烃经改质后，芳烃中三苯含量大于95％。 3 、芳构化改质装置总投资约为 4050 万元，每 年可实现利税1413.01万元，每年可实现利润约 2043.15万元。
换 热 器 稳 定 塔
稳定塔 回流罐
芳构化汽油
图2吸收稳定系统
非芳 产品 排气 抽 提 塔 进 料 缓 冲 罐 水 过 滤 器 真空 系统 非芳 水洗 塔 抽 提 产 抽提 品 中间 罐
汽 提 塔
回 收 塔
溶剂再生 再沸器
水汽提
图3芳烃抽提系统
蒸汽发 生器
蒸汽
甲苯 拔顶苯 苯 混合芳烃 二甲苯
脱氧水
4934.22
3904.62 1029.6 369.72 ――
3 4 5
增值税 消费税 城建及教 育附加 10％ 369.72
36.97
税金合计
406.69
表7芳构化改质损益计算
序号 项目 金额（万元）
1
2
销售收入
流转税及附加
30888.36
406.69
3
4 5
总成本
销售利润 所得税
27432.2
表6芳构化装置流转税及附加计算
序号 1 项目 进项税 原料 催化剂 修理费 17％ 17％ 17％ 17％ 13％ 税率 金额（万元） 26828 26400 288 162 税额（万元） 4564.50 4488.00 48.96 27.54
2
销项税
芳烃 液化气
30888.36
22968.36 7920
轻烃芳构化-炼油
并为大芳烃提供原料。
四、关键技术和技术研究路线
1．关键技术 通过芳构化技术可将一些不宜作重整原料的液化石油气（LPG） 馏分、轻石脑油馏分、轻烯烃及天然气等轻烷烃原化催化剂是
烃的裂化速率的大小顺序为：直链烷烃﹥单侧链烷烃﹥双侧链烷烃。 碳数相同的烃类转化为芳烃时，芳构化反应所需要的强度按下列顺
序增加：双烯<<烯烃<<环烷烃<<烷烃，烷烃原料的芳构化是高度吸
热的反应，而烯烃原料的芳构化过程，依据非芳构化物的组成，可 能是放热反应，反应中产生的氢气愈多则吸热性愈强，将原料掺合 到一定氢含量的水平，可使芳构化在近于热平衡(吸、放热相等)的情 况下进行。
乌石化炼油厂轻烃芳构化研究
一、立项背景
十二五期间，随着乌石化公司大芳烃项目、炼油升级改造项目建
成投产，乌石化公司作为炼化一体化企业;按160万吨重整加工能力， 即使重整生成油中的甲苯、二甲苯全部用于 PX 装置原料，也只能保
证 PX装置约 73%的负荷，同时高辛烷值调合组分将大幅减少，出厂
汽油辛烷值将存在严重不足，届时我厂车用汽油的主要组分是催化汽 油存在辛烷值不足问题。
而目前乌石化公司正在实施的炼油升级改造项目，在该项目实施
后预计轻烃产量将达到 59万吨/年，其中，加氢裂化轻石脑油 11.08万
吨 /年，重整拔头油 19.19 万吨 /年，重整戊烷油 3.35 万吨 /年，抽余油 18.08万吨/年（设计值）28.5万吨/年（实际值）。该组份辛烷值较低，
大约只有60～65，饱和蒸汽压较高而附加值不高，也无法调合到汽油
轻烃芳构化及投资分析
轻烃芳构化及投资分析摘要：综述了国内外典型的液化气芳构化工艺技术及其工业应用情况，展望了液化气芳构化技术的发展趋势，分析测算了某芳构化装置的经济效益，进行投资分析，提出具体建议。
关键词：轻烃，芳构化，液化气，投资分析目前，我国炼厂气中的大部分液化石油气都作为民用燃料使用，未得到有效利用，这在一定程度上对石油资源造成了浪费，其利用率只有16%左右，远低于发达国家的C4烃综合利用率(美国为80%～90%，日本为64%，西欧为60%)。
九十年代以来，新开发的多产烯烃和液化气的催化裂化工艺（MGG）和重油催化裂解制取低碳烯烃工艺（DCC）的应用，使液化气产量进一步增加，其中烯烃含量高达70%左右，作为民用液化气不仅影响其质量，而且是很大的浪费。
随着城市煤气和管输天然气工业的发展，城市民用液化气的市场也会逐渐缩小，价格逐渐走低，这种趋势在我国北部和西北部一些地区已经体现得十分明显了。
因此开发适合我国国情的液化石油气芳构化生产芳烃技术具备重要意义。
1 芳构化的反应机理轻烃在分子筛上的芳构化反应是由反应条件所决定的。
其中，对芳构化影响较大的是空速和反应温度。
首先，低碳烷烃的惰性较高，当芳构化反应温度低于450 ℃时，原料的转化率也较低，在较高的温度下低碳烷烃芳构化才能进行。
但是，裂解的深度随温度的升高而增加，所以会有一定量的燃料气（甲烷和乙烷）产生。
从反应角度来看，烯烃比烷烃活泼很多，所以在较低的温度下烯烃芳构化反应就能进行。
当反映温度为300 ℃时，在HZSM-5 上丙烯和丁烯有一定的芳构化活性，芳构化活性随着温度的升高而增大。
然后，空速对芳构化反应产物的选择性的影响各不相同。
对于甲烷、乙烯、丙烷和C5～C6链烃来说，随着空速的增加，选择性变化不大。
但是随着空速的增大，C5烃的选择性缓慢增加，芳烃的选择性却逐渐减小。
这可能是因为丙烷发生裂解或脱氢反应后，由于空速过大，反应产品之间接触时间过短，还没有进行芳构化反应就离开了反应器的原因，最终导致缩短了催化剂的寿命。
轻烃芳构化技术
轻烃芳构化技术
无
【期刊名称】《石油炼制与化工》
【年(卷),期】2024(55)6
【摘要】中石化石油化工科学研究院有限公司(石科院)开发的轻烃芳构化技术,是以C_(4)-C_(8)轻烃为原料,专用分子筛为催化剂,非临氢条件下,生成富含芳烃的液相产品、富含丙烷的饱和液化气以及含氢气、甲烷和乙烷的干气的过程。
【总页数】1页(PF0003)
【作者】无
【作者单位】中石化石油化工科学研究院有限公司技术市场部
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.轻烃芳构化的系统研究(Ⅴ)--绝热芳构化反应器的模拟
2.轻烃芳构化的系统研究(Ⅵ)--芳构化液相产物的定性和定量分析
3.轻烃芳构化的系统研究(Ⅶ)--
ZnNi/HZSM-5催化剂上混合碳四烃的芳构化4.轻烃芳构化的系统研究( Ⅲ)——轻烃芳构化尾气组份的分析方法5.轻烃芳构化的系统研究(Ⅰ)——混合碳四和正己烷在ZnNi/HZSM-5催化剂上的微波芳构化
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轻烃芳构化的系统研究_芳构化液相产物的定性和定量分析
第13卷第1期石油化工高等学校学报Vol.13No.1 2000年3月JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSIT IES Mar.2000文章编号:1006-396X(2000)01-0010-05轻烃芳构化的系统研究(Ö)*)))芳构化液相产物的定性和定量分析丁洪生,程志林,刘宁宁,魏莉,桂建舟,李宏洋,孙兆林**(抚顺石油学院应用化学系,辽宁抚顺,113001)摘要:轻烃芳构化工艺中液相产品各组份的定性和定量分析对研究芳构化反应机理至关重要。
利用标准物质GC方法和GC/MS法对芳构化液相产品进行了定性分析,共确定了23个组分,分析16min 能够全部很好地分析芳构化产品。
采用程序升温毛细管色谱法对其进行了定量分析,定量结果的相对标准偏差均小于3.0%。
用已知标准样品进行了定量方法的准确度和精密度的考察,分别测定7次取其平均值进行比较,其相对误差均小于5.0%,相对标准偏差均小于1.5%,该方法符合分析芳构化液相产品分析的要求。
实验结果表明,在500e下用富含C4烯烃的石油液化气进行芳构化反应,所得芳构化产物中苯、甲苯、二甲苯的含量为82.221%,从而证明此催化剂是一种高效的芳构化催化剂。
该方法具有分析准确度高、精确度好、分析时间短、操作简单及移植性强等特点,通过定性和定量分析,为评价芳构化催化剂提供依据。
关键词:轻烃;芳构化;GC/MS中图分类号:O657.7文献标识码:A芳烃是一种重要的基本有机原料,世界上芳烃的主要来源是从催化重整、裂化汽油和炼焦副产品中分离得到。
我国的轻烃除少部分供乙烯厂作原料外,其余主要用于分离提纯石油液化气(LPG富含C3,C4)当燃料使用。
自从1983年,英国石油公司(BP)及美国环球油品公司(U OP)共同开发成功了Cyclar芳构化工艺。
近几年来,以各种轻烃为原料进行芳构化的研究方兴未艾[1~4],以轻烃(C1~C4)为原料的芳构化工艺的发展对分析测试方法提出了新的要求,轻烃芳构化工艺中液相产品各组份的定性和定量分析对研究芳构化反应机理至关重要。
轻烃芳构化技术介绍
M2-forming CYCLAR工艺 （未有工业报 （工业示范装置） 道）
UOP与BP公司 移动床连续循环再 生 Mobil公司 循环式操作 裂解汽油，催化 裂化不饱和气， 焦化汽油、LPG
Aroforming工艺
IFP and Salutec 多个等温固定床管 式反应器
石科院轻烃芳构化技术
石油化工科学研究院
内容
• 背景 • 技术特点
• 技术开发和工业应用
2
技术背景
• 我国碳四、碳五等轻烃资源丰富，利用率 较低。
• 芳烃紧缺，价格走高。
3
技术特点
• 原料：
轻烯烃和碳3以上烷烃，括炼厂气、 液化气、混合C4、裂解C5、油田轻烃 等。
4
技术特点 • 产品:
液相产品芳烃含量98%以上， 其中苯、甲苯、二甲苯占90%以上， 副产为氢气、优质液化气、燃料气。
轻石脑油，LPG
反应条件
两种方案 低压、高压
425-575 ℃
催化剂特 点 干气产率
含Ga沸石催化剂
C3：5.9％H2+ 31％C1-C2 C4： 5.2％H2+28.9 ％C1-C2 C3—63.1％ C4—65.9％
Zn、Ga改性 ZSM-5
金属氧化物改性沸 石分子筛催化剂 轻石脑油－ 2.9％H2+27.4％C1C2+14.8％C3
Ⅷ、ⅡB、ⅢB族 金属（Zn）改性 ZSM-5
－－
C1-C2-- 24.1
C3--42.7，C4--36.8， LN--34.1
芳烃收率
－－
轻石脑油－54.9％ B-12.2％；T-21.9％； X-12.5％；其他-8.3 ％
首套芳烃型移动床轻烃芳构化装置的设计及工业应用
首套芳烃型移动床轻烃芳构化装置的设计及工业应用郭劲鹤（中石化洛阳工程有限公司，河南省洛阳市４７１００３）摘要：介绍了轻烃芳构化反应的基本原理，首套采用芳烃型移动床轻烃芳构化技术的某炼油厂新建５００ｋｔ／ａ轻烃芳构化装置的设计、运行及考核情况，以及该芳构化装置的工艺及工程特点。
结合该装置运行及考核情况，表明该技术可以将轻烃资源和相对过剩的液化石油气转化为具有高附加值的苯、甲苯和二甲苯（ＢＴＸ）等芳烃产品，稳定汽油中芳烃含量超过９５％，总芳烃产率达到４８％以上。
原料和产品结构还可根据市场需求灵活调节，显著提高了该技术的适应性和市场竞争力，为轻烃资源高效利用开辟了一条新的技术途径。
关键词：芳烃 移动床 轻烃芳构化 催化剂 粉尘 再生烧焦 轻烃芳构化是一种以轻烃（Ｃ４～Ｃ７）为原料，以改性分子筛为催化剂［１］，将低分子的烃类直接转化为苯、甲苯和二甲苯（ＢＴＸ）或汽油等轻质芳烃的石油加工技术。
ＢＴＸ是最具代表性的芳烃产品，已被广泛应用于多种化工产品的制备过程中。
大力发展芳烃生产符合传统炼油企业由燃料型向化工型转型的发展趋势［２］。
由中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院（石科院）与中石化洛阳工程有限公司共同开发的芳烃型移动床轻烃芳构化技术，以Ｃ３～Ｃ７混合轻烃为原料，生产苯、甲苯和混合二甲苯，副产氢气，已成功实现工业应用。
１ 装置基本情况某炼油厂新建一套５００ｋｔ／ａ轻烃芳构化装置于２０１９年７月完成详细设计，２０２０年５月建成中交，２０２０年７月８日投料，７月１０日产出合格甲苯产品，７月１２日催化剂循环烧焦，一次开车成功。
原料包括ＤＣＣ（深度催化裂解）石脑油、重整戊烷油、芳烃抽余油、加氢石脑油、液化石油气及重整和加氢干气。
主要产品为苯、甲苯、Ｃ＋８芳烃，副产氢气、液化石油气以及干气。
装置由芳构化反应部分、产品分离部分、催化剂连续再生部分及界区内配套的公用工程设施组成。
工艺流程示意见图１。
图１ 工艺流程示意Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗ２ 技术特点２．１ 主要工艺特点工艺原理：轻烃芳构化反应是一个复杂的过程，包括了裂化、齐聚、环化、脱氢、氢转移等诸多反应［３ ４］。
轻质烃芳构化新工艺的应用研究.
轻质烃芳构化新工艺的应用研究摘要轻质芳烃苯（Benzene，简称B）、甲苯（Toluene，简称T）和二甲苯（Xylene，简称X）是石化工业的基本有机化工原料，也可作为高辛烷值汽油的调合组份（约占汽油组成的21%）。
目前，我国乃至世界范围生产芳烃的主要途径是催化重整，另一种方法是从裂解汽油或炼焦副产品中回收芳烃。
我国油田轻烃（低碳烷烃）资源丰富，年产量已超过1.5×104 t，轻质烃芳构化可以利用廉价的烃类资源制备价值较高的苯、甲苯和二甲苯等化工原料，扩大了制备芳烃的来源……关键词：炼焦烃苯，催化重整，低碳烷烃，液相氧化，苯乙烯，硝基甲—1STUDY ON RELATIONS IN SOLUTERETENTION BEHA VIORABSTRACTThe synthesis of some metal phthalocyanine (MPc) was investigated, the catalytic behavior of MPc for the liquid oxidation of phenylethylene, ethylbenzene, nitrotoluene or cyclohexene was also studied. When carbamide was resolver, the quality of MPc was high but purity was poor, they need to be further purified. However, trichlorobenzene was resolver, the yield of CoPc was 81.75%, nitrobenzene as resolver the yield of CoPc was 58.63%. The purity of them was about 93.6%, which could be used as catalyst without purifying.Under normal pressure of oxygen at 110 C the catalytic behavior of MPc for the catalytic oxidation of phenylethylene was investigated. Among the single core metal phthalocyanine, FePc and MnPc showed no activity, CoPc had best activity (average oxygen uptake was 2.64 mLO2/min), and CuPc had a long inducting period. The double core metal phthalocyanines exhibited higher catalytic activity than those of the single core phthalocyanines. FeCu(Pc)2had remarkable synergitic effect, which activity was higher than FePc and CuPc were used……KEYWORDS: Metal Phthalocyanine, Catalytic Oxidation, Co-catalyst, Liquid Oxidation, Phenylethylene, Ethylbenzene-2-1前言 (1)2国内外微波化学和轻质烃芳构化发展现状与趋势 (3)2.1国内外微波化学的发展现状与应用 (3)2.2国内轻质烃芳构化新工艺和催化剂的发展现状 (8)2.2.1国内外轻质烃新工艺的发展现状 (14)2.2.2HZSM-5及其金属改性的分子筛催化剂 (20)3实验部分 (23)3.1实验所用原料及组成 (23)…………………………符号说明 (89)参考文献 (90)附录 (95)致谢 (100)攻读学位期间发表的学术论文目录 (101)-1-1前言目前，世界上石油裂解气中C2~C4以及少量C5馏份，包括天燃气、C3~C4为主的液化石油气及C5~C8的油田气等，大都作为燃料而烧掉，其潜在的附加值不能充分的发挥。
轻烃芳构化
轻烃芳构化
轻烃芳构化是一种将轻质烃类（如丙烷、丁烷等）转化为芳香烃的催化反应过程。
该过程通过在高温和高压下使用复杂的催化剂，使碳链发生断裂并重组成环状结构。
这种转化过程可以用于生产苯、二甲苯、乙苯等芳香烃物质，这些化合物具有广泛的工业用途，例如用于制造塑料、橡胶、油漆、染料、医药等产品。
常见的轻烃芳构化反应包括：
1. 丙烷芳构化-将丙烷经过催化反应转化为苯和丙烯的混合物。
2. 丁烷芳构化-将丁烷经过催化反应转化为二甲苯、乙苯和丙烯。
3. 异戊烷芳构化-将异戊烷经过催化反应转化为二甲苯和乙苯。
轻烃芳构化是一种重要的工业化学反应，但由于其需要高温和高压条件以及催化剂的选择和再生等技术难题，使得该过程仍然存在着一定的挑战和发展空间。
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克拉玛依职业技术学院毕业设计题目；指导教师；班级；精化1131姓名；完成日期；2014/5/5克拉玛依职业技术学院制时间；2014/5/5石油化学工程系目录1前言 (1)2轻烃芳构化技术概况 (2)3 GAP工艺技术 (3)3.1 GAP-I工艺技术及其工业应用 (4)3.2 GAP-II工艺 (9)3.2.1 GAP-II工艺流程和特点 (9)3.2.2 原料及芳构化催化剂的性质 (9)3.2.3 GAP-II工艺主要工艺条件 (10)3.2.4 GAP-II工艺产品分布和产品性质 (11)3.2.5 GAP-II工艺装置的总投资 (12)3.2.6 芳构化改质装置的加工费用 (12)3.3 GAP-III工艺 (13)3.3.1 GAP-III工艺流程和特点 (13)3.3.2 GAP-III工艺主要工艺条件 (13)3.3.3 GAP-III工艺产品分布及产品性质 (14)3.3.4 GAP-III工艺的装置总投资 (15)3.3.5 GAP-III工艺的加工费用 (15)3.4 GAP工艺应用小结 (16)4 GTA工艺及其工业应用 (17)4.1 GTA-I工艺 (17)4.1.1原料及催化剂的性质 (17)4.1.2工艺流程 (17)4.1.3主要工艺参数 (18)4.1.4 产品分布及产品性质 (18)4.1.5 GTA-I工艺的装置总投资 (19)4.1.6 装置加工费用 (20)4.2 GTA-II工艺及其工业应用 (20)4.2.1 原料性质 (20)4.2.2 GTA-II工艺流程 (21)4.2.3主要工艺参数 (22)4.2.4产品分布及产品性质 (22)4.2.5 GTA-II工艺的装置总投资 (23)4.2.6 GTA-II工艺的装置加工费用 (23)4.3 GTA工艺小结 (24)5 结论 (24)1前言轻质芳烃（苯、甲苯、二甲苯）是最基本的石油化工原料之一，随着合成橡胶、合成纤维、合成树脂三大合成材料的迅猛发展及国民经济对其它精细化学品需求的不断增长，轻质芳烃的需求急速增长。
另外，燃料油市场对高辛烷值汽油的需求量也在不断增长，轻质芳烃正是高辛烷值清洁汽油的重要调合组份，我国绝大多数的清洁汽油中芳烃含量远低于国家标准对芳烃含量的要求，因此，开发新的芳烃来源和生产技术显得越来越重要。
目前，催化重整技术是炼油企业获得优质石油芳烃或高辛烷值汽油调合组分的最主要手段。
催化重整反应的重要特征是将直馏石脑油中的环烷烃经脱氢等过程转化为芳烃。
所以，无论早期的半再生重整工艺还是经催化剂及工艺改进后的连续重整工艺，均要求原料具有一定的芳烃潜含量（主要指环烷烃含量）。
对原料组成的要求事实上限制了由催化重整生产芳烃的原料资源。
轻烃芳构化技术是近二十年来发展的一种新的石油加工技术，其特征是利用改性的沸石分子筛催化剂将低分子的烃类直接转化为苯、甲苯和二甲苯等轻质芳烃。
轻烃芳构化技术与目前炼厂采用的重整工艺相比，具有以下优点：（1）使用的分子筛催化剂具有很好的抗硫、抗氮能力，原料无需深度加工；（2）芳烃产率不受原料油芳烃潜含量的限制，原料不需预分馏；（3）低压、非临氢操作，其基本建设投资少，操作费用低；（4）通过改变催化剂配方及芳构化反应工艺条件，可在一定范围内调整产品分布，以适应市场需要；（5）芳构化反应产生的干气富含氢气，碳1，碳2，可以作为燃料气和加氢装置的氢源。
随着现代工业的发展，作为基础化学工业原料和高辛烷值汽油组分的轻质芳烃的需求量不断增加，而石油资源却日益短缺，因此，立足现有石油资源，利用芳构化工艺过程来拓宽生产芳烃的原料资源、增加芳烃产量具有很强的现实意义。
新疆新投康佳集团紧跟化工发展时需，积极发展了正在投建中的40万吨每年的芳构化产业。
并用运了中国石化洛阳石化工程公司工程研究院的工艺，该院在轻烃芳构化方面作了大量的研究开发工作，形成了自己的专有技术－GAP技术和GTA技术，并拥有两项专利(ZL92101228.4，ZL93102129.4)。
该技术利用专有催化剂，可以将诸如焦化汽油、直馏汽油、油田凝析油、重整拔头油、重整抽余油、裂解汽油、液化气等轻烃转化为芳烃，用于生产轻质芳烃或者高辛烷值汽油调合组分。
轻烃芳构化技术作为一种全新的轻烃深加工工艺，正日益受到众多炼油企业的关注。
目前，GAP和GTA技术已成功应用于国内十余家炼化企业，并取得了理想的工业应用结果。
工业装置运转结果表明，洛阳石化工程公司工程研究院开发的轻烃芳构化技术—GAP、GTA工业技术的成熟，为我国炼油企业提供了一条轻烃深加工的新途径，具有广阔的工业应用前景。
2轻烃芳构化技术概况二十世纪70年代初，美国Mobil公司合成出了ZSM-5型硅铝沸石，并将其应用于催化剂研究中，进而开发出生产芳烃的催化剂和工艺，使得从其它途径生产芳烃成为可能。
轻烃分子在HZSM-5分子筛催化剂上的反应较为复杂，一般认为包括裂化、齐聚、环化和脱氢四个主要步骤。
烃分子首先裂化成低分子“碎片”，这些“碎片”再经过正碳离子反应机理“连接”成环，通过脱氢或氢转移生成芳烃。
由于受分子筛结构和反应历程的限制，不同烃分子在HZSM-5沸石上的芳构化产品分布相近。
金属改性的HZSM－5分子筛上烷烃芳构化的途径如图1所示。
图1 金属改性HZSM－5分子筛上烷烃芳构化途径ZSM-5分子筛由于其特殊的择形性、良好的水热稳定性和抗积碳能力强，得到了广泛地工业应用。
在ZSM-5沸石为主要活性组分的催化剂上，低分子烷烃或烯烃可以直接转化成芳烃，并对原料的芳烃潜含量没有要求。
利用这一特性，国内外相继开发了多项由不同工艺、不同原料直接生产苯、甲苯、二甲苯（BTX）等轻质芳烃或高辛烷值汽油调合组分的轻烃芳构化工业技术。
由UOP公司与BP公司联合开发的Cyclar工艺是世界上最早实现工业化的芳构化工艺技术。
该工艺是用一步法将液化石油气(丙烷和丁烷)选择性地转化为高附加值的轻质芳烃(BTX)，并联产大量氢气。
采用该工艺的4.0万吨/年工业示范装置于1989年9月在苏格兰Grangemouth BP公司炼油厂开工，第一套40万吨/年工业化装置于1990年1月在同地投产。
由于应用了移动床反应器、催化剂连续再生和未转化C3、C4回炼等技术，芳烃收率很高。
但正是由于采用了以上技术，造成投资增加很多，因此该工艺比较适合于大规模装置，小规模装置的建设不宜采用该工艺。
日本三菱石油和千代田公司联合开发了由LPG和轻石脑油生产BTX芳烃和氢气的Z-Forming TM新技术。
该工艺的8200t/a工业验证装置于1990年11月投运，1991年11月完成试验验证。
目的产品为芳烃、高纯度氢气和燃料气。
M2-Forming工艺是80年代中期美国Mobil公司提出的有别于传统催化重整过程生产芳烃的工艺。
该工艺在固定床上，以ZSM-5单功能催化剂，将单一低碳烃或工业原料如石脑油、C5馏份油、轻质裂解汽油等芳构化用于生产芳烃。
该工艺过程催化剂在线操作时间短，再生频繁。
德国鲁齐(Lurgi)公司开发的直馏石脑油生产高辛烷值汽油技术(Zeoforming 工艺)是利用俄罗斯科学院西伯利亚分部催化剂研究所开发的高活性分子筛芳构化催化剂，将石脑油在固定床反应器上转化为高辛烷值汽油。
利用该工艺(Zeoforming)建成的4.0万吨/年工业装置于1997年在波兰投产。
催化剂在线操作周期300小时左右。
在Zeoforming工艺过程中，直馏石脑油芳构化所得到的产品为：11%的燃料气、26%的液化石油气、62%的高辛烷值汽油和1%的溶剂油。
中国石化集团洛阳石化工程公司工程研究院开发的劣质汽油芳构化改质技术—GAP工艺于1998年8月完成了工业化，并相继建成投产了多套加工能力分别2-10万吨/年劣质汽油芳构化改质工业装置，用于生产低烯烃、低硫、高辛烷值的汽油调合组份。
轻烃芳构化生产芳烃的GTA工艺也于2005年5月进行了工业试验，原料为催化裂化装置所产C4组分，目的产品为轻质芳烃BTX，装置加工规模为5万吨/年。
已经工业化的装置运行结果表明，不仅GAP和GTA工艺技术成熟可靠，而且与同类型催化剂相比，其催化剂在线操作时间较长，再生频率低，装置投资少，操作费用相对较低。
3 GAP工艺技术随着国家环保法规及车用燃料新标准的出台，对成品汽油的产品质量提出了新的要求，众多炼化企业的直馏汽油、油田轻烃等低辛烷值汽油组分作为车用汽油调合组分已不现实。
目前，这部分汽油馏分主要作为轻油裂解制乙烯装置或催化重整装置的原料，而没有其它合适的深加工手段。
另一方面，对于成品汽油以催化裂化汽油为主的炼化企业，因催化裂化汽油烯烃含量、硫含量高也面临诸多质量难题。
对于那些缺乏上述轻油深加工生产装置的众多企业，采用劣质汽油芳构化改质（GAP工艺）技术，可以将低辛烷值汽油组分直接转化为高辛烷值汽油调合组分，从而解决了其无法出厂的困境。
而另一方面，由于GAP工艺所得的改质汽油辛烷值高、硫含量低且烯烃含量几乎为零，与催化汽油调合后可以很好地解决催化汽油高硫高烯烃的质量难题，从而全面提升了炼化企业成品汽油的产品质量。
针对我国炼化企业的发展现状，洛阳石化工程公司工程研究院相继开发了GAP-I、GAP-II和GAP-III型工艺，以满足不同企业的产品质量要求。
自1998年第一套GAP工业装置建成投产后，劣质汽油改质技术先后在广西田东、四川南充、南阳油田、长庆油田等多家炼厂工业应用，装置加工规模从2万吨/年到10万吨/年不等。
诸多工业装置的运转结果表明：诸如直馏汽油等低辛烷值汽油组分经GAP改质后辛烷值大幅提高（提高30-50个单位），完全可以作为高辛烷值汽油调合组分，同时也证明了GAP工业技术的成熟可行。
3.1 GAP-I工艺技术及其工业应用GAP-I工艺的目的产品是RON为90的高辛烷值汽油调合组分，已在沈阳市新民蜡化学品实验厂（1万吨/年工业示范装置）、广西田东石化总厂（2万吨/年）、四川南充石化总厂（5万吨/ 年）等厂建成多套工业装置。
以上述三套工业装置为例，GAP-I工艺的工业应用结果如下。
3.1.1芳构化催化剂及原料的性质芳构化催化剂的性质见表1。
三套工业装置的原料分别为沈北、川中和田东直馏汽油，其性质见表2。
表1 芳构化催化剂主要性质项目性质比表面积/m2·g –1302.2孔体积/ml·g–10.22可几孔半径/Å19.06堆密度/kg·m-3640压碎强度（径向/120Ｎ·cm-1）表2 三套装置原料油性质项目新民装置田东装置南充装置m-3713.9 717.1 714.8 密度/kg•(100ml)-1 3.2 2.6 2.1 胶质/mg•腐蚀/（Cu，50，3h）1a 1a 1a硫含量/μg.g-130 600 230氮含量/μg.g-1＜5 ＜5 ＜5芳烃含量/m％ 4.1 4.17 5.26馏程/℃IBP 43 45 3910％94 71 7050％130 104 10390% 168 133 137FBP 185 170 1663.1.2 GAP-I工艺流程GAP-I工艺采用独特的模拟移动床工艺完成劣质汽油在芳构化催化剂上的连续反应－再生过程，具有催化剂利用率高、产品质量稳定、装置投资小、操作灵活等特征。