甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)進展

劉茲浩

【摘 要】首先介紹了甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)中的常用技術(shù)類型與技術(shù)特征，其次對甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移的發(fā)展現(xiàn)狀進行了探討，最后則結(jié)合上述內(nèi)容，文章對于甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移的發(fā)展趨勢進行了闡述，對技術(shù)的優(yōu)勢與存在的缺陷、優(yōu)化途徑進行了分析，希望能夠促進我國芳烴生產(chǎn)整體水平。

【關(guān)鍵詞】甲苯歧化；烷基轉(zhuǎn)移；技術(shù)升級

引言

作為芳烴生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)之一，甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移本身就屬于芳烴的互換，意在于調(diào)整苯、甲苯、二甲苯供求平衡關(guān)系。在反應(yīng)過程中主要涉及到2個核心反應(yīng)，一個是甲苯歧化，另外一個就是烷基的轉(zhuǎn)移。為了進一步探討甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)的發(fā)展趨勢，現(xiàn)就常用技術(shù)特征分析如下。

一、甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移常用技術(shù)

1.Tatoray

Tatoray技術(shù)最早于1969年研發(fā)成功，其通過甲苯、芳烴與循環(huán)氫混合加熱的方式來進行初期處理，隨后經(jīng)過預(yù)熱后進入到歧化反應(yīng)器中進行反應(yīng)。與其他的技術(shù)類型相比其采用了氣相絕熱固定反應(yīng)床，所以結(jié)構(gòu)較為簡單，在反應(yīng)過程中的放熱量不高，所以操作溫度與壓力緩和，設(shè)備的材質(zhì)要求不高，使用成本也相對較低。

2.Xylene-Plas

Xylene-Plas技術(shù)由Arco IFP開發(fā)，在經(jīng)過換熱器、反應(yīng)器流出物料換熱后，經(jīng)過原料加熱到指定的溫度，并經(jīng)過反應(yīng)器、催化劑的分離后流入到歧化與烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)當(dāng)中，在反應(yīng)器、交換器處理后經(jīng)過熱交換冷卻與氣液分離，隨后進入到分餾工段。該技術(shù)的特征在于不需要臨氫操作，不消耗氫氣。除此之外，由于反應(yīng)的壓力接近于常壓，所以表面的壓力較低，反應(yīng)的溫度也不高，所以對于反應(yīng)材質(zhì)要求比較低，工藝的適應(yīng)性很強。不過，由于轉(zhuǎn)化率較低且催化劑容易形成焦塊，所以原料的單耗比較高。

3.LTD

LTD工藝技術(shù)是通過甲苯、循環(huán)甲苯混合的方式進入到反應(yīng)器當(dāng)中，內(nèi)部的物料經(jīng)過冷卻后進入到苯拔頂塔，隨后進入到塔底，在后面的二甲苯塔中會分離出不同的物資，該技術(shù)的催化劑為沸石，其特征是可以在常溫下使得二甲苯異構(gòu)，而溫度提升后則會發(fā)生歧化反應(yīng)。LTD技術(shù)在較高的壓力下操作，同時具有非臨氫操作的技術(shù)特征，其中反應(yīng)的原材料為甲苯，來源相對廣泛。

4.MTDP

MTDP工藝技術(shù)的特征在于催化劑選擇難度小，同時轉(zhuǎn)化率較高，一般可以達到50%以上。同時，催化劑的壽命較高。所以MTDP技術(shù)工藝的適應(yīng)性很強，經(jīng)濟效益突出。

二、甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.我國甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)進展

國內(nèi)最早研究成功的甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)在上個世紀末就已經(jīng)投入使用，該技術(shù)通過甲苯與芳烴原料混合后，經(jīng)過循環(huán)氫的處理進入到換熱器中換熱，隨后經(jīng)過加熱爐加熱反應(yīng)后進入到絕熱的反應(yīng)器當(dāng)中。在催化劑的影響之下，生產(chǎn)苯、混合二甲苯以及反應(yīng)流出的其他物質(zhì)，經(jīng)過反應(yīng)器后進入到換熱器中進行換熱，隨后經(jīng)過分離得到芳烴的液體，在分離后得到相應(yīng)的氣體。其中，大部分會通過混合后進入到循環(huán)氫體系當(dāng)中，為了補充循環(huán)氫。

甲苯、芳烴等原料可以作為生產(chǎn)苯、二甲苯的原材料，其中反應(yīng)氣不但可以完成甲苯與芳烴的歧化，同時也能夠作為烷基轉(zhuǎn)移過程中實現(xiàn)芳烴輕質(zhì)化的條件，這也是綜合利用率提升的基本途徑。目前國內(nèi)該技術(shù)經(jīng)過多年的升級與革新，已經(jīng)有效解決了催化劑結(jié)焦的問題，同時催化劑的加工效率提升明顯，從技術(shù)層面上解決了該問題，也為抗結(jié)焦、處理高含量的芳烴提供技術(shù)上的保障。

2.甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移催化劑進展

甲苯歧化以及烷基轉(zhuǎn)移催化劑是確保技術(shù)應(yīng)用的重要條件。實際上，在不同類型的工藝流程與反應(yīng)原理當(dāng)中，技術(shù)的核心往往都是催化劑的選擇。當(dāng)前甲苯歧化以及烷基的轉(zhuǎn)接技術(shù)研究主要集中在絲光沸石、ZSM沸石以及HAT沸石等不同的類型。其中絲光沸石具有金屬加氫裂解的功能，對于提升處理能力具有一定的幫助。ZSM沸石催化劑則能夠吸附單環(huán)芳烴，不能夠吸附臨界直徑比大于甲苯的分子，所以能夠提供擇形反應(yīng)的可能性。最后是HAT沸石，這是國內(nèi)研究生產(chǎn)成功的催化劑，其在國內(nèi)的應(yīng)用效果良好，可以適應(yīng)不同規(guī)模的生產(chǎn)需求，根據(jù)催化劑的牌號以及處理能力的需求來看，氫烴比較低的情況下只需要完成催化劑的更滑就可以有效提升生產(chǎn)效率，所以經(jīng)濟效益十分顯著。

三、甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)的發(fā)展趨勢

甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)是化工生產(chǎn)中應(yīng)用比例較高的技術(shù)，受到二甲苯市場的影響，目前裝置的擴能也成為發(fā)展的主要趨勢之一。結(jié)合石腦油的產(chǎn)量方面的限制，在現(xiàn)有規(guī)模的條件下使用新技術(shù)來提升二甲苯的產(chǎn)量，獲得良好的生產(chǎn)穩(wěn)定性是未來技術(shù)發(fā)展的主要方向。目前我國引進的大多多數(shù)芳烴裝置中的甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)技術(shù)基本都是采用了Tatoray技術(shù)類型，該技術(shù)類型的綜合生產(chǎn)效益、轉(zhuǎn)換效率以及穩(wěn)定性更強，同時也比較適應(yīng)我國的生產(chǎn)環(huán)境與技術(shù)要求。隨著技術(shù)的不斷升級，未來的甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)還會向著更為穩(wěn)定的反應(yīng)條件要求以及對催化劑的要去更低的方向發(fā)展。而甲苯擇形歧化也是未來技術(shù)路線發(fā)展過程中必須要經(jīng)歷的過程。在國內(nèi)的產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)、工藝方面存在落后的同時，產(chǎn)品的技術(shù)水平必須得到提升，通過技術(shù)升級等方式來確保我國的芳烴生產(chǎn)水平能夠達到世界先進水平。

總結(jié)

綜上所述，甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)作為我國化工領(lǐng)域生產(chǎn)活動中必不可少的技術(shù)類型，目前大多數(shù)的技術(shù)依然依靠進口和設(shè)備改造的方式來實現(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷升級以及國內(nèi)研究的水平的不斷提升，希望烷基的轉(zhuǎn)移技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展過程中能夠有新的思路和借鑒，為我國芳烴生產(chǎn)水平的全面提升創(chuàng)造條件。

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（作者單位：中石油遼陽石化分公司）