甲苯的工业现状及发展趋势
甲苯生产现状从国外的现状与发展来谈
甲苯主要是通过粗汽油催化重整或者液体原料蒸汽裂解中汽油热裂解制备的。目前也有新的工艺出现,如BP和UOP公司的Cyclar工艺就可以把天然气中的丙烷和丁烷生成芳烃,目前沙特阿拉伯已经有一个工厂采用该技术建设了生产装置。
上周国内甲苯市场整理运行。原油区间整理运行,个别产品随之下行,临近年末,大户进入2022年长约谈判期,下游采买需求偏淡,实际成交欠佳,实单多谈;上周国内TDI美金报盘在2300-2350美元/吨FOB;上周国内软泡聚醚市场弱稳运行。部分厂家检修、减产,成品及原料库存压力等原因,整体场内气氛较为清淡,市场成交受挫,导致场内观望心态较浓,偏空情绪占据。
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醚后C4作为炼油厂烷基化装置的生产原料,生产高辛烷值汽油组分——烷基化油。
在MTBE合成装置中,原料C4和甲醇进入反应器,在大孔强酸性阳离子树脂催化剂的作用下,C4中的异丁烯与甲醇发生醚化反应,生成MTBE。反应后的物料包括过剩甲醇、醚后C4、产品MTBE、副产物二甲醚、C4、MSBE(甲基仲丁基醚)、叔丁醇等,被送往共沸蒸馏塔分离。在共沸蒸馏塔底部流出纯度为98%以上的MTBE粗产品。粗MTBE送入MTBE精馏塔进一步分离,可得到高纯度的MTBE精产品。在共沸蒸馏塔内甲醇与醚后C4形成的共沸物从塔顶排出并送往甲醇萃取塔。在甲醇萃取塔中,以水为萃取剂,将醚后C4中的甲醇萃取,将形成的甲醇水溶液送进甲醇回收塔进行甲醇回收。甲醇回收塔底的水返回甲醇萃取塔,作为萃取水循环使用。而醚后C4则从甲醇萃取塔顶采出,并送往炼油厂,作为烷基化装置的生产原料。
齐鲁石化和青岛炼化的炼油及乙烯装置副产的炼厂碳四和混合碳四。先通过甲醇醚化后,得到MTBE,进一步生产异丁烯和叔丁醇等产品;醚后碳四通过萃取技术分离出正丁烯,其中部分作为甲乙酮的原料,另一部分通过氧化脱氢工艺生产丁二烯;剩余的混合丁烷产品,返回给炼厂作为乙烯裂解原料。整个工艺流程提高了炼油乙烯联合装置的双烯收率。
醚后碳四生产混合芳烃
混合芳烃(BTX)广泛用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及各种精细化学品,是最基础的化工原料。据预测,在2005- 2010年间,全球苯、甲苯和二甲苯的平均需求增长率将分别达到4.4%、3-4%和5.4%,而同期中国对苯、甲苯和二甲苯的需求增长率将高达16%、8.2%和19.1%。由于芳烃下游产品发展迅速,国内外市场对于芳烃的需求持续增长,我国已经是‘三苯’的净进口国。今后我国每年的芳烃缺口为苯200万吨,甲苯100万吨,二甲苯230-300万吨。
BTX主要来源于蒸汽裂解制乙烯工艺和贵金属铂重整工艺,此二工艺均需用石脑油(石油的轻馏分)为原料;按照现有生产模式,增产芳烃需要相应地增加原油处理量。我国原油消费量已达3.8亿多吨,其中一半靠进口解决。如果继续按原有技术路线增产芳烃产品来满足不断增长的市场需求,就意味着我国对进口石油的依赖度越来越大。这对国家能源安全是一个重大挑战。因此,积极开发新技术以拓展芳烃的生产原料来源,对于支撑我国的国民经济持续发展和保障我国的能源安全都具有积极意义。
我国炼化企业副产的大量醚后碳四、裂解碳五、重整拔头油和芳烃抽余油等低碳烃资源尚未得到合理利用。我国巨大的醚后碳四资源还主要是作为民用燃料烧掉。由于我国石油资源紧缺、大量依赖进口,进口原油价格居高不下,因此低碳烃资源有效利用率低已经严重影响了相关行业的总体经济效益。我国西部大开发战略和‘西气东输’工程的顺利实施,以及从煤出发合成二甲醚(用作管道煤气、汽柴油代用品)技术的大规模使用,表明醚后碳四终将被管道天然气等廉价燃料逐渐挤出民用燃料市场。因此,在我国利用液化气等低碳烃资源增产芳烃蕴藏着重大机遇。
用液化气等低碳烃生产三苯的优势在于:(1)不与铂重整、乙烯装置和催化裂化装置争石油原料,相反还能为乙烯装置提供优质裂解料(乙烷、丙烷和丁烷),与炼化企业相容性好。(2)由于液化气等低碳烃资源价格相对便宜,而BTX的附加值高,因此将液化气转化为BTX,能够有效地改善我国炼化企业的经济效益。(3)BTX产品的市场需求量大,能够大量消化液化气等低碳烃副产品。因此本技术有可能成为炼化企业解决液化气等副产品压库问题的有力手段。(4)液化气制BTX技术采用沸石分子筛催化剂,此类催化剂无腐蚀无污染,可以反复再生使用,除了催化剂烧炭再生过程中排放含CO2的烟道气之外,没有其它三废排放,对环境友好。特别是具有较强的抗硫、抗氮能力,能省略液化气原料预精制步骤,从而简化工艺,降低投资。另外,本工艺采用的固定床反应器在常压下操作,技术成熟,投资少,安全性高。(5)国内醚后碳四总量在1600万吨/年,如果利用一半来生产BTX,将可减少进口原油近1000万吨,不仅很好地利用了碳四资源,相应减少进口原油量,具有良好的经济效益和社会效益。
拓展资料:
1、作为原油加工后更重要的流向,成品油在数量和规模上都远优于化工行业,这将影响生产过程中化工原料的供需,进而改变化工品的价格。这是原油除了石脑油影响化工行业的另一条路径。在成品油中,汽油主要与化工有关。终端市场消费的车用汽油实际上是一个混合物的概念,由原油经过不同加工步骤产生的汽油组分和添加剂组成,包括催化裂化汽油、催化重整汽油、直馏汽油、异构汽油、烷基化汽油。 、MTBE等。一般来说,汽油与化工的关系主要集中在两个维度:一是化工原料的石油转移需求,会影响产业链上下游化学品的价格;另一个是副产品化工原料,将影响下游化学品的供应和价格。
2、就甲醇而言,参与调油的方式有两种,一种是直接调汽油,另一种是与异丁烯反应后制备MTBE调油。共同的优点是两者都可以提供非常高的辛烷值,而缺点是直接混油由于腐蚀性高会对车辆造成损害,而MTBE有污染地下水的风险。因此,两者在汽油中的添加量都非常有限,特别是直接甲醇转油很少使用。当原油价格发生变化时,甲苯、二甲苯和甲醇的需求和价格将通过汽油池中的催化重整汽油和MTBE向同一方向驱动,并通过下游传递给苯乙烯、PTA等品种。纯苯和PX。由于汽油调和生产化工原料占对甲苯、二甲苯等芳烃需求的大部分,而苯乙烯和PTA的生产一体化程度不是很高,“原油汽油甲苯/二甲苯纯苯/ PX苯乙烯/PTA”比较顺滑。
3、相对而言,甲醇用于调油的比例有限,调整弹性不高,因此受原油影响时滞过长。除了石油调和引起的化工原料需求外,部分汽油组分的生产也会产生化工副产品。原料。一个典型的例子是催化裂化汽油制丙烯。催化裂化技术是在高温和催化剂的作用下,将劣质重油转化为轻气、汽油、柴油和石油焦等高价值组分。是原油二次加工的主要方法之一。催化裂化汽油辛烷值高,是国内汽油池的主要成分,占60-70%。副产轻质气体主要由C3和C4烯烃、丙烯和丁烯组成。作为催化裂化的主要目标产物,汽油和丙烯的收率可以通过辅助手段进行调节。
4、例如,一些采用FDFCC技术的装置可以通过控制反应温度来调节丙烯的收率,而其他没有这种功能的FCC装置则可以通过添加丙烯添加剂来达到类似的效果。因此,当原油价格波动导致催化裂化汽油价值发生变化时,催化裂化装置副产丙烯的机会成本也会发生变化,最终影响丙烯、聚丙烯的产量和价格。
根据网上的资料,腾龙芳烃生产PX的原料是全馏分石脑油(96万吨/年)和减压馏分油(220万吨/年)。什么是全馏分石脑油?什么是减压馏分油?这要从石油的化学成分说起。
石油是一种主要由碳氢化合物(简称“烃”)组成的成分复杂的混合物。要想把石油用做化工原料,就必须把它“拆分”成一些组成成分相对比较简单的混合物。最简单、也是最常用的“拆分”方法,叫做分馏。它的原理很简单:石油的各个组分的沸点是不同的;把石油加热到一定温度,低沸点的组分就会先沸腾气化,而和母液分离,把这部分蒸气冷凝,就得到了一个低沸点的馏分;提高温度,较高沸点的组分又会接着沸腾气化,于是又可以分离出一个馏分……
现在在石油化工上,把常压沸点在60℃-220℃之间的馏分,统称为石脑油(英文为naphtha)。如果一个馏分正好将这个沸程内的全部组分都包括进去了,那就叫做“全馏分石脑油”。全馏分石脑油以直链烃类(即分子中的碳原子排成一条链而不是一个环)为主成分。
因为烃类分子中的碳原子数目越多,沸点越高,而且彼此越来越接近,所以对于石油中那些含碳更多的烃类,用常压分馏不易分开。但在减压的情况下,其沸点不仅大大降低,而且彼此的间隔拉大了,因而也就容易分开了。所谓“减压馏分油”,就是指的利用减压分馏得到的比石脑油更重的常温常压下呈液态的石油馏分,其主成分也是直链烃类。
直链烃类不能直接用于生产PX,因为PX是芳烃,分子中的碳原子排成环状而不是链状。所以,全馏分石脑油和减压馏分油都必须经过处理,才能用于生产PX,不过处理的方法不一样。对全馏分石脑油,采用的技术叫做“连续重整”,是用含铂的催化剂把直链烃类变成芳烃,得到的产品叫“重整生成油”。对减压馏分油,采用的技术叫做“加氢裂化”,是用加氢催化的方法,把其分子中较长的碳链打断成较短的两截或多截,生成小分子的烃类,得到的产品叫“裂化汽油”。所以,重整生成油和裂化汽油中芳烃的含量都大大提高了。
这两步工艺的主要副产物是氢、甲烷、乙烷和液化石油气,而这些都是重要的化工原料或燃料,所以化工厂是不会把它们白白浪费掉的。而且这些气体都是低毒的,否则,玩氢气球的小孩、生活在沼气池旁边的农民和使用液化石油气生火做饭的人可就都危险了!
2. 从重整生成油和裂化汽油到BTX
上文已述,重整生成油和裂化汽油中芳烃的含量都有所提高。得到这两样产品后,再经过一步分馏,专取其中含6个碳到8个碳(简作C6-C8,严格书写时,数字应写成下标的形式)的馏分,其中的主要成分基本就是苯、甲苯和二甲苯了。因为苯的英文是benzene,甲苯是toluene,二甲苯是xylene,所以三者合称BTX。再通过名为“抽提分离”的工艺,便可以把这三者分开。
这一步得到的主产物中,苯是著名的高毒性、高致癌性物质,甲苯和二甲苯的毒性都比较低,而且都没有证据表明它们是致癌物。副产物是C9以上的重油,则可以做为柴油使用。如果你不怕柴油味,那么你也不必怕这种副产的重油。
3. 从甲苯到苯和二甲苯
在BTX中,甲苯的需求量较少。为了得到更多的PX,需要把甲苯转化为二甲苯。这一步工艺叫做“甲苯歧化”,就是把两分子的甲苯变成一分子的苯和一分子的二甲苯。副产物是C9以上的芳烃,一般产量很少,分离出来之后如果不作为燃油添加剂,直接烧掉即可。
由此可知,腾龙芳烃生产的苯有两个来源,或者是从重整生成油和裂化汽油中直接分离得到,或者是通过甲苯歧化得到。腾龙芳烃规划的苯产量是22.8万吨/年。
4. 从二甲苯到PX
二甲苯是邻-二甲苯(英ortho-xylene,缩写为OX)、间-二甲苯(英meta-xylene,缩写为MX)和对-二甲苯(PX)三者的混合物。三者都是重要的化工原料,但PX的需求量最大,OX次之,MX很少。为了得到更多的PX,还要再通过名为“二甲苯异构化”的工艺,把MX和OX转化为PX。腾龙芳烃规划的PX产量是80万吨/年,OX产量是16万吨/年,不产MX。
MX和OX的毒性和PX相仿,都是低毒物质,没有致癌性,但有一定的致畸性。这一步的副产物有少量的苯、甲苯和C9以上的芳烃,其中苯、甲苯分离出来后可以直接导回“甲苯歧化”的反应塔中循环使用,C9以上的芳烃的处理则上文已述。
以上四步在生产上是连续进行的,前一步的产物马上就做为后一步的原料,所以完成这四步的化工装置是紧密连合成一体的,化工上叫“芳烃联合装置”,而不存在中间产物长途运输的问题。当然,还有一个重要的副产物需要提一下,这就是硫化氢。硫化氢不是在上述四步反应中生成的,而是全馏分石脑油和减压馏分油中的杂质硫形成的。硫化氢具有高毒性,并且是重要的大气污染物,所以芳烃联合装置产生的废气必须经过脱硫处理。
5. 从PX到PTA
从PX到PTA,需要两步。第一步是把PX氧化成粗对苯二甲酸,第二步是通过加氢精制,除掉其中的一种名为4-羧基苯甲醛的杂质,而得到PTA。第一步需要把PX溶解在乙酸中反应,还要使用溴化物作为反应的促进剂,反应中会生成副产物乙酸甲酯,因而排出的废气中会含有PX、乙酸、乙酸甲酯和溴的蒸气。这就是为什么居住在海沧区的居民有时可以闻到翔鹭化纤排出的气体有淡淡的酸味的原因。虽然据厦门市环保局的解释,乙酸的排放量虽然超过了人的嗅阈,但仍符合排放标准,不会对人体造成危害,但天天闻酸味总不是一件愉快的事。所以厦门市环保局在接受采访时,说他们正在敦促翔鹭化纤(以及准备和腾龙芳烃80万吨PX配套建设的翔鹭石化150万吨PTA工程)采用国际上最先进的废气处理方法,尽可能地减少有异味的乙酸、乙酸甲酯的排放。
把上面说的综合一下,就可以知道,整个PX和PTA的生产过程中,生成的高毒性或有高致癌性的物质,不过苯和硫化氢两种,此外还有乙酸、乙酸甲酯具有令人不快的异味。知道了这些,厦门民众就可以有针对性地要求和监督腾龙芳烃和翔鹭石化两家公司有效地减少这些物质的排放或泄漏,而不是在无知的情况下,没有凭据地幻想PX和PTA的生产过程中会有多少高毒、高致癌性的物质产生,并用这种空话作为维权的依据。两种情况下,孰者可以提高维权的效率,不是一目了然吗?
来源 芳烃来源于煤和石油,煤干馏过程中能生成多种芳烃。19世纪初叶至中叶,从煤干馏所得煤焦油中陆续分离出苯、甲苯、萘、蒽等芳烃。此后,工业用芳烃主要来自煤炼焦副产焦炉煤气及煤焦油。石油中含多种芳烃,但含量不多,且其组分与含量也因产地而异。20世纪40年代后实现石脑油的催化重整,将石脑油中的非芳烃转化为芳烃。从烃类裂解所得的裂解汽油中也可分离出芳烃。芳烃主要来源已从煤转化为石油。现在,世界总产量中90%以上来自石油。不同来源含芳烃馏分的组成不同(见表)。
生产方法重整汽油中芳烃可用萃取法分出。裂解汽油中的芳烃,也常用萃取法分出,但在萃取前需用催化加氢法除去不稳定的双烯烃、单烯烃和含硫化合物等(见芳烃抽提)。由于裂解汽油中芳烃含量较高,因此也可用萃取精馏分离出芳烃。常用的萃取剂有N,N-二甲基甲酰胺、N-甲酰吗啉、Ν-甲基吡咯烷酮、环丁砜等。在萃取精馏塔中,非芳烃从塔顶蒸出,芳烃与溶剂留在塔底。此法与萃取法相比,设备简单、操作费用低,但芳烃收率略低。煤炼焦副产的焦炉煤气,经吸收得吸收液,分离出其中粗苯馏分,内含C8、C9芳烃,可再精馏分离。煤炼焦副产煤焦油,经分馏可得轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油、沥青等馏分,再用精馏、结晶等方法分离得到苯系、萘系、蒽系芳烃。芳烃中,苯、对二甲苯用途广,需求量大甲苯、间二甲苯、C9芳烃等用途较少。工业上可通过各种转化过程将甲苯、间二甲苯、C9芳烃等转化为苯、对二甲苯等。转化过程中主要进行烷基化、脱烷基、异构化、歧化以及烷基转移反应(见图)。
用途 芳烃是有机化工重要基础原料,其中单环芳烃更为突出。苯、二甲苯是制造多种合成树脂、合成橡胶、合成纤维的原料。甲苯可转化为二甲苯和苯。高级烷基苯是制造表面活性剂的重要原料。多环芳烃中联苯用作化工过程的热载体。稠环芳烃中萘是制造染料和增塑剂的重要原料。多种含氧、含氯、含氮、含硫的芳烃衍生物用于生产多种精细化工产品。某些芳烃或其混合物如苯、二甲苯、甲苯等可作溶剂,芳烃(如异丙苯等)辛烷值较高,用重整等方法增加轻质馏分油中的芳烃含量,对提高汽油质量有重要意义。70年代世界芳烃的化工年利用量已超过30Mt。
运输注意事项1、运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。2、夏季最好早晚运输。运输时所用的槽车或者罐车应有接地链,槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。3、运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。4、中途停留时应远离火种、热源、高温区。