甲苯甲醇工艺论文

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一、模拟计算

1.世界唯一工业化的甲苯甲醇甲基化技术是中国石油化工股份有限公司扬子石化分公司的200kt／a工业示范装置，采用的是中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院开发的MTX工艺技术。该装置首次运转采用的是平衡型甲基化催化剂，计划通过换装择形甲基化催化剂实现甲苯甲醇择形甲基化技术的工业试验。甲苯甲醇择形甲基化工艺模拟计算采用进料比甲苯∶甲醇＝2∶1，甲苯转化率为30％，C8选择性为85％，反应生成的C8产物中PX质量分数约为88％。重芳烃轻质化工艺模拟计算采用苯、甲苯和重芳烃的质量比为5∶15∶80的反应进料工况为例，总转化率为55％，BTX总选择性为75％。二甲苯异构化单元反应中乙苯的转化率为30％，C8A质量分数损失为3％，产物中PX和X质量比为22∶78；PX吸附分离后PX回收率为96％，PX纯度为99．7％。以某采用重整生成油作为原料生产700kt／aPX的对二甲苯联合装置为模拟对象，根据以上组合工艺的性能指标，分别对传统工艺和组合工艺进行全流程模拟，考察不同工艺对PX和苯产量、单元装置负荷等的影响。脱戊烷后的重整生成油组成及各组分流量。其中可用于甲苯歧化装置或组合工艺装置的甲苯和重芳烃原料分别为261．0kt／a和415．6kt／a。

2.装置产能和负荷比较理论上，应用甲苯择形甲基化工艺，每生产1tPX只需消耗约1t甲苯，远小于传统歧化工艺，且没有大量副产物苯的生成。其原因为甲苯择形甲基化单元通过甲醇物料引入大量的甲基资源，打破了现有芳烃物料的甲基与苯环比例，使得苯产量下降，对二甲苯产量增加。采用不同工艺方案计算。应用组合工艺增产PX由上述计算结果可知，采用组合工艺在不增加芳烃资源的情况下即可获得更多的PX产品。由于重芳烃轻质化反应的C＋9A转化率大幅高于传统歧化，可以处理更多的重芳烃原料，因此采用组合工艺对现有装置进行扩能，还可通过购买重芳烃资源来充分利旧原装置并最大幅度地提高装置产能。考虑到扩能改造的投资成本因素，在引入C9重芳烃资源量进行扩能的情况下，可使二甲苯回路无需改造或少做改造。为按照引入100kt／a的C9重芳烃资源计算的装置产量与负荷情况。为重芳烃轻质化后，负荷下降，改造不存在瓶颈；异构化装置改造前后规模相当；吸附分离装置改造后规模有所扩大，约为原设计值的105％；二甲苯塔的处理能力需要提高到110％。如果考虑新增150kt／a结晶分离装置，则异构化、吸附分离和二甲苯塔的负荷会进一步降低，改造不存在瓶颈。

二、结论

通过模拟计算表明，基于甲苯择形甲基化和重芳烃轻质化技术的组合工艺方案可以用于新建或改造芳烃联合装置。在芳烃原料不变情况下，组合工艺与传统工艺相比，只需额外引入廉价的甲醇资源，即可使得PX产能提升，苯产量下降约33％，PX产量增加约14％，同时，异构化和二甲苯精馏单元的负荷均有一定幅度的下降。组合工艺用于现有PX联合装置扩能改造时，在新增24％的新鲜重芳烃资源的情况下，可以获得约22％的PX产品增量，除需要新建一套甲苯甲醇择形甲基化外，PX吸附分离、二甲苯异构化以及二甲苯塔等关键单元和设备不需要做大的改造。采用组合工艺方案新建或改造芳烃联合装置时，由于甲苯择形甲基化产出的混合二甲苯中PX质量分数高于85％，因此还可考虑配套建设结晶分离装置，可以较低的能耗获得PX产品，同时也可为现有二甲苯分离回路保留更大的扩能余量。

作者：李木金杨卫胜贺来宾孔德金单位：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院