提高对二甲苯产量的方法

炼油技术与工　　程万方数据２００６年５月ＰＩ；　Ｉ＇ＲＯＬＥＵＭ　ＲＥＦＩＮＥＲＹ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ第３６卷第５期提高对二甲苯产量的方法时　　　　　　　　　　　　　　　　光中国石油化工股份有限公司化工事业部（北京市１０００２９）摘要：　　　　介绍了提高对二甲苯产量的一些方法，如：改变二甲苯异构化催化剂类型，更换对二甲苯吸附分离吸附剂，改造连续重整装置反应器，新增甲苯歧化装置，增加间二甲苯、乙苯分离装置等。认为提高对二甲苯产量的方法很多，可以通过优化装置操作、改造现有装置和新建装置来实现，生产厂家可以根据自己的实际情况进行选择。关键词：对二甲苯产，提高方法装置改造操作优化　　　　目前，由于需求量的增长，对二甲苯（ＰＸ）产２提高ＰＸ产量的方法品十分紧俏，最近两年ＰＸ市场价格显著上升，一２．１提高装置运转率直处于较高价位，增产ＰＸ引起人们的极大兴趣。　　　　目前，大部分生产装置都是按照年开工８０００然而，增产ＰＸ不一定必须新建装置，可以通过创ｈ设计的，设备选择时没有考虑长周期运行，有些造性地使用现有芳烃联合装置来达到，如改造现主要设备要定期停车检修，但是通过加强维护，可有装置、使用新型催化剂以及使用新的进料等。以充分发挥设备的能力，推迟主要生产设备可能通过充分利用现有加工设施，生产企业可以利用的停车，延长设备运行时间，提高装置开工率。我ＰＸ市场的高价位，获得更大的利润。国现有９套ＰＸ装置都在尽可能减少停车，提高装置运转率。１芳烃联合装置２．２提高产品质量和加工负荷世界上绝大多数的ＰＸ装置都是和上游的炼　　　　２．２．１产品质量油部分相联合的，大约９０％的ＰＸ生产是以石脑　　　　２０世纪９０年代，ＰＸ产品质量有了显著提油催化重整的重整生成油为起点，另一部分原料高。１９７０年，ＰＸ纯度为９９．２％，到１９８０年已提是加氢裂解汽油，加氢裂解汽油是乙烯裂解装置高到９９．５％，１９９０年为９９．７％。高性能聚醋胶的一种副产品。重整生成油和加氢裂解汽油是芳片和超细纤维的发展需要高纯度的石化中间品，烃、链烷烃、烯烃的混合物，这两种物料在芳烃联为了达到这种要求，新的ＰＸ回收装置需要设计合装置中处理，生产出目标石化产品：高纯度的苯成能生产出纯度高达９９．８％的ＰＸ产品。一些老（Ｂ）、甲苯和二甲苯。装置可以通过局部改造，生产纯度９９．５％以上的芳烃联合装置依据可用的原料和期望的产品　　　　ＰＸ产品，满足市场的需要。我国２０世纪７０年代有许多不同的配置方法。图１是一个现代化的高末８０年代初引进的几套ＰＸ装置，设计纯度都为度联合的芳烃联合装置的简单流程。需要注意的９９．２％，通过改造，目前全部能够生产９９．５％纯是，该芳烃联合装置的进料全部为重整生成油。度的ＰＸ产品。如果使用裂解汽油，必须首先通过两段加氢处理２．２．２加工负荷将二烯烃和烯烃转换成饱和物，同时除去硫和氮。通过测试每一台设备，可以找到提高装置加　　　　在多数芳烃联合装置中，重整装置的作用是利用工负荷的瓶颈，有些在装置正常运行中就可迅速石脑油生产苯、甲苯和二甲苯，此装置的苛刻度非消除，有些可以通过计划安排，寻找机会消除，大常高，通常可达到１０５　ＲＯＮ，因此重整生成油中的作者简介：　　　　收稿日期：　　　　２０工程师，０５　－１１　１９９６年毕业于天津大学化学工程系，－２５，长期Ｃ：以上馏分中基本不含非芳烃杂质。从事芳烃生产及化工生产管理工作。Ｅ－　　　　ｍａｉｌ：　ｓｈｉｇｕａｎｇ＠　ｓｉｎ－ｏｐｅｃ．　ｃｏｍ．　ｃｎ万方数据第５期时光．提高对二甲苯产量的方法幅度提高ＰＸ产量。通过寻找并消除瓶颈，某芳高到５５０　ｋｔ／ａ；另一装置ＰＸ产量提高了３１％，由烃联合装置ＰＸ产量提高了２２％，由４５０　ｋｔ／ａ提１８０　ｋｔ／ａ提高到２３５　ｋｔ／ａｏ抽余油苯甲苯重芳烃对二甲苯轻组分图１芳烃联合装置流程　　　　　　　　Ｆｉｇ．　１　Ａｒｏｍａｘ　ａｎｄ　Ｉｓｏｌｅｎｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ２．３更换催化剂和吸附剂表１不同类型二甲苯异构化催化剂比较通过运行分析判断，或者找机会卸出催化剂　　　　Ｔａｂｌｅ　１　　Ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｆｏｒ和吸附剂来测试它们在提高芳烃产量方面的效果ｘ　　　　ｙｌｅｎｅ　ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　　　　　　　　　　ｋｔ／ａ等，以确定其性能，如果性能下降，或者效果不佳，项目ＥＢ异构化催化剂ＥＢ脱烷基催化剂寻找机会更换，同样可以大幅度提高ＰＸ产量。混合二甲苯进料２２０２８ＰＸ，直只４５１２２．３．１更换二甲苯异构化催化剂Ｂ１３使用不同类型的二甲苯异构化催化剂对ＰＸ　　　　Ｂ　＋　ＰＸ，１Ｒ月呀６４２产量有很大的影响。目前应用的两种二甲苯异构２．３．２重装重整催化剂化催化剂是：ＥＢ异构化催化剂和ＥＢ脱烷基催化提高ＰＸ产量，　　　　需要增加混合二甲苯进料量。剂，它们的主要功能都是在已经除去ＰＸ的二甲表１的例子表明，提高ＰＸ的产量需要增加约苯物流中重新建立二甲苯异构体的分布平衡，二２８％的混合二甲苯进料。新增的混合二甲苯可以者比较见表ｔｏ通过市场购买或者改变上游重整装置及甲苯歧化ＰＸ回收装置一吸附分离装置进料中ＥＢ浓　　　　装置的操作等获得。度较低，可提高ＰＸ的分离效果，提高ＰＸ产品单短期内提高ＰＸ产量的方法之一是改变对石　　　　程收率，大大减少了ＰＸ循环回路中环烷烃中间脑油重整装置进料的分割，即降低石脑油中苯单体的量，从而提高混合二甲苯的进料量。体产量，提高Ｃ７，ＣＳ＋Ｃ９芳烃的产量，同一重整装由表１可以看出，　　　　某生产装置从ＥＢ异构化置便可生产更多的ＰＸａ催化剂更换为ＥＢ脱烷基催化剂后ＰＸ产量的变在重整装置中重新装人一种新型的高活性催　　　　化。这个例子表明在现有的下游精馏塔中可以多化剂同样有利于提高ＰＸ产量。某重整装置采用处理３１　ｋｔ／ａ苯产品。重新装填ＥＢ脱烷基催化第一代连续催化剂再生工艺，３个重整反应器，具剂虽然使ＰＸ总回收率降低到７６．５％，但却使ＰＸ有充足的加热容量而且其他方面并无严格的限的总产量提高了１７％．制，重装一种高活性催化剂可以在不降低辛烷值一２２一炼油技术与工程２００６年第３６卷万方数据　　的情况下把原料处理量由５００　ｋｔ／ａ提高６００ｋｄａｏ　　短期内，使用这种高活性催化剂可以提高装置原料处理量，　　用来替换原有的重整催化剂是非常有益的。但是，要真正有效地提高芳烃收率，必须对装置进行改造，提高催化重整反应的苛刻度，即采用第三代连续催化剂再生工艺改造原来的第一代连续催化剂再生工艺，重整反应器也要由３个增加到４个。２．３．３重装吸附剂　　　　目前世界上大约８０％的ＰＸ采用吸附分离工艺回收，其它２０％采用不同的结晶工艺技术回收。近２０年新投产以及正在拟建的ＰＸ回收装置全部采用吸附分离工艺技术，结晶工艺很少采用。我国原来引进的一套结晶工艺装置也于２０世纪９０年代关闭，正在运行的９套装置全部采用吸附分离工艺技术。对于用吸附分离来回收ＰＸ的联合装置，重新装填一种新型的、高吸附容量的吸附剂有利于提高产量。某装置在其它设备没有改动的情况下，重装吸附剂后ＰＸ产量提高约２５％，由６４　ｋｔ／ａ提高到８０　ｋｔ／ａ　ｏ２．４改造现有生产装置在生产运行中，　　　　有很多机会来改造现有工艺装置，提高ＰＸ产量。改造包括：提高加热炉和换热器的能力；增加较大的反应器和容器；新建分馏塔；新建原来没有的单元装置等。２．４．１改造或新建甲苯歧化装置对于任何一种芳烃联合装置进料，　　　　建设一套甲苯歧化装置对ＰＸ收率都有很大影响。有两种甲苯歧化技术可供选择，一种是传统甲苯歧化技术，以甲苯和Ｃ９芳烃为原料，生产二甲苯的平衡混合物；另一种是甲苯选择性歧化技术，仅以甲苯为原料生产富含ＰＸ的混合二甲苯。两种甲苯歧化技术的对比见表２，，表２甲苯歧化对芳烃联合装置ＰＸ产ｆ的影响　　　　Ｔａ　　ｂｌｅ　２　　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｏｌｕｅｎｅ　ｂｒａｎｃｈｉｎｇ　ｏｎ　ｐ－ｘｙｌｅｎｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆＡｒ　　　　　　　　　　　　ｏｍａｘ　ａｎｄ　Ｉｓｏｌｅｎｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｕｎｉｔ％无歧化ｏ歧化选择性甲苯歧化　　０４传统甲苯歧化　　　　　　由表２可以看出增加甲苯歧化装置对芳烃联合装置的影响。如果只采用甲苯进料，ＰＸ产量可提高４０％；如果采用甲苯和Ｃ，芳烃联合进料，在不增加重整生成油进料的情况下ＰＸ产量可增加１００％。两种甲苯歧化技术都可通过在现有联合装置上建造新的装置来实现，也可把闲置的装置改造成甲苯歧化装置，如半再生重整装置等。２．４．２改造连续重整装置２０世纪９０年代开发的第三代连续催化剂再　　　　生工艺技术，显著提高了总芳烃收率。２０世纪６０年代固定床重整装置总芳烃收率仅为４８％，７０年代提高到６３％。２０世纪７０年代开发出连续催化剂再生重整工艺技术，把总芳烃收率从６３％提高到７１％。２０世纪９０年代第三代连续催化重整工艺技术进一步将总芳烃收率的设计值从７１％提高到７５％。目前，新型重整催化剂可使总芳烃收率达到７５％，更苛刻的操作条件下可达到８０％．某装置采用第三代连续催化剂再生工艺技术　　　　改造后，扩大再生能力，反应器由３个增加到４个，处理量提高了１７％，由６００　ｋｔ／ａ增加到７００ｋｔ／ａ，芳烃收率也由７０％提高到７５％　ｏ２．４．３改造抽提装置或新建抽提蒸馏装置　　　　如果增加了重整装置中芳烃产量或二甲苯异构化装置改造为乙苯脱烷基型工艺装置，那么芳烃抽提装置必须改造，以适应处理增加的苯和甲苯量。采用苯抽提蒸馏技术新建一套装置，与芳烃抽提装置进行联合操作，是一条提高装置处理量非常有效的途径，而且可以降低改造投资。如果还采用重质裂解汽油作为ＰＸ的原料，　　　　抽提部分必须改造以处理全部的裂解汽油进料。２．５新建芳烃联合装置提高．　　　　ＰＸ产量最明显的方法是建一套新的芳烃联合装置。其它的方法还包括：改变原料、对现有装置中不易进行改造的部分新建平行系列、用先进工艺技术更新旧装置等。２．５．１扩充原料来源新建芳构化装置　　　　当计划提高ＰＸ产量时，需要对可用的原料进行仔细测算。目前，９０％的ＰＸ是利用重整生成油生产的，１０％来源于裂解汽油。并不是所有的裂解汽油都适合生产ＰＸ，大量Ｃ：芳烃仅来自于乙烯装置裂解重质原料，如石脑油等。因此，目前多数ＰＸ产品依赖于石脑油的供应，由于石脑油是一种重要的汽油调合组分，在供应的石脑油中，石油化工应用的石脑油必然和车用燃料油竞争。我国石脑油的供应将趋于紧张，必然导致石脑油价格高于原油价格。第５期时光．提高对二甲苯产量的方法—２３—　　　　为满足芳烃日益增长的需求，一些增产芳烃的生产技术应运而生。例如一些不宜作重整原料的ＬＰＧ馏分、轻石脑油馏分和芳烃抽余油馏分，ＭＸ，　ＯＸ和ＥＢ可以非常有效地完成对ＰＸ的浓缩。用浓缩ＰＸ后的混合二甲苯作进料是很有利的，不仅可以提高吸附分离装置ＰＸ单程回收率，万方数据可通过芳构化增产芳烃。甚至以甲烷为主要成分而且可以降低吸附分离一异构化回路中的高循环的天然气也有可能经过芳构化得到芳烃。此外，量。通过改造二甲苯塔，可使ＯＸ提馏到二甲苯以甲苯和甲醇为原料制备对二甲苯也呈现出良好塔底，从而在联合进料中除去ＯＸ，随后在下游通的工业应用前景。过进一步的精馏可获得高纯度的ＯＸ；吸附分离２．５．２合理优化原料资源装置联合进料中的ＭＸ和ＥＢ可通过增加另外的另外对石脑油储存设施稍加调整和改造，　　　　优吸附分离装置脱除。化原料资源，也能促进ＰＸ产量提高，可以按照２．５．４多种生产装置配置方法“宜烯则烯、宜芳则芳”的原则从两方面考虑：一大多数芳烃联合装置流程复杂，　　　　都有几个内是利用自身优势；二是利用区域优势。部循环回路，可采用不同的生产装置配置方法组对于大型企业，即具有炼油、乙烯、芳烃装置　　　　织生产。某个单元的任何变动都会对整个联合装的炼化一体化企业，主要是利用自身优势，进行石置产生影响，在扩能之前，必须认真评估上、下游脑油的合理分储和利用，这样既能提高乙烯收率，设备，保证它们能够适应较高的流量，通过不同的又能有效提高ＰＸ产量，目前有些企业在这方面联合以适应ＰＸ需求的预计增长。已经取得了不少经验，并获得了良好的经济效益。对于装置比较单一的炼油和化工企业，主要　　　　３结束语是利用区域优势，根据实际情况由就近炼油厂进　　　　提高ＰＸ产量的方法有很多种，生产厂家可行原油分炼、石脑油分储，再分别供应就近的乙烯根据实际情况进行选择。短期内可通过延长设备和芳烃装置；同时乙烯装置生产的加氢裂解汽油，运行周期、充分利用装置余量、消除瓶颈制约、重也可以按实际情况合理利用，供给芳烃装置。通新装填二甲苯异构化催化剂和吸附剂等，提高装过试点，效果较好，不但避免了资源浪费，降低了置运转率；中期方法可通过改造部分生产装置，如化工装置的操作难度，而且有效提高了芳烃原料抽提装置、歧化装置、重整装置等，提高生产能力；的芳潜质量，为ＰＸ增产创造了条件。长期方法则需要充分评估现有生产装置和上、下２．５．３增加ＭＸ和ＥＢ生产装置游生产装置，扩大原料来源，建设新的芳烃联合装通过提高吸附分离装置进料中ＰＸ的浓度可　　　　置，扩充生产能力，提高ＰＸ产量。以提高ＰＸ的产量。从吸附分离装置进料中分出（编辑　　　　　　　　　　　　　苏德中）ＮＩＣＲＥＡＳＩＮＧ　Ｐ－ＸＹＬＥＮＥ　ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｈｉ　ＧｕａｎｇＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＳＩＮＯＰＥＣ（Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００２９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏｉｎｃｒｅａｓｅ　ｐ－ｘｙｌｅｎｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｘｙ－ｌｅｎｅｉｓｏｍｅｎｚａｔｒｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔ，　ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｄｓｏｒｂｅｎｔ　ｉｎ　Ｐ－ｘｙｌｅｎｅ　ａｄｓｏｒｂｅｒ，　ｒｅｖａｍｐ　ｏｆ　ＣＣＲ　ｒｅａｃｔｏｒ，ａｄｄｉｔｉｏｎ　ｏｆｇｒａｓｓ－ｒｏｏｔｓ　ｔｏｌｕｅｎｅ　ｔｒａｎｓａｌｋｙｌａｔｉｏｎ　ｕｎｉｔ　ａｎｄ　ｍ－ｘｙｌｅｎｅ　ａｎｄ　ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｕｎｉｔ　ｅｔｃ．　Ｍａｎｙ　ａｐｐｒｏａｃｈｅｓａｒｅ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｍａｄｅ　ｂａｓｅｄ　ｕｐｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｅｒ＇ｓｓ　ｐｅ－ｃｉｆｉｃ　ｐｌａｎｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｋｅ　　　　ｙ　Ｗｏｒｄｓ：　ｐ－ｘｙｌｅｎｅ，ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｉｎｃｒｅａｓｅ，ｍｅｔｈｏｄ，ｕｎｉｔ　ｒｅｖａｍｐ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ