歧化及烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中甲苯與C9芳烴含量變化對苯收率和C8芳烴收率的影響

溫強(qiáng)（中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101）

1 裝置概況

海南煉化歧化及烷基轉(zhuǎn)移裝置于2013 年12 月建成投產(chǎn)，原裝置規(guī)模90 萬噸/年（以歧化進(jìn)料為基準(zhǔn)），年開工時數(shù)為8000小時，催化劑采用上海石油化工研究院的HAT-099型催化劑；裝置于2017 年大檢修期間進(jìn)行了擴(kuò)能改造，裝置規(guī)模提至117 萬噸/年，同時催化劑更換為上海石油化工研究院最新的HAT-300型催化劑。

歧化及烷基轉(zhuǎn)移裝置以甲苯塔塔頂來的甲苯和二甲苯精餾裝置重芳烴塔頂來的C9芳烴為原料，為對二甲苯裝置生產(chǎn)低EB 含量的優(yōu)質(zhì)C8 芳烴原料和苯產(chǎn)品，同時副產(chǎn)少量輕烴和燃料氣，是對二甲苯聯(lián)合裝置的重要組成部分。

2 反應(yīng)原理

歧化與烷基轉(zhuǎn)移工藝的主反應(yīng)有兩類，分別是甲苯之間的歧化反應(yīng)及甲苯與C9芳烴發(fā)生的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，副反應(yīng)則主要是C9芳烴之間發(fā)生的歧化反應(yīng)，以及一些加氫脫烷基反應(yīng)。以上反應(yīng)的一些產(chǎn)物又可參與二次三次反應(yīng)，還有一些裂解和聚合等副反應(yīng)。歧化及烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)的反應(yīng)方程式如下：

主反應(yīng)有：

甲苯歧化反應(yīng)：

烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)：

副反應(yīng)主要有：

碳九歧化反應(yīng)：

加氫脫烷基反應(yīng)：

從以上反應(yīng)機(jī)理可以看出該反應(yīng)主要是利用芳烴側(cè)鏈烷基基團(tuán)在芳烴分子間的轉(zhuǎn)移和重排來生成目標(biāo)產(chǎn)物苯和對二甲苯。即芳烴歧化反應(yīng)是有兩個同分子帶有烷基側(cè)鏈芳烴進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成兩個不同的芳烴分子；烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)既是不同的兩個芳烴分子發(fā)生烷基遷移，變成兩個新分子的過程，芳烴歧化只是芳烴烷基轉(zhuǎn)移的一種特殊情況。

3 數(shù)據(jù)分析

近期歧化裝置進(jìn)料量124t/h，反應(yīng)產(chǎn)物流量123t/h，加工負(fù)荷是設(shè)計負(fù)荷的85%，反應(yīng)溫度383℃、壓力2.68MPa，通過對歧化反應(yīng)進(jìn)料中甲苯和C9芳烴的含量調(diào)整發(fā)現(xiàn)歧化反應(yīng)產(chǎn)物中苯和C8芳烴的含量也有所變化。具體數(shù)據(jù)分析如下：

表1 歧化裝置化驗分析數(shù)據(jù)（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）

產(chǎn)物中甲苯含量%產(chǎn)物中C9含量%產(chǎn)物中C10含量%32.0 33.0 32.6 38.0 21.0 21.0 20.8 17.0 5.5 3.8 5.7 4.5 37.0 17.0 5.0 39.0 17.0 4.0

表2 苯和C8芳烴收率

4 苯收率和C8芳烴收率

笨的收率是指歧化反應(yīng)產(chǎn)物中的總苯減去反應(yīng)進(jìn)料中的苯與反應(yīng)產(chǎn)物總量的比；C8芳烴的收率是指歧化反應(yīng)產(chǎn)物中的總C8芳烴量減去反應(yīng)進(jìn)料中的C8芳烴與反應(yīng)產(chǎn)物總量的比。計算公式如下：

公式一：

C8芳烴收率=

表1 是2019 年4 月和6 月的化驗分析數(shù)據(jù)，期間反應(yīng)總進(jìn)料保持不變，對反應(yīng)進(jìn)料中甲苯和C9 芳烴比例進(jìn)行調(diào)整；4 月反應(yīng)進(jìn)料中甲苯和C9 芳烴含量分別維持在46.5%和42%左右，反應(yīng)產(chǎn)物中苯和C8 芳烴含量分別是6.4%和34%左右。6月反應(yīng)進(jìn)料中甲苯和C9 芳烴含量分別是55%和35%左右，反應(yīng)產(chǎn)物中苯和C8芳烴含量分別是7.9%和32%左右。表2中數(shù)據(jù)是根據(jù)表1 的數(shù)據(jù)通過公式一計算的結(jié)果；4 月份笨的收率由表1、表2 得到，當(dāng)進(jìn)料中甲苯含量的升高、C9 芳烴含量降低時，反應(yīng)產(chǎn)物中苯收率增加、C8芳烴收率降低；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)料中甲苯含量降低、C9 芳烴含量增加時，苯收率降低、C8 芳烴收率增加。

歧化進(jìn)料量維持在124th，當(dāng)進(jìn)料中甲苯含量的升高，苯收率由6.25%升高至7.75%時，苯產(chǎn)量增加1.9t/h；當(dāng)進(jìn)料中C9芳烴含量升高，C8 芳烴收率由31.4%升高至33.6%時，C8 芳烴產(chǎn)量增加2.7t/h。

5 結(jié)語

歧化及烷基轉(zhuǎn)移裝置是芳烴聯(lián)合裝置的重要組成部分，為二甲苯精餾提供優(yōu)質(zhì)的C8芳烴和苯產(chǎn)品。在歧化反應(yīng)中通過改變甲苯和C9芳烴的比例來調(diào)整反應(yīng)產(chǎn)物中苯和C8芳烴的收率，可以滿足不同產(chǎn)品需求的靈活度，通過計算優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)，使裝置在不同時期保持效益最大。