编辑：宁证期货房俊
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对二甲苯生产工艺

对二甲苯由原油炼化加工而来，其生产工艺路线为:原油→石脑油→混合二甲苯(MX) →对二甲苯(PX)。通过原油制备对二甲苯的过程称为炼化一体化路线。此外,还有以石脑油、混二甲苯、凝析油等为原材料，从中间环节制取对二甲苯的工艺路线。

2.1对二甲苯生产工艺原理

原油经过常减压蒸馏装置生成中间产品石脑油，石脑油经过催化重整装置得到重整油、或者经过乙烯裂解装置得到裂解汽油，重整油、裂解汽油再经过芳烃联合装置,采用歧化和烷基转移、Cg 芳烃异构化等石油精细化工技术，最终制得对二甲苯，具体工艺见下图。

2.1.1常减压蒸馏

常减压蒸馏是石油炼制的第一道工序,是一种物理分离过程，根据沸点差异把原油分离成石脑油、汽油、煤油、柴油、蜡油和渣油等组分。

2.1.2催化重整和乙烯裂解

催化重整是指在一定的温度、压力、催化剂和氢气存在的条件下，将石脑油分子结构重新排列，转变为富含芳烃的重整生成油，并副产氢气。乙烯裂解是指高温条件下，将液化气、石脑油、柴油等烃类大分子断裂成乙烯小分子,同时副产出其他小分子烃类( 主要是C4以下)和裂解汽油的过程。

从重整生成油和裂解汽油中直接分离得到的对二甲苯远不能满足下游需求，工业上，催化重整装置产出的重整生成油和乙烯裂解装置产出的裂解汽油，将作为原料继续投入芳烃联合装置，如图2-3,采用歧化和烷基转移、Cg芳烃异构化等石油精细化工技术来增加对二甲苯产量。

2.1.3芳烃抽提

芳烃即芳香烃，是指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。芳烃抽提是将芳烃与非芳烃进行分离的工艺过程，较常见的是液-液抽提，其原理是利用芳烃与非芳烃在溶剂中的溶解程度差异来进行分离，主要用于从重整生成油和裂解汽油中提取芳烃，如苯、甲苯以及二甲苯异构体等。

2.1.4歧化与烷基转移

芳烃的歧化反应是指两个相同芳烃分子在催化剂作用下，一个分子的侧链烷基转移到另-一个分子上,形成两个不同的芳烃分子的过程。芳烃的烷基转移反应则是两个不同的芳烃分子之间发生烷基转移，形成两个新芳烃分子的过程,如图2-4。

甲苯作为单一.原料时，主要发生歧化反应，甲苯被歧化为苯和混合二甲苯。工业中，常用甲苯和Cg+芳烃为原料，反应比较复杂，主反应有歧化反应和烷基转移反应两类，主产物为混合二甲苯和苯;副反应主要有三类，即烷基转移、歧化和加氢脱烷基反应，产物为C。-C等芳烃和少量的轻烷烃，此外还可能发生裂解与聚合等反应。

2.1.5 Cg芳烃异构化

二二甲苯有对二甲苯、邻二甲苯和间二甲苯三种异构体,三者分子式皆为CzHg，互为同分异构体。Cg 芳烃异构化,旨在通过二甲苯异构体之间的转化来最大限度地生产对二甲苯，如图2-5。

2.1.6对二甲苯吸附分离

常见的对二甲苯分离提纯方法有两种:低温结晶分离法和吸附分离法。

低温结晶分离法是利用二甲苯异构体的熔点差异实现分离，工艺技术成熟，但所需设备体积较为庞大，且受共熔点限制，对二甲苯的回收率仅达60% ~ 70% (2022 年前，传统工艺技术水平)。

吸附分离法是采用特定的分子筛吸附剂，选择性地吸附对二甲苯，再采用解吸剂将被吸附的对二甲苯脱附下来,从而实现对二甲苯与另外两种异构体(邻二甲苯、间二甲苯)的分离。

2.2对二甲苯工业化工艺技术

传统的对二甲苯工业化生产的关键是吸附分离工艺。目前，按照不同的吸附分离法工艺，有三种成熟的对二甲苯工业化工艺:美国环球油品公司UOP公司的PAREX工艺，法国石油研究院IFP旗下Axens公司的ELUXYL工艺和中国中石化的SORPX工艺。

早在上世纪70年代，中国就已开展对二甲苯生产技术的研发工作。经过40余年的研究，2011 年，中石化攻克了包括核心的吸附分离技术在内的对二甲苯全流程工艺技术难关，成功开发出包括技术设计、工程建设、高效吸附剂生产技术在内的全套芳烃生产技术一-SORPX 工艺。2019年，年产100万吨的中石化海南炼化2期芳烃项目投产，标志着具备完全自主知识产权的芳烃成套技术可成熟应用。自此，中石化成为主要的对二甲苯生产技术专利商之一,中国成为全球第三个掌握芳烃成套技术的国家。

截至2021年底，中国的对二甲苯装置共计29套，其中美国UOP公司工艺装置18套，占比62%;法国IFP公司工艺装置9套，占比31%;中石化工艺装置2套，占比7%，如图2 -6。

2.3对二甲苯实验室工艺技术

2.3.1甲苯甲醇制对二甲苯

中科院大连化物所开发出催化剂择形改性技术和分子筛型移动床催化剂成型制备技术，以甲苯为原料，以甲醇为烷基化试剂，采用分子筛催化剂和循环流化床反应工艺，生产对二甲苯。其主要特点为，可以同时产出对二甲苯、苯和烯烃，可与传统芳烃联合装置结合应用，增加对二甲苯产量。

甲苯甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃移动床万吨级工业试验装置于2018年9月试验成功，该技术开辟了对二甲苯生产新途径，在对二甲苯的生产中实现了石油化工和煤化工的结合,能同时提供聚酯生产所需的两类基本原料对二甲苯和乙烯，为今后合理规划石化聚酯产业布局，建立一体化基地或产业园区提供了技术保障，可有效降低生产运营成本，提高产品市场竞争能力。但受制于原材料甲苯的供给，甲醇甲苯制对二甲苯通常很难形成独立工厂,更多的是依赖炼油厂，对现有芳烃装置进行扩能增产，很难大规模扩大中国芳烃产能。

2.3.2煤经甲醇制对二甲苯

煤经甲醇制对二甲苯又称煤基甲醇制芳烃，是指以煤为原料，经气化制得合成气，再由合成气生成甲醇，甲醇经催化转化制得混合芳烃，混合芳烃再经芳烃联合装置最终转化为苯、对二甲苯、邻二甲苯等芳烃产品。其中最核心关键的环节是甲醇制芳烃，大约每2.42吨甲醇可制取1吨对二甲苯，此过程中甲醇转化率高达99.99%，产品中芳烃占74.47%，氢气占2.24%，燃料气占20. 93%。

2019年10月，国家发展改革委修订并发布《产业结构调整指导目录(2019 年本)》，其中将煤经甲醇制对二甲苯鼓励类第十一类石油化工类第1项高标准油品生产技术开发与应用，政策认为该细分技术行业对经济社会发展有重要促进作用。

2.3.3合成气制对二甲苯

合成气是一种以氢气和一氧化碳为主要组分的原料气。由含碳矿物质如煤、石油、天然气以及焦炉煤气、炼厂气、污泥和生物质等转化而得。合成气制对二甲苯的方式可分为三种:合成气直接制对二甲苯，合成气和苯制对二甲苯，合成气和甲苯制对二甲苯。

2.3.4烷烃转化制对二甲苯

将烷烃转化为芳烃，再通过分馏产出C。-C,组分、Cg组分和Cg+组分。C。-C,组分进行甲基化反应，Cg 组分进行二甲苯异构化反应，得到混合二甲苯，再从中分离得到对二甲苯。

目前国内尚未出现采用上述技术的工业化装置。从国内的煤层气开采利用行业、煤化工行业、金属冶炼废气利用行业的发展来看，以烷烃、合成气等为原料生产对二甲苯的工艺具有良好的应用前景。尤其是合成气一步制取对二甲苯技术，该技术如能实现工业化，将在很大程度上改变煤层气、合成气大部分用于燃烧的现状。同时相对于石油路线，该路线生产对二甲苯的成本及设备投资优势较为明显。