芳烃生产技术大盘点

芳烃是重要的有机化工原料，是我国石油化工行业主营业务之一，芳烃和乙烯同为石油化工的核心生产装置，是炼油下游化纤和化工两条产品链的龙头。

芳烃生产技术

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。典型的芳烃联合装置包括石脑油重整、裂解汽油加氢、芳烃转化、芳烃分离装置。

催化重整

催化重整在芳烃生产中具有十分重要的地位和作用，全世界大约70%的BTX芳烃来自炼油厂的催化重整装置。

催化重整一般都采用含铂的催化剂，因此，通常又称作铂重整。铂重整工艺 按催化剂再生方式，主要有半再生重整、连续重整和循环再生重整三种形式。按照加工能力统计，这三种重整的比例大约为6:3:1。

连续重整工艺一般采用铂-锡系催化剂，并以UOP公司的CCR Platformer工艺(采用叠合床反应器)和IFP公司的Aromizer工艺(采用平移流动的移动床工艺)为代表。与其它两种重整工艺相比较，连续重整增加了一个催化剂连续再生系统，可将因结焦失活的重整催化剂进行连续再生，从而保持重整催化剂活性稳定，并且随着操作周期的延长，催化剂的性能基本保持稳定，因而连续重整具有装置规模大、运转周期长、对原料的适应性好、生产灵活性大、操作苛刻度高、反应压力低、氢油比低、产品的辛烷值高、产物收率高、氢产高等特点。另外，连续重整工艺流程复杂，装置的投资和能耗也比其它两种工艺高。

为提高重整过程中BTX的收率，Zeolyst公司与韩国SK公司共同开发了先进的重整技术(ART) 。该技术以石脑油为原料，采用牌号为ART一11的贵金属分子筛催化剂，通过加氢脱烷基反应和烷基转移反应将重整油中的芳烃成分(尤其是乙苯)转换成苯和二甲苯，而重整油中的非芳烃成分则加氢裂化成富含液化石油气(LPG)的气体产物。据称，工业试验在一套闲置的固定床重整装置上进行，其生成的甲苯纯度大于99.75%(质量分数，下同),BTX总产量提高10%。

Zeolyst公司推出的另一种催化剂还可促使C9＋重芳烃烷基转移成BTX，且这种贵金属改性的催化剂寿命较长，运行两年仍可产出高纯BTX。ExxonMobil公司开发的多段石脑油重整工艺，在最后一段重整反应器内装填低酸活性分子筛催化剂(即含有加氢功能的徕和ZSM一5分子筛催化剂)，苯和甲苯的收率分别增加5%和3%，二甲苯的收率也略有增加。

裂解汽油加氢

烃类高温裂解，粗汽油为裂解原料时，通常情况下大约每生产It乙烯可副产It裂解汽油，其中苯质量分数可达29.1%，而BTX总质量分数可达58.8%。

从裂解汽油中回收BTX通常需采用两段加氢:第一段加氢采用贵金属Pd/A1203催化剂，主要对热稳定性差的双烯烃进行加氢;第二段采用非贵金属Co-Mo/A1203催化剂进行烯烃加氢，并除去包括硫化物在内的多种杂质。

芳烃转换

由于二甲苯衍生物需求的增长速度远远高于苯衍生物的增长速度，目前很多芳烃联合装置以提高二甲苯收率为目的，将需求量相对较少的甲苯和C9芳烃转换为苯和二甲苯，可采用加氢脱烷基工艺、甲苯歧化和烷基转移工艺等。

加氢脱烷基工艺

该工艺以苯为目的产物，其优点是苯的收率高。以甲苯为原料时，苯的收率在99%以上，苯的纯度大于99.99%，仅用白土处理和一般蒸馏就能得到合格产品。

目前在甲苯消费构成中有39.5%用于脱烷基制苯，但由于甲苯歧化制二甲苯装置的增多，联产苯的成本相对较低，因而未来甲苯脱烷基制苯的生产将受到一定的制约。

甲苯歧化与烷基转移

随着三大合成材料工业的发展，苯和二甲苯需求量迅速增长，致使石油芳烃供需出现不平衡，其中大约占芳烃总质量50%的甲苯和C9芳烃除用作高辛烷值汽油调合组分外，没有价值较高的用途，在20世纪60年代后甲苯歧化与烷基转移制二甲苯和苯的工艺便应运而生。

与甲苯脱烷基制苯工艺相比，甲苯歧化与烷基转移反应过程中甲基只在苯环间移动，而不是将甲基转化为甲烷，所以氢耗量较少，设备和公用工程消耗也少。代表性的工艺有Mobil公司的MSTD工艺、UOP公司的Tatoray工艺、IFP/Mobil公司的TranPlus工艺等。

二甲苯异构化

从催化重整油和裂解汽油中获得的C8芳烃，对二甲苯含量仅为混合二甲苯总质量的1/4左右，且乙苯所占比例较大，为最大限度地生产对二甲苯，需将C8芳烃进行异构化反应生成对二甲苯。典型的工艺有:UOP公司的Isomer工艺、东丽公司的Isolene (II)工艺、Engelhard公司的Octafining工艺等。

目前工业上应用较多的是UOP公司的Isomer工艺、Engelhard公司的Octafining工艺和Mobil公司的MHAI工艺。其中，Octafining工艺采用固定床临氢反应;Isomar工艺在采用第二代催化剂后克服了第一代催化剂带来的腐蚀问题，操作条件虽与

Octafining工艺相似，但操作温度略低。Mobil公司20世纪90年代开发的MHAI工艺采用活性高、选择性好、操作条件温和、催化剂结焦速率慢、运转周期长、再生性能好的分子筛催化剂。原料中的乙苯还可通过脱烷基、歧化等反应转化为苯和二甲苯。

乙苯转化率可达60%～70%，二甲苯损耗率则降至1.8%，非芳烃转化率达20%，二甲苯的选择性达到平衡值的102%。

芳烃抽提

从催化重整生成油和裂解加氢汽油中分离轻质芳烃的方法主要有溶剂抽提法和抽提蒸馏法。自1952年美国环球油品公司和道化学公司研究成功了以二甘醇（DEG）为溶剂的Udex法投入工业生产以来，各国又相继研究成功了以环丁砜为溶剂的Sulfolane法，N-甲基吡咯烷酮（NMP）为溶剂的Arosolvan法，二甲亚砜（DMSO）为溶剂的IFP法，以及N-甲酰基吗啉（NFM）为溶剂的Formex法，并陆续投入工业生产。此外，Udex法也陆续改用三甘醇（TEG）、四甘醇（TETRA）或加入第二组分为新的抽提溶剂，并改进工艺流程等。

70年代以来，研究成功了以NMP为溶剂的抽提蒸馏法（Distapex）和NFM为溶剂的抽提蒸馏法（Morphylane），分离苯或二甲苯。特别在70年代，为寻找更有效的抽提溶剂，还研究了溶剂分子对选择性和溶解能力的影响，并对近百种有机溶剂或两种以上的有机溶剂混合物的抽提性能进行了考察，对溶剂抽提方法的发展起了重要的作用。

近多年来，中国石化石油化工科学院在以环丁砜为溶剂进行液液抽提法开发成功并投入生产以得到苯、甲苯及二甲苯的基础上，又对环丁砜为溶剂进行芳烃抽提蒸馏进行了大量的研究，并开发出了以环丁砜为抽提溶剂的SED工艺，主要生产苯及甲苯产品。

结语

综上所述，由催化重整、芳烃抽提、甲苯歧化与烷基转移、C8芳烃异构、对二甲苯分离等5部分构成的芳烃联合装置是目前国内外芳烃生产的主要途径。尽管各种非传统增产芳烃技术也取得了一定进展，但有许多问题尚待解决。所以，芳烃生产技术进展主要体现在对传统工艺技术改进等方面，尤其是催化重整、甲苯歧化、C8芳烃异构化的催化剂开发。

目前，全球掌握芳烃成套生产技术的专利商主要是UOP和IFP两家公司。经过引进技术的消化吸收，我国已形成了多项具有自主知识产权的技术。如将国内从事芳烃生产技术研究开发的研究院所设计院和生产厂集合在一起，不久将可形成

创新性的成套芳烃生产技术，参与国际技术市场的竞争。近年来我国芳烃产能虽然有较大幅度增长，并达到一定规模，但仍不能满足实际市场需求，需继续做大做强。