對二甲苯生產技術及專案發展規劃

2021-08-04 22:01:36 字數 5191 閱讀 6787

有機原料快報報道:對二甲苯(px)是一種重要的有機化工原料,主要用作精對苯二甲酸(pta)和對苯二甲酸二甲酯(dmt)的原料,pta則用來製造聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)等聚酯產品。據統計,我國聚酯產能已由2023年的594.

5萬t/a增加到2023年的2000萬t/a,幾乎翻了兩番。受聚酯行業的推動,國內pta生產能力也迅速擴張,2023年產量還不足220萬t,到2023年已達到約550萬t,年均增長幅度超過25%。儘管如此,國內pta仍然無法滿足旺盛的需求,2023年進口量接近650萬t,也使得2023年的表觀消費量接近1200萬t。

全球px現有生產能力約2714萬t/a,其中亞洲(包括中東地區)1850萬t/a,佔68.2%;北美550萬t/a,佔20.2%;歐洲287萬t/a,佔10.

6%;南美27萬t/a,佔1.0%。從需求情況看,亞洲市場的px需求高達1700萬t,px裝置生產負荷必須在90%以上才能滿足需求。

2023年以來,亞洲已經有三套pta裝置投產,產能高達170萬t/a,而與此同時還沒有一套px裝置投產。接下來還有印度信賴公司和印度石油公司的pta裝置投產,px需求量接近1850萬t這一亞洲px產能極限。近幾年來隨著中國聚酯產能擴張,pta產能急速增加,px**緊張的警報已經頻頻拉響。

2023年px需求增長120萬t,但產能僅僅增加70萬t/a。2023年,隨著翔鷺集團、中國石化揚子分公司、中國石油遼化公司等諸多pta裝置的擴建,px的需求進一步膨脹,可能增加150~200萬t,而px產能僅增加160萬t/a,產量增加更是少得可憐。px的**緊張局勢很可能要等到伊朗和中國台灣省台化公司的兩套150萬t/a px裝置完全投產才有望緩解。

預計2006~2023年全球px產能和需求量將以每年1.9%和2.6%的速率遞增,其中主要在亞洲,特別是中國。

生產技術及進展

由於px需求量日益增長,直接從重整油和裂解汽油中抽提和分離px已遠不能滿足需求。當前芳烴聯合裝置的乙個目標是增加二甲苯的產率,同時減少苯的產率。受熱力學平衡的限制,通常在二甲苯混合物中間二甲苯(mp)含量較高,而工業上需求量較大的px含量卻較低。

所以工業上常常通過甲苯歧化和烷基轉移工藝、c8芳烴異構化工藝以及甲苯選擇性歧化工藝來增產px。

甲苯歧化與烷基轉移工藝理論上不耗氫,裝置和公用工程消耗也少。國外典型的工藝主要有:uop與日本東麗開發的"tatoraytm"工藝;mobil公司的"mtdp-3"工藝;arco公司開發的"xylene-plus"工藝;uop的"px-plus"工藝。

除"xylene-plus"工藝採用y-型分子篩d-8矽鋁小球作催化劑和移動床工藝外,其餘工藝均採用固定床工藝和氫型絲光沸石或zsm-5沸石催化劑。

中國石化上海石油化工研究院在該技術領域已進行了30多年的研究,研發的s-tdt工藝於2023年實現了工業化。與tatoray工藝相比,s-tdt工藝允許原料中含c10重芳烴,使用具有國際領先水平的hat系列催化劑,能耗和物耗低,從而使該工藝具有優良的技術經濟指標。從hat-095催化劑到hat-097催化劑,催化劑的處理能力大幅度增加,而氫烴比卻越來越低,現有裝置在壓縮機不更換的條件下,僅更換催化劑就能實現擴能的目的。

傳統的甲苯歧化和烷基轉移工藝制二甲苯是乙個熱力學平衡產物。典型的組成為px:mx:

ox(鄰二甲苯)=24:54:22。

exxonmobil開發了兩代選擇性甲苯歧化工藝,即"mstdp"工藝和"mtpx"工藝。前者以zsm-5為催化劑,產物中px含量可達82%~90%,於2023年實現工業化;後者採用矽改性hzsm-5為催化劑,2023年實現工業化,當甲苯轉化率為20%~30%時,px選擇性可達90%以上。此外,uop的"px-plus"工藝以改性沸石為催化劑,當甲苯轉化率為30%時,二甲苯中px含量超過90%。

exxonmobil公司最近已經停止了mstdp工藝的專利技術轉讓。該公司2023年開發了最大化生產px的"pxmax"工藝,其px濃度很高(大於90%),如送至"crystpx"工藝進一步提純達99.5%。

據稱,該工藝無需高溫反應,操作過程也可簡化,南韓lg-caltex公司已經在其35萬t/a的px生產裝置上採用該技術,並於2023年投入執行。另外,最近gtc公司獲得了營銷印度石化公司(ipcl)選擇性甲苯歧化工藝技術gs-stdp的專營權。

上海石油化工研究院開發的sd-01甲苯擇形歧化催化劑已於2023年在中國石化天津分公司實現工業化。該催化劑採用常規臨氫工藝和絕熱固定床反應器,具有高空速、低氫烴比、高px選擇性等特點,反應條件為壓力1.2~4.

5 mpa,溫度420~470℃,氫烴比1.5~2.5,空速3~5h-1,甲苯轉化率大於30%,選擇性大於93%,苯/二甲苯摩爾比小於1.

4,反應器出口後冷凝液相產物px大於12.7wt%。採用該催化劑的工藝經濟效益明顯提高。

c8芳烴異構化目的是提高px收率。目前工業上應用較多的是uop的"isomer"工藝和exxonmobil的"mhai"工藝。兩者主要差別是乙苯處理工序不同。

"mhai"工藝通過乙苯脫烷基化和歧化反應,使乙苯有較高轉化率,但二甲苯損失也大。exxonmobil開發的以em4500擇形沸石為催化劑的最大化生產二甲苯的"xymax"工藝,其優越性是:(1)生產能力和px質量都較高;(2)運轉週期中能使100%的px達到平衡值;(3)乙苯轉化率高;(4)操作費用較低;(5)催化劑用量較少;(6)操作週期和催化劑壽命都較長。

據稱採用"xymax"工藝可使乙苯轉化率達到80%以上,二甲苯損失減少50%以上。mobil公司還開發了比xymax工藝更具競爭力的xymax-2工藝。

近年來異構化工藝向雙層或多層催化劑復合床發展,通常第一層催化劑為乙苯轉化催化劑,第二層為二甲苯異構化催化劑。但bp公司發現,由於乙苯轉化時生成副產物乙烯易使催化劑失活,所以bp公司開發了3層催化劑系統,即在雙層催化劑床中另外加入加氫催化劑(mo/a1203),乙烯加氫可轉化為乙烷,催化劑失活速率可從0.05%下降至0.

006%~0.008%,催化劑再生週期超過一年。ifp也開發了oparis催化劑,可使px收率從88%提高到93%。

二甲苯分離是芳烴生產工藝中難度較大的乙個環節。工業上主要採用模擬移動床吸附分離工藝,也有少數採用結晶(深冷)工藝。其中uop公司的parex液相吸附分離工藝於2023年工業化,其吸附劑由經ba和k改性的分子篩制得,parex工藝往往採用牌號ads-27的工藝吸附劑,在px純度為99.

9%的情況下,對二甲苯收率可高達97%。ifp公司也推出eluxy1吸附分離技術,採用牌號為spx3000的高效吸附劑,px純度可達99.9%,2023年12月在南韓一套50萬t/a的工業裝置上得到應用。

最近ifp公司又推出了兩步法模擬移動床工藝。

gtc公司開發了"gt-cyrst"px結晶法工藝,該工藝採用兩級冷凍和結晶,對流程作了新的改進,投資較低,裝置效率更高。據稱一套40萬t/a採用吸附工藝的px分離裝置投資費用和生產成本分別為1.7億美元和441美元/t,而採用結晶法工藝的同規模裝置投資費用和生產成本分別僅為1.

3億美元和433美元/t。gtc公司認為,px和ox沸點相差不到1℃,但px凝固點比其它異構體高得多,所以採用結晶法就更容易將其分離出來。bp公司推出的技術是將變壓吸附技術與模擬移動床分離技術或結晶分離結合在一起的組合工藝。

甲苯的甲醇甲基化路線是有望增加px產量的第三種工藝路線,目前世界上還沒有大規模的生產裝置問世,主要是這類裝置的經濟效益要取決於是否與大規模的甲醇裝置配套。這種方法的吸引力是收率要比傳統的甲苯歧化工藝高一倍。最近gtc公司已開始營銷由印度石化公(ipcl)開發的甲苯甲基化工藝gt-tolalk。

該工藝採用一種專有的高矽沸石催化劑,在氫氣和水的存在下,在固定床上進行反應,對二甲苯的選擇性大於85%,對二甲苯的**通常用乙個結晶系統(如crystpx)來完成。甲苯甲基化路線具有以下優點:可將每t px所需的甲苯量由約2.

8t降低至1.0t;甲醇易於得到,並且相對低廉;苯的產出量可忽略不計。

此外,exxonmobil開發的以甲苯和合成氣為原料的px合成工藝,在460℃、0.17mpa和3h-1下反應,當甲苯轉化率為13.6%時,px選擇性可達88%。

由於這種催化劑抑制了mx和ox生成,所以對只想單獨生產px的廠商來說很有吸引力。

我國px生產現狀和發展前景

在引進技術消化吸收基礎上,我國px生產技術取得了長足的進步。其中,上海石油化工研究院開發的hat系列甲苯歧化和烷基轉移催化劑不僅在國內多套引進裝置上使用,而且還將甲苯歧化和烷基轉移成套技術出口到伊朗,用於87萬t/a甲苯歧化裝置建設。,裝置負荷提高了30%以上,並在國內7套二甲苯異構化裝置上使用。

石油化工科學研究院開發的px吸附劑rax-2000在中國石化齊魯分公司引進裝置上的首次工業應用,改變了px吸附劑長期依賴進口的局面。

2023年中國大陸主要廠商的px生產能力見下表。

表 2023年中國大陸px生產裝置情況單位:萬t/a

企業名稱         px生產能力備註

中國石化揚子分公司     80         2023年投產

中國石化天津分公司     82023年投產

25         2023年投產

中國石化鎮海煉化公司    60         2023年投產

中國石化上海石化股份公司  24         2023年投產

中國石化洛陽分公司     18         2023年投產

中國石化齊魯分公司     6         2023年投產

中國石油遼陽石油化纖公司  70         2023年投產

中國石油烏魯木齊分公司   6         2023年投產

總計297

據統計,2023年我國px生產能力達到297萬t/a,2023年我國對二甲苯產量約230萬t,進口量達160.8萬t。

2023年國家***出台了《px"十一五"建設專案布局規劃》。這個《規劃》是我國"十一五"時期內px專案建設的指導性檔案,也是核准審批有關專案的依據。《規劃》提出的專案建設安排原則是:

(1)符合產業政策要求,規模經濟合理,技術先進適用;(2)優先考慮依託老廠挖潛改造和擴建,提高競爭力;(3)鼓勵採用國內開發的技術和國產裝置建設;(4)原料主要來自煉廠和乙烯裝置,且副產較多;優先安排與大型煉廠配套建設的專案,無大型煉廠做依託的專案暫不考慮;(5)產品主要用於pta生產,px裝置建設應盡量與pta企業的分布相匹配;(6)鼓勵投資多元化,支援國有與民營企業合資合作。根據這一原則,"十一五"期間,安排天津石化、揚子石化、上海石化、烏魯木齊石化等4個改擴建專案,新增產能183萬t/a;安排金陵石化、茂名石化、福建煉化一體化專案、大化集團搬遷配套專案、中海油海南煉油專案、廈門騰龍芳烴等6個新增專案,新增產能415萬t/a。預計到2023年,全國px產能將達到867萬t/a,新增產能598萬t/a,可滿足國內需求量的85%以上,其中華東地區的產能432萬t/a,約佔全國的50%。

《規劃》還列出了未列入"十一五"規劃但已上報的專案4個,產能合計245萬t/a。

PX 對二甲苯 能夠做什麼

px用於生產對苯二甲酸,進而生產對苯二甲酸乙二醇酯 丁二醇酯等聚酯樹脂。聚酯樹脂是生產滌綸纖維 聚酯薄片,聚酯中空容器的原料。絛綸纖維是我國目前第一大合成纖維。也用作塗料 染料和農藥等的原料。px解決了自然纖維與糧食爭地的問題,也是提高汽油品質的必需品。它已經成為我們生活的一部分。px作為基礎化工產...

二甲苯塔及二甲苯再蒸餾塔吊裝方案

目錄1.0 適用範圍 3 2.0 編制依據 3 2.1編制說明 3 2.2 編制依據 3 3.0 工程概述 4 4.0 整體規劃 5 5.0 施工準備 5 5.1 現場條件 5 5.2 吊車組裝及準備 5 6.0 吊裝工藝 5 7.0安全質量保證體系 12 7.1 吊裝質量保證體系及崗位職責 13 ...

安全生產技術》衝刺模擬題 二

一 單項選擇題 共60題,每題1分。每題的備選項中,只有1個最符合題意 0第1題.機械裝置種類繁多,鏟土運輸機械 壓實機械 混凝土機械等屬於 機械。a.工程 b.重型礦山 c.基礎 d.化工通用 答案 abcd 正確答案 a 解析 答案解析 機械行業的主要產品包括以下12類 1 農業機械 2 重型礦...