国内外苯和甲苯生产技术发展概况.doc

苯和甲苯都是重要的有机化工原料。以苯为原料可合成250种以上的有机化学品，但主要衍生物为乙苯、异丙苯、环己烷和硝基苯。2005年全球苯消费总量为4100万t，其中上述4种衍生物分别占53%，18%，13%和7%，占总消费构成的91%。甲苯可用于汽油掺和组份、溶剂及通过歧化和烷基转移制苯和二甲苯，并可合成多种有机化学品。
据统计，2006年全球苯总生产能力为4464.94万t，其中北美962.1万t，占21.5%，南美118.2万t，占2.6%，西欧932.8万t，占20.9%，东欧544.3万t，占12.2%，中东/非洲262.2万t，占5.9%，亚太地区1645.3万t，占36.9%。2004年全球苯消费量为3700万t，预计2010年增至4610万t，年均增长率3.7%。相应生产能力，2004年4320万t，2010年达到5010万t，增加690万t，年均增长率2.5%。2004年全球甲苯消费量1660万t，预计2010年增至1910万t，增加260万t，年均增长率2.4%。相应的生产能力，2004年2470万t，2010年达到2680万t，增加约200万t，年均增长率1.3%。
1生产技术及进展
苯的生产方法有多种，其中来自催化重整和裂解汽油的苯各占世界苯总产量的38%，甲苯歧化占13%，甲苯加氢脱烷基化占6%，另外还有5%来自焦化工艺。甲苯的主要来源是催化重整和裂解汽油，其中催化重整占世界甲苯产量的71%，甲苯在催化重整产物中的含量大约为9.5%-27%。大部分重整产物中的甲苯并不抽提，而是留在调和汽油中。裂解汽油中的甲苯占世界甲苯供应量的24%。当裂解石脑油和柴油时，通常每100t乙烯可产生10-15t甲苯。煤焦油和焦炉轻油生产的甲苯约占世界甲苯供应量的1%。
由于芳烃和非芳烃可能因沸点相近形成共沸液，因而有必要利用抽提技术回收BTX(苯、甲苯、二甲苯)产品。已工业化的芳烃抽提工艺有Salfo-lane工艺、Tetra工艺等，所用溶剂有环丁砜、甘醇、N-甲基吡咯烷酮等。目前应用最广泛的是以环丁砜为溶剂的Salfolane工艺。UOP称其最新的Salfolane工艺采用萃取蒸馏和液液抽提相结合的工艺，可采用更广泛的物料，可同时回收C6-C9芳烃。UOP最近还开发了Carom芳烃抽提工艺，采用的溶剂是在四乙二醇醚中加入一种称为Carom的溶剂，采用此工艺改造现有Salfolane和Tetra工艺可使生产能力分别提高40%和50%，且能耗有较大下降。GTC公司也开发了一种采用高选择性和高处理能力复合溶剂的芳烃抽提工艺，可应用于全馏分重整油的芳烃回收，而不需要预分离。韩国LG-Caltex石油公司已采用该工艺建成了世界最大单系列芳烃抽提装置，以重整油为原料每年可生产苯232万t，甲苯554万t，苯和甲苯回收率均在99.9%以上，纯度均在99.99%以上。
德国Uhde公司开发的专用Morphylane抽提蒸馏工艺是长期来回收芳烃的一种有效而经济的方法，其产品纯度为99.999%，收率超过99.9%。一般工艺采用两只塔：一只萃取蒸馏塔解吸非芳烃并将芳烃吸收到溶剂中，一只汽提塔用于分离溶剂和芳烃，来自汽提塔底用过的溶剂循环到抽提蒸馏塔。1972年以来，世界范围已设计和建造了50多套两塔抽提蒸馏装置，为了进一步降低操作和投资费用，近年来Uhde开发了一塔抽提蒸馏技术。该一塔工艺将抽提蒸馏塔和汽提塔合并成一只塔，采用外部的再沸器加热塔底物流，还将两台冷凝器合并成一台冷凝器，一内置的竖式壁将塔体分成几个室，整只塔包括5个互连的蒸馏工序，即从非芳烃中移除痕量溶剂的溶剂回收、精馏、汽提、从芳烃中移除痕量溶剂的侧线精馏以及溶剂抽提。
这类内部连接的塔的热力学优势在于可节省20%能耗，即生产1t芳烃可节省约48MW·h或100kg蒸汽。由于塔结构的紧凑型，减少了很多泵、回流液储器以及其他设备，使投资费用节省了20%-25%。改进的UhdeMorphylane工艺于2004年10月在德国Gelsenkirchen地区ARAL芳烃股份有限公司投运的甲苯回收装置上首次实现工业应用。该装置以全流程加氢的焦炉轻油(COLO)为原料生产纯甲苯，其生产能力为3万t/a，采用N-甲酰基吗啉(NFM)作溶剂，产品纯度超过99.99%。该蒸馏塔易于操作，甚至适用于不同的进料条件和产品规格要求。
脱烷基制苯工艺有催化脱烷基和热脱烷基2种。催化脱烷基典型的操作条件是575-650℃，压力为2.5-6.0MPa。热脱烷基温度可高达760℃。两者的基本工艺流程是相似的。用富氢气体循环控制放热反应段的温度。液体产品通过除去轻组分稳定化，再用白土处理，最后精馏得到苯产品。甲苯和重组分循环回装置。
美国Arco公司和烃研究公司开发了HAD热脱烷基工艺，在低浓度下操作可得到较高