芳烃系产品生产

为C8混合芳烃），其组成视芳烃来源而异。不论何种来源的C8芳烃，其中以间二甲苯含量最多，通常是对二甲苯和邻二甲苯的总和，而有机合成迫切需要的对二甲苯含量却不多。为了增加对二甲苯的产量，最有效的方法是通过异构化反应，将间二甲苯及其它C8芳烃转化为对二甲苯。

异构化的实质是把对二甲苯含量低于平衡组成的C8芳烃，通过异构后使其接近反应温度及反应压力下的热力学平衡组成。平衡组成与温度有关，不论在哪个温度下，其中对二甲苯含量并不高。因此。在生产中，C8芳烃异构化工艺必须与二甲苯分离工艺联合生产，才能最大限度地生产对二甲苯。也就是说，先分离出对二甲苯（或对二甲苯和邻二甲苯），然后将余下的C8芳烃非平衡物料，通过异构化方法转化为对、间、邻二甲苯平衡混合物，再进行分离和异构。如此循环，直至C8芳烃全部转化为对二甲苯。

主反应：

（1）混合二甲苯可发生以下反应。

CH3 CH3

CH3

—CH3 CH3 CH3

—CH3

CH3

（2）乙苯也能转化为二甲苯，反应历程为

副反应：

（1）二甲苯、乙苯加氢烷基化，生成甲烷、乙烷、苯、甲苯等； （2）二甲苯加氢开环裂解，最终生成低级烷烃；

（3）二甲苯、乙苯发生歧化，生成苯、甲苯、三甲苯、二乙苯等。

可见，异构化产物是对位、间位、邻位三种二甲苯异构体混合物，还有少量的苯、甲苯及C9以上芳烃、C8非芳烃、C1～C4烷烃等。

2．操作条件

（1）原料组成 水、甲醇、CO2等氧化物及碱性有机氮化物是催化剂酸性活性中心的毒物，砷、铝和其它重金属则是金属活性中心的毒物。由于原料来自重整、抽提、加氢裂解汽油等装置，若无二次污染，这些杂质的含量是可以达到要求的。

（2）温度 温度降低，对二甲苯平衡浓度高，但此时反应速度较慢，特别对于双功能的贵重金属催化剂来说，当温度低于某值，产品则以加氢产物为主，二甲苯收率降低。因此，温度选择要权衡各方面，如催化剂性能等的影响。一般选取反应器的进口温度为400～450℃。

（3）压力 压力对乙苯异构化有明显影响。乙苯是经过加氢过程异构化为二甲苯的，而加氢反应是放热反应。所以，提高压力可提高氢分压，降低温度有利于乙苯异构为二甲苯。氢分压太低，易使催化剂表面积炭、失活，一般反应压力为1.37～2.30MPa。

（4）空速 若催化剂活性高，则允许空速高；催化剂活性低，空速必须降低。随着空速提高，反应产物中的对二甲苯浓度和乙苯转化率将下降。一般空速为3.1h-1

（5）氢油比 氢气不仅参加加氢反应，还可防止催化剂表面积炭。氢油比一般为6：1（分子比），氢气浓度必须保持在80%以上，在生产过程中还应不断补加新鲜氢气。

3．工艺流程

C8芳烃异构化装置大多采用具有裂化异构化和加氢脱氢双功能的催化剂，并在氢压下进行异构化反应。其工艺流程如图4－13所示。

图 4—13 C8芳烃异构化工艺流程 1－进料加热炉；2－反应器；3－冷凝器；4－循环氢气压缩机； 5－产品分离器；6—白土塔；7—脱庚烷塔；8－分离器

来自二甲苯分离装置的C8芳烃（已脱去大部分对二甲苯）与由重整装置或歧化装置来的补充氢气、循环氢混合，经换热后全部气化，然后进入进料加热炉(1)。物料加热到反应

温度后进入异构化反应器(2)，反应器为绝热式固定床。原料在催化剂作用下发生异构化，反应产物从反应器底部流出，与进料换热后进入空冷器(3)冷凝冷却到40℃。再进入产品分离器(5)进行气液分离。气相部分为富氢，从产品分离器顶部流出，大部分经循环压缩机(4)返回反应器,少部分适当处理后作为燃料。产品分离器底部的液相物料经换热后进入脱庚烷塔(7)。

脱庚烷塔主要作用是脱除C7以下轻组分，轻组分从塔顶蒸出后一部分作回流，另一部分进入重整装置脱戊烷塔，不凝性气体则作为燃料。脱庚烷塔底物料是除去轻组分后的C8芳烃。为防止反应生成的微量烯烃带入分离装置，C8芳烃进入白土塔(6)除去烯烃。最后，用精馏方法除去C9以上芳烃，将所得混合二甲苯送二甲苯分离装置分离。

三、 混合二甲苯的分离 1．生产原理

C8芳烃中各组分的主要物理性质如表4－2所示。

表 4-2 C8芳烃的沸点与熔点

沸点，℃ 熔点，℃ 乙苯 136.186 -94.975 对二甲苯 138.351 13.263 间二甲苯 139.104 -47.872 邻二甲苯 144.411 -25.173 其中对二甲苯与间二甲苯之间的沸点差仅为0.572℃，难于用一般精馏法予以分离。用于分离二甲苯的方法主要有深冷分步结晶分离法和模拟移动床吸附分离法。

由表4－2可见，虽然各种C8芳烃的沸点相近，但它们的熔点相差较大，其中以对二甲苯的熔点为最高。因此，将C8芳烃逐步冷凝，首先对二甲苯被结晶出来，然后滤除液态的邻二甲苯、间二甲苯和乙苯，则得晶体对二甲苯。

所谓吸附分离法就是利用某种固体吸附剂，有选择地吸附混合物中某一组分，随后使之从吸附剂上解吸出来，从而达到分离的目的。吸附分离C8混合芳烃是采用液相操作。其原理是选择分于筛作为吸附剂，它对于对二甲苯吸附能力较强，而对其它的二甲苯异构体吸附能力较弱，从而使对二甲苯可以从混合二甲苯中被分子筛吸附；然后用一种液体脱附剂冲洗，使对二甲苯从分子筛吸附剂上脱附；最后用精馏的方法分离对二甲苯和脱附剂，从而达到分离对二甲苯与其它异构体的目的。

2、吸附分离法工艺流程

原料C8混合芳烃加热到177℃，经旋转阀（3）进入吸附塔（2）吸附分离后，抽提液

从吸附塔流出经旋转阀送到抽提液塔（6）。抽提塔顶馏分为粗对二甲苯，送至成品塔（7），塔底采出液为解吸剂。抽余液从吸附塔流出经旋转阀送至抽余液塔（4），塔底分出的解吸剂与抽提塔底解吸液汇合，大部分进入解吸剂槽（5）后经旋转阀再进入吸附塔，少部分（约1%）则送解吸剂再精馏塔（8）。从解吸剂再精馏塔顶来出的纯解吸剂，经抽余液塔去解吸

图4—14 模拟移动床吸附分离工艺流程示意图 1—吸附塔A；2—吸附塔B；3—旋转阀；4—抽余液塔； 5—解吸剂槽，6—抽提液塔；7—成品塔；8—解吸剂再精馏塔 剂槽，塔底为解吸剂中的高沸点重组分物质。从抽余液塔侧线采出的含对二甲苯很少的混合二甲苯，送至异构化装置作为异构化原料。成品塔顶馏出物为主要含甲苯的轻馏分，送芳烃抽提装置回收利用，塔底产品是精制的对二甲苯。