董美麗

【摘要】本文分別介紹了以石油、煤、天然氣為原料生產(chǎn)芳烴的幾種技術(shù)，探討了各類芳烴生產(chǎn)技術(shù)有的優(yōu)缺點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外進(jìn)展。

【關(guān)鍵詞】芳烴生產(chǎn)技術(shù) 石油 煤 天然氣 綜述

1 芳烴生產(chǎn)技術(shù)

1.1 以石油為原料

目前，芳烴的大規(guī)模生產(chǎn)是通過(guò)現(xiàn)代化的芳烴聯(lián)合裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。典型的芳烴聯(lián)合裝置包括石腦油加氫、重整或裂解汽油加氫等芳烴生產(chǎn)裝置，以及芳烴轉(zhuǎn)化和芳烴分離裝置。

1.1.1 催化重整

催化重整是生產(chǎn)芳烴的主要工藝，全球大約38%的苯和87%的二甲苯來(lái)自催化重整裝置。催化重整是使石腦油轉(zhuǎn)變成富含芳烴的重整生成油，并副產(chǎn)氫氣和液化石油氣的過(guò)程。生產(chǎn)芳烴的重整技術(shù)的發(fā)展方向之一是降低苯含量，最常用的方式是從重整原料石腦油中盡可能地除去在重整過(guò)程中會(huì)生成苯的苯前身物。適當(dāng)提高石腦油的初餾點(diǎn)到80℃左右，可以降低苯的產(chǎn)率，增加甲基苯和多甲基苯的產(chǎn)率。

重整原料對(duì)重整產(chǎn)物的分布、產(chǎn)率等都有重要影響。原料中正構(gòu)烷烴環(huán)化脫氫成芳烴的反應(yīng)速率很慢，轉(zhuǎn)化率低，而環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴環(huán)化脫氫成芳烴的反應(yīng)速率相對(duì)較快。對(duì)重整原料石腦油進(jìn)行吸附分離或餾分切割做到“宜烯則烯，宜芳則芳”是充分利用重整原料、優(yōu)化產(chǎn)物分布并提高芳烴收率的重要手段。

1.1.2 輕烴芳構(gòu)化

近幾年來(lái)，隨著石油資源的日益減少，將豐富廉價(jià)的輕烴，轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒郊又档谋?、甲苯、二甲苯（BTX）的研究已成為當(dāng)今重要的研究課題和熱點(diǎn)問(wèn)題。輕烴芳構(gòu)化是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種生產(chǎn)芳烴的新工藝，用于生產(chǎn)芳烴或高辛烷值汽油的調(diào)和組分。該工藝以HZSM-5分子篩作為催化劑的活性組分，將重整抽余油、重整拔頭油、直餾汽油、焦化汽油、熱裂解汽油、熱裂解C5餾分、液化石油氣和油田凝析油等輕烴轉(zhuǎn)化為芳烴。LPG、輕烯烴、芳烴抽余油等輕烴原料不宜作重整原料，但可通過(guò)芳構(gòu)化增產(chǎn)芳烴，甚至甲烷、甲醇也可以經(jīng)芳構(gòu)化后得到芳烴。

1.1.3 裂解汽油加氫

烴類高溫裂解，以粗汽油為裂解原料時(shí)，通常情況下大約每生產(chǎn)1t乙烯可副產(chǎn)1t裂解汽油，其中苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)29.1%，而B(niǎo)TX總質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)58.M從裂解汽油中回收 BTX通常需采用兩段加氫：第一段加氫采用貴金屬Pd/Al2O3催化劑，主要對(duì)熱穩(wěn)定性差的雙烯烴進(jìn)行加氫；第二段采用非貴金屬Co-Mo/Al2O3催化劑進(jìn)行烯烴加氫，并除去包括硫化物在內(nèi)的多種雜質(zhì)。

1.1.4 芳烴抽提

芳烴抽提是從重整油和裂解汽油中獲得芳烴的通用技術(shù)。主要的芳烴抽提工藝包括液-液抽提與萃取蒸餾兩類。溶劑多選用低毒、無(wú)腐蝕、選擇性好的環(huán)丁砜。目前，應(yīng)用最廣泛的是以環(huán)丁砜為溶劑的工藝，苯純度為99.9%時(shí)，苯的回收率可達(dá)99.95%，甲苯回收率達(dá)99.8%，二甲苯回收率超過(guò)98%。

1.1.5 催化裂化

隨著市場(chǎng)需求和環(huán)保要求的發(fā)展變化，輕循環(huán)油（LCO）作為柴油調(diào)合組分的吸引力越來(lái)越小。價(jià)格低廉的LCO中含有單環(huán)、雙環(huán)和三環(huán)芳烴，且芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)75%～85%，可作為生產(chǎn)芳烴化工產(chǎn)品的有效補(bǔ)充原料。以LCO為原料生產(chǎn)高質(zhì)量二甲苯的工藝由加氫處理除雜、質(zhì)LCO烴類轉(zhuǎn)化和芳烴最大化三個(gè)單元組成，混合二甲苯適用于吸附分離生產(chǎn)對(duì)二甲苯，僅含約1%乙苯，苯純度在90%-99.9%之間，同時(shí)副產(chǎn)石腦油和超清潔柴油。只有不到5%的LCO未轉(zhuǎn)化，二甲苯產(chǎn)品中非芳烴的含量也非常低，且僅含1%的乙苯，可以用于增產(chǎn)對(duì)二甲苯。

2 芳烴生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)與進(jìn)展

2.1 以石油為原料

2.1.1 催化重整

按催化劑再生方式可分為半再生重整、連續(xù)重整和循環(huán)再生重整3種形式。其中，連續(xù)重整以液收高、氫產(chǎn)高和芳烴產(chǎn)率高等特點(diǎn)受到人們的極大重視，由于連續(xù)重整增加了一個(gè)催化劑連續(xù)再生系統(tǒng)，因此，可將因結(jié)焦失活的重整催化劑進(jìn)行連續(xù)再生，從而保持重整催化劑活性穩(wěn)定，并且隨著操作周期的延長(zhǎng)，催化劑的性能基本保持穩(wěn)定，因而連續(xù)重整具有裝置規(guī)模大、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、對(duì)原料的適應(yīng)性好、生產(chǎn)靈活性大、操作苛刻度高、反應(yīng)壓力低、氫油比低、產(chǎn)品的辛烷值高、產(chǎn)物收率高、氫產(chǎn)高等特點(diǎn)。同時(shí)，由于連續(xù)重整因增加了催化劑連續(xù)再生系統(tǒng)，工藝流程較為復(fù)雜，裝置的投資和能耗也比其它二種工藝高。

重整工藝條件不斷向超低壓、高苛刻度方向發(fā)展。生產(chǎn)芳烴的重整裝置的操作苛刻度通常要比生產(chǎn)汽油的重整裝置高。半再生重整工藝由于受催化劑壽命的限制，操作苛刻度不允許太高，連續(xù)再生重整工藝更適合生產(chǎn)芳烴。

重整催化劑對(duì)催化重整工藝進(jìn)步與發(fā)展起關(guān)鍵性作用。近幾年，UOP和IFP等公司相繼開(kāi)發(fā)了一系列重整催化劑。這些新開(kāi)發(fā)的催化劑以低壓操作為目標(biāo)，提高了催化劑的選擇性、穩(wěn)定性和活性，并且可以大幅度降低催化劑的積炭量，提高液收和氫產(chǎn)量及裝置處理能力。

2.1.2 裂解汽油加氫

在傳統(tǒng)的裂解汽油加工工藝中，裂解汽油中的苯乙烯被加氫還原成了乙苯，這不僅增加了加氫過(guò)程的氫耗，苯乙烯的存在還使催化劑的壽命受到威脅。特別是裂解汽油中的苯乙烯通過(guò)加氫生成的C8芳烴餾分中乙苯含量高，這給PX的轉(zhuǎn)化和分離均帶來(lái)較大困難。為提高乙烯裂解C8芳烴的利用價(jià)值，采用溶劑抽提蒸餾法將其中的苯乙烯分離出來(lái)的技術(shù)越來(lái)越受到重視。

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