[转载]甲苯与甲醇烷基化制二甲苯、三甲苯

采用甲醇与甲苯烷基化新技术

                                 年产2万吨碳8碳9芳烃

项目建议书

南京玄达化工有限公司

2011-10

1.    建设项目的目的及意义

二甲苯是重要的芳烃。其中对二甲苯主要用来生产对苯二甲酸，进而生产涤纶原料对苯二甲酸乙二酯。间二甲苯用来生产间苯二甲酸，邻二甲苯生产苯酐，进而生产各种塑料增塑剂。

随着近年来精细化工的发展，三甲苯的各种异构体应用面越来越广，用偏三甲苯生产的偏苯三酸酐（偏酐）附加值高，应用范围广。均三甲苯的市场前景也有不俗的表现。因此，碳八芳烃与碳九芳烃的市场越来越受到广泛注意。

目前芳烃最主要的生产途径是石脑油重整，得到芳烃混合物，经吸附、冷冻、精馏等过程，副产再经过异构化、歧化等工艺组合。获得符合质量要求的上述产品。也就是说全部依靠石油的延伸加工。

由于石油是不可再生资源，可持续发展的战略经济思想给我们提出了如何最大限度地利用可再生资源、或从新的原料路线来获得所需产品。

以甲醇为烷基化的原料，在苯环上接上甲基来获得较重的芳烃就是一条很好的路子。现在市场上苯与甲苯的来源较广，相对碳8碳9芳烃要低1000-1500元/吨。苯与甲苯不仅从石油，也可从煤炭的深加工中获得。另一方面，因为甲醇工业起步早，原料来源广，技术成熟，生产能力巨大，又有国外以天然气为原料的低价甲醇大量进口，市场价格低。如采用该技术生产较重芳烃，既可以补充石脑油重整产品的不足，在成本上也具有竞争力。

2.    国内外类似技术情况介绍

国外早就进行了该技术的研发，比较成熟的有：

mobil公司报道，采用P/HZSM-5做催化剂，临氢条件，反应温度600℃，压力0.28MPa，WHSV 4h-1，甲苯/甲醇/水/氢的分子比为2/1/6/6，甲醇转化率97.8%，甲苯转化率28.4%，PX选择性96.8%，副产C5以下轻烃小于1%。

印度石油公司（IPCC）与GCT合作，开发了GT-TO-IAIKSM甲苯甲基化技术，据说已经建成200Kt/a（20万吨/年）的PX装置。该技术采用高硅沸石催化剂，反应温度400-450℃，压力0.1-0.5 MPa，甲苯/甲醇的质量比为1.35/1，PX选择性为85%以上，单程操作周期6-12个月，

   国内大连化物所以甲醇与甲苯为原料，采用流化床反应器，在生产PX同时产出乙烯、丙烯，催化剂为沸石分子筛，甲苯转化率20%，甲醇转化率98-100%，对二甲苯在二甲苯异构体中选择性大于99%，乙丙烯在低碳烃中选择性大于90%。目前在小试阶段。

经过多年的努力，国内有关研究机构在甲醇与轻芳烃烷基化的催化剂开发上有重大突破，甲醇转化率99.5%以上，采用甲苯或苯与甲苯的混合物为原料，固定床反应器，催化剂的选择性与寿命已经达到工业化应用水平。

3.    产品的市场前景分析及预测

如前所述，该技术的产品种类较多，而且可以根据市场需求调整产品分配比例。

主要产品之一：对二甲苯（PX）的国内市场巨大，2010年需求920万吨，国内产量620万吨，进口300万吨。预计2015年的消费量在1500万吨左右。国内现状是用对二甲苯生产PTA（精对苯二甲酸）的装置有1500万吨左右，但为其供应原料的PX装置只有650万吨产能。

主要产品之二：间二甲苯国内每年需要30万吨左右。

以该技术生产混合二甲苯，可以弥补国内二甲苯的供应不足。同时生产成本低于石脑油重整生产成本 ，具有较强的市场竞争力。

主要产品三：偏三甲苯，由于偏酐的国内外市场十分看好，因此有关厂家扩大偏酐生产能力。但目前遇到了暂时无法克服的瓶颈。没有足够的偏三甲苯原料。国内市场缺口每年10万吨左右。

4.产品方案与建设规模设计

根据最近小试数据整理得出，建设一套2万吨/年的甲醇与甲苯烷基化制碳八碳九芳烃装置，物料平衡与产品方案见下表：（甲醇/苯+回收甲苯 mol比为1:2；年生产时间8000小时计）

物料平衡汇总

4.1. 年产量2万吨是包括碳八芳烃与碳九芳烃两项合计。其中碳八芳烃年产17696吨，碳九芳烃年产4072吨，合计21768吨/年；（每小时产品2.721吨）

4.2. 年产尾气144吨，暂作为本装置燃料；

4.3. 每年消耗甲苯19440吨， 单耗=0.893

4.4. 每年消耗甲醇12000吨；单耗=0.551

4.5. 三甲苯中1,2,4-三甲苯含量达73.5%，回收率95%计，每年可产偏三甲苯2842吨；

4.6. 每年排出工艺水6800吨（可经处理后做循环水系统的补充水与废热锅炉用水）。

5. 能耗汇总

气化用热：1980KW, 加热炉负荷465KW，二甲苯塔的再沸器热负荷492KW;

副产气体18kg/h,折热量177KW,反应热回收300KW;

需补充2460KW,折燃料天然气260立方/小时左右。

循环水用量100吨/时，电150kwh（包括循环水）；

副产低压蒸汽4.3吨/时，（0.25MPaG）

6.烷基化催化剂装填量

6吨，寿命2年。

7.生产技术方案设计

生产技术方案见原则流程图，本工艺技术借鉴本公司开发的乙醇与苯烷基化生产乙苯的成熟专利技术，(授权专利号为ZL200710028818.5 )，采用该专利已经建成20万吨工业化装置并正常生产2年以上。该技术的优点是清洁工艺、无污染、能量利用率高。

8.技术经济评价分析

产品混合重芳烃成本表  （按二甲苯、三甲苯产出的成品计  元/吨 ）

目前市场上混合二甲苯销售价8200元/吨（税后），偏三甲苯销售价9400元/吨（税后），考虑偏三甲苯的操作费用未计入成本，产品按较低平均价格8500元/吨（税后）计，每吨销售利润（8500－7958.2）=541.80元。2万吨规模，年销售额约19890万元。年销售利润为541.8×2=1083.6万元（税后）。

注：原料与产品价格在不断地变化中，可以按当地当时的价格重新测算经济效益。

9.投资估算

安装费用估计150万元

土建费用估计100万元

仪表、自控、电器、通讯费用估计90万元

公用工程（包括锅炉、循环水、空气、氮气、燃气系统、污水处理、安全设施、机修、化验、等）120万元

设计与软件费用200万

不计流动资金与征地费用，合计1071万元左右。