家庭装修新污染 二甲苯“赶超”甲醛
家里不再打柜,而是选用实木类 家具 ,客厅不再吊顶,而是张贴各种风格的壁纸。本以为这样装修可以减少甲醛污染,但市民孙女士没想到,自己的生理紊乱却与家中的实木家具有关,因为家具含甲苯超标。
三雄 · 极光 宅家家居旗舰店
昨日,记者获悉环境监测中心室内空气检测中心公布的一组数据,数据显示:在230户沈城新装修居民家庭中,甲苯超标51户,二甲苯超标74户,并且首次超过甲醛。
◆住进新房后,她常头痛
2011年初,市民孙女士买了一套新房。听说人造板材用料越多室内甲醛污染就越严重,而且“装修味”迟迟挥发不掉。在朋友建议下,孙女士没按传统装修方式打壁柜和隔断,而是在市场花3万余元买了一些实木家具,甚至连吊顶也省了,在房间张贴了不同风格的壁纸。
装修结束后,孙女士未来得及给房子放味就入住了,由于天冷,空气流通也很不好。入住后,孙女士经常头痛睡不着觉,每月超准的生理期也不来了,身上开始干燥脱皮甚至瘙痒引发了皮炎。
这种情况持续了半年,孙女士找到专业部门进行室内空气检测,这才得知家里甲苯、二甲苯超标高达十几倍。而医院检查结果也显示,孙女士的症状不排除是因家里装修而导致的甲苯慢性中毒。在孙女士家,检测人员发现,她家壁纸胶、实木家具上的亮油漆、挂毯等装饰品的化学试剂中,均含有较高的甲苯。
◆甲苯、二甲苯超标率上升
昨日,记者从沈阳市环境监测中心室内环境监测中心公布的一组数据上看到,2011年~2012年,在对230余户家庭及室内公共场所进行环境检测中,甲醛超标为35户;而甲苯超标51户,与2010年相比超标率上升了4.73%;二甲苯超标74户,上升了8.11%。
记者留意到,从沈阳市室内空气主要污染物平均值、超标率来看,甲醛和苯均呈下降趋势,甲苯、二甲苯均呈上升趋势。二甲苯超标率还首次超过了甲醛,二甲苯2011年沈阳市室内空气污染物超标率总体比例占到44.3%。
◆甲苯、二甲苯为何“赶超”了甲醛?
环保 专家说,根据目前掌握的情况,广大市民装饰装修观念已经转变,大多数人开始青睐实木类家具,人造板材用量减少。同时,随着木器涂料及墙面漆壁纸类装饰材料的大量应用,使得甲苯、二甲苯逐渐“赶超”甲醛,成为新的家装污染。此外,甲醛刺激味强烈,市民对其危害十分敏感,而甲苯相对便宜,厂家大多也是看好甲苯这种成本低廉的添加剂,使得甲苯、二甲苯成为室内空气主要污染气体,其次才是甲醛和苯。
随着春季到来,不少市民都乔迁新居,北方春季气温逐渐回升,室内环境干燥,加上气温变化大,室内通风较少,装修后残留的污染物将随着气温的升高而挥发,这种室内条件催化了室内装修残留污染物(如:甲醛,苯、甲苯、二甲苯等)的产生和积累。
环保专家表示,目前沈阳市室内环境空气质量现状不容乐观,由室内环境污染间接导致的免疫系统、呼吸系统以及血液系统疾病的案例正在逐年攀升。如长期接触,这些主要污染气体会对人体造成不同程度的危害,特别是对婴幼儿、孕妇及老年人等体质弱、抵抗力较低的敏感人群,造成的危害都是无法弥补的。
接触污染气体症状有这些甲醛:头晕、失眠、疲倦、记忆力下降、腹痛、恶心、呕吐、胸闷、气喘等,可致鼻咽癌、肺癌、皮肤癌、白血病、结肠癌等。苯:头痛、面色苍白、视力减退、皮肤红肿、干燥等。甲苯:眼结膜及咽部充血、四肢无力,抽搐、昏迷、肝肿大、皮肤干燥、月经异常。二甲苯:对眼和上呼吸道有刺激作用,神经衰弱、皮炎、意识模糊等。
这个行业虽然不像某人说的“暴利”,但至少相对很多行业来说还是比较滋润的。
不过话又说回来,除甲醛市场建议还是做省会或者地级市,不建议做县级市场。
不是说县级市场不能做,而是县级市场的客户基数本身就小,花费相同的时间、精力和成本,在地级市和省会城市一般来说相对会产出更高一点,当然如果你在县城有丰富的渠道和资源那另当别论。
作为一个超过10年的行业从业者,见证了行业的起伏与动荡,也明白其中的威胁与机会,看的多了,自然心就淡了。可喜的是我们身边还很多年轻的同行依然激情澎湃,斗志满满,每天跑渠道、拉业务、做推广、勤引流,用实际行动证明这个行业仍然可做可为。
每个行业都有做的好的,也有做的不好的,这取决于你的抉择。
当然这个抉择来源于你的勤奋,来源于你的不断学习,还有就是一些优秀的领路人。
做好自己,就是对自己的负责,也是对行业和社会负责。
除甲醛行业需要正能量,做人做事都需要正能量,你我共勉。
随着我国经济的快速发展,对二甲苯作为最重要的基本有机化工原料之一,其需求在过去的5年里已经呈现了强劲的增长态势。受下游产品(主要是PTA工业)的迅速发展,未来几年的PX市场需求将呈快速上升态势,预计需求量年平均增长24.9%,年消费增长率达22.4%。预计2010年,中国PTA装置消费的PX将达到54-61Mt,装置产能的建设远落后于需求的增长,中国PX需求和产量之间的缺口将进一步扩大。
典型的对二甲苯生产方法是从石脑油催化重整生成的热力学平衡的混二甲苯(C8A)中通过多级深冷结晶分离或分子筛模拟移动床吸附分离(简称吸附分离)技术,将对二甲苯从沸点与之相近的异构体混合物中分离出来。而对于邻位和间位的二甲苯及乙苯的处理,往往采取混二甲苯异构化(简称异构化)技术,使之异构化为对二甲苯。甲苯歧化和烷基转移技术是充分利用工业上廉价的甲苯和碳九芳烃/碳十芳烃(C9A/C10A)转化为混二甲苯和苯的有效途径。对于芳烃联合装置,50%以上的混二甲苯由该技术生产,该技术是工业上增产对二甲苯的主要手段。甲苯选择性歧化是生产对二甲苯的一个新途径。近年来,随着催化剂性能的不断提高,该工艺取得了长足的进展。随着乙烯产能的不断提高,甲苯总量将呈上升趋势,从而使该工艺具有良好的市场前景。
本文综述了这两条增产对二甲苯技术路线近年来的进展,并提出了该领域的技术发展趋向。
1 甲苯歧化与烷基转移工艺技术
1.1 典型的生产工艺流程
传统的甲苯歧化生产工艺流程是20世纪60年代末由美国UOP公司与日本TORAY公司联合开发的临氢固定床Tatoray工艺。上海石油化工研究院(SRIPT)进行该技术领域的开发已逾30年,研发的S-TDT工艺已于1997年实现了工业化。与Tatoray工艺相比,S-TDT工艺允许原料中含C10重芳烃,使用具有国际领先水平的HAT甲苯歧化催化剂,装置的能耗和物耗低,从而使该工艺具有优良的技术经济指标。
S-TDT甲苯歧化工艺简要流程为:含有甲苯与含C10重芳烃的C9A原料与循环氢混合后,经反应器进出口换热器换热后,由加热炉加热到所需的反应温度,进入固定床绝热反应器,在催化剂的作用下,反应生成苯和混二甲苯。反应流出物经反应器进出口换热器换热后,再经冷却,进入高压分离罐,分离得到的芳烃液体进入下游分馏单元。分离得到的气体,其中一部分外排,绝大部分气体与补充氢混合后进入循环氢压缩机,经增压后用作循环氢。
1.2 甲苯歧化与烷基转移技术研发进展
1.2.1 TA甲苯歧化催化剂及Tatoray技术
美国UOP公司与日本TORAY公司联合研发了Tatoray甲苯歧化与烷基转移技术,该技术于1969年工业化以来,由于其采用固定床临氢气相反应,操作稳定,运行周期长,技术经济指标先进,目前在全世界已有50多套装置使用该项技术,是本领域工业化的主要技术。该工艺20世纪90年代使用的是TA-4催化剂,从1997年起TA-5催化剂获得工业应用。目前国外Tatoray工艺主要使用TA-4和TA-5催化剂。
UOP公司最新研发了新一代金属加氢脱烷基的TA-20催化剂。由于具有金属加氢裂解功能,提高了催化剂的重芳烃处理能力,能够加工甲苯质量分数为30%的混合进料,允许原料中含有质量分数为1%的烷烃。与原先的TA-4和TA-5催化剂相比,TA-20催化剂的长周期稳定性也得到了改善。
1.2.2 HAT系列甲苯歧化催化剂及S-TDT技术
为了适应芳烃联合装置在反应器及压缩机不作改动而实现扩能改造的需要,SRIPT研究开发了HAT系列甲苯歧化与烷基转移催化剂,其中HAT-095,HAT-096,HAT-097催化剂已从1996年起成功地应用于国内规模为1.3-12.3 Mt/a的甲苯歧化装置上,并且以HAT催化剂为核心技术的S-
TDT甲苯歧化成套技术及催化剂已出口伊朗。表1列出了已工业化的HAT催化剂的主要性能指标。从表1可看出,从HAT-095催化剂到HAT-097催化剂,催化剂的处理能力大幅度增加,而氢烃比却越来越低,现有装置在压缩机不更换的条件下,仅更换催化剂就能实现扩能的目的。同时由于反应进料中允许的C10A的含量越来越高,歧化装置可以加工的重芳烃量越来越多,有效地提高了苯和混二甲苯的产量,提高了装置的经济效益。
HAT催化剂的芳烃处理能力与国外同类工业催化剂相比有了较大幅度的增加,工业运转结果表明,其综合性能达到了国际先进水平。已完成研发的HAT-099催化剂将C10A作为第3种反应原料,允许C9A原料中C10A的质量分数达到25%-30%。HAT-099催化剂的研发成功,将有效地提高重芳烃的利用率,从而较大幅度地增产混二甲苯,达到增产对二甲苯的目的。
近年来,要求甲苯歧化装置能够处理高含量的C9A原料,以生产更多的C8A,满足对二甲苯扩能的需要。SRIPT进行了大孔β沸石催化甲苯和C9A歧化与烷基转移反应的研究,所研制的MXT-01催化剂实验结果表明,在反应进料中C9A的质量分数高达50%,高空速、低氢烃比条件下,其总摩尔转化率达到46%以上,C8A芳烃与苯的摩尔比在3.7以上。与HAT丝光沸石催化剂相比,MXT-01催化剂具有较高的混二甲苯收率,现已完成歧化生产装置中的工业侧线试验。
1.2.3 MTDP-3甲苯歧化与烷基转移技术
MTDP-3甲苯歧化与烷基转移技术是Mobil公司开发的能加工一定量C9A的技术。该技术由于使用的是ZSM-5分子筛,要求反应进料中C9A的质量分数不高于25%。允许在低氢烃摩尔比(小于等于3)条件下运转是该技术的竞争优势。
在MTDP-3技术的基础上,为了提高处理C9A及部分C10A原料的能力,Mobil公司与台湾中国石油公司(CPC)联合开发了TransPlus工艺,并于1997年在中国台湾的林园石化厂首次工业化。该技术使用了一种具有较好的重芳烃轻质化功能的催化剂,从而使其能够加工含有一定量C10A和C9A的原料。据称,C9原料中允许C10A的质量分数最高可达25%以上,反应混合原料中C9A的质量分数可达到40%以上,但至今尚未有工业化数据报道。典型的操作条件为:反应温度385-500℃,反应压力2.1-2.8MPa,芳烃质量空速2.5-3.6h-1,氢烃摩尔比不大于3,总转化率为45%-50%。
1.2.4 其它工艺技术
Arco-IFP公司的二甲苯增产法(Xylene-Plus)于1968年实现工业化,使用稀土Y型沸石,活性和选择性低,分别为28%-30%和92.5%;由于使用移动床反应器,催化剂需连续再生,能耗大。可以用甲苯和C9A为原料。原料中允许的C¬9A含量较低,迄今世界上已工业化的装置仅有4套。
Cosden公司的T2BX法于1985年实现工业化,操作压力较高(4.1MPa),转化率为44%,采用丝光沸石作催化剂,可用甲苯和C9A芳烃作反应原料。近年来未见新的报道。
2 甲苯择形歧化制高浓度对二甲苯的技术
2.1 概述
择形催化可有效地抑制副反应,大大提高目的产物的选择性,使分离工艺过程简化,能耗及投资大幅度减小,因此可有效地提高装置的经济效益。但甲苯择形歧化反应只能用于纯甲苯原料。
甲苯择形歧化反应要得到高的对位选择性,适宜的分子筛孔径大小以及外表面钝化至关重要。分子筛晶体的外表面钝化旨在使快速扩散出分子筛孔道的对二甲苯,在分子筛外表面不再发生异构化反应,又可生成热力学平衡的混二甲苯。
到目前为止,有关ZSM-5分子筛用于甲苯选择性歧化方面的专利报道多来自Mobil公司,少量涉及到与ZSM-5分子筛有类似孔道结构的ZSM-11分子筛。
2.2 国外开发的技术
2.2.1 MSTDP及PXMAX甲苯择形歧化技术
最先实现工业化的甲苯择形歧化技术是Mobil公司1988年推出的采用原位改性技术的MSTDP工艺。MSTDP装置在意大利Gela城的EniChem炼油厂成功运行。其工业化的技术指标为:甲苯转化率25%-30%,对位选择性85%-90%,反应产物中苯与二甲苯的摩尔比为1.44。
1996年该公司又推出了采用异位改性的PX-MAX技术,对二甲苯的选择性可达90%以上,甲苯转化率在30%左右。与MSTDP技术相比,采用PXMAX技术反应产物中苯与二甲苯的摩尔比有所降低,从而能获得更多的对二甲苯。
2.2.2 PX-PLUS甲苯择形歧化技术
UOP公司于1997年推出了据称性能优于MSTDP工艺的PX-PLUS工艺。其主要指标为:甲苯转化率30%,对位选择性90%,反应产物中苯与二甲苯的摩尔比为1.37,对二甲苯收率大约为41%(以转化的甲苯计)。1998年第一套装置实现工业化。
UOP公司认为该技术与以分子筛吸附分离生严对二甲苯的芳烃联合装置相组合,具有良好的互补作用。使用PX-PLUS技术生产的高浓度对二甲苯的混二甲苯经简单结晶分离后,就可获得高纯度的对二甲苯产品,残液中的对二甲苯质量分数仍在40%以上,远高于通常的混二甲苯中对二甲苯的含量,可以直接进入吸附分离单元。
2.3 国内开发的技术
国内在该领域的研究起步于20世纪90年代初,石油化工科学研究院(RIPP)在1999年完成了1L催化剂的工业侧线试验。主要的研究结果为:甲苯转化率大于30%,对位选择性大于90%,但苯与二甲苯的摩尔比较高,为1.6左右。
SRIPT于1997年进行了高对二甲苯收率的甲苯选择性歧化催化剂的研究,目前取得了较好的研究结果。实验室研究结果表明,甲苯转化率以及对位选择性分别为30%和90%,反应产物中苯与二甲苯的摩尔比达到1.4。目前已完成该催化剂的扩大试验,正在准备工业侧线试验。
3 重芳烃脱烷基工艺技术
随着炼油能力的增加,连续重整等芳烃生产装置规模及数量也随之增加,加速了重芳烃脱烷基工艺的开发。由C9A及其以上芳烃经加氢脱烷基生成混二甲苯,能有效地降低装置规模,充分利用所有的重芳烃资源。国外该领域已报道的技术有UOP公司的Toray TAC9工艺、ZEOLYST公司的ATA技术及GTC公司的GT-TransAlk技术等。
3.1 Toray TAC9重芳烃生产混二甲苯的技术
Toray TAC9工艺是用于选择性转化C9-C10芳烃生成混二甲苯的技术。由于C10A也完全用于生产混二甲苯,该技术能够从重芳烃中获得额外的混二甲苯产品。与Tatoray技术一样,TorayTAC9工艺也是使用临氢固定床反应技术,氢气的存在是为了防止结焦,主要的氢气消耗来自手芳烃的脱烷基反应以及非芳烃的裂解反应。为了确保较高的混二甲苯收率,反应生成的苯和甲苯经脱庚烷塔分离后返回到反应器进料中。
该技术的混二甲苯收率受到3方面的影响:总的甲基与苯基的比例、C9A和C10A异构体的分布、进料中C9/C10A的值。对于纯C9A进料,混二甲苯的收率在75%左右,其轻馏分的收率为21%左右。随着进料中C10A含量的增加,混二甲苯的收率下降。
该技术于1996年首次工业应用,催化剂具有良好的稳定性,第一运转周期在两年以上,至1998年,已有两套装置使用该技术,装置规模达到850kt/a。
3.2 ZEOLYST/SK重芳烃脱烷基及烷基转移技术
该技术由ZEOLYST公司与韩国SK公司合作研发并工业化,该技术于1999年首次在SK公司芳烃联合装置上工业应用。
使用贵金属的ATA-11催化剂具有良好的稳定性,第一次运转时间在3年以上,且具有良好的加氢脱烷基功能,生成的C8A中乙苯的质量分数很低(约2%左右),是良好的异构化原料。但由于裂解功能太强,芳环的损失大,强烈放热使反应床层温升过高,要求物料与催化剂的接触时间不能长,需在高空速条件下运转。过高氢耗及放热,造成了进料加热炉以及下游汽提塔等操作困难,因此使用该技术之前必须对现装置进行改造。该技术适用于C9+A加氢脱烷基反应。
3.3 GT-TransAlk重芳烃脱烷基及烷基转移技术
美国GTC公司的GT-TransAlk技术是用于处理C9A/C10A的重芳烃轻质化技术。该技术的特点是原料中不含甲苯,并与甲苯甲基化及结晶分离技术组成一个成套的芳烃技术。
4 未来增产二甲苯工艺技术的发展趋向
由于对二甲苯市场前景良好,未来若干年,相关企业都以现有装置的改造扩能为主要追求目标,有些企业也有新建装置的需求。使得其新技术的研究及现有技术的改进不断提高,成为石油化工领域的研发重点。
4.1 传统的甲苯歧化与烷基转移技术
对于现有的甲苯歧化与烷基转移装置,未来发展的方向主要是提高目的产物的选择性、有效地降低装置的物耗、进一步提高空速和降低氢烃比的新型催化剂的研发,以满足装置不断扩能的要求。
为提高混二甲苯收率,通过选用合适的大孔催化材料以及表面酸性的调变,适当加强烷基转移反应,抑制甲苯歧化反应,从而增加混二甲苯的产量、减少苯的生成量,达到增产对二甲苯的目的。目前SRIPT已开发成功的非丝光沸石型MXT-01催化剂已经完成了工业侧线试验。结果表明,在WHSV为2.5h-1、反应温度低于400℃时,催化剂的总转化率不低于46%,选择性不低于89%,苯与二甲苯的摩尔比在3.5以上,产物中混二甲苯的选择性达到73%。
随着芳烃联合装置的大型化,重芳烃的量已非常可观,如何充分利用重芳烃在很大程度上影响到整个联合装置的经济效益。目前在工业装置操作中,为防止较重的C11及其以上烃组分带入反应器进料中,不得不使部分C10A随C11A及其以上烃排放出界外,造成了重芳烃资源的损失。因此,开发出一种能处理更多C10A,甚至所有重芳烃的催化剂及其技术将是未来重芳烃利用的研发重点。
直接加工不经芳烃抽提的高非芳烃含量的甲苯原料,也是未来发展的趋向之一。该技术能有效地降低抽提单元的负荷,达到扩能和降低能耗的目的。但整个装置的苯产品中的非芳烃含量有所增加。因此,确保苯质量合格、适宜于加工高非芳烃含量的甲苯原料的催化剂的研发也是至关重要的。
4.2 甲苯择形歧化及甲基化制对二甲苯技术
4.2.1 甲苯择形歧化技术
进一步提高对位选择性以及对二甲苯的收率仍是该技术今后的研究重点。越来越高的对位选择性将大幅度地降低分离能耗,有效地降低对二甲苯的生产成本。
4.2.2 甲苯择形歧化与苯/C9A烷基转移组合工艺
尽管甲苯选择性歧化反应可以生成高对二甲苯含量的混二甲苯,但该技术只能使用纯甲苯。对于芳烃联合装置,大量廉价的C9及其以上的芳烃资源无法充分利用。为此,SRIPT提出了芳烃联合装置中甲苯选择性歧化技术与苯/C9A烷基转移技术相结合的组合工艺。
SRIPT于2003年3月完成了苯和C9A烷基转移技术的研发。实验室研究结果表明,在反应原料苯与C9A质量比为60/40、质量空速1.5h-1的条件下,苯和C9A的总转化率在50%以上,生成的甲苯和混二甲苯选择性在90%以上。
该组合工艺中,甲苯择形歧化生成的苯可作为苯/C9A烷基转移单元的原料,而苯/C9A烷基转移单元生成的甲苯则作为前者的原料,既充分应用了甲苯选择性歧化技术,又利用了C9A,最大程度地生产高对二甲苯含量的混二甲苯。
近年来由于对结晶机理的充分研究,使得冷冻结晶分离技术得到了长足的进步,其经济指标日益增强。结合组合工艺生产的高对二甲苯含量的混二甲苯,使用结晶分离技术将大幅度降低分离成本,已经具备了与分子筛吸附分离技术相抗衡的竞争力。对二甲苯生产技术中结晶分离技术的应用将具有良好的市场前景。
4.2.3 甲苯甲醇甲基化制高浓度对二甲苯技术
甲苯甲醇烷基化合成对二甲苯是增产对二甲苯的一条新的工艺路线,为甲苯转化和廉价甲醇利用提供了新的途径。20世纪70年代以来,国内外相继开展以Y分子筛和ZSM-5分子筛催化剂为基础的甲苯选择性烷基化合成研究,特别是对ZSM-5分子筛硅铝比、晶粒大小、Pt,Mg,Sb/碱(土)金属改性及P,Si,B等元素改性和水蒸气处理等对催化剂结构、酸性与催化性能之间的关联进行了大量研究。以Mobil公司采用分子筛硅铝摩尔比为450、970℃蒸汽处理45min的P/HZSM-5催化剂为例,在反应温度600℃、反应压力0.28MPa、WHSV4h-1、n(甲苯)/n(甲醇)/n(水)/n(氢)=2/1/6/6的工艺条件下进行甲基化反应,甲醇转化率为97.8%,甲苯转化率为28.4%,PX选择性为96.8%。反应中不生成苯,副产物很少,主要是C5以下烃类,其质量分数不到1%。
该工艺目前尚未有工业化报道,其关键在于稳定性好、寿命长的工业催化剂研究开发及技术经济性是否具有优势两大问题。最近印度石油化工公司(IPCC)和GTC公司联合报道了所开发的GT-To-lAlkSM甲苯甲醇烷基化工艺技术的新进展,并对200kt/aPX生产装置的技术经济性进行了评价。甲苯烷基化采用固定床反应器和专有的高硅沸石催化剂,在反应温度400-450℃、反应压力0.1-0.5MPa、甲苯与甲醇质量比为1.35/1条件下,PX选择性达到85%以上,催化剂操作周期6-12月,该技术的主要特点:可把所有的重整甲苯直接送至甲苯烷基化单元,与低成本的甲醇共同作为原料生产高浓度PX的芳烃,二甲苯馏分可通过低成本的简单结晶单元,有效回收PX,得到高纯度PX,结晶分离单元建设投资比传统吸附分离单元低得多。此外,副产物苯可忽略不计。每生产1tPX只需耗用1t甲苯(而甲苯选择性歧化工艺中,生产1t PX需耗约2.5t甲苯,副产苯多,B与PX质量比为1.36-1.60)。经200kt/aPX装置技术经济评价,使用原料甲苯2.34Mt/a、甲醇1.73Mt/a,可获得PX浓缩物2.33Mt/a;甲苯与甲醇的价格分别以260美元/t、110美元/t计,年净利润约1900万美元,总投资成本7000万美元左右。
此项技术如与其它芳烃处理装置组合,即由GA-TolAlk甲苯甲醇甲基化技术、GT-TransAlk重方烃烷基转移技术、GT-IsomPX异构化技术和CrystPX结晶技术4套单元加蒸馏单元构成的现代PX生产联合装置,将显示出更大的优越性与灵活性。对于400kt/a PX装置的PX回收方法,与单用传统(吸附分离)混合二甲苯进料装置相比,现代组合的PX回收的投资费用可节省10%,每吨PX的现金成本可减少2.6%,石脑油原料需要量可降低53.8%左右。
目前由于受甲醇价格、过多的废水生成以及维持长周期运转等因素的影响,该技术的工业化前景有待进一步考察。但随着天然气化工的发展以及催化剂技术的进步,该技术具有良好的应用前景。
4.3 工程化研究
随着芳烃联合装置催化技术的发展,装置的规模日益扩大,产品的生产成本要求越来越低,在工艺及分离两个方面都要求进一步开展工程化技术研究。在反应工艺方面,主要的核心是反应器的研究,大型换热设备及装置热联合研究等课题。随着装置的大型化,选择合适的反应器类型以及如何确保气流均匀分布是反应器研究的主要内容。SRIPT在轴向固定床气流均匀分布方面做了深入的研究,并可用于工业设计。大型换热器换热效率的高低在很大程度上决定了整个装置能耗的高低。法国PAKINNOX公司的板式换热器代表着目前的最先进水平,SRIPT在年处理量分别为870kt和1Mt的甲苯歧化装置上已使用了该换热器,预期将大大降低反应器加热炉的负荷。
在产品分离方面,主要集中在结晶分离技术上,Niro/TNO冷冻结晶分离提纯技术代表着该领域的先进水平。该技术是Bremen大学于1993年分别与Niro Process Technology和TNO Institute ofEnviromental Sciences,Energy Technology and Pro-Cess Innovation合作开发的分离提纯技术。与传统冷冻结晶分离提纯技术基于层状冷冻结晶过程不同,Niro/TNO冷冻结晶分离提纯技术基于悬浮态冷冻结晶过程,整体能源消耗降低至传统冷冻结晶过程的10%左右。
目前国内该领域的研究,尚未见有关报道。
5 具有前瞻性的对二甲苯合成新技术的研发
在新的工艺路线方面,Exxon-Mobil公司最近报道了蒸汽裂解副产裂解气中含C4+二烯烃(如环戊二烯、丁二烯、戊二烯、己二烯和甲基环戊二烯等)与C1-C3含氧化合物(如甲醇、二甲醚、乙醇、二乙醚或甲醇与二甲醚混合物等)选择性转化成对二甲苯、乙烯和丙烯的新工艺。催化剂为含有质量分数4.5%P的ZSM-5分子筛(SiO2与Al2O3摩尔比为450),固定床反应器,反应温度430℃,反应压力0.1-MPa,质量空速0.5h-1,原料m(双戊二烯)/m(甲苯)/m(甲醇)/m(水)为1.25/1.25/22.5/75,环戊二烯与甲醇反应,高选择性地转化为对二甲苯,甲醇同样可高选择性地转化为乙烯、丙烯和对二甲苯,双环戊二烯转化率为100%,甲苯转化率为10%,甲醇转化率为20%。产物质量组成为:对二甲苯30%,乙烯25%,丙烯22%,其余为C4+烯烃和除对二甲苯以外的C8+/芳烃。
Exxon-Mobil公司又报道了合成气与甲苯催化甲基化合成对三甲苯的新工艺。采用Cr-Zn-Mg-O负载MgO/HZSM-5组成的催化剂,在原料n(H2)/n(CO)/n(甲苯)=2/1/0.25、反应温度460℃、反应压力0.17MPa、质量空速1.5h-1的条件下,甲苯转化率为26.0%,二甲苯选择性为84.2%,其中对二甲苯选择性为74.5%,催化剂稳定性良好,预计寿命可达4100h。添加金属氧化物的作用是抑制沸石外表面酸中心的形成,降低沸石的狭窄孔道中邻位与间位二甲苯的生成,即降低甲苯在非对位上的烷基化,抑制对二甲苯异构化,从而提高对二甲苯的选择性。
UOP公司最近也报道了以喷雾浸渍法制备的硫酸氧锆为催化剂,液相法非临氢的甲苯歧化与C9A烷基转移的改进工艺。当甲苯原料中含有质量分数30%的1,2,4-三甲苯时,在反应温度160℃、反应压力900kPa、液态空速2.0h-1条件下进行反应,反应160min时,二甲苯收率最高。此时反应产物在线分析结果表明,二甲苯质量分数为17%,三甲苯质量分数为20%。失活的催化剂可以再生。
上述利用副产重烯烃和合成气与甲苯、甲醇选择性转化合成对二甲苯的新工艺研究开发是值得关注的研究动向。
6 结语
由于受下游产品市场的影响,对二甲苯市场将呈现供方市场状态。新建或现有装置扩能将成必然趋势。受石脑油总量的限制,立足现有规模,使用新技术增加混二甲苯,从而增产对二甲苯产量是目前主要的技术手段。使用高乙苯转化率的异构化催化剂、设法提高吸附分离进料中对二甲苯的浓度,是芳烃联合装置扩能的主要途径。甲苯选择性歧化生产对二甲苯是新的技术路线。甲苯择形歧化与苯/C9A烷基转移组合工艺将会有效地降低对二甲苯生产成本,可以大幅度地增产对二甲苯,期待早日实现工业化。重芳烃的利用也将是未来重点研究的技术,力争近期内有新的突破。
健康危害:对皮肤、粘膜有刺激性,对中枢神经系统有麻醉作用。
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
急性中毒:短时间内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊。重症者可有躁动、抽搐、昏迷。
慢性中毒:长期接触可能发生神经衰弱综合症、肝肿大,女性月经异常、皮肤干燥、龟裂、皮肤炎等。
甲苯本身对人体只有轻微损害,但少量就能导致死亡。工业甲苯中经常掺有少量苯。甲苯与苯这两种结构十分类似的化合物在毒性上却有极大的差异。与苯的氧化反应不同,甲苯的氧化反应基本都并不在苯环上,而在甲基上发生。因此,苯氧化后常产生的具有强致癌性的环氧化物,在甲苯的氧化物中极少出现。
扩展资料
1、历史
1844年甲苯由法国科学家Henri Etienne Sainte-Claire Deville通过对吐鲁香胶的干馏首次制备成功,甲苯的英语名称toluene也由此而来。
1861年,德国化学家约瑟夫·威尔布兰特用甲苯作原料,首次合成了不纯的TNT。
1880年,高纯度TNT也由甲苯制备成功。
1891年,德国开发了以甲苯为基础原料的TNT工业制备法,这种方法经过不断改进后至今仍被使用。
2、物理性质
甲苯是最简单,最重要的芳烃化合物之一。在空气中,甲苯只能不完全燃烧,火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃,沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味(与苯的气味类似),在常温常压下是一种无色透明,清澈如水的液体,对光有很强的折射作用(折射率:1,4961)。
甲苯几乎不溶于水(0,52 g/l),但可以和二硫化碳,酒精,乙醚以任意比例混溶,在氯仿,丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为0,6 mPa s,也就是说它的粘稠性弱于水。甲苯的热值为40.940 kJ/kg,闪点为4 ℃,燃点为535 ℃。
参考资料来源:百度百科-甲苯
1、对农业产生较大负面影响。
据统计分析,上世纪90年代以来,农、林、牧、渔、水利业石油消费占石油总消费量的比重在6.67%-9%之间,而且,1998-2002年该行业石油消费年均增长5.9%,仅次于交通业和建筑业的增速。农、林、牧、渔业主要以消费柴油为主,其柴油消费占柴油消费总量的1/5左右。石油价格上涨直接影响到农用化肥、农药、塑料薄膜等农资的涨价以及灌溉、耕田、运输等农机具用油的成本。
尽管政府采取措施控制农资的涨价,延缓或小幅调高柴油价格,但化肥、农药等农资存在变相涨价的情况,特别是近两年来,由于粮食价格的普遍回升以及减免农业税、种粮直补等支农政策,农民种粮积极性大大提高,农业播种面积出现多年来少有的大幅增加的局面,因此对化肥、农药等农资以及农机具的需求大幅增加。因此,石油价格的上涨给农业带来了较大的负面影响,加重了农民生产和生活负担。
2、石油和天然气开采业景气与油价同步。
石油和天然气开采业与原油的关联最为密切,因而从油价的上涨中受益最为直接。目前,我国经济快速增长对石油需求非常旺盛,国际油价持续高位徘徊,而国内原油价格基本同国际接轨,因而对于石油和天然气开采业来说,国际原油价格上涨对企业经营能力产生积极和正面的影响,油价上涨将使石油开采类企业在生产经营过程中处于较为主动的地位,行业盈利能力及资金收益达到历史最好水平。
2004年,石油和天然气开采业利润总额高达1777.2亿元,高居各行业之首,利润总额同比增长43.9%,高出全部工业企业5.8个百分点。该行业资金收益率空前上升,2004年,资金利润率高达37.1%,成本费用利润率更是高达79.8%,产值利税率也达到了52.3%。
3、石油加工及炼焦业成本压力较大。
原油成本通常占炼油企业主营业务成本的80%以上,该行业消耗了原油消费总量的72%左右,原油价格上涨,将直接增加炼油企业的成本;而且根据目前我国石油定价机制,成品油价格涨幅滞后并小于原油价格涨幅,因此石油加工及炼焦业的利润空间应该明显缩小。该行业资金回报率均处于较低水平,2004年,资金利润率、成本费用利润率、产值利税率分别仅为6.6%、3.3%和9.4%。
但是,2004年毕竟成品油出厂价格经历了四次上调,而且我国石油行业主要由少数几家企业垄断经营,企业内部上下游之间结算价格低于市场原油价格。因此,石油加工及炼焦业利润总额保持了快速增长,2004年,该行业利润总额高达267.4亿元。当然,对于那些单纯经营炼油业务并非上下游一体化的公司而言,形势没那么乐观,在当前的国内市场上所面临的不只是原油高成本压力,而且还存在没油可炼的风险。
4、化工行业具有较强转移成本能力。
目前我国正进入重化工业化阶段,而重化工产业的发展对于原油价格的波动非常敏感。近年来,化学原料及制品制造业消耗原油占原油消费总量的8.5%左右,1996-2002年该行业原油消费年均增长8.2%,增速比同期整个制造业高出2.7个百分点。原油作为化学原料及制品制造业、化学纤维制造业等石化行业重要原材料,其价格上升将直接带来石化行业成本上升。
但是,考察数据我们发现,高油价并未给化学原料及制品制造业带来多大的冲击,这是因为化工行业的景气度同油价具有高度正相关性,近年来化工行业处于景气周期,由于化工产品需求旺盛,甚至化工产品的价格涨幅远高于原油价格的涨幅,化工行业盈利能力明显提高。2004年,化学原料及制品制造业利润总额856.3亿元,同比增长86.4%,其中,基础化学原料、合成材料、肥料以及农药制造业的利润增幅均在100%以上。当然,相当部分化工产品仍是中间产品,这就意味着以化工产品为原料的下游行业面临着高成本压力。
此外,化学纤维制造业消耗原油占原油总消费量的2.8%左右, 1996-2002年该行业原油消费年均增长4.4%,增速略低于同期整个制造业。化学纤维制造业比较接近产业链末端,受原油价格波动的影响较为显著,原油价格的上涨在一定程度上压缩了该行业的利润空间。2004年,化学纤维制造业利润总额63亿元,同比仅增长16.1%,远低于全部工业企业利润的平均增速。
5、交通运输业受到的冲击最大。
交通运输业是耗油大户,其石油消费量仅次于工业,而且交通运输业石油消费占石油消费总量的比重在稳步上升,这一比重由1980年的10.4%上升至1990年的14.7%、2000年的24.6%,近年来保持在25%左右。其中,交通运输业汽油、柴油消费占汽、柴油总消费量的40%和38%左右。90年代以来,交通运输业石油消费明显快于其他行业,1991-2002年石油消费年均增长10.5%,大大超出整个石油消费总量年均4.7%的增速。石油是交通运输业最主要的原料,油价的大幅上涨,导致交通运输业单位运输成本大幅增加,严重影响了企业的经营效益。面对高油价,航空、航运、公路运输等领域的企业日子比较难过。
从我国民航的成本构成来看,航空油料消耗占总成本的比重在20%左右,是民航运输成本中最大的一块。航油的涨价明显加大民航运输成本,而目前各航空公司竞争异常激烈,机票竞相打折,上升的成本难以转嫁出去。根据国际航空运输协会(IATA)的预计,由于原油价格一直居高不下,全球航空业在2005年将损失550亿美元。
油价上涨对公路运输业的影响较为明显。目前,我国运输汽车总量已超过1000万辆,因长途货运、客运对汽油、柴油依赖性较大,石油价格连续多次上调明显加大了运输公司的营运成本。同时,目前我国物流业发展缓慢,运营车辆空载率较高,地区分割导致路桥等各种收费过高。因此尽管运费有所上升,但仍面临较大的油价上涨压力。对于公共交通而言,由于公交票价执行的是政府指令性价格,所以汽油、柴油的涨价不会很快反应到公交票价上面,自行消化一部分运营成本再所难免,油价的上升使原本已比较困难的城市公交企业负担进一步加重。
出租行业损失巨大。目前,我国成品油价格是由政府确定指导价格,而出租车的价格也是由政府确定的。2004年以来,成品油价格已经连续6次上调,而出租车并未提价,同时由于出租车普遍实行单车承包制,这样一来,涨价所增加的成本开支,完全落在了司机身上。目前出租司机的收入已经摊薄,每次汽油提价都会增加他们的开支。不过,部分城市出台了出租补贴政策,可在一定程度上缓解油价上涨的损失,但大部分情况下,补贴由出租公司来负担。
油价上涨对于海运行业的影响相对来说要小一些。由于国际干散货运价指数和我国沿海干散货运价指数在高位徘徊,给航运创造了良好的盈利空间。目前国际干散货运价指数在4600点左右,由于货源充足、需求旺盛,2005年货运价格快速下降的可能性不大。因此,油价虽然有所上涨,但海运企业受影响比较小。
6、高油价冲击汽车产业发展格局。
汽车制造业本身石油需求量并不大,但是,使用汽车将大量消耗石油。目前,我国正处于人均GDP1000-3000美元的经济发展阶段,汽车消费将呈现出快速上升的趋势。2003年,中国汽车消耗汽柴油量大约7600万吨,相当于全年成品油消费量的28%。随着汽车大量进入家庭,石油供需矛盾将更加突出,沿用高油耗模式将造成我国石油供应难以为继,我国必须推广使用节油型汽车。同时,高油价必然影响消费者的购车选择,进而对汽车制造业产生较大影响,节油型汽车将成为未来汽车市场上的新宠。
7、对生活消费带来一定负面影响。
从石油平衡表来看,生活消费石油占石油消费总量的比重仅为6%左右,而且生活消费主要以液化石油气为主,2002年,生活消费中液化石油气占79.1%,汽油、柴油、煤油分别占11.1%、5.7%和4.1%。近年来我国液化石油气并未紧跟大幅上涨的原油价格上调,汽油、柴油价格的涨幅也明显小于原油,因此总的来看,国际油价上涨对生活消费的直接影响并不太大。但是,必须注意的是,随着住宅、轿车以及高档家电等为主的消费结构升级,生活消费石油的增长速度非常快。1998-2002年,生活消费石油年均增长9.5%,增速仅次于交通运输业。
特别是能源消耗巨大的耐用消费品----汽车,近几年加速进入城市居民家庭。调查资料显示,1995年以前,我国城镇居民平均每百户家庭拥有汽车还不到1辆,1999年仅为0.34辆,到2004年已达到2.2辆。一些大城市的汽车销售量以年均30%以上速度递增,其速度不亚于一些家用电器的普及速度。目前,全国家用轿车保有量已达到780万辆,按照年均行使1.5万公里,百公里平均耗油9升估算,一年就要烧掉上千万吨汽油。因此,未来石油与生活消费的关系越来越密切,对居民生活的影响越来越大。
机械制造业受到的影响和冲击会比较大。“我市这类企业往往都拥有自己的运输车辆,而且在生产过程中大多使用油做热处理燃料。这两部分成本叠加增长,无论从近期还是长远来看,对企业的利润影响都应该是比较明显的。”
除了运输成本,其实影响更大的是油价上涨带来的企业生产原料成本上升。高先生说,凡是原材料与石油行业相关的,都会受到较大影响。比如,自己公司用到的原料有甲苯,这是从原油中提炼出来的,不止是甲苯,还有二甲苯,以及芳香烃类,像这些通过原油提炼出来、用于生产制造业的产品很多,所以,只要原油一涨价,这些贝形机原料就会跟着涨价。本来,行业内预测春节后甲苯的出厂价会下降,但是,油价上涨后,不但没下降,现在反而企稳了,而且还有上涨态势。
不止是化工类生产企业,只要用到石油提炼产品的,都会有影响。像纺织服装类企业,一般人觉得可能跟石油扯不上什么关系,实际上,化纤类面料全部由石油提炼,另外,纺织染整中也要用到石油类相关产品,包括助剂,而且在生产成本中占有很大比重。油价上涨,影响的真的是衣食住行的每一个方面。