甲苯是一种重要的有机化工原料,其生产工艺多样,可根据原料来源和工艺特点分为以下几类:
一、基于石油资源的生产工艺
催化重整法
原理:以石脑油为原料,在铂等金属催化剂作用下,通过脱氢环化反应生成芳烃(包括甲苯)。
特点:工业上主流的方法,可高效生产高纯度甲苯(占全球芳烃总产量30%以上)。
工艺优化:
超低压CCR(SLCR):中国石化开发,采用新型反应器结构,参数达国际先进水平,已推广应用。
逆流移动床CCR(SCCCR):改变催化剂移动次序,提高活性匹配度,具有设备国产化率高、能耗低等特点。
裂解汽油加氢法
原理:石油裂解生成的裂解汽油(含芳烃)经加氢精制后,通过萃取得到甲苯。
特点:裂解汽油中芳烃含量约70%,其中15%-20%为甲苯。
工艺流程:
一段加氢:脱除双烯烃和烯芳烃,采用低温液相选择性加氢技术。
二段加氢:脱除单烯烃及硫、氮、氧等杂质,采用高温气相加氢精制技术。
二、基于煤炭资源的生产工艺
煤焦油分离法
原理:煤焦化副产的粗苯馏分中含甲苯15%-20%,通过分馏和精制得到甲苯。
特点:原料来源广泛,但产品纯度受原料煤性质和焦化深度影响。
工艺流程:
粗苯洗涤:用硫酸洗除不饱和烃和杂质。
碱中和与水洗:去除酸性物质。
精馏:得到高纯度甲苯。
产量:每吨焦炭可副产甲苯1.1-1.3千克。
煤经甲醇制芳烃法
原理:利用煤制甲醇,再通过催化转化生成芳烃(包括甲苯)。
特点:结合中国“贫油富煤”的能源特点,部分替代石油资源。
应用:已成为中国增产芳烃的重要方式。
三、其他生产工艺
甲苯歧化与烷基转移法
原理:以甲苯和C9以上芳烃为原料,在分子筛催化剂作用下,通过烷基转移反应生成二甲苯和苯。
特点:芳烃联合装置中增产二甲苯的主要工艺单元。
轻烃芳构化法
原理:以LPG、轻烯烃等为原料,通过芳构化反应生成芳烃(包括甲苯)。
特点:拓展芳烃生产原料来源,充分利用炼化一体化资源。
工艺路线:
固定床工艺:采用金属改性的ZSM-5分子筛酸性催化剂,芳烃收率可达60%以上。