甲苯甲醇工藝論文

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一、模擬計算

1.世界唯一工業化的甲苯甲醇甲基化技術是中國石油化工股份有限公司揚子石化分公司的200kt／a工業示范裝置，采用的是中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院開發的MTX工藝技術。該裝置首次運轉采用的是平衡型甲基化催化劑，計劃通過換裝擇形甲基化催化劑實現甲苯甲醇擇形甲基化技術的工業試驗。甲苯甲醇擇形甲基化工藝模擬計算采用進料比甲苯∶甲醇＝2∶1，甲苯轉化率為30％，C8選擇性為85％，反應生成的C8產物中PX質量分數約為88％。重芳烴輕質化工藝模擬計算采用苯、甲苯和重芳烴的質量比為5∶15∶80的反應進料工況為例，總轉化率為55％，BTX總選擇性為75％。二甲苯異構化單元反應中乙苯的轉化率為30％，C8A質量分數損失為3％，產物中PX和X質量比為22∶78；PX吸附分離后PX回收率為96％，PX純度為99．7％。以某采用重整生成油作為原料生產700kt／aPX的對二甲苯聯合裝置為模擬對象，根據以上組合工藝的性能指標，分別對傳統工藝和組合工藝進行全流程模擬，考察不同工藝對PX和苯產量、單元裝置負荷等的影響。脫戊烷后的重整生成油組成及各組分流量。其中可用于甲苯歧化裝置或組合工藝裝置的甲苯和重芳烴原料分別為261．0kt／a和415．6kt／a。

2.裝置產能和負荷比較理論上，應用甲苯擇形甲基化工藝，每生產1tPX只需消耗約1t甲苯，遠小于傳統歧化工藝，且沒有大量副產物苯的生成。其原因為甲苯擇形甲基化單元通過甲醇物料引入大量的甲基資源，打破了現有芳烴物料的甲基與苯環比例，使得苯產量下降，對二甲苯產量增加。采用不同工藝方案計算。應用組合工藝增產PX由上述計算結果可知，采用組合工藝在不增加芳烴資源的情況下即可獲得更多的PX產品。由于重芳烴輕質化反應的C＋9A轉化率大幅高于傳統歧化，可以處理更多的重芳烴原料，因此采用組合工藝對現有裝置進行擴能，還可通過購買重芳烴資源來充分利舊原裝置并最大幅度地提高裝置產能。考慮到擴能改造的投資成本因素，在引入C9重芳烴資源量進行擴能的情況下，可使二甲苯回路無需改造或少做改造。為按照引入100kt／a的C9重芳烴資源計算的裝置產量與負荷情況。為重芳烴輕質化后，負荷下降，改造不存在瓶頸；異構化裝置改造前后規模相當；吸附分離裝置改造后規模有所擴大，約為原設計值的105％；二甲苯塔的處理能力需要提高到110％。如果考慮新增150kt／a結晶分離裝置，則異構化、吸附分離和二甲苯塔的負荷會進一步降低，改造不存在瓶頸。

二、結論

通過模擬計算表明，基于甲苯擇形甲基化和重芳烴輕質化技術的組合工藝方案可以用于新建或改造芳烴聯合裝置。在芳烴原料不變情況下，組合工藝與傳統工藝相比，只需額外引入廉價的甲醇資源，即可使得PX產能提升，苯產量下降約33％，PX產量增加約14％，同時，異構化和二甲苯精餾單元的負荷均有一定幅度的下降。組合工藝用于現有PX聯合裝置擴能改造時，在新增24％的新鮮重芳烴資源的情況下，可以獲得約22％的PX產品增量，除需要新建一套甲苯甲醇擇形甲基化外，PX吸附分離、二甲苯異構化以及二甲苯塔等關鍵單元和設備不需要做大的改造。采用組合工藝方案新建或改造芳烴聯合裝置時，由于甲苯擇形甲基化產出的混合二甲苯中PX質量分數高于85％，因此還可考慮配套建設結晶分離裝置，可以較低的能耗獲得PX產品，同時也可為現有二甲苯分離回路保留更大的擴能余量。

作者：李木金楊衛勝賀來賓孔德金單位：中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院