摘要：芳烃是石油化工工业的重要基础原料，随着石油化工及纺织工业的持续发展，对芳烃的需求量不断增长。文中对催化重整、芳烃抽提、甲苯歧化与烷基转移、二甲苯异构化及对二甲苯（PX）分离等芳烃生产技术现状进行了介绍，并展望了未来芳烃生产新技术的发展趋势。
关键词：芳烃生产技术；现状；发展趋势
前言：
芳烃是有机化学工业最基本的原料, 主要来源于石油和煤焦油。目前芳烃的大规模工业生产是通过芳烃联合装置实现的，典型的芳烃联合装置包括石脑油加氢、催化重整、裂解汽油加氢等生产芳烃的装置以及芳烃转化和芳烃分离装置。涉及的关键性技术有：催化重整、芳烃抽提、甲苯歧化、烷基转移、二甲苯异构化及PX 分离等芳烃转化技术。
1 芳烃生产技术现状
1.1 催化重整
催化重整是使石脑油转变成富含芳烃的重整生成油，并副产氢气和液化石油气的过程。按催化剂再生方式可分为半再生重整、连续重整和循环再生重整3种形式。
重整原料对重整产物的分布、产率等都有重要影响。原料中正构烷烃环化脱氢成芳烃的反应速率很慢，转化率低，而环烷烃和异构烷烃环化脱氢成芳烃的反应速率相对较快。对重整原料石脑油进行吸附分离或馏分切割做到“宜烯则烯，宜芳则芳”是充分利用重整原料、优化产物分布并提高芳烃收率的重要手段。
生产芳烃的重整技术的发展方向之一是降低苯含量，最常用的方式是从重整原料石脑油中尽可能地除去在重整过程中会生成苯的苯前身物。适当提高石脑油的初馏点到80 ℃左右，可以降低苯的产率，增加甲基苯和多甲基苯的产率。
1.2 芳烃分离关键技术
1.2.1 芳烃抽提技术
芳烃抽提是从重整油和裂解汽油中获得芳烃的通用技术。主要的芳烃抽提工艺包括抽提蒸馏与液液抽提两类，溶剂多选用低毒、无腐蚀、选择性好的环丁砜。由于甲酰基吗啉具有高效、无毒、黏度小、沸点和凝点适中、热稳定性和化学稳定性好等优点，并且它与水的混合物呈弱碱性，使得整个抽提精馏装置的设备都可使用普通碳钢材料，节省投资费用。因此，近年来新建的芳烃抽提装置中采用N-甲酰基吗啉作溶剂的越来越多。
1.2.2 PX 结晶分离技术
混合二甲苯中各组份间凝固点相差较大，因此可以用冷冻结晶法分离生产PX。陈亮等详细评述了PX结晶分离技术进展，总结了工业上现有的PX结晶分离技术，重点介绍了针对高浓度PX原料而开发的PX 熔融结晶分离技术。结晶分离法一般由两段结晶过程组成。第一段结晶温度控制在低共熔温度，以提高PX的回收率，PX晶体的纯度为85%～90%；第二段结晶过程中将一段结晶粗产品熔融后，控制结晶温度为-20～-10 ℃，进行重结晶，以提高产品的纯度，可获得纯度>98%的PX。二次结晶产品用甲苯洗涤，可以脱除PX 晶粒间夹杂的间位和邻位异构体。晶体熔化后经精馏塔脱甲苯，得到的PX产品的纯度可达99.8%
1.3 甲苯歧化与烷基转移
1.3.1 传统甲基歧化
传统的甲苯歧化生产工艺流程是20世纪60年代末开发的临氢固定床Tatoray 工艺。中国石化上海石油化工研究院研发的S-TDT工艺已于1997年实现了工业化。S-TDT工艺允许原料中含C10A 重芳烃，装置的能耗和物耗低，从而使该工艺具有优良的技术经济指标。近年来，又推出了可应用于S-TDT工艺的催化剂MXT-01和HAT-099。除了进一步提高进料空速、降低氢烃比实现节能降耗外，甲苯歧化与烷基转移工艺和催化剂技术进步的主要目标是提高催化剂对重质芳烃的处理能力，最大化增产二甲苯。
对于甲苯歧化与烷基转移反应而言，通过甲基在苯环间的转移，生成更多的二甲苯产物是追求的目标，原料中甲基与苯环物质的量的比例决定了二甲苯产物收率的高低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆重芳烃苯环上的甲基转移到甲苯上生成二甲苯，而乙基、丙基、丁基等多碳侧链烷基对二甲苯的生成没有贡献，可通过脱烷基反应去除，但不会降低PX的产量。
1.3.2 甲苯选择性歧化技术
甲苯经择形歧化反应，生成高PX浓度的混二甲苯产物，有效地降低了PX分离的成本。近年来，随着甲苯择形歧化技术的不断提高，该工艺越来越具有竞争力。甲苯转化率、对位选择性以及PX 收率的提高，进一步降低了该工艺的能耗物耗。中国石化SRIPT 开发的SD甲苯选择性歧化技术实现工业化。
1.3.3重芳烃轻质化技术
目前，大多数重芳烃用作低价燃料，将重芳烃转化为高附加值的BTX芳烃是提高重芳烃利用率和调节二甲苯供需平衡的重要手段。中国石化SRIPT以大孔纳米分子筛为活性组分，以非贵金属改性，制备了HAT-plus重芳烃轻质化催化剂，其大孔结构有利于重芳烃分子的扩散，纳米分子筛具有大的表面积及丰富二次孔，可充分利用分子筛外表面活性中心，有利于大分子的扩散，缩短重芳烃扩散路径，生成的二甲苯产物能较快扩散出去，不易发生深度脱甲基反应，从而能有效提高重芳烃转化能力。
1.4 二甲苯异构化技术
从催化重整和裂解汽油中得到的C8A中，乙苯同系物的含量一般占到10%～40%。C8A 芳烃异构化是将贫PX 的二甲苯混合物转化为热力学平衡混合物的过程，其目的是提高PX收率。
根据乙苯转化途径的不同，二甲苯异构化工艺可分为两类：①乙苯转化型异构化工艺，即乙苯向二甲苯转化；②乙苯脱烷基型异构化工艺，即乙苯脱烷基生成苯。由于受热力学平衡控制，乙苯转化型工艺的转化率最高只能到达30%左右，吸附分离和异构化单元负荷大，且二甲苯损失比较显著。乙苯脱烷基工艺不受热力学平衡控制，可维持高空速和高转化率运行，苯产品可快速分馏，单元负荷大大降低，有利于实现吸附分离或结晶分离单元的去瓶颈化，这适应了芳烃装置大型化的要求。近十年来，C8A 芳烃异构化技术进步加快，主要体现在二甲苯收率、乙苯转化率、裂解非芳能力和原料处理能力等指标上。
2 芳烃生产技术发展趋势
（1）围绕拓宽原料来源，实现原料多样化，加强芳烃生产与炼油、乙烯、煤化工等行业的统筹, 以多孔催化材料为核心,不断推出新型高性能催化剂和吸附剂，加快甲苯甲基化制二甲苯、LOC加氢制BTX、重质芳烃轻质化、轻质烃类芳构化、生物质制芳烃等一批新技术的研发，突破芳烃生产过程中石脑油原料的限制，实现各种生产工艺的组合,开发出满足装置大型化需求的芳烃成套生产技术。
（2）通过优化原料与产品,进行产品结构调整进而实现芳烃资源的合理利用, 进一步降低生产成本和能耗。以甲苯择形歧化与苯和C9芳烃烷基转移组合工艺技术、PX吸附一结晶分离组合分离工艺技术、甲苯择形歧化一PX结晶分离技术等反应一反应、反应一分离、分离一分离组合工艺的开发与应用为突破,实现苯、甲苯、二甲苯产品结构的灵活调整, 提高装置竞争力。
（3）三是逐步建立涵盖催化重整、歧化与烷基转移、异构化和芳烃抽提、PX分离等反应和分离单元在内、包括多样化的反应原料和反应产物的芳烃生产模型数据库,用以指导芳烃生产的各单元操作,提高芳烃生产过程中装置调整的效率。
（4）重视偏三甲苯、均三甲苯、均四甲苯以及石油蔡等高附加值产品的加工利用。
3 结束语
芳烃是重要的石油化工基础原材料，近年来，在以PX 为主要目的产物的芳烃生产技术中，技术进步与创新主要体现在催化剂和吸附剂性能的提高、新型反应及分离工艺的开发与应用、采用组合工艺最大化增产芳烃等方面。未来将以节能减排为方向，降低原料成本、开辟便宜易得的原料来源，提高芳烃收率和选择性，加快对芳烃生产的新工艺、新催化剂研发和工业化的步伐，提出灵活多变、具有竞争力的芳烃生产技术，提高装置操作的灵活性。
参考文献：
[1]胡德铭.国外催化重整工艺技术的进展[J].炼油技术与工程，2008，38（11）：1-5.
[2]米多.芳烃抽提技术进展[J].化学工业，2009，27（8）：34-37，45.
论文作者:宋闻慧
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/10
标签：芳烃论文; 甲苯论文; 烷基论文; 结晶论文; 原料论文; 技术论文; 工艺论文; 《基层建设》2018年第15期论文;